賈智勇,閆宗科,任金玫,劉 迪,陳 雪,王 珍
(陜西西鳳酒股份有限公司,陜西鳳翔 721406)
紅棗起源于我國黃河中上游流域,具有較高的營養(yǎng)保健價值[1],由于紅棗采收期短,采收高峰期大量的果實被浪費且后加工、貯藏技術(shù)匱乏,嚴重制約了紅棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本研究項目針對佳縣紅棗多糖、黃酮等功效成分含量較高的特點,將其直接發(fā)酵生產(chǎn)紅棗果酒,一方面,紅棗酒酒精度低、營養(yǎng)價值高,適合大多數(shù)人飲用;另一方面,延長紅棗加工產(chǎn)業(yè)鏈,一定程度上解決紅棗滯銷難題。
耗材:佳縣有機油棗、紗布、發(fā)酵桶、偏重亞硫酸鉀、蔗糖、果膠酶。
釀酒酵母:RV171、低醇甜型釀酒活性干酵母NSD(安琪酵母公司)。
非釀酵母:055、漢遜193(H)、NY16、VIC、137(企業(yè)技術(shù)中心提供)。
1.2.1 酵母的活化
釀酒酵母:稱取所需活性干酵母,加入10倍重量的糖液,在35~40℃水浴中活化15 min,待有大量泡沫產(chǎn)生時攪拌接種。
非釀酵母:一級:YPD平板劃線培養(yǎng),30℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h。
二級:從一級種子培養(yǎng)基上挑取6~8個單菌落,接入100 mL滅過菌的棗汁中,置于120 r/min的搖床中,20℃培養(yǎng)24 h。計數(shù)后接種。
1.2.2 酵母的初篩
在棗汁自然pH條件下接種酵母,單菌發(fā)酵2個處理,分別接種RV171、NSD;混菌發(fā)酵5個處理,先分別接種055、NY16、漢遜H、VIC、137,48 h后接種RV171釀酒酵母??刂瓢l(fā)酵溫度20~25℃,發(fā)酵過程中測定發(fā)酵液還原糖、總酸等指標(biāo);發(fā)酵結(jié)束后測定棗酒還原糖殘留量、總酸、酒度、黃酮、甲醇及雜醇油含量,并進行感官品評,研究不同的酵母菌種對棗酒品質(zhì)的影響。
1.2.3 初篩酵母的耐受性測定
(1)對初步所選的非釀酵母進行酒精和高糖耐受性測定。將活化好的非釀酵母按106cfu/mL接種量接入滅過菌的不同乙醇濃度(3%vol、6%vol、9%vol、12%vol)和葡萄糖濃度(160 g/L、210 g/L、260 g/L、310 g/L)的YPD液體培養(yǎng)中,分別恒溫靜置培養(yǎng),每隔4 h觀察產(chǎn)氣情況,3 d后在600 nm條件下測其吸光度。
(2)釀酒酵母與非釀酵母相互作用的研究。將初選的非釀酵母均勻涂布于YPD固體培養(yǎng)基上,1 h后接入RV171菌株的單菌落菌餅,25℃恒溫培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng),觀察有無抑制作用。
1.2.4 紅棗酒主發(fā)酵工藝的研究
從蒸煮處理[2]、料液比、初始糖度及加糖方式、果膠酶添加環(huán)節(jié)、終止發(fā)酵方法、貯存容器選擇等方面出發(fā),探索紅棗酒生產(chǎn)的最佳生產(chǎn)工藝。
從圖1可以看出,不同酵母及其組合處理對棗汁中還原糖的分解速度和利用率不同,其中安琪果酒酵母RV171還原糖降低速度較快,所發(fā)酵的棗酒中殘?zhí)堑暮孔畹?,其?種組合還原糖降低速率大體一致,相對較慢。NSD菌株組起酵速度慢,發(fā)酵不徹底。發(fā)酵速度對果酒影響較大,發(fā)酵速度過快,果酒香氣較差,發(fā)酵速度過慢,發(fā)酵不徹底。適宜的酸度能更好的平衡果酒的口感,其在4~5 g/L之間時,棗酒口感較好。
圖1 不同酵母及其組合對棗酒還原糖的影響
圖2 不同酵母及其組合對棗酒總酸的影響
從圖2可看出,不同酵母在發(fā)酵過程中產(chǎn)酸量有所差異,這7種組合所產(chǎn)的酒酸度在4.5~6.5 g/L之間,其中RV171+H、RV171+VIC、NSD處理總酸產(chǎn)量較低,均在5 g/L以下。RV171+NY16、RV171+137、RV171+055總酸產(chǎn)量相對較大,其中RV171+NY16混釀組的棗酒總酸達6.3 g/L以上。
由圖3可知,7種酵母組合所釀的紅棗果酒甲醇的含量在0.15~0.35 g/L之間,說明它們各自對甲醇的生成能力不同。其中RV171、RV171+137組所產(chǎn)紅棗酒中甲醇含量均在0.3 g/L以上,其他5種菌株及組合的甲醇含量相差不大。故可從RV171+H、RV171+VIC菌株組合中篩選。
圖3 不同酵母及其組合對棗酒甲醇含量的影響
經(jīng)過感官評定(滿分100分),RV171+VIC、RV171+137所釀的酒酸味不足、澀味較重,口感欠協(xié)調(diào),RV171+NY16所釀的酒酸苦味較重,而RV171+H和NSD釀造的低度紅棗果酒略甜,口感酸甜較協(xié)調(diào),感官評定分數(shù)也相對較高,分別為86分和84分,綜合考慮各指標(biāo),確定RV171+H為最適合釀造低度紅棗果酒的酵母(表1)。
表1 不同酵母發(fā)酵的紅棗果酒的品質(zhì)比較
非釀酵母(H/漢遜193酵母)的耐受性測定結(jié)果(表2、表3、圖4)
表2 菌株H的酒精耐受性(產(chǎn)氣情況)
菌株H漢遜193的酒精耐受性一般,當(dāng)酒精度>9%vol時,菌株生長及起酵受到抑制;當(dāng)酒精度>12%vol時,明顯受到抑制。隨著葡萄糖濃度的增加,菌株的起酵延遲,在高糖濃度為310 g/L時,產(chǎn)氣較慢,起酵慢,菌體量較少,但仍能完成發(fā)酵。綜合以上,漢遜193菌株可以耐受9%vol的酒精,耐受310 g/L葡萄糖。試驗通過將H與RV171先后接在同一固態(tài)培養(yǎng)基上,發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上沒有產(chǎn)生透明的無菌生長區(qū)域、無抑菌斑出現(xiàn),沒有觀察到兩種酵母之間有嗜殺作用。綜上,確定本次釀造用菌株為R+H混合發(fā)酵。
表3 菌株H的高糖耐受性(產(chǎn)氣情況)
圖4 菌株的酒精度和高糖耐受性
2.3.1 蒸煮處理的選擇(圖5、圖6)
圖5 蒸煮處理對棗酒還原糖含量的影響
從圖5可以看出,蒸煮處理的發(fā)酵液在18 d左右時基本上發(fā)酵結(jié)束,發(fā)酵較徹底,而未經(jīng)蒸煮處理的組在23~25 d時才能基本發(fā)酵結(jié)束。另外,蒸煮組前期還原糖下降較未蒸煮組慢,可能是因為蒸煮處理使得棗中大量的糖迅速溶解于棗汁中,對酵母的起酵有一定的延緩作用,但是對整個發(fā)酵過程沒有影響。從圖6可以看出,蒸煮處理能夠降低棗酒中的甲醇[3]、正丙醇含量,提高棗酒中的乙酸乙酯含量。且通過感官品評發(fā)現(xiàn),未蒸煮的組別,酒體呈淺黃色,棗香不明顯且有異臭味。蒸煮處理的棗酒呈棕紅色,棗香濃郁、口感協(xié)調(diào)。
圖6 蒸煮處理對棗酒色譜指標(biāo)的影響
2.3.2 料液比的選擇(圖7、圖8)
圖7 不同料液比對棗酒發(fā)酵中還原糖的影響
圖8 不同料液比對棗酒發(fā)酵中總酸的影響
由圖7、圖8可知,料液比對發(fā)酵周期、酒的品質(zhì)有直接影響,在初始理論糖度設(shè)定相同的情況下,料液比越大,發(fā)酵速率越快;料液比越小,發(fā)酵越不徹底。在1∶2料液比中,發(fā)酵至10 d時,發(fā)酵已基本終止,1∶5料液比中,發(fā)酵至30 d時,殘?zhí)呛咳栽?0 g/L左右。另外,相比于蔗糖,菌株更易利用棗中的糖,試驗選擇1∶3為適宜的料液比。
圖9 添加不同果膠酶對棗酒還原糖的影響
圖10 添加不同果膠酶對棗酒色譜指標(biāo)的影響
2.3.3 果膠酶及果膠酶添加環(huán)節(jié)的選擇(圖9、圖10)由圖9、圖10可知,發(fā)酵前加入2種果膠酶,酵母起酵快,但總體發(fā)酵周期一致。前期加入RF果膠酶能降低棗酒甲醇含量,但在品評時發(fā)現(xiàn),該棗酒偏黃色,果香和酒香不足。加之,未加果膠酶釀制的棗酒甲醇含量較低,且評分較高,故選擇發(fā)酵前期不加入果膠酶,僅在發(fā)酵結(jié)束后加入MH果膠酶用于棗酒澄清。
2.3.4 終止發(fā)酵方法的確定(表4)
表4 不同終止發(fā)酵方式對棗酒品質(zhì)的影響
由表4可以看出,巴氏殺菌結(jié)合SO2添加法與冷藏處理結(jié)合SO2添加法制得的成品酒感官評分均較高,其色澤呈淺紅棕色,澄清透明,果香濃郁,有典型的半甜型酒風(fēng)格。故這兩種方法為較理想的發(fā)酵終止方法。
表5 不同貯存容器對棗酒品質(zhì)的影響
2.3.5 不同貯存容器對棗酒品質(zhì)的影響(表5)
綜合分析,選擇橡木桶為棗酒后熟的貯存容器。
通過試驗,得到紅棗酒最佳生產(chǎn)工藝:紅棗蒸煮、破碎為2~3瓣、不去核,按紅棗3倍重量加水,一次性補糖至可溶性固形物含量達21 g/100 mL,順序接種H和RV171酵母混菌發(fā)酵,監(jiān)控發(fā)酵溫度、還原糖、總酸變化,至棗汁中還原糖含量為30~40 g/L時,采用巴氏殺菌結(jié)合SO2添加法終止發(fā)酵,分離過濾,添加MH果膠酶澄清、過濾,橡木桶貯存。經(jīng)過工藝的細化改良,本試驗釀造的紅棗酒甲醇含量低、黃酮含量高,酒體呈淺紅棕色,澄清透明,有濃郁的紅棗香氣和協(xié)調(diào)的酒香,具有典型的發(fā)酵棗酒風(fēng)格。