棗酒發(fā)酵工藝研究

棗酒發(fā)酵工藝研究

棗是李科的一種植物果樹(shù)果實(shí)。棗的栽培起源于我國(guó),有3000多年的歷史。棗營(yíng)養(yǎng)豐富,除含糖分較高外,Ca、P和Fe等礦物質(zhì)元素及維生素含量也較高。棗中維生素C含量居水果之首,是香蕉的40倍、蘋果的20倍,享有“天然維生素”的美譽(yù),民間也有“日食三棗,長(zhǎng)生不老”之說(shuō)。棗中含18種氨基酸,其中8種為人體必需的氨基酸。棗肉中還含有較高的黃酮、環(huán)磷酸腺苷及環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷等物質(zhì),對(duì)預(yù)防心血管疾病和癌癥均有重要的作用。因此,棗果被衛(wèi)生部列為藥食同源的典型,是一種很好的保健食品。本研究以徽州蜜棗原料——尖棗為原料,棗酒的加工以VC為考查指標(biāo),對(duì)其發(fā)酵方式進(jìn)行研究,旨在選出最佳的發(fā)酵工藝參數(shù),提高棗酒VC的保存,獲得優(yōu)質(zhì)的棗酒,以期提高棗資源利用率,提高產(chǎn)品附加值,促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。1材料和方法1.1材料、發(fā)酵、菌種、培養(yǎng)基1.1.1原材料及預(yù)處理徽州尖棗:2008年8月中旬采自安徽省宣城市水東鎮(zhèn)棗園。鮮棗采摘后選擇成熟、個(gè)大、均勻、無(wú)病蟲(chóng)害、無(wú)腐爛的為原料,用清水沖洗干凈,去核、打漿、殺菌,備用。果膠酶:諾維信(Novozymes)公司生產(chǎn)的PectinexBEXXL果膠酶。酵母(安琪牌釀酒高活性干酵母):湖北省宜昌市安琪酵母股份公司;白砂糖、硅藻土:市售。1.1.2試驗(yàn)儀器分析天平,手持式折光儀(WYT-4型),高壓蒸氣滅菌鍋,無(wú)菌操作臺(tái),打漿機(jī),精密級(jí)數(shù)字式酸度計(jì),酒精度計(jì),酒精蒸餾裝置,過(guò)濾裝置,恒溫培養(yǎng)箱等。1.2酵母菌種的活化從安琪活性干酵母粉中分離純化出的菌種接種到麥芽固態(tài)培養(yǎng)基斜面培養(yǎng),28℃恒溫培養(yǎng)48h。一級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng):取10mL試管1個(gè),裝入麥芽汁10mL,于68.6kPa滅菌20min,冷卻后取3環(huán)酵母菌接入試管中,放置在恒溫箱中,28℃培養(yǎng)48h。二級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng):取250mL三角瓶,裝入滅菌后麥芽汁100mL,按7%接入一級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)后的酵母菌,放置在恒溫箱中,28℃培養(yǎng)48h,待用。1.3發(fā)酵、接種、調(diào)配、裝瓶、密封、殺菌1.3.1主要工藝流程原料選擇→去雜→清洗→去核打漿→成分調(diào)整→酶解→添加SO2→分裝于三角瓶→加營(yíng)養(yǎng)鹽(氮源)→接種酵母菌→酒精發(fā)酵(主發(fā)酵)→后發(fā)酵→下膠→過(guò)濾→裝瓶→殺菌→成品1.3.2操作要點(diǎn)原料處理:經(jīng)過(guò)預(yù)處理后棗漿,按照不同的料液比調(diào)整好棗液,使發(fā)酵液含糖量為20%左右。用檸檬酸調(diào)pH值為3.5。向稀釋后的發(fā)酵液中加入80mg/L的SO2,加入0.5%～0.6%的果膠酶,40℃加熱2h～3h,促進(jìn)酶活性,提高棗汁的溶出率,添加0.05%氮源以補(bǔ)充酵母菌發(fā)酵所需的氮源。接種發(fā)酵:待發(fā)酵液冷卻至35℃左右,接種7%的液態(tài)酵母菌,混勻,進(jìn)行酒精發(fā)酵。25℃發(fā)酵7d,同時(shí)每天取發(fā)酵液檢測(cè)其pH值和糖度。當(dāng)測(cè)得糖度不再降低時(shí),主發(fā)酵結(jié)束。降低發(fā)酵溫度于4℃～6℃進(jìn)行后發(fā)酵,后發(fā)酵時(shí)間控制為10d～15d,必要時(shí)可增加后發(fā)酵時(shí)間,以利于發(fā)酵液的徹底澄清和提高成品風(fēng)味。滅菌與調(diào)配:發(fā)酵結(jié)束后,先用濾紙進(jìn)行過(guò)濾,取上清液進(jìn)行巴氏滅菌,殺死殘存的活酵母及其他雜菌,冷卻至常溫進(jìn)行調(diào)配。調(diào)配可根據(jù)各地飲用習(xí)慣調(diào)其酸度、糖度。酸度一般用檸檬酸調(diào)整,糖度可用白砂糖調(diào)整。調(diào)整后的發(fā)酵液用膜過(guò)濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾。裝瓶與巴氏滅菌:過(guò)濾后的酒液經(jīng)裝瓶、密封、巴氏滅菌即得成品棗酒。巴氏滅菌條件:75℃～80℃滅菌15min～20min。1.4細(xì)菌指標(biāo)的測(cè)定1.4.1理化和微生物測(cè)定可溶性固形物含量:手持測(cè)糖儀法測(cè)定;還原糖:斐林試劑滴定法測(cè)定;酒精度:蒸餾法;VC含量:碘滴定法;細(xì)菌總數(shù)的測(cè)定:稀釋板法;大腸桿菌數(shù)的測(cè)定:伊美藍(lán)平板法。1.4.2感官評(píng)定由40人組成的品評(píng)小組進(jìn)行參評(píng),對(duì)棗酒的色澤、香味、滋味典型性進(jìn)行評(píng)分,得出最佳方案。2結(jié)果與分析2.1so2用量范圍對(duì)原酒品質(zhì)的影響在果酒釀造中,SO2常被作為抑菌劑廣泛使用,試驗(yàn)分別添加0mg/L、40mg/L、80mg/L、120mg/L、160mg/L的SO2考察對(duì)棗酒發(fā)酵的影響,根據(jù)發(fā)酵完全所用時(shí)間、酒精度和原酒風(fēng)味,選擇出適合的SO2用量范圍,結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知,SO2用量對(duì)酒精度影響不大,但對(duì)發(fā)酵時(shí)間、原酒的風(fēng)味影響較大。未添加SO2的原酒有異味,原因可能是由于對(duì)雜菌沒(méi)有抑制作用,部分糖分可能被雜菌轉(zhuǎn)化成其他物質(zhì);SO2用量為40mg/L～80mg/L時(shí),原酒的各項(xiàng)指標(biāo)較好,且風(fēng)味較理想;用量為120mg/L～160mg/L時(shí),發(fā)酵速度減慢,且原酒有明顯的SO2刺激味及苦味,說(shuō)明添加過(guò)量,抑制了酵母菌的活性。因此SO2用量的適宜范圍為40mg/L～80mg/L。2.2氮源添加量對(duì)棗酒發(fā)酵的影響氮是酵母細(xì)胞合成代謝的重要原料,氮源不足可導(dǎo)致葡萄糖通過(guò)酶的加速運(yùn)轉(zhuǎn),使發(fā)酵速率降低,并導(dǎo)致發(fā)酵終止或不完全,這是氮源缺乏導(dǎo)致殘?zhí)禽^多的原因。該試驗(yàn)以酵母粉為氮源,分別添加0%、0.02%、0.05%、0.08%、0.11%的氮源以研究不同的氮源添加量對(duì)棗酒發(fā)酵時(shí)間及品質(zhì)的影響,選擇適合的氮源添加量,結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知,添加氮源能明顯提高酒精度和縮短發(fā)酵周期,氮源添加量為0.02%～0.05%效果最好,為0.08%～0.11%時(shí),對(duì)酒的風(fēng)味和口感極為不利。未添加氮源發(fā)酵的棗酒發(fā)酵時(shí)間最長(zhǎng)且酒精度最低,說(shuō)明棗汁中沒(méi)有足夠氮源供酵母菌細(xì)胞代謝,從而導(dǎo)致發(fā)酵不完全且發(fā)酵速率較低;添加0.08%～0.11%的酵母粉作為氮源發(fā)酵所得的棗酒風(fēng)味及口感都很差,還帶有一股難聞的刺激性氣味,說(shuō)明添加過(guò)多的氮源,酵母菌難以充分利用,摻雜著酵母粉的味道,所以氮源添加量的適宜范圍為0.02%～0.05%。2.3接種量的確定酵母接種量的高低直接影響棗酒的色、香和風(fēng)味,不同接種量的發(fā)酵情況和結(jié)果存在一定差異。試驗(yàn)設(shè)計(jì)3%、5%、7%、9%、11%的接種量進(jìn)行發(fā)酵比較,根據(jù)發(fā)酵完全所用時(shí)間、酒精度和原酒風(fēng)味,選擇出適合的接種量,結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知,接種量為3%發(fā)酵所得的棗酒較甜,且發(fā)酵時(shí)間最長(zhǎng),酒精度最低,說(shuō)明接種量過(guò)低,酵母菌沒(méi)有充分利用棗汁中的還原糖;接種量為5%～9%發(fā)酵的棗酒風(fēng)味及口感較好,接種量為11%發(fā)酵所得的棗酒發(fā)酵時(shí)間短,但是其風(fēng)味及口感都較差,說(shuō)明接種量過(guò)高,發(fā)酵過(guò)快,不利于原酒風(fēng)味的形成;所以酵母菌接種量以5%～9%為好。2.4料液比對(duì)棗酒品質(zhì)及發(fā)酵時(shí)間的影響鮮棗中含有大量的可溶性固形物和還原糖等保健營(yíng)養(yǎng)成分,但汁液含量少,通過(guò)浸提,可使?fàn)I養(yǎng)成分較多地轉(zhuǎn)移到提取液中,為棗酒發(fā)酵提供最佳的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境。不同的料液比,棗汁的浸出率也不一樣,分別制成料液比1∶2、1∶4、1∶6、1∶8、1∶10的棗汁進(jìn)行發(fā)酵考察對(duì)棗酒品質(zhì)及發(fā)酵時(shí)間的影響,結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可知,這5組料液比的發(fā)酵時(shí)間,酒精度差異不大,但是其風(fēng)味及口感有一定的差別。料液比為1∶2時(shí),果味濃郁,但棗酒口感較粗糙;料液比為1∶4～1∶8時(shí),棗酒的果香和酒香相調(diào)和,口感較好;料液比為1∶10時(shí),棗汁濃度較低,棗酒果香較淡,口味也比較清淡;說(shuō)明其棗汁浸出率不高,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)沒(méi)有最大的程度的轉(zhuǎn)移到提取液中,不能提供給酵母菌最佳的生長(zhǎng)條件;所以料液比的適宜范圍為1∶4～1∶8。2.5正交試驗(yàn)結(jié)果通過(guò)單因素試驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析,制定SO2用量(A)、氮源添加量(B)、接種量(C)和料液比設(shè)為考察因素,以棗酒的風(fēng)味口感以及VC含量為考核指標(biāo),每個(gè)因素各取3個(gè)水平,按L9(34)進(jìn)行正交試驗(yàn),因素水平表見(jiàn)表5,結(jié)果見(jiàn)表6。從表6中對(duì)VC含量的分析可以看出,VC含量最高的是第8組,為8.48mg/100g,最低的是第1組,為4.72mg/100g,極差分析可以看出,4個(gè)因素的影響順序是A>D>B>C,即SO2用量影響最大,其次是料液比、氮源添加量,影響最小的是接種量。最佳水平組合是A3D2B2C2,即SO2用量為80mg/L,料液比1∶6,氮源添加量為0.03%,接種量為7%。為了進(jìn)一步確定所優(yōu)選的工藝組合,對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證性研究,按照選擇的最佳工藝組合,所得的棗酒VC含量為9.532mg/100g,酒精度為11.2%vol,酒體呈透明的琥珀色,棗香濃郁,與酒香相調(diào)和,風(fēng)味較好。3質(zhì)量保證3.1感覺(jué)指標(biāo)色澤呈琥珀色,清澈透亮,無(wú)懸浮物和沉淀;棗香濃郁、與酒香相調(diào)和、無(wú)異味;酒體豐滿、酸甜適口。3.2還原糖、總酸的測(cè)定酒精度(20℃):11.2%vol;VC含量:9.532g/L;還原糖(以葡萄糖計(jì)):1.2g/L;總酸(以檸檬酸計(jì)):3.1g/L;揮發(fā)酸(以硝酸計(jì)):1.4g/L。3.3微生物指數(shù)細(xì)菌總數(shù)≤50cfu/mL;大腸桿菌≤3MPN/100mL;致病菌:不得檢出