半干型酥梨果酒酿造工艺研究

马梦真,钱籽霖,武璐婷,蒋和体

(西南大学 食品科学学院,重庆 400716)



半干型酥梨果酒酿造工艺研究

马梦真,钱籽霖,武璐婷,蒋和体*

(西南大学 食品科学学院,重庆 400716)

以酥梨为原料研制酥梨半干酒,重点对酥梨果酒酿造工艺参数进行了研究。结果表明:果酒酵母1596为酥梨半干酒的适宜发酵菌种;以果胶酶(0.2 ‰)处理2 h,SO2添加量80 mg/L,酵母接种量4%,发酵温度28 ℃为最佳工艺参数,主发酵7 d后,果酒的酒精度达到12.2% vol,原酒透光率为64.4%,感官评分90分;0.15%壳聚糖+0.010%明胶复合澄清处理效果最好,酒液透光率可达98.3%,VC含量1.00 mg/L,感官评分93分,酒香醇厚,爽口宜人;陈酿6个月后,清汁发酵酥梨果酒共检出香气物质41种,果酒香气物质数量与含量皆多于同期带渣发酵果酒,异戊醇和正癸酸乙酯为主要香气成分。综合来看,清汁发酵效果更好。

酥梨半干酒,酿造,香气成分,澄清

梨是世界重要果树之一,是人们喜食的大众化水果,我国梨树栽培历史悠久、分布广,是我国的第三大果树[1]。酥梨作为梨的重要品种之一,其含有多糖、矿物质、有机酸和多种维生素,营养丰富,是不可多得的果中佳品。目前大多数酥梨用于直接食用,其含水量高,在贮藏过程中如没有适宜的湿度,易失水造成干耗,或被霉菌污染,品质变差,且采收季短,易腐烂,使酥梨得不到较好地利用,深加工程度不够,产品附加值有待提高[2-3]。鉴于目前以酥梨为原料酿造果酒的工艺研究较少,为满足消费者需求,本课题将酥梨加工成果酒,不仅保留多种营养成分,更方便饮用。

随着经济的发展,我国果酒开发呈平稳发展态势,对梨果酒的酿造研究也不在少数。但目前对酥梨果酒的研究几乎没有,只有关于早酥梨的极少研究。王军节[4]等报道,早酥梨以初始可溶性固形物含量 24°Brix、pH4.3、发酵温度 28 ℃、接种量 0.68 g/L为最优条件发酵 9 d,陈酿后的果酒酒精度数高且品质良好,高级醇3-甲基-1-丁醇和苯基乙醇为主要香气成分;王春晖[5]等报道,酿造早酥梨酒最适宜的菌种为葡萄酒酵母,但缺少对具体酵母菌种的研究。

本实验对酥梨通过生物发酵开发果酒的工艺进行研究,通过发酵过程各种参数的变化,了解半干型酥梨酒酿造的动态变化规律,优化酥梨果酒的酿造工艺流程;重点研究陈酿处理对半干型酥梨果酒香气的影响及不同澄清剂与果酒品质的关系。以期为酥梨资源的开发利用提供借鉴。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

酥梨购于重庆市北碚区天生街永辉超市,经分析主要成分含量:总酸1.21 g/L、可溶性固形物含量10.5%、VC0.16 g/L;发酵菌种:果酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)1383、1596、1398,来自中国微生物菌种保藏中心,(SY)果酒干酵母湖北安琪酵母股份有限公司;白砂糖(食品级);壳聚糖(脱乙酰度>90%)上海源聚生物科技有限公司;果胶酶(20000 u/g)天津市利华酶制剂厂;其他试剂均为分析纯成都科龙化工试剂厂。

ZG140榨汁机广州振兴实业有限公司;FA2004A电子天平上海精天电子仪器厂;723-可见分光光度计上海棱光科技有限公司;无菌操作台VD-650型,苏州净化设备有限公司;HH.BLL.600-S恒温培养箱上海跃进医疗器械厂;0-40酒精计河北省武强县同辉仪表厂;PHC-3S酸度计成都市世纪方舟科技有限公司;HWT-10C恒温水浴摇床天津市恒澳科技发展有限公司;QP2010气相色谱-质谱联用仪日本岛津公司;手动固相微萃取进样器美国铂金-埃尔默公司;100 μm PDMS(聚二甲基硅氧烷)萃取头美国Supelco公司;TDL-5低速台式大容量离心机顺德市希贵电器制造有限公司。

1.2实验方法

1.2.1果酒酿造工艺

本实验所采用的酿造酥梨果酒工艺流程:

成分调整目标:本实验中糖度是个变量,需要确定最佳百分比;pH调整到3.5左右。

1.2.2发酵菌种的筛选将带渣的梨浆分别使用发酵菌种1383、1596、1398及安琪活性干酵母进行发酵实验,工艺条件相同,糖含量28 g/L,温度25 ℃,SO2100 mg/L,二级培养之后的酵母液接种量 8%,安琪干酵母接种量0.2‰。测定酒精度、残糖、维生素C含量、透光率和感官品质等指标[8-9]。

1.2.3发酵工艺参数优化在单因素实验基础上参考相关资料[8-13],采用四因素混合水平L9(21×33),以酒精度和透光率为指标进行正交实验。考察不同工艺处理、酵母接种量、发酵温度与SO2添加量4个因素对半干型酥梨果酒品质的影响,确定主发酵的最优条件。选取因素水平见表1。

1.2.4澄清剂对酥梨半干酒的影响

1.2.4.1壳聚糖添加量的确定取10 mL试管4支,加入6 mL 酥梨果酒,再加入壳聚糖溶液:0%、0.2%、0.4%、0.6%,充分混匀并静置3 d,取上清液离心后在420、720 nm分别测色度、透光率。重复3次。

1.2.4.2明胶添加量的确定取10 mL的试管4支,加入6 mL的酥梨果酒,再加入明胶液:0%、0.015%、0.030%、0.060%,充分混匀并静置3 d,取上清液离心后在420、720 nm分别测色度、透光率。重复3次。

表1　主发酵工艺因素水平表

1.2.4.3单一及复合澄清剂澄清效果的比较取10 mL的试管5支,各加入6 mL的酥梨果酒,其中四支分别加入添加量0.2%壳聚糖、0.015%明胶、0.15%壳聚糖+0.005%明胶、0.15%壳聚糖+0.010%明胶液,充分混匀并静置3 d,取上清液离心后在420、720 nm分别测定可溶性固形物含量、VC含量、色度、透光率,并进行感官评价。重复3次[14]。

1.2.5理化指标测定

1.2.5.1可溶性固形物的测定手持折光仪。

1.2.5.2酒精含量的测定酒精计法[15]。

1.2.5.3残糖(以葡萄糖计g/L计)测定直接滴定法[15]。

1.2.5.4总酸含量的测定电位滴定法[15]。

1.2.5.5VC含量的测定2,6-二氯酚靛酚法[15]。

1.2.5.6总二氧化硫测定法直接碘量法[15]。

1.2.5.7pH测定pH计直接测定。

1.2.5. 8香气测定气相色谱-质谱联用分析法(香气成分提取方法:固相微萃取法)[16-17]。

1.2.5.9透光率和色度的测定分光光度法,以蒸馏水作空白,在720 nm下用1 cm比色杯测定透光率T(%),在420 nm下测定吸光度A值来反映酒体的色度[18]。

1.2.5.10风味、色泽的评定感官评价法结合国家猕猴桃酒QB/T2027-94行业标准,由10位具有相关经验的专家组成品酒小组,从色泽(满分20分)、香气(满分30分)、滋味(满分40分)、典型性(满分10分)4个方面对酥梨果酒综合评价,取其平均值作为评分结果[12,13,15,19-20]。

1.2.6酥梨果酒香气成分分析

1.2.6.1香气物质提取采用顶空固相微萃取法(HS-SPME)。取主发酵结束后的酒样6 mL加入到20 mL萃取瓶中,加入1.0 g NaCl,密封好后插入经老化的萃取头(250 ℃老化40 min),置于45 ℃水浴中,待放稳后推出萃取针头,顶空萃取40 min后将萃取头插入GC-MS进样口,解析6 min[14-15]。

1.2.6.2酥梨香气成分成分的GC-MS分析[21-22]色谱条件:色谱柱DB-5MS(30 m×0.25 mm,0.25 μm),进样口温度250 ℃;升温程序:35 ℃保持3 min,以10 ℃/min升至110 ℃,保持3 min,以8 ℃/min升至150 ℃,保持2 min,以15 ℃/min升至230 ℃,保持4 min;载气(He):流量1.00 mL/min,压力53.5 kPa,进样口的温度250 ℃,进样量0.5 μL;采用不分流方式进样。

注:刚发酵出来的果酒透光率很低而且相差不大,故以上数据为将发酵好的原酒经 3500 r/min离心处理10 min后测得。

质谱条件:电子轰击(EI)离子源;电子能量:70 eV;离子源温度:230 ℃;ACQ方式:Scan;质量扫描范围m/z 35～500;扫描速率:769 s-1。

表3　主发酵工艺正交实验结果表

香气成分分析:分析结果运用计算机谱库(NIST/WILEY)进行初步检索及资料分析,并结合已有的相关文献进行定性分析[23-24]。

2　结果与分析

2.1发酵菌种选择

酵母菌种在果酒酿造过程中起着十分重要的作用,不同的菌种发酵出的果酒品质差异很大[7]。本实验通过比较酒精度、残糖、总酸、维生素C含量、透光率、原酒品质与风味等指标调整到pH3.5左右,从三种果酒酵母和安琪活性干酵母中筛选出酥梨果酒酿造的最适菌种。根据表2可得,酵母1596在整个发酵过程平稳且彻底,活力旺盛,所得的产品酒精度较高,VC保存较好,透光率较高,利于后续澄清。同时结合发酵酒色泽、风味、滋味的感官评价结果,综合可得果酒酵母1596更适于酥梨半干酒的发酵。

2.2发酵工艺参数优化

从果品破碎入罐发酵至总糖降至12%(w/w)以下,这一过程可称之为主发酵[8]。实验方案与结果见表3。

由表3可知,发酵方式和SO2添加量对最终酒度影响相对较小,在保证果品健康程度较好且满足防腐要求的前提下,SO2添加量应尽量减少,以降低残留。通过极差分析可知,各因素对半干型酥梨果酒主发酵效果影响由大到小顺序为:发酵温度>酵母接种量>SO2添加量>发酵方式。实验发现,酵母在28 ℃发酵速度较快且平稳,故主发酵工艺参数的最佳组合为A1B2C2D2,即清汁发酵、二级培养酵母液接种量为4%、发酵温度为28 ℃,SO2添加量为80 mg/L。该组合条件下主发酵7 d后,果酒的酒精度达到12.2% vol,原酒透光率为64.4%,感官评分90分,香气相对浓郁,具有悦人酒香和酥梨果香;色泽微黄,相对清亮;酸甜适中。

表4　陈酿1、6个月的酥梨果酒主要香气成分

续表

2.3半干酥梨果酒香气成分GC-MS分析

将陈酿1个月及6个月后的果酒通过GC-MS测定分析,对其香气成分的GC-MS总离子色谱图进行分析整理得主要香气成分相对含量的鉴定结果见表4所示。

从表4可以看出,采用 HP-SPME 和 GC-MS 技术检测并经过计算机谱库(NIST)进行初步检索,结合相关文献可初步定性两种果酒两个时间段的酒样中共鉴定出种63香气成分,这些成分主要是酯类30种、醇类8种、酚类1种、烃类14种、醛类8种、酸及酸酐类2种。

正癸酸乙酯和异戊醇为主要特征香气的组分。正癸酸乙酯含量始终很高,但是陈酿六个月之后清汁发酵果酒由39.26%降为22.64%,带渣发酵果酒则由35.17%降为26.31%,由于随陈酿时间的增长,总香气成分数量明显增加,故正癸酸乙酯可能为其他香气成分的前体物质,因此其含量与性质对酥梨果酒香气贡献很大;异戊醇为一种高级醇,其含量与性质对果酒香味影响很大,在陈酿过程中含量逐渐增多,清汁发酵一个月到六个月由8.45%升高到40.09%,带渣发酵则由7.29%升高到29.03%。

清汁发酵得到的果酒香气数量多于同期带渣发酵的香气数量:陈酿一个月之后,带渣发酵的果酒共检测出20种挥发性物质,清汁发酵的果酒则检测出24种;陈酿六个月之后带渣发酵的果酒共检测出31种挥发性物质,清汁发酵的果酒则检测出41种,且酚类、酸及酸酐明显增加,而带渣发酵却未检测出,它们对总体香气的形成有不可忽视的作用[25]。故陈酿过程中香气的形成、转化,清汁发酵得到的果酒更为明显。

表5　不同澄清方法对酥梨果酒澄清效果的比较(清汁)

注:标注不同字母表示差异显著,p<0.05。

酥梨果酒陈酿六个月之后比陈酿一个月时总香气成分数量明显增加:陈酿一个月之后两酒样共有的香气成分有15种,陈酿六个月之后两酒样共有的香气成分有21种。带渣发酵的果酒陈酿一个月后共检测出20种挥发性物质,陈酿六个月后共检测出31种挥发性物质;清汁发酵的果酒陈酿一个月后共检测出24种挥发性物质,陈酿六个月后共检测出41种挥发性物质。可见香气成分逐渐变得复杂浓郁。特别是醇类香气成分,无论是含量还是数量都有所增加,高级醇能够赋予果酒优雅的香气,同时这些物质又是其他香气物质的良好溶剂。因此酒越陈越香。

2.4澄清剂对半干型酥梨果酒品质的影响

2.4.1壳聚糖添加量对酥梨果酒澄清效果的影响由图1可以看出,壳聚糖的添加量不同,对酥梨果酒的澄清效果不同。用量在0.2%时,果酒澄清效果最好。壳聚糖是氨基葡萄糖的直链多聚糖,是以自然界丰富的甲壳类物质(虾、蟹、昆虫等的外壳)脱去钙、磷、蛋白质、色素等成分制备成甲壳素(chitin),再进一步脱去分子中的乙酰基而获得的一种纯天然的高分子化合物[26]。壳聚糖是天然的阳离子型絮凝剂,使引起酒液混浊的蛋白质、果胶、单宁等胶态颗粒被絮凝沉淀下来而达到澄清的目的。由图1可见,当添加量为0.2%时,色度最低、透光率最大,继续增大添加量对透光率影响不大。因此,壳聚糖澄清酥梨果酒的最适宜添加量为0.2%。

图1　不同壳聚糖添加量对酥梨果酒澄清效果的影响Fig.1　Clarification effect of chitosan with different adding amount of the fruit wine fermented with clarified juice

2.4.2明胶添加量对酥梨果酒澄清效果的影响由图2可以看出,明胶的添加量不同,对酥梨果酒的澄清效果不同。添加量在0.015%时,果酒澄清效果最好。明胶能与单宁作用生成一种粘糊状的化合物,吸附酒中的混浊微粒,使其成为小片状物而被除去,使酒澄清。随着添加量的加大,酥梨果酒的色度下降,透光率上升,但是添加量过大时,酒体浑浊。因此,明胶澄清酥梨果酒的最适宜添加量为0.015%。

图2　不同明胶添加量对酥梨果酒澄清效果的影响Fig.2　Clarification effect of gelatin with different adding amount of the fruit wine fermented with clarified juice

2.4.3不同澄清方法对酥梨果酒澄清效果的比较比较色度和透光率2个指标,壳聚糖对酥梨酒澄清效果更明显,但是色泽破坏大于明胶;在酥梨酒澄清后糖及口感方面,相较于壳聚糖,明胶更能保持果酒的醇香宜人,酒糖等各种成分保留较好。综合两种澄清剂的优点,采用复合澄清剂后,0.15%壳聚糖+0.010%明胶则能最大程度保留各种成分,且透光率最高,酒香醇厚,爽口宜人。

表6　澄清及澄清效果的显著性检验(SSR)

为了检验两种单一澄清剂和两种复合澄清剂的澄清效果是否存在显著性差异,将单一澄清剂和复合澄清剂对半干酥梨酒的最佳澄清效果与空白对照组进行显著性分析。

由表可以看出,与空白对照相比,使用澄清剂之后的澄清效果明显要好,其中0.15%壳聚糖+0.010%明胶的澄清效果最佳,与空白相比效果极显著(p<0.05)。在两种单一澄清剂中,壳聚糖与明胶之间存在显著性差异(p<0.05),澄清能力为壳聚糖>明胶。在两组复合澄清剂中,0.15%壳聚糖+0.010%明胶与0.15%壳聚糖+0.005%明胶存在显著性差异(p<0.05),澄清能力为0.15%壳聚糖+0.010%明胶>0.15%壳聚糖+0.005%明胶。另外,复合澄清0.15%壳聚糖+0.010%明胶与单一澄清壳聚糖和明胶之间均存在显著性差异(p<0.05),说明复合澄清优于单一澄清。

3　结论

通过实验,确定了最适合本工艺的参数为:果酒酵母1596为最适菌种;果胶酶(0.2 ‰)处理2 h,灭酶后调整含糖量为28%,pH3.5,SO2添加量80 mg/L,酵母接种量4%,恒温28 ℃发酵7 d,酒精度达到12.2% vol,原酒透光率为64.4%,感官评分90分。

陈酿6个月后,清汁发酵酥梨果酒共检出有香气物质41种,果酒香气物质数量与含量皆多于同期带渣发酵果酒,异戊醇和正癸酸乙酯为主要香气成分。综合来看,清汁发酵效果更好。

陈酿之后的果酒用0.15%壳聚糖+0.010%明胶复合澄清处理,酒液透光率可达98.3%,VC含量1.00 mg/L,感官评分93分,酒香醇厚,爽口宜人。

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Research of the brewing technology of semi-dry crisp pear Wine

MA Meng-zhen,QIAN Zi-lin,WU Lu-ting,JIANG He-ti*

(College of Food Science,Southwest University,Chongqing 400716,China)

Crisp pear were used as the raw materials to research the brewing technical parameters for preparing semi-dry crisp pear wine. The results showed that the optimal main fermentation parameters were 2 h pectinase treatment amount of 0.2‰,SO2addition amount of 80 mg/L,yeast inoculation amount of 4%,fermentation temperature of 28 ℃. After 7 d main fermentation,alcohol wine reached 12.2% vol,wine light transmittance was 64.4%,sensory score was 90. When the single clarificant was used,chitosan 0.15%+gelatin 0.010% had the best clarification effect on semi-dry crisp pear wine with the light transmittance by 98.3%,VCcontent of 1.00 mg/L,sensory score 93. After 6 months,41 aroma components were identified from the wines fermented with clarified juice. Its aroma components were more than the wines fermented with fresh juice. The major aroma compounds were isoamyl alcohol and ethyl caprate. In conclusion,the juice ferment was better.

crisp pear;semi-dry wine;brewing;aroma components;clarification

2015-05-13

马梦真(1993-),女,本科,主要从事果酒创新研发方面的研究，E-mail:swu2012mmz@163.com。

蒋和体(1963-),男,博士,教授,研究方向：农产品加工，E-mail:jheti@126.com。

国家级大学生创新创业训练计划资助(201410635049)。

TS262.7

A

1002-0306(2016)01-0000-00

10.13386/j.issn1002-0306.2016.01.000