草莓果酒發(fā)酵工藝研究

草莓果酒發(fā)酵工藝研究

草莓是深受消費(fèi)者喜愛的零食。它的顏色明亮、柔和、多汁、香味濃郁、酸甜可口。草莓營養(yǎng)價(jià)值較高,含多種維生素,每100g草莓含的VC量比蘋果、葡萄高7~10倍,鈣、磷、鐵的含量比蘋果、梨、葡萄高3~4倍。草莓不僅食用價(jià)值高而且具有較高的藥用價(jià)值,如具有清火解熱、生津止渴、利尿止瀉等藥理作用,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)證明草莓含有超氧化物歧化酶(SOD)、VE等物質(zhì),能清除人體內(nèi)的過氧化物,有增強(qiáng)抗病、抗衰老和延年益壽的功能。但草莓成熟期短,集中上市,又不耐儲藏,限制了草莓遠(yuǎn)銷和大規(guī)模生產(chǎn)種植,利用草莓釀制果酒,將是促進(jìn)草莓發(fā)展增加農(nóng)民收入的一條良好途徑。草莓果酒符合當(dāng)今酒類消費(fèi)所倡導(dǎo)的以低度酒取代高度酒,果酒取代糧食酒的潮流。低醇甜型草莓果酒,色澤艷麗誘人,更受各國消費(fèi)者的青睞。而有關(guān)低醇草莓果酒釀造工藝研究的文獻(xiàn)報(bào)道非常有限。本實(shí)驗(yàn)對影響草莓果酒營養(yǎng)價(jià)值及草莓感官質(zhì)量的重要因素進(jìn)行了研究,目的旨在為生產(chǎn)和科研提供參考依據(jù)。1材料和方法1.1材料表面徐州農(nóng)貿(mào)市場售新鮮成熟草莓;偏重亞硫酸鉀;白砂糖,食用一級;檸檬酸,食用級;果酒酵母XEC.19,本實(shí)驗(yàn)室保存。1.2儀器、試藥和儀器PHS-2型數(shù)顯酸度計(jì)上海天達(dá)儀器有限公司;WYT-32型手持糖度計(jì)成都光學(xué)儀器廠;附溫度計(jì)密度瓶、MettlerPM200電子天平上海龍騰電子有限公司;722s型可見光分光光度計(jì)上海精密科學(xué)儀器有限公司;TAS-990原子吸收光譜儀北京普欣公司。榨汁機(jī)、PYX-DHS350-BS隔水式電熱恒溫培養(yǎng)箱上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠;SS-325型高壓滅菌鍋日本TOMYKOGYO公司;數(shù)顯式恒溫水浴鍋。1.3總糖、糖度、澄清度、比色法酒精度測定:GB/T15038-94蒸餾比重法;總酸(檸檬酸計(jì)):GB/T15038-94電位滴定法;揮發(fā)酸:GB/T15038-94蒸餾酸堿中和滴定;總糖、還原糖測定:GB/T15038-94斐林試劑滴定法;糖度:手持糖度儀;pH值:pHS-2型酸度計(jì);總SO2、游離SO2按照文獻(xiàn)介紹方法測定;澄清度測定:采用比色法,722S分光光度計(jì)于630~650nm處檢測果酒的透光率;原酒風(fēng)味:感官鑒定法;雜醇油含量(比色法)。多酚氧化酶的測定按照報(bào)道的方法。1.4工藝2結(jié)果與分析2.1vc和k-b含量對草莓果酒的影響參照所報(bào)道的方法測定草莓化學(xué)成分,結(jié)果見表1。由表1可看出,草莓含糖量較少,在發(fā)酵過程中不能產(chǎn)生足量的乙醇,由此需要補(bǔ)加糖;草莓VC含量非常高,這對維持草莓果酒的色澤具有重要意義;草莓中鈣、磷、鐵的含量比較高,由此草莓果酒可以很好地補(bǔ)充人體礦質(zhì)元素;草莓中所含的蛋白質(zhì)可以為草莓中本身含有的蛋白酶所講解成小分子的肽類或氨基酸,可以為酵母的生長繁殖所需。同時(shí)揮發(fā)性香味物質(zhì)也比較豐富,芳香成分十分復(fù)雜,汁液含量高,非常適宜釀造果酒,可以釀造出草莓果香獨(dú)特濃郁、清香悅?cè)说牟葺啤?.2超過干燥處理對草莓品質(zhì)的影響2.2.1造模過程對紅色素的影響草莓果酒的色澤是草莓酒質(zhì)量的重要衡量指標(biāo),在草莓果酒釀造過程中,為測得釀造工藝對色素的影響,需要測定紅色素的最大吸收波長。由圖2可看出,在波長520nm處存在一吸收峰,根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,這一吸收峰是草莓中花青素的特性吸收峰。2.2.2不同溫度對草莓漂燙效果的影響選取充分成熟的無病蟲污染及腐爛的果實(shí),在流動(dòng)水中清洗并摘除果柄和萼葉。再機(jī)械破碎方法破碎,于榨汁機(jī)中榨汁,初步得到出汁率為78%的草莓原汁。草莓在榨汁前,進(jìn)行漂燙處理,可以殺死草莓果實(shí)所帶的微生物及殺滅果實(shí)中的過氧化酶,以防加工過程中褐變。實(shí)驗(yàn)設(shè)定不同的溫度80、90、100℃,均漂燙1min。漂燙過后,果膠酶處理、榨汁,檢測漂燙對果汁品質(zhì)的影響,結(jié)果見表2。由表2可知,草莓果實(shí)不經(jīng)漂燙處理時(shí),VC含量,OD520均較高,同時(shí)果汁色澤鮮艷,香氣濃郁,同時(shí)因采用了果膠酶處理,所以果汁上清同底部沉淀界面清晰,果汁富有光澤,澄清透明,過濾容易。但果汁中多酚氧化酶的含量較高,同時(shí)出汁率稍低,這是其不利因素;采用不同的溫度對其漂燙處理時(shí),隨著溫度的升高,VC保存率和OD520均顯著下降,同時(shí)果汁褪色較為嚴(yán)重,說明VC及花青素對熱較為敏感,漂燙后草莓特有的香氣喪失較大;其出汁率有稍有提高,多酚氧化酶的活力有所下降,果汁黏度同未漂燙草莓比較變化不顯著。綜合考慮到草莓的感官指標(biāo)和營養(yǎng)價(jià)值以及成本,在釀造草莓果酒時(shí),不采用漂燙工藝,對于防止雜菌污染及殺酶的措施,應(yīng)用其他方法。2.3果膠酶處理單次使用時(shí)果汁黏度高、澄清效果差。根據(jù)確定,清草莓果實(shí)中含有較多的果膠成分,該物質(zhì)會使草莓的出汁率降低,黏度增大,過濾困難,以及色素的浸出量較低,同時(shí)也會對草莓的香氣不利,對草莓果酒的澄清也是極為不利的。因溫度對草莓果汁的質(zhì)量影響較大,按照0.025g/100ml的量向剛榨汁的果汁中添加果膠酶,在30、40、50℃水浴保溫1h后,檢測果膠酶處理效果,檢測結(jié)果如表3所示。由表3可看出,30℃處理時(shí),果汁黏度大,過濾困難,透光率低,同時(shí)紅色素的浸出率也較低,總體來看幾乎沒有起到澄清作用;當(dāng)溫度為40℃時(shí),澄清效果明顯,果汁上清澄清透明,分界面清晰可見,果汁鮮紅,富有光澤;當(dāng)溫度上升到50℃時(shí),澄清效果顯著下降,過濾較困難,流動(dòng)性差,透光率低。綜合考慮,采用0.025g/100ml的酶量,水解溫度為40℃,水解時(shí)間為1h,果膠酶處理效果最佳。2.4執(zhí)行so2對原草莓的直接影響草莓榨汁時(shí)立即添加偏重亞硫酸鉀,以防止氧化及雜菌生長。本實(shí)驗(yàn)添加的偏重亞硫酸鉀后終濃度達(dá)到40、80、120、160、200mg/L每一梯度重復(fù)三次,最后檢測產(chǎn)品質(zhì)量情況,草莓紅色素含量與偏重亞硫酸鉀濃度的關(guān)系見圖3,其他檢測情況見表4所示。由圖3可知,隨著偏重亞硫酸鉀濃度的增加,草莓紅色素含量逐漸下降,當(dāng)偏重亞硫酸鉀濃度為120mg/L時(shí),色素含量急劇下降,當(dāng)偏重亞硫酸鉀濃度繼續(xù)提高到200mg/L時(shí),紅色素幾乎全部消失,原果酒色澤幾乎變?yōu)榘咨７治銎湓?草莓中的紅色素主要源于草莓中的花青苷,花青苷不穩(wěn)定,易受到熱、光、氧化、還原而退色,加入偏重亞硫酸鉀后,偏重亞硫酸鉀分解為SO2,SO2同草莓中的花色苷單體化合,形成亞硫酸氫鹽加成物,花色苷紅色消失,變?yōu)闊o色。故添加偏重亞硫酸濃度較大時(shí),原果酒色澤消失。由表4可知,隨著偏重亞硫酸鉀添加量的增加,主發(fā)酵時(shí)間逐漸延長,表明SO2對酵母有一定的抑制作用,能夠延緩發(fā)酵時(shí)間,這對果酒的澄清具有積極意義,但從酒精度來看,隨SO2濃度增加產(chǎn)酒精量逐漸降低,而殘?zhí)橇恐饾u升高,總酸逐漸降低,即當(dāng)SO2濃度過高時(shí),就會對酵母產(chǎn)生嚴(yán)重的抑制作用,導(dǎo)致發(fā)酵力下降,發(fā)酵不完全,殘?zhí)禽^多。從雜菌檢測結(jié)果可知,當(dāng)添加40mg/L的偏重亞硫酸鉀時(shí),沒有起到防止雜菌污染的效果,當(dāng)濃度在80mg/L以上時(shí),有效防止了雜菌的污染。從最終原草莓果酒品質(zhì)看,偏重亞硫酸鉀添加量越多,果酒色澤越淺,濃度達(dá)到160mg/L時(shí),紅色幾乎完全褪去,當(dāng)添加80mg/L時(shí),果酒品質(zhì)最優(yōu),因此SO2對果酒的色、香、味以及對酒體的穩(wěn)定性、澄清度等整體品質(zhì)都具有重要影響。綜合考慮,添加80mg/L的偏重亞硫酸鉀效果最好。2.5糖濃度和酒精度草莓果實(shí)中含糖量較低,如果僅用草莓本身含有的糖進(jìn)行發(fā)酵,酒精度不能滿足要求,本實(shí)驗(yàn)中向果汁中添加白砂糖補(bǔ)充糖度使其分別達(dá)到:16、20、24、28g/100ml。在21℃下進(jìn)行發(fā)酵,結(jié)果見表5。由表6可知,糖度對草莓果酒的品質(zhì)有著顯著影響,從總體看隨著添加糖濃度的升高,發(fā)酵周期延長,酒精度提高,同時(shí)殘?zhí)且苍黾?。在糖濃度低?0%時(shí),酒體寡淡無味,缺少酒香氣;添加糖至20%,果酒品質(zhì)顯著提高,果香酒香濃郁,口味協(xié)調(diào)柔和,酒體醇厚感強(qiáng);當(dāng)添加糖量超過20%,發(fā)酵時(shí)間明顯延長,原果酒品質(zhì)下降,果香氣逐漸消失,苦澀味明顯,質(zhì)量較差,這可能是糖量過高,滲透壓升高,酵母代謝活動(dòng)發(fā)生改變,副產(chǎn)物發(fā)生變化,最終導(dǎo)致果酒品質(zhì)下降。綜合來看,添加糖濃度至20%最佳。以果酒酵母19為菌種,以20%的糖濃度進(jìn)行果酒發(fā)酵,檢測發(fā)酵過程的酒精變化規(guī)律和酵母增殖情況,結(jié)果見圖4所示。圖4顯示,酒精轉(zhuǎn)化速度較快的時(shí)間主要在接種后2~5d,此階段發(fā)酵平穩(wěn),酒精轉(zhuǎn)化率較高;從酵母增殖來看,接種后1d,酵母增值較慢,這階段屬于酵母延遲期,延遲期過后,從第1d到第3d,酵母大量繁殖,接著酵母數(shù)量基本趨于平穩(wěn),發(fā)酵5d后,酵母數(shù)量開始減少,進(jìn)入了衰退期。2.6主發(fā)酵溫度的影響發(fā)酵溫度對對酵母的生長繁殖以及酒精發(fā)酵都有重要影響,發(fā)酵溫度高,酵母代謝旺盛,生長繁殖較快,發(fā)酵速度相對較快,但同時(shí)酵母容易提前衰退,容易導(dǎo)致雜菌污染,同時(shí)果汁中的芳香成分以及色素?fù)p失較大;低溫發(fā)酵,酵母繁殖慢,發(fā)酵速度慢,主發(fā)酵時(shí)間延長,但酒的品質(zhì)相對較好。對于不同的酵母菌種以及發(fā)酵原料,最佳的發(fā)酵溫度不同。本實(shí)驗(yàn)設(shè)定4個(gè)溫度梯度:18、21、25、28℃,發(fā)酵結(jié)果如表6和圖5所示。由表6看出,隨著發(fā)酵溫度的增加,主發(fā)酵時(shí)間逐漸縮短,但酒度降低,殘?zhí)窃黾?揮發(fā)酸增加。主發(fā)酵溫度對果酒品質(zhì)的影響特別顯著,發(fā)酵溫度在24、28℃時(shí),酵母進(jìn)入主發(fā)酵的時(shí)間較早,發(fā)酵氣勢非常迅猛,有大量氣泡從醪液中冒出,同時(shí)主發(fā)酵終止的也早,發(fā)酵不夠平穩(wěn),酒體粗糙,有顯著的辛辣味,缺乏新鮮果香,酒的品質(zhì)較差。主發(fā)酵溫度降低到21℃,發(fā)酵平穩(wěn),易于控制,草莓酒的口味純和、辛辣味消失,酒質(zhì)細(xì)膩、草莓原果香味濃郁。這是因?yàn)樵谳^高的溫度下,草莓中的色素成分易于被破壞,其原因在于氧化作用,溫度升高,則加快反應(yīng),同時(shí)溫度升高草莓的果香也損失較大。發(fā)酵溫度降至18℃,發(fā)酵遲緩,主發(fā)酵時(shí)間顯著滯后,對整體生產(chǎn)不利。因此主發(fā)酵溫度控制在21℃為最佳。在不同溫度下進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)酵過程中檢測酒精變化情況,掌握酒精的增長規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。由圖5看出,溫度越低,起發(fā)速度越慢,18℃時(shí),接種兩天后酒精轉(zhuǎn)化率才開始大幅度提高,同時(shí)主發(fā)酵速度較慢,主發(fā)酵持續(xù)10d才結(jié)束;而24、28℃時(shí),接種1d后,發(fā)酵速度就顯著提高,主發(fā)酵主要集中在1~4d,發(fā)酵迅猛,酵母衰老也快,果酒中的芳香成分散失快,同時(shí)果酒副產(chǎn)物也影響酒的品質(zhì);21℃時(shí),從接種后1d,就以較快的酒精轉(zhuǎn)化速度平穩(wěn)發(fā)酵,發(fā)酵7d后,主發(fā)酵結(jié)束?？傮w看,酒精轉(zhuǎn)化率最快的時(shí)間主要集中在第2~6d,前期,草莓果汁中含有一定的溶氧,酵母進(jìn)行有氧呼吸,大量繁殖,接著氧氣消耗殆盡,酵母主要進(jìn)行厭氧發(fā)酵,將糖轉(zhuǎn)化為酒精,發(fā)酵后期,剩余極少量的糖,其他營養(yǎng)物質(zhì)也消耗殆盡,同時(shí)已產(chǎn)生的大量酒精對酵母產(chǎn)生抑制作用,結(jié)果導(dǎo)致酵母酒精轉(zhuǎn)化率顯著降低。2.7ph值對草莓果酒發(fā)酵的影響酵母菌的生長、繁殖、發(fā)酵與果汁的pH值關(guān)系密切,在適宜的低pH值下酵母菌的生長繁殖迅速,發(fā)酵平穩(wěn),果酒品質(zhì)較好,低pH值可以使更多的SO2處于游離狀態(tài),具有較好的防腐效果,同時(shí)低pH值也能有效防止有害微生物污染;但過低的pH值又會抑制酵母菌體的生長,影響發(fā)酵,同時(shí)會使乙酸酯水解生成揮發(fā)酸,影響果酒風(fēng)味。減少為得到最適發(fā)酵pH值,采用檸檬酸調(diào)節(jié)草莓果汁的pH值,使其分別達(dá)到:4.0、3.6、3.2、2.8。發(fā)酵實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表7所示。由表7可知,pH值不同,草莓果酒的發(fā)酵特性不同。pH值對草莓果酒的紅色影響顯著,不同的pH值下,草莓果酒的紅色深淺不同,pH值越小,紅色越深,當(dāng)pH值為3.2以下時(shí),色澤較好,這是由于草莓中紅色素屬于花色苷,在不同pH值下,花色苷的結(jié)構(gòu)將會發(fā)生變化,從而導(dǎo)致呈現(xiàn)不同的顏色。pH值在3.2以上時(shí),草莓果酒的感官質(zhì)量較差,苦澀味明顯,同時(shí)有異味,究其原因,可能有雜菌污染,同時(shí)pH值也會對草莓中多酚氧化酶活性產(chǎn)生重要影響,在低pH值下,多酚氧化酶活性較低,當(dāng)pH值為2.4時(shí)活性為0,pH值為6.0時(shí)活力達(dá)到最高,為最大限度地減少草莓果酒的褐變,需要降低pH值,以減少多酚氧化酶活性。在pH值為2.8時(shí),主發(fā)酵時(shí)間明顯延長,同時(shí)酒精度較低,殘?zhí)橇扛?由于pH值過低,抑制了果酒酵母的生長繁殖。綜合考慮,草莓果汁的初始pH值調(diào)到3.2釀造出的草莓果酒質(zhì)量最佳。2.8明膠和皂土的澄清效果草莓原果酒中的果膠物質(zhì)及單寧、蛋白質(zhì)等,屬于果酒的不穩(wěn)定成分,在果酒貯存期間會沉淀析出,嚴(yán)重影響果酒的質(zhì)量;同時(shí)這些物質(zhì)也會使果酒出現(xiàn)苦澀味,嚴(yán)重影響草莓果酒的風(fēng)味。因而應(yīng)努力降低果酒中的果膠、單寧及蛋白質(zhì)這類物質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)中分別采用明膠、皂土澄清,明膠澄清原理是利用其本身帶正電荷與帶負(fù)電荷的單寧相聚合而將果酒中其他懸浮微粒吸附下沉,達(dá)到澄清效果。皂土本身帶負(fù)電荷,它能和酒液中帶正電荷的蛋白質(zhì)相互吸引結(jié)合,形成絮狀產(chǎn)生沉淀,并在下沉過程中將草莓原酒中懸浮的很細(xì)微粒沉淀下來,使酒澄清。取6支試管,標(biāo)號后向各管中加入50ml發(fā)酵原酒,再依次向1~3號試管中加入10%的明膠溶液使其終濃度分別達(dá)到0.002%、0.006%、0.010%、0.014%,向4~6號管中加入皂土乳濁液至0.05%、0.10%、0.15%,各管均靜置48h,觀察澄清效果。結(jié)果見表8所示。由表8可知,明膠和皂土做澄清劑效果都較好,當(dāng)明膠用量為0.005%時(shí),澄清效果差,幾乎起不到顯著的澄清作用,同時(shí)原果酒有一定的苦澀味;當(dāng)明膠用量增加到0.010%時(shí),澄清效果顯著,原果酒澄清透明,果酒果香濃郁,酒體細(xì)膩,口味純正;當(dāng)繼續(xù)增加明膠至0.015%,原果酒的透光性下降,表現(xiàn)出下膠過量;采用皂土澄清,0.05%時(shí)皂土量顯得不足,原果酒混濁,絮凝慢,稍有澀味;增加到0.10%,絮凝快,果汁清澈透明,酒體細(xì)膩,純正柔和,當(dāng)繼續(xù)增加皂土量,效果不明顯。比較皂土和明膠,明膠的量需要控制準(zhǔn)確,稍有過量就會導(dǎo)致下膠過多,引起透光率下降,故選擇皂土較好。3草莓果實(shí)的質(zhì)量指數(shù)3.1草莓香精的概念外觀:清澈透明,有光澤;色澤:深紅色;滋味:醇和濃郁,口味柔和純正無異味;香氣:草莓果香濃郁,具有典型的草莓果香和酒香;雜質(zhì):無沉淀、雜質(zhì)及明顯的懸浮物。3.2酸,揮發(fā)油酸酒精度(%,V/V):11.5±0.5;總糖(%,以葡萄