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柿子果酒的酿造技术研究

2019-07-10高清山魏怀生刘明洋

食品研究与开发 2019年13期
关键词:果胶酶果酒酿造

高清山,魏怀生,刘明洋

(潍坊工程职业学院,山东青州262500)

柿(persimmon)属柿树科,柿属植物,是我国主要的栽培果树之一,资源丰富。以北纬40°线为分布北限,我国以黄河流域的陕西、山西、河南、河北、山东5省栽培最多,年产鲜柿数亿公斤,产量占全国的70%~80%[1-2]。经测定,鲜柿果每100 克可食部分含蛋白质0.67 g、脂肪 0.1 g、碳水化合物 16 g~20 g、铁 0.2 mg、磷19 mg、钙 10 mg、维生素 A 0.16 mg、维生素 B10.01 mg、维生素B20.02 mg。

据《本草纲目》记载和现代医学研究,柿果味甘、性寒,有清热生津、健脾、化痰、润肺和镇咳的作用,对老年人滞呆、神经衰弱、肿瘤等有明显疗效[3]。由于鲜柿太涩,不能直接食用,且较难贮藏,目前只食用一些处理后的软柿或加工成柿饼,导致柿子的价值被低估,限制了柿果业的发展。

为了提高柿果的经济价值,必须开发它的应用新领域,进行深加工。柿子果酒是柿子深加工的一个重要发展方向,传统生产柿子酒的方式主要采用蒸馏法和泡制法,而酿造型果酒才是果酒业发展的方向。柿子自身的生物学特性是单宁和果胶含量高,酿造型果酒带有强烈的涩味[4],且甲醇含量比较高。所以,酿造柿子果酒的研究不多,缺乏成熟工艺。针对这一问题,本研究从脱涩、保藏技术、除甲醇、发酵等环节,对柿子果酒的酿造工艺进行优化,开发柿子酿造型果酒,不仅有利于农村经济结构调整和农业产业化,而且实现了农业增效、农民增收、农村经济发展的目标,具有十分重要的现实意义。

1 材料和方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 试验材料

小萼子柿果:山东青州王坟镇;酿酒酵母1450:齐鲁工业大学;安琪酵母BV818、安琪酵母RV171:安琪酵母股份有限公司;液体果胶酶30 000 u/mL:山东隆科特酶制剂有限公司。

1.1.2 主要设备及仪器

HR2056/90 搅拌榨汁机:荷兰皇家飞利浦公司;LDZH-150L 高压灭菌锅:上海申安医疗器械厂;HJ-4S恒温水浴锅、DHP-500 恒温培养箱:常州市中贝仪器有限公司;ZA220R4 分析天平:上海赞维衡器有限公司;SUB-80 手持糖量计:上海精密仪器仪表有限公司;酒精计:河北省武强县华鹏仪器仪表厂;PHSB-320 型pH 计:上海博取仪器有限公司;UV1801 型紫外可见分光光度计:上海元析仪器有限公司;FA2204B 电子天平:上海精科天美科学仪器有限公司;GC-2014C 气相色谱仪:日本岛津;巴氏循环除甲醇设备[5]:山东皇尊庄园山楂酒有限公司。

1.2 方法

1.2.1 分析方法

酒精度测定:GB/T 15038-2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》;总糖测定:GB/T 15038-2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》;甲醇测定:GB5009.266-2016《食品安全国家标准食品中甲醇的测定》;pH 值测定:GB 5009.237-2016《食品安全国家标准食品pH 值的测定》[6]。

1.2.2 工艺流程

采摘→分选→保藏→脱涩→加水打浆→酶解→榨汁→调酸→循环喷淋脱甲醇→成分的调整→前发酵→后发酵→下胶→陈酿→冷冻澄清→成品调配→过滤→杀菌→灌装→贮存

1.2.3 操作要点

1.2.3.1 采摘

选择柿果在砖红色、肉质即将软化时采收。

1.2.3.2 分选

去掉霉烂及有病虫害的柿果。

1.2.3.3 保藏

将柿果放置-25 ℃左右的冷库中24 h~48 h,待柿子完全冻硬后放进-15 ℃~-20 ℃冷库中贮藏。

1.2.3.4 脱涩

将柿子从冷库中取出,用自来水洗净,除去果柄及花盘,让其恢复到自然温度,再浸入40 ℃~45 ℃温水中处理24 h,除去涩味[7]。

1.2.3.5 打浆

加入占柿子重量40 %~60 %的纯净水,加入50 mg/kg~70 mg/kg 的焦亚硫酸钠,用破碎机破碎,使用榨汁机打浆。

1.2.3.6 渣汁的分离

破碎后,柿浆中加0.6 mL/L~0.8 mL/L 液体果胶酶,在 40 ℃~50 ℃条件下酶解 6 h~10 h,使果胶分解,果汁黏度下降后压榨汁。

1.2.3.7 调酸

用山楂调整酸度,方法是将山楂清洗后,按料水质量比为1∶0.5 的比例加入90 ℃~100 ℃热水中保温5 min~10 min,趁热打浆,用山楂浆调整柿子浆液的pH 3~5[8]。

1.2.3.8 脱甲醇

将调酸后的柿子浆液泵入真空泵脱气循环系统中,在 60 ℃~85 ℃、-0.06 MPa~-0.08 MPa 条件下处理5 h~8 h,得除醇柿汁。

1.2.3.9 糖的调整

加入蔗糖浓缩汁,调整柿汁糖度为 19°Bx~25°Bx。

1.2.3.10 前发酵

按照5%~10%的人工培养酵母液,在19 ℃~25 ℃的温度条件下进行发酵。每天测定含糖量,当含糖量在 12 g/L 以下,结束发酵[9]。

1.2.3.11 后发酵

当发酵醪经过7 d~10 d 时,用硅藻土过滤机进行分离,分离后,将所得的酒液放在密闭的不锈钢发酵罐中进行温度为16 ℃~20 ℃的后发酵,时间为25 d~30 d。

1.2.3.12 下胶

在加胶前,先把明胶用冷水浸泡24 d,使之膨胀并除去杂质,然后将其在10 倍~12 倍的55 ℃的热水中充分溶解,再根据试验所确定的明胶用量,缓缓加入需处理的柿子原酒中,强烈搅拌,使之快速均匀。下胶温度 15 ℃~18 ℃,明胶用量 0.1 g/L~0.15 g/L,隔氧一个星期后分离过滤。

1.2.3.13 陈酿

后发酵结束后,原酒中的非溶解性的物质大量沉淀,立即进行换罐(桶)、添罐(桶)等操作。陈酿温度为15 ℃~18 ℃,酒窖须保持一定温度、湿度,通风并注意卫生。

1.2.3.14 冷冻澄清

陈酿后,采用直接冷冻或间接冷冻的方式,冷冻处理的温度应高于柿子原酒的冰点温度,一般应高出0.5 ℃~1 ℃,冷冻处理时间为 5 d~7 d,之后精滤。

1.2.3.15 成品调配

主要调配酒精含量、糖、酸等指标。酒精含量的调整最好用同品种蒸馏酒或脱臭酒精。

1.2.3.16 过滤

采用膜过滤机把沉淀物、酵母菌、细菌过滤掉,保证柿子果酒的稳定性,过滤膜的精度在0.2 μm~0.45 μm。

1.2.3.17 灌装

采用直接冷冻法或间接冷冻法,冷冻处理的温度应高于柿子原酒的冰点温度,一般应高出0.5 ℃~1 ℃,冷冻处理时间为 5 d~7 d,后用精度为 0.2 μm~0.45 μm的膜进行过滤并灌装。

1.2.3.18 贮存

贮存仓库应清洁干燥、通风良好。酒箱避日光直射,保存温度为5 ℃~25 ℃为宜。

1.2.4 柿汁发酵培养基的制备

将山楂清洗后,按料水质量比为1∶0.5 的比例加入100 ℃热水中保温5 min,趁热打浆。选取脱涩后的柿果,加入占柿子重量40%的纯净水,加入60 mg/kg的焦亚硫酸钠,用破碎机破碎,榨汁机打浆。柿浆中加8 mL/100 L 果胶酶,在50 ℃条件下酶解5 h,促使果胶分解,果汁黏度下降后压榨汁。用备好的山楂汁调整酸度pH4.0,加入0.4 g/L 的明胶,先用温纯净水溶解,缓缓倒入柿汁中,并不断快速搅拌,粗滤。用糖度计检测柿汁初始糖度,加入白砂糖把柿汁糖度调整为21°Bx。

1.2.5 正交试验

根据预备试验,确定其他工艺条件不变,以发酵温度、接种量、pH 值、SO2添加量为4 个试验因子,选取3 个水平,进行L9(34)正交试验。正交因素水平表见表1。

表1 酒精发酵正交试验因素水平Table 1 Alcohol fermentation orthogonal test factor level

1.2.6 果酒品质分析

1.2.6.1 感官评定

根据果酒品质评定常规方法,采用综合评分法。主要对果酒的色泽、澄清度、亮度、风味等因素,综合考虑,给出客观评价。满分以100 分计,随机选取20 名相关专业人员和食品专业的学生鉴别品尝后打分,取其平均值。

1.2.6.2 理化指标

酒精度:酒精比重计法;糖度:折光计法[10];总糖(以葡萄糖计)测定:直接滴定法[11]。

1.2.6.3 微生物指标

菌落总数、大肠杆菌及致病菌(沙门氏菌、金黄色葡萄球菌)按GB/T 4789.25-2003《食品卫生微生物学检验酒类检验》的规定执行[12]。

2 结果与分析

2.1 果胶酶用量的确定

把柿子打浆,量取1 L 柿子汁,调整柿子pH4.0,常温下按照 0.2、0.4、0.6、0.8、1 mL/L 的量加入液体果胶酶,酶解6 h 后,压榨出汁,测出汁率见表2。

表2 液体果胶酶对出汁率的影响Table 2 Effect of liquid pectinase on juice yield

由表2 可以看出,随着果胶酶添加量的增加,出汁率在增加。当果胶酶添加量达到0.6 mL/L 时,出汁量增加的趋势减缓,考虑成本因素,以柿浆中加0.8 mL/L的果胶酶量最为适宜。

2.2 脱甲醇时间的确定

根据脱气设备所能达到的能力、安全性及耐用性,确定脱气的压力以-0.08 MPa 为宜;根据既利于杀菌,又利于减少营养的损失,确定脱气温度为65 ℃左右。在此条件下,脱气时间与甲醇的关系见表3。

表3 脱气时间对甲醇的影响Table 3 Effect of degassing time on methanol

参照GB 15037-2006《葡萄酒》,红葡萄酒中的甲醇含量必须小于或等于400 mg/L。由表3 看出,在压力-0.08 MPa、温度65 ℃条件下,脱气时间应大于5 h。

2.3 酿酒酵母的筛选

配制12%的白砂糖溶液,加热到30 ℃后,分装三角瓶,分别接入3 种酵母,恒温振荡培养30 min,使菌种活化,菌种量为 1.0 ×107cfu/mL[13]。取 9 只 250mL三角瓶,分成3 组,分别装入150mL的发酵培养基,分别取3 种活化酵母15mL接入发酵管柿汁发酵培养基中,置于22 ℃恒温箱中发酵,观察整个过程发酵状况[14],发酵结束后测酒度,残糖见表4。

表4 液态发酵试验结果Table 4 Experimental results of liquid fermentation

发酵试验结果表明:3 种酵母中,对柿汁的发酵能力为安琪酵母BV818>1450 酵母>安琪酵母RV171。

2.4 正交试验结果及分析

选取安琪牌酵母BV818 发酵菌种,发酵温度、接种量、pH 值、SO2添加量为影响因子,调整发酵液含糖量为21°Bx,以第7 天的乙醇体积分数作为评价指标,确定最佳发酵条件。正交试验结果见表5,方差分析见表6。

表5 中分析表明,4 个因素影响乙醇体积分数的主次顺序为 A(发酵温度)>C(pH 值)>D(SO2添加量)>B(接种量),即发酵温度对乙醇体积分数影响最大,最佳水平组合为A2B2C3D3。由表6 的进一步方差分析证实,发酵温度影响最大,且达到显著水平,其它均未达到显著水平。根据方差分析和极差分析的结果,确定柿子果酒发酵的最佳工艺参数为:发酵温度为26 ℃、接种量 8%、pH4.0、SO2添加量为 80 mg/L。

表5 正交试验结果数据Table 5 Orthogonal test results

表6 方差分析表Table 6 Variance analysis

2.5 验证试验

制备柿汁,调整柿汁pH4.0,分成等量3 份,按照SO2添加量为80 mg/L,接种量为8%,在26 ℃条件下发酵,第7 天测定发酵液乙醇体积分数分别为12.0%vol、11.9%vol、12.1%vol,均值为 12.0%vol,均不低于正交试验中任一组的乙醇产量,说明发酵工艺比较稳定。

2.6 产品品质

2.6.1 感官指标

香气:具有柿子和山楂的清爽果香及酒香;味道:口感纯正、酸度适宜、醇厚协调、无异味;风格:具有柿子发酵酒的典型风格。

2.6.2 理化指标

酒度(20 ℃):9%~14%(体积分数);糖分以葡萄糖计:≤12 g/L,总酸以柠檬酸计:1 g/L~5 g/L;挥发酸以醋酸计:≤1 g/L;干浸出物:≥14 g/L;甲醇:≤400 mg/L。

3 结论

用柿果酿造柿子果酒工艺中,柿果打浆后应加入0.8 mL/L 液体果胶酶,出汁量最多;柿汁中含有大量甲醇,应在压力-0.08 MPa、温度65 ℃条件下,循环脱气时间应大于5 h,考虑到能量的消耗可能造成成本的上升,建议脱气时间不超过8 h。3 种酿造菌种中最佳菌种为安琪酵母BV818;柿子果酒发酵的最佳工艺参数为:发酵温度为 26 ℃、接种量 8%、pH4.0、SO2添加量为80 mg/L。

4 讨论

1)柿子果季节性强,不易保存,深加工不能做到周年生产。将柿果速冻后恒温冷藏,尽最大限度保存了柿果的营养,使柿子酒周年生产的原料供应有了保障。

2)柿果中果胶含量很高,影响出汁率。在柿汁中加入果胶酶将果胶物质分解,使果汁达到澄清从而提高产酒率。但果胶水解时生成的甲醇会显著超过国家规定的标准[1]。本工艺采用真空泵循环脱气技术,可以降低甲醇含量、脱气时间越长、甲醇含量越低,此方法可以使柿子果酒甲醇含量达到国家标准。但脱气中维生素C 损失较大,可采用调配时再加入的办法解决。

3)果酒品质的稳定需要一定的酸度,一般用柠檬酸等进行调酸。该工艺采用山楂浆调酸,避免了使用添加剂调酸,产品纯天然环保,口感更好、颜色更鲜艳,富含氨基酸、黄酮、微量元素等各种营养物质,更具有营养价值,感官更好。但是,柿子果酒的稳定性不如葡萄酒,仍需在工艺上进一步探讨[15]。

4)利用柿子酿造果酒存在着诸多问题,如:柿子果酒专用酵母的研究还不多,市场缺乏优质柿子果酒酵母;除甲醇技术虽然解决了柿子酿造果酒的问题,但除甲醇过程能破坏柿子的部分营养;研究柿酒的风味物质组成及保持等[16]。今后应加大这方面的研究,为柿子酒酿造工艺改进提供支撑。

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