柳曉晨,張秀玲,李賽男,容晨曦

(東北農(nóng)業(yè)大學食品學院,黑龍江哈爾濱 150030)

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藍莓類冰酒發(fā)酵工藝研究

柳曉晨,張秀玲*,李賽男,容晨曦

(東北農(nóng)業(yè)大學食品學院,黑龍江哈爾濱 150030)

冰酒受自然因素影響很大,因此價格高昂。文中對人工制冷冰凍的工藝進行優(yōu)化,通過3種不同的酵母菌在藍莓類冰酒發(fā)酵過程中理化指標的變化規(guī)律,并對藍莓類冰酒進行感官評定,篩選出釀造藍莓類冰酒的優(yōu)良菌株。最終確定釀酒酵母1970為藍莓類冰酒釀造的優(yōu)良菌株。利用篩選出來的酵母菌發(fā)酵釀制藍莓類冰酒,研究了酵母添加量、溫度、初始酸度、初始糖度等因素對發(fā)酵的影響。通過正交實驗確定了藍莓類冰酒的最佳發(fā)酵條件為酵母添加量5%、溫度25℃、初始pH3.4、初始糖度18°Bx。產(chǎn)品果香濃郁、酒質凈爽,具有典型的冰酒品質。

藍莓類冰酒,酵母,發(fā)酵工藝

藍莓果實中含有豐富的營養(yǎng)成分,如多種維生素、鈣、鋅、鐵、氨基酸、銅,這些物質也都是人體所必須的營養(yǎng)物質[1]。藍莓有良好的營養(yǎng)保健作用,具有防止腦神經(jīng)老化、強心、抗癌軟化血管、增強人機體免疫等功能。冰酒具有口感滑潤、甜美醇厚、冷藏后入口沁人心肺、干洌爽口等特點[2]。目前國內市場所謂的“冰酒”基本可以分為三種:第一種是 Icewine“冰酒”,第二種是IceWine(或稱FrozenWine)“類冰酒”,以人工方式將漿果放進冷凍庫冰凍,然后進行釀造冰酒。類冰酒與冰酒的區(qū)別是釀酒原料是否是天然冰凍的成熟漿果,第三種冰酒多數(shù)是用糖、果汁和酒精調配而成。

藍莓成熟于6～8月份,夏季的高溫天氣使其極不耐貯藏,進行藍莓深加工研究有利于緩解該產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。目前,市場上還缺少成熟的藍莓類冰酒制作工藝,有關藍莓類冰酒的研究尚不多見。薛桂新等[3]報道:采用Fermivin酵母,酵母用量為1.1g/L,發(fā)酵溫度24℃,發(fā)酵酒精度為12.4%vol。發(fā)酵溫度對發(fā)酵影響最大,其次是酵母用量,酵母菌種影響最小,其研究僅僅測定了酒精度。李立功等[4]報道,亞硫酸鹽添加量100mg/kg,發(fā)酵溫度為23℃,酵母接種量為1.5%,藍莓原汁添加量為30%,藍莓酒感官質量最好。王丹姝等[5]報道,藍莓酒發(fā)酵加糖量為12%～14%,并用食用酸或堿調pH至4左右。前發(fā)酵條件:18～20℃,5d。后發(fā)酵條件:15～18℃,30d,但是缺少發(fā)酵結果的數(shù)據(jù)。孫尤海[6]等報道,其所選的釀酒一號酵母菌株適用于藍莓酒發(fā)酵。多數(shù)研究僅針對部分因子進行實驗,對生產(chǎn)實際的指導作用不強,主發(fā)酵工藝還有待繼續(xù)完善。本實驗以冷凍藍莓為原料,選取出適合藍莓類冰酒生產(chǎn)的酵母,并研究發(fā)酵工藝中各參數(shù)對藍莓類冰酒品質的影響,旨在為藍莓類冰酒發(fā)酵生產(chǎn)工藝提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

藍莓 購自哈爾濱高泰食品有限公司;丹寶利釀酒高活性干酵母 廣西丹寶利酵母有限公司;葡萄酒果酒專用酵母 安琪酵母股份有限公司;釀酒酵母1970 中國食品發(fā)酵工業(yè)研究所;碳酸鈣(CaCO3) 分析純,天津市華東試劑廠;白砂糖 市售。

PB-10型精密pH計 北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司;DHP-9162型電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海一恒科技有限公司;SW-CJ-1F 型凈化工作臺 蘇州凈化設備廠;WYT-32 型手持糖量折光儀 上海精密儀器儀表有限公司;RE-5203 型旋轉蒸發(fā)器 上海亞榮生生化儀器廠;JH-11-04 型722S可見光分光光度計 上海菁華科技儀器有限公司。

1.2 工藝流程

藍莓類冰酒釀造的工藝流程一般如下:

1.2.1 原料處理 挑選成熟完好的藍莓鮮果迅速冷凍,貯存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 解凍破碎 將冷凍的藍莓于10～20℃條件下完全解凍后破碎,在破碎時,應將果肉破碎率達到90%以上,以便在今后的發(fā)酵過程中,使果肉與酵母充分接觸,達到發(fā)酵最佳效果。

1.2.3 調整成分 在不同果種的果汁中,原有的糖度不同,為了發(fā)酵的順利進行,保證適合的口感和風味,應相應添加適量的蔗糖。不同果種的冰酒由于糖度懸殊,故而需要根據(jù)實際情況和經(jīng)驗添加蔗糖等。藍莓原漿含糖量約為 8°Bx,pH約為2.7;本實驗通過預實驗將藍莓果漿糖度調整為15°Bx,pH用CaCO3調整為3.3,加入到發(fā)酵罐進行發(fā)酵。

1.2.4 酵母的活化 釀酒酵母1970：先將斜面釀酒酵母1970菌株接種于5°Be′麥芽汁瓊脂培養(yǎng)基,在28℃培養(yǎng)箱內培養(yǎng)3d,并將培養(yǎng)好的菌株加入到100mL的藍莓果漿中2～3d,即可使用;丹寶利釀酒高活性干酵母：取0.3g干酵母加入150mL的2%的糖化醪復水中攪拌至溶解,37℃下活化30min,30℃下活化1～2h,即可做酒母使用;葡萄酒果酒專用酵母：取0.05g干酵母加入到25mL的藍莓果漿中,37℃下活化20min,30℃下活化1.5h。

1.2.5 過濾 將發(fā)酵好的藍莓果漿用4層紗布過濾,避免將果渣再次濾進容器,盡可能充分的將汁液濾凈,以免影響產(chǎn)品利用率,取清液備用。

1.3 酵母的選擇及樣品酒的制備

以未加入酵母的原酒作對照,分別與加入市面上常用釀造冰酒的三種酵母(釀酒活性干酵母、葡萄酒果酒專用酵母、釀酒酵母1970)的冰酒進行比較,選出適合藍莓類冰酒發(fā)酵的酵母。取4份500mL藍莓果漿,糖度調整為15°Bx,pH 3.3。將已活化的三種酵母菌按5%的添加量分別接入藍莓果漿中,一份藍莓果漿中不加入酵母,于25℃發(fā)酵10d。

1.4 發(fā)酵條件的確定

1.4.1 酵母添加量對發(fā)酵性能的影響 取藍莓漿分裝在15個瓶子中,每瓶含藍莓漿500mL,將其糖度調整為15°Bx,pH為3.3。將篩選出來的酵母按1%、3%、5%、7%、9%添加量加入到瓶子中,在25℃條件下發(fā)酵7d,每組三個重復。

1.4.2 初始糖度對發(fā)酵性能的影響 取藍莓漿分裝在15個瓶子中,每瓶含藍莓漿500mL,pH調整為3.3,將酵母按5%添加到糖度水平為10、14、18、22、26°Bx的果漿中,在25℃條件下發(fā)酵7d,每組三個重復。

1.4.3 初始酸度對發(fā)酵性能的影響 取藍莓漿分裝在15個瓶子中,每瓶含藍莓漿500mL,將其糖度調整為15°Bx,將酵母按5%添加到pH為2.7、3.0、3.3、3.6、3.9的果漿中,在25℃條件下發(fā)酵7d,每組三個重復。

1.4.4 溫度對發(fā)酵性能的影響 取藍莓漿分裝在15個瓶子中,每瓶含藍莓漿500mL,將其糖度調整為15°Bx,pH為3.3,將酵母按5%添加量添加到果漿中,在10、15、20、25、30℃條件下發(fā)酵7d,每組三個重復。

1.4.5 影響冰酒變化條件的優(yōu)化 在單因素實驗的基礎上,每個因素取3個水平,根據(jù)正交表安排實驗,所有實驗均平行做3次。選取最佳參數(shù),實驗因素水平見表1。

表1 正交實驗因素水平表Table 1 The factors and levels of orthogonal experiments

1.5 測定方法

1.5.1 測定方法 色度:比色法;可溶性固形物:糖度計法;總糖:斐林試劑直接滴定法,以葡萄糖計;還原糖:斐林試劑直接滴定法,以葡萄糖計;總酸:電位滴定法,以酒石酸計;酒精度:酒精計法;總二氧化硫:直接碘量法,GB/T15038;鐵:鄰菲羅啉比色法[7-8]。

1.5.2 感官評定 評分標準參照中國葡萄酒品評標準,得分由實驗室成員品評后打分,取平均值。選擇10位具有評審經(jīng)驗的評審員組成評審小組,主要從外觀色澤、澄清度、香氣、滋味、典型性幾方面進行評定,具體標準見表2。采用百分制原則,以評審均值作為產(chǎn)品最終評分[9-10]。

1.5.3 理化要求 酒精含量:20℃,12.0%±1.0%(V/V);殘?zhí)?以葡萄糖計):40～50g/L；總酸(以酒石酸計):5～7g/L;總二氧化硫:≤250mg/L[11]。

1.5.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 根據(jù)單因素實驗確定實驗因素及水平數(shù),選用合適的正交表對正交實驗設計結果進行分析,包括極差分析,確定最優(yōu)或較優(yōu)因素水平組合。正交實驗通過SPSS軟件實現(xiàn)快速分析。

表2 感官評價評審標準Table 2 Grade standard of sensory evaluation

2 結果與分析

表3 不同酵母的理化指標Table 3 Results of the physicochemical for different yeasts

表4 感官評定結果Table 4 Results of the sensory evaluation

2.1 不同酵母篩選實驗的結果與分析

2.1.1 不同酵母菌株降糖速率實驗結果分析 由圖1可以看出,發(fā)酵初期將酒液調整到15°Bx,發(fā)酵7d后殘?zhí)橇孔優(yōu)?2.9、12.1、12.7、11.6°Bx。從圖1中可以看出未添加酵母降糖速率比添加酵母的酒液的降糖速度慢;釀酒酵母1970降糖速度最快、平穩(wěn)且降糖能力強,這說明該酵母的發(fā)酵能力強,明顯高于其他兩種菌株。

圖1 不同酵母發(fā)酵期間殘?zhí)橇康淖兓?Fig.1 Changes of residual sugar for different yeasts

2.1.2 不同酵母其他理化指標實驗結果分析 由表3可以看出,葡萄酒果酒專用酵母活性受到很大的抑制,酒液中酒度低、糖度高、酸度高、總二氧化硫含量高,與對照理化檢測結果沒有太大變化;三種酵母的酒色度沒有區(qū)別,釀酒酵母1970的理化檢測結果略好于釀酒活性干酵母,但區(qū)別不太大。

2.1.3 感官評定 從表4可以看出,未加入酵母的評分最低,口感香氣都不佳,缺乏藍莓類冰酒的典型性;釀酒活性干酵母酒香不足,略酸,有強烈的酵母味;葡萄酒果酒專用酵母色澤清澈明亮,口感純正,但藍莓類冰酒的典型性不足;釀酒酵母1970發(fā)酵的藍莓類冰酒感官評分優(yōu)于其他兩種酵母菌株,酒香和諧、果香純正,顏色紫紅色,口感滑潤、甜美醇厚、干洌爽口,具有藍莓類冰酒特有的風味。通過對不同酵母發(fā)酵的感官評價和藍莓類冰酒的各項指標的檢測結果綜合考慮,最終確定釀酒酵母1970為釀造藍莓類冰酒的菌種,該酵母發(fā)酵性能優(yōu)良,生長繁殖快,降糖和產(chǎn)酒精能力強,酸度小,釀出的冰酒口味純正,典型性高。

2.2 發(fā)酵條件實驗結果與分析

2.2.1 酵母添加量對酵母發(fā)酵性能的影響 由圖2可以看出,隨著發(fā)酵天數(shù)的增加,殘?zhí)橇恐饾u降低。從開始發(fā)酵到第3d,殘?zhí)橇拷档妮^快,第3d到第5d殘?zhí)橇拷档推骄徸兓^小,這說明發(fā)酵的前3d酵母菌對糖的利用速率偏快,第3d到第5d酒液中的氧氣逐漸減少來不及補充,且隨著營養(yǎng)物質的迅速消耗和較多代謝物的產(chǎn)生,菌體細胞的繁殖生長受到抑制[12],所以降糖速率比較遲緩,第4d后在嚴重缺乏氧氣時,酵母通過將糖類轉化成為二氧化碳和乙醇(俗稱酒精)來獲取能量,所以糖分消耗加速,殘?zhí)橇拷档图涌靃13]。從整體上看,當接種量為1%、3%、5%、7%時,降糖趨勢基本相似;當接種量為9%時,發(fā)酵5～7d降糖速度最快、殘?zhí)橇孔畹?為12.6°Bx,當接種量為1%時,發(fā)酵7d后降糖速度最慢、殘?zhí)橇孔罡?為13.7°Bx。

表5 不同接種量對藍莓類冰酒品質的影響Table 5 The effect of yeast inoculun on the quality of wine

表6 不同初始糖度對藍莓類冰酒品質的影響Table 6 The effects of different original sugar degrees on the quality of the wine

圖2 酵母菌在不同接種量下殘?zhí)橇康淖兓疐ig.2 Changes of residual sugar degree under different inoculum sizes in fermentation

由表5可知,接種量為1%時,產(chǎn)生的酒精度偏低,5%、7%、9%接種量時產(chǎn)生的酒精度變化不大;總酸過高會抑制酵母的生長繁殖而且口感不佳,5%接種量時總酸為5.34g·L-1,感官評定分數(shù)為92,總酸度最低,感官分值最高。接種量為9%時,殘?zhí)橇拷档退俣瓤?產(chǎn)生酒精度高,但是產(chǎn)生了酵母異味,感官評分不高,且從經(jīng)濟角度考慮沒有必要接種量過大;接種量為5%時發(fā)酵較好,發(fā)酵7d后殘?zhí)橇拷档?3.4°Bx,感官評價高,果香酒香濃郁,無邪、雜味等不良情況,故選用酵母添加量以5%為宜。

2.2.2 初始糖度對酵母發(fā)酵性能的影響 由圖3可以看出,初始糖度越高,發(fā)酵結束后殘?zhí)橇烤驮礁咔医堤勤厔菹嗨?當初始糖度為10°Bx時,7d后降為7.4°Bx;當初始糖度為14°Bx時,7d后降為11.6°Bx;當初始糖度為18°Bx時,7d后降為14.9°Bx;當初始糖度為22°Bx時,7d后降為18.2°Bx;當初始糖度為26°Bx,7d后降為21.8°Bx;由此可見,初始糖度為18°Bx時,殘?zhí)橇孔兓畲蟆?/p>

圖3 酵母菌在不同初始糖度下殘?zhí)橇康淖兓疐ig.3 Changes of residual sugar under different original sugar degrees in fermentation

如表6所示,在不同的初始糖度下,總酸的變化不大;初始糖度為10°Bx時,酒精度只有5.1%;隨著糖度的增加,酒精度也隨之增加,當糖度超過22°Bx時,由于滲透壓太高,酵母菌的繁殖和代謝速度反而變慢,產(chǎn)生酒精的能力也變弱,糖度超過一定范圍還會停止發(fā)酵。當初始糖度在14°Bx以上,發(fā)酵酒的酒度都比較高,初始糖度為18°Bx時達到最高7.4%,且降糖速率最快,因此18°Bx為最佳的初始糖度。

2.2.3 初始酸度對酵母發(fā)酵性能的影響 由圖4可以看出,總體降糖趨勢基本相似變化不大,且隨著酸度的增加,降糖速度逐漸減慢;初始酸度pH為2.7時,發(fā)酵7d后殘?zhí)橇孔畹蜑?2.0°Bx;pH為3.9時,發(fā)酵7d后殘?zhí)橇孔畹蜑?0.9°Bx,糖度減少的最多。

圖4 酵母菌在不同初始酸度下殘?zhí)橇康淖兓疐ig.4 Changes of residual sugar degree under different original acidities in fermentation

表7 不同初始酸度對藍莓類冰酒品質的影響Table 7 The effect of different original acidities on the quality of wine

表8 不同溫度對藍莓類冰酒品質的影響Table 8The effect of fermentation temperature on the quality of wine

由表7知,隨著酸度的增加,總酸隨著增加而酒度隨著降低,當酸度pH為3.9時,酒度最高為5.0%;當酸度pH為3.3時,其產(chǎn)品品勢最受人歡迎,感官評價最高。王丹姝等[5]報道,用食用酸或堿調pH至4左右,藍莓發(fā)酵酒的感官評價較高。當pH為2.7時有利于阻止微生物的生長繁殖,但是會一定程度的抑制酵母的發(fā)酵,促進乙酸乙酯的水解,生成揮發(fā)酸,影響藍莓類冰酒的品質[14];當pH為3.9時,在發(fā)酵過程中極易受雜菌污染;因此綜合考慮pH為3.3為最佳初始酸度。

2.2.4 溫度對酵母發(fā)酵性能的影響 由圖5可以發(fā)現(xiàn),隨著發(fā)酵天數(shù)的增加,殘?zhí)橇恐饾u降低。當溫度為10℃時,降糖的趨勢極其平緩,發(fā)酵7d后殘?zhí)橇孔畹瓦_到12.9°Bx;當溫度15、20、25℃時降糖趨勢相似,開始時就很快進入到降糖階段,且平穩(wěn),發(fā)酵7d后殘?zhí)橇糠謩e最低達到12.4、11.9、10.8°Bx;當溫度為30℃時,降糖趨勢明顯,發(fā)酵7d后殘?zhí)橇孔畹瓦_到9.7°Bx。

圖5 酵母菌在不同溫度下殘?zhí)橇康淖兓疐ig.5 Changes of residual sugar under different temperature

由表8可知,酸度在不同溫度的條件下變化不大;溫度為10℃時,酒度最低為4.0%,隨著溫度的升高,酒精含量也逐漸增大,溫度為25℃時,酒度達到最大為5.8%,且感官評價得分最高。李立功等[4]報道,發(fā)酵溫度為23℃時藍莓酒感官質量最好,與本文中藍莓類冰酒最適溫度的值相接近。當溫度高于為30℃時,酵母生長繁殖過快,細胞衰老的速度也快,造成提前老化,發(fā)酵酒精能力降低,由于過多的消耗酒液中的營養(yǎng)成分,對藍莓類冰酒的香氣、風味的形成有不好的影響,釀制出的冰酒果香味淡薄、酒體粗糙,還易造成細菌滋生,不利于發(fā)酵的順利進行;但溫度低于20℃時,由于溫度較低,發(fā)酵緩慢且需要時間長,也易受細菌滋生[15]。綜合考慮25℃為最佳發(fā)酵溫度。

2.3 最佳工藝的確定

在單因素實驗的基礎上,每個因素取3個水平,根據(jù)正交表安排實驗,實驗結果見表9。

由正交實驗的極差分析結果可知,在藍莓類冰酒發(fā)酵工藝的各個影響因素中,影響程度大小依次為A>B>C>D,即酵母添加量對藍莓類冰酒的感官品質的影響最大,初始糖度對藍莓類冰酒的感官品質的影響最小,藍莓類冰酒最佳發(fā)酵條件為酵母添加量5%、溫度25℃、初始酸度pH3.4、初始糖度18°Bx,但正交表中沒有此項組合,故按此組合重新進行實驗,在此條件下進行三組平行驗證實驗,獲得感官評分為96,評分高于正交表中各項組合的評分值,故采用此最佳組合。

表9 正交實驗結果Table 9 The results of the orthogonal experiments

3 結論

3.1 通過對不同酵母菌株發(fā)酵后的殘?zhí)橇?、感官評價和各項理化指標進行分析,并與未添加酵母的原酒進行比較,可以看出該酵母菌發(fā)酵性優(yōu)良,產(chǎn)酒精能力強,降糖能力強,酸度小,發(fā)酵出來的果酒具有藍莓類冰酒的特有風味,得出中國食品發(fā)酵工業(yè)研究所提供的酵母1970為最適合藍莓類冰酒發(fā)酵的菌種。

3.2 通過單因素進行正交實驗,經(jīng)分析得出各項對藍莓類冰酒發(fā)酵工藝的影響程度為酵母添加量>溫度>初始酸度pH>初始糖度,最佳發(fā)酵條件為酵母添加量5%、溫度25℃、初始酸度pH3.4、初始糖度18°Bx,按最佳發(fā)酵條件發(fā)酵藍莓類冰酒得到最高感官評分為96,感官品質酒體清澈呈現(xiàn)紫紅色,果香酒香濃郁,甘洌爽口,冰酒的典型性足。

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Study on fermentation technology of blueberry resemble ice wine

LIU Xiao-chen,ZHANG Xiu-ling*,LI Sai-nan,RONG Chen-xi

(College of Food,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China)

Ice wine greatly affected by natural factors,and expensive. This paper presents an optimization,the use of artificial refrigeration freezing process.The change regularity of physicochemical items of 3 yeasts in blueberry resemble ice wine were investigated. The blueberry resemble ice wines produced by the 3 yeasts were evaluated by sensory in order to select excellent strain for blueberry resemble ice wine production. It was confirmed thatSaccharomycesCerevisia1970 was a good candidate for blueberry resemble ice wine brewing. The use of screened yeast fermented blueberry resemble ice wine,the effect of fermentation conditions,including inoculum size,fermentation temperature,initiation sugar and initiation pH,on quality of blueberry resemble ice wine were examined by applying orthogonal experiment.The results showed that the optimum fermentation conditions were:temperature 25℃,inoculum size 5%,initiation sugar 18°Bx and initiation pH 3.4. The obtained blueberry resemble ice wine had rich taste,clean and fresh,a typical quality of ice wine.

blueberry resemble ice wine;yeast;fermentation technology

2014-05-28

柳曉晨(1988-),女,碩士,研究方向:糧食、油脂及植物蛋白工程。

*通訊作者:張秀玲(1968-),女,博士,教授,研究方向:農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程。

哈爾濱市科技創(chuàng)新人才研究專項資金項目(優(yōu)秀學科帶頭人)。

TS262.7

A

1002-0306(2015)05-0144-06

10.13386/j.issn1002-0306.2015.05.022