本文摘要：摘要：以長紅棗為原料，研究了釀制紅棗果酒的工藝參數(shù)。選擇長紅棗果酒的酒精度作為評價指標(biāo)，通過單因素及正交試驗確定了長紅棗果酒最優(yōu)發(fā)酵工藝參數(shù)為初始糖度22%，發(fā)酵溫度23℃，接種6.0%的酵母菌活化液。利用電子鼻及氣相色譜分析了長紅棗果酒的風(fēng)味物質(zhì)
摘要：以長紅棗為原料，研究了釀制紅棗果酒的工藝參數(shù)。選擇長紅棗果酒的酒精度作為評價指標(biāo)，通過單因素及正交試驗確定了長紅棗果酒最優(yōu)發(fā)酵工藝參數(shù)為初始糖度22%，發(fā)酵溫度23℃，接種6.0%的酵母菌活化液。利用電子鼻及氣相色譜分析了長紅棗果酒的風(fēng)味物質(zhì)，結(jié)果表明，發(fā)酵工藝優(yōu)化前后的長紅棗果酒風(fēng)味物質(zhì)存在顯著差異，優(yōu)化后的長紅棗果酒，其甲醇和高級醇的含量顯著降低。
關(guān)鍵詞：長紅棗果酒;工藝優(yōu)化;風(fēng)味物質(zhì);電子鼻;氣相色譜
發(fā)酵方向論文投稿刊物：《食品與發(fā)酵工業(yè)》(月刊)1970年創(chuàng)刊，是全國眾多食品刊物中由國家一級學(xué)會創(chuàng)辦的、代表我國現(xiàn)代食品與發(fā)酵科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的純學(xué)術(shù)期刊，刊載內(nèi)容主要有：食品與發(fā)酵工業(yè)發(fā)展相關(guān)的原輔料、工藝、包裝、機(jī)械、檢測、安全、流通、綜合利用等方面的研究報告以及國內(nèi)外食品與發(fā)酵科技發(fā)展動態(tài)等方面的綜述文章。讀者對象為從事食品與發(fā)酵及相關(guān)行業(yè)的生產(chǎn)、科研、設(shè)計和管理的人員。
長紅棗又稱中華大棗、棗、華棗，是鼠李科棗屬(Zizyphus.JujubeMill)植物棗樹的果實[1]，是我國特有的經(jīng)濟(jì)果品，富含維生素、氨基酸、黃酮類、皂苷類等多種營養(yǎng)成分，具有極高的食用和藥用價值[2-3]。長紅棗為山東省四大主栽品種之一，主要分布在山東省的魯中南山區(qū)，其中泰安地區(qū)的種植面積和產(chǎn)量均居全省首位，棗莊、濟(jì)寧地區(qū)次之，長紅棗是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的主要經(jīng)濟(jì)樹種[4]。但長紅棗鮮果自然保鮮能力很差，在貯藏中果實極易因感染微生物，腐爛變質(zhì)而失去商品價值[5];并且長紅棗果實纖維素含量較少，鮮果干燥后果實干癟、口感差，也會影響長紅棗干果的市場銷量。因此目前長紅棗的加工僅有整果干制、干棗片、蜜棗等形式，加工方式相對單一;加工技術(shù)相對落后，這限制了當(dāng)?shù)亻L紅棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
以棗為原料釀造果酒，既可有效保留果實中的原有成分[6]，又能拓寬長紅棗的加工途徑。目前有關(guān)棗酒的研究產(chǎn)品主要有紅棗酒[7-10]、干紅棗酒[11-13]、紅棗甜酒[14]、澄清型紅棗酒[15]、紅棗白蘭地[1,16]、山棗果酒[17]等類型，但由于長紅棗品種的多樣性導(dǎo)致長紅棗果酒發(fā)酵工藝存在較大差異[8-9,17]，且所釀果酒的風(fēng)味也不盡相同[18-20]。目前，有關(guān)利用長紅棗加工生產(chǎn)紅棗果酒的研究還未見報道，為此，本試驗以長紅棗干果為原料釀制紅棗果酒，利用單因素及正交試驗優(yōu)化了發(fā)酵工藝參數(shù);并利用電子鼻及氣相色譜對長紅棗果酒的風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行了分析，旨在建立長紅棗果酒發(fā)酵技術(shù)體系，為工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)長紅棗果酒提供技術(shù)依據(jù)。
1材料與方法
1.1材料與試劑
長紅棗干果，市售，產(chǎn)地為山東棗莊;試驗用酵母Z34，本實驗室自選菌[21]。檸檬酸、白砂糖(一級)，均為市售食品級;偏重亞硫酸鉀，煙臺帝伯仕自釀機(jī)有限公司生產(chǎn)。
1.2儀器與設(shè)備
SPL-250型生化培養(yǎng)箱，天津市萊玻特瑞儀器設(shè)備有限公司;YP100001型電子天平、FA1004型電子天平，上海越平科學(xué)儀器有限公司;TD-45型數(shù)字折光儀，浙江托普儀器有限公司;PHS-2F型pH計，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;酒精計，河北省武強(qiáng)縣紅星儀表廠;PEN3型電子鼻，德國AIRSENSE公司，傳感器陣列由10個不同的金屬氧化物傳感器組成[22]，不同傳感器響應(yīng)不同氣味物質(zhì)[23];DFT-250型手提式高速萬能粉碎機(jī)，溫嶺市林大機(jī)械有限公司;DHG9246A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海精宏實驗設(shè)備有限公司;飛利浦食品加工機(jī)(打漿機(jī))，珠海經(jīng)濟(jì)特區(qū)飛利浦家庭電器有限公司。
1.3方法
1.3.1工藝流程
長紅棗干果→預(yù)處理→打漿→成分調(diào)整→硫處理→接種酵母→主發(fā)酵→過濾→后發(fā)酵→倒酒→陳釀→澄清→成品
經(jīng)預(yù)處理后得到的長紅棗干果漿液，添加白砂糖調(diào)整糖度至20%，添加檸檬酸調(diào)整pH為3.50，向紅棗漿液中加入60mg/L的偏重亞硫酸鉀，和5%的酵母活化液，按照60%的裝液量在250mL三角瓶中25℃條件下恒溫靜止發(fā)酵[21]。主發(fā)酵結(jié)束后，過濾除去原酒中的沉淀物，降低發(fā)酵溫度至18℃進(jìn)行后發(fā)酵;7d后將酒倒入密閉容器中，注意不要倒入沉淀物，封閉容器于4℃下陳釀30d，經(jīng)離心澄清后得長紅棗果酒成品。
1.3.2操作要點
(1)預(yù)處理
使用無霉變、無蟲蛀的果實，用清水洗去棗表面的污物，將水瀝干后去核備用。加入4倍于紅棗質(zhì)量的水，以微沸狀態(tài)煮制30min。在煮制過程中注意控制溫度避免過度沸騰，同時待水微沸后每15min補(bǔ)加質(zhì)量為原加水量10%的水，整個過程補(bǔ)水2次[24]。煮制結(jié)束后，待煮制液冷卻至溫室，用冷開水調(diào)整煮制液的質(zhì)量至煮制前的質(zhì)量。
(2)活化酵母菌
溫水中加入2%白砂糖和1%酵母菌，置于30℃的環(huán)境中使其活化，活化2h后即可使用。
1.3.3紅棗果酒主發(fā)酵工藝的確定
以原酒的酒精度為指標(biāo)，分別考察酵母菌接種量、發(fā)酵溫度、初始糖度對發(fā)酵的影響。
(1)單因素試驗
在預(yù)試驗的基礎(chǔ)上，依次進(jìn)行以下三組試驗。
經(jīng)處理的紅棗漿液，調(diào)節(jié)初始糖度為20%、pH3.50，分別以體積分?jǐn)?shù)2%、4%、6%、8%、10%的接種量接種酵母菌活化液，25℃發(fā)酵，研究酵母菌接種量對長紅棗果酒主發(fā)酵的影響。
經(jīng)處理的紅棗漿液，調(diào)節(jié)初始糖度為20%、pH3.50，接種酵母量為5%，分別在18、20、22、24、26℃發(fā)酵，研究發(fā)酵溫度對長紅棗果酒主發(fā)酵的影響。
經(jīng)處理的紅棗漿液，調(diào)節(jié)初始糖度依次為18%、20%、22%、24%、26%，pH3.50，接種酵母量5%，在23℃發(fā)酵，研究初始糖度對長紅棗果酒主發(fā)酵的影響。
(2)果酒發(fā)酵的正交試驗設(shè)計
在單因素試驗分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，利用L9(34)正交表進(jìn)行正交試驗，以原酒的酒精度為評價指標(biāo)，確定長紅棗果酒的最佳發(fā)酵工藝。
1.3.4分析方法
以長紅棗干果和鮮果為原料，分別使用優(yōu)化前和優(yōu)化后的工藝進(jìn)行發(fā)酵獲得長紅棗果酒，利用電子鼻及氣相色譜對獲得的長紅棗果酒進(jìn)行評價分析[25,26]。
(1)電子鼻檢測
取1mL成品酒樣于500mL的錐形瓶中，加入2mL蒸餾水并用保鮮膜封口，搖勻后于25℃下靜置半小時平衡，然后直接將進(jìn)樣針頭插入樣品瓶采用頂空吸氣法進(jìn)行電子鼻分析試驗。
測定條件：樣品準(zhǔn)備時間5s、檢測時間100s、測量計數(shù)1s、自動調(diào)零時間5s、清洗時間300s、內(nèi)部流量400mL/min，進(jìn)樣流量400mL/min。完成1次檢測后系統(tǒng)進(jìn)行清零和標(biāo)準(zhǔn)化，然后再進(jìn)行第2次頂空采樣。統(tǒng)計分析10個不同選擇性傳感器的G/G0值;通過電子鼻Winmuster分析軟件對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
(2)氣相色譜分析
甲醇含量和高級醇含量采用氣相色譜法測定。果酒發(fā)酵液經(jīng)蒸餾后得到的樣品使用氣相色譜法測定。
色譜條件為：色譜柱LAP-930，50m×0.32mm×1.0μm;檢測器為氫火焰離子化檢測器。初始柱溫為50℃，保持8min，以5℃/min的升溫速度升至200℃，保持5min，進(jìn)樣量為1.0μL，分流比為10:1。
(3)理化指標(biāo)測定
糖度：斐林試劑法;酒精度：參照GB5009.225-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)酒中乙醇濃度的測定》，所得酒精度數(shù)值均校正為20℃條件下的數(shù)值。
1.4數(shù)據(jù)處理
每個處理重復(fù)3次，取平均值進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)以x±s表示。使用軟件OriginPro8.0對單因素試驗的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，SPSS19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，方差分析法進(jìn)行顯著性分析。
2結(jié)果與分析
2.1長紅棗果酒主發(fā)酵工藝的單因素試驗
2.1.1酵母菌接種量對長紅棗果酒主發(fā)酵的影響
(1)酵母菌接種量對長紅棗果酒發(fā)酵的影響
自發(fā)酵開始每隔24h取樣一次測定發(fā)酵液的殘?zhí)呛�，記錄長紅棗果酒主發(fā)酵進(jìn)程;同時注意發(fā)酵過程防止染菌現(xiàn)象發(fā)生。隨著酵母接種量的增加，發(fā)酵速度逐漸加快;當(dāng)接種量大于6.0%時，酵母接種后沒有出現(xiàn)明顯的發(fā)酵延遲期，這表明合理增加酵母接種量可以縮短發(fā)酵的延遲期。4.0%與6.0%的接種量，發(fā)酵曲線吻合程度最高，且發(fā)酵時間相同，表明這兩個梯度接種量的發(fā)酵速度差異不顯著，當(dāng)接種量大于6.0%時發(fā)酵周期縮短24h。當(dāng)接種量為2%時，起發(fā)酵速度延遲時間較長，發(fā)酵周期也延長了24h;說明當(dāng)酵母接種量低于4%時，發(fā)酵受到較顯著的影響，不利于主發(fā)酵的進(jìn)行。
(2)酵母菌接種量對長紅棗果酒酒精度的影響
當(dāng)酵母接種量為6.0%時，發(fā)酵后的酒液酒精度最高。當(dāng)接種量低于6.0%時，酵母菌會消耗部分糖用于生長繁殖，導(dǎo)致最終酒液的酒精度較低;當(dāng)接種量大于6.0%時，酵母菌增殖速度加快，導(dǎo)致酵母菌的生長過早進(jìn)入衰亡期，發(fā)酵提前終止，耗糖量略有下降，酒精度降低。因此，酵母菌的最適接種量范圍為4.0%~6.0%。
2.1.2發(fā)酵溫度對長紅棗果酒發(fā)酵的影響
在所選擇的溫度范圍內(nèi)，發(fā)酵溫度對果酒發(fā)酵的影響可分為三個梯度。當(dāng)發(fā)酵溫度為26℃時，發(fā)酵速度最快，但發(fā)酵周期相應(yīng)縮短，僅為6d，酒精度也相對較低。24℃時的發(fā)酵曲線與22℃時的發(fā)酵曲線趨勢較為一致，發(fā)酵過程較為平緩，發(fā)酵周期為7d，酒精度也相對較高。當(dāng)發(fā)酵溫度低于22℃時，起發(fā)酵速度變緩，發(fā)酵過程受到一定程度的抑制，發(fā)酵周期延長為8d，酒精度也相應(yīng)變低。試驗表明，當(dāng)發(fā)酵溫度過高時，酵母菌增殖過快，菌體過早進(jìn)入衰亡期，導(dǎo)致后發(fā)酵不足，發(fā)酵5d時接近終止。當(dāng)發(fā)酵溫度過低,酵母菌的生長繁殖受到抑制，發(fā)酵速度減緩，耗糖量減少，酒精度也相應(yīng)降低。綜合考慮酒精度和發(fā)酵周期等因素，將長紅棗果酒發(fā)酵的最適溫度設(shè)置為22~24℃。
2.1.3初始糖度對長紅棗果酒主發(fā)酵的影響
(1)初始糖度對長紅棗果酒糖度的影響
糖類為酵母菌的生長繁殖提供必要的營養(yǎng)物質(zhì)和能量，也是酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生酒精的前體物質(zhì)，果漿中初始糖度直接影響酵母菌的生長繁殖及果酒的酒精度。長紅棗果酒發(fā)酵所用酵母對糖的耐受范圍比較廣;在選擇的初始糖度范圍內(nèi)，當(dāng)長紅棗果漿中的初始糖度逐漸增加時，糖度并沒有對長紅棗果酒主發(fā)酵的起發(fā)酵速度以及發(fā)酵結(jié)束后酒液中的糖含量造成影響，初始糖度的增加只是相應(yīng)地延長了主發(fā)酵的時間。
(2)初始糖度對長紅棗果酒酒精度的影響
初始糖度對長紅棗果酒酒精度的影響，隨著紅棗果漿中初始糖度的增加，原酒中的酒精度也相應(yīng)升高。綜合考慮發(fā)酵成本及發(fā)酵周期等因素，選擇長紅棗果酒發(fā)酵的初始糖度為18%~22%。
2.2長紅棗果酒主發(fā)酵工藝的正交優(yōu)化試驗
對長紅棗果酒酒精度影響最大的因素為長紅棗果漿的初始糖度(C)，最小的為酵母菌接種量(B)。表3方差分析顯示，發(fā)酵溫度和初始糖度對長紅棗果酒酒精度的影響達(dá)到顯著水平，而酵母菌接種量對其影響不顯著。長紅棗果酒主發(fā)酵的最佳工藝參數(shù)為A2B3C3，即發(fā)酵溫度23℃、酵母菌接種量6.0%、初始糖度22%時，所釀果酒酒精度最高。經(jīng)驗證試驗，該條件下所得果酒酒精度為11.5%vol，均高于其他試驗組;成品酒的糖度為23g/L，按照葡萄酒糖度分類屬于半甜型果酒，說明優(yōu)化后的條件對長紅棗果酒的發(fā)酵具有良好的適用性。
2.3風(fēng)味物質(zhì)分析
2.3.1電子鼻主成分分析
利用電子鼻對優(yōu)化前和優(yōu)化后工藝下的發(fā)酵酒進(jìn)行主成分分析，橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的貢獻(xiàn)率之和為99.40%，表明PCA對優(yōu)化前后工藝下的長紅棗果酒區(qū)分效果較為理想，可用于區(qū)分不同發(fā)酵條件下的長紅棗果酒，并且總貢獻(xiàn)率遠(yuǎn)大于85%，說明分析結(jié)果是有效可行的[28]。同一種酒樣之間數(shù)據(jù)集中程度均較好，不同酒樣間不存在重疊現(xiàn)象，能夠很明顯地區(qū)分四種不同的發(fā)酵酒樣。
2.3.2氣相色譜分析
對不同釀制工藝的長紅棗果酒進(jìn)行氣相色譜分析，優(yōu)化前和優(yōu)化后的發(fā)酵工藝對長紅棗果酒中甲醇和高級醇的含量影響明顯。采用優(yōu)化后工藝釀造的果酒，甲醇含量明顯低于采用優(yōu)化前的，同時高級醇的含量也顯著低于優(yōu)化前的果酒。果酒中適宜的高級醇含量不僅使酒體香氣豐滿、口感柔和圓潤，還可提高酒體的醇厚感和協(xié)調(diào)性;但高級醇含量過高易導(dǎo)致酒體產(chǎn)生異雜味和苦味，飲用后產(chǎn)生頭痛、口渴等癥狀，對飲用者的身體健康不利。相關(guān)研究表明，果酒中高級醇含量在300~360mg/L的范圍內(nèi)較為適宜。采用優(yōu)化后的發(fā)酵工藝釀造的果酒，高級醇含量較為適宜。
3結(jié)論
選擇長紅棗干果為原料，以本試驗室選育的釀酒酵母為釀造菌株，利用單因素試驗分別考察了酵母菌接種量、發(fā)酵溫度、初始糖度等發(fā)酵條件對長紅棗果酒發(fā)酵過程及果酒酒精度的影響。正交試驗結(jié)果表明，對長紅棗果酒酒精度影響最大的因素為紅棗果漿的初始糖度，其次為發(fā)酵溫度，影響最小的因素為酵母菌接種量;長紅棗果酒的最優(yōu)發(fā)酵工藝參數(shù)為初始糖度22%、發(fā)酵溫度23℃、接種6.0%的酵母菌活化液。對優(yōu)化前及優(yōu)化后的工藝條件下的發(fā)酵酒樣進(jìn)行電子鼻分析可知，兩種情況下的發(fā)酵酒樣之間存在較大差異;由氣相色譜分析結(jié)果可知，優(yōu)化后的工藝更適于長紅棗果酒的釀制，此條件下制得的長紅棗果酒成品酒的酒精度為11.5%vol，糖度為23g/L，符合半甜型果酒的標(biāo)準(zhǔn)。本研究對長紅棗果酒的主發(fā)酵工藝進(jìn)行了探索，為長紅棗果酒的工業(yè)化生產(chǎn)提供了參考依據(jù)和技術(shù)支持。
參考文獻(xiàn)：
[1]遲超逸.紅棗白蘭地甲醇形成機(jī)理初探及中試研究[D].保定:河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2015.
[2]張耀雷,黃立新,張彩虹,等.紅棗多糖的研究進(jìn)展[J].食品工藝科技,2013,34(23):349-353.
[3]ROSTAMIH,GHARIBZAHEDISMT.Microwave-assistedextractionofjujubepolysaccharide:Optimization,purificationandfunctionalcharacterization[J].Carbohydratepolymers,2016,143:100-107.
[4]王中堂,張瓊,陳雯,等.山東省長紅棗主產(chǎn)區(qū)土壤養(yǎng)分豐缺狀況[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2015(3):33-37.
[5]沙月霞.紅棗貯藏期果面微生物多樣性[J].生態(tài)學(xué)報,2011,31(2):0483-0490.
[6]YAOSR.Jujube,analternativefruitcropforthesouthwesternUnitedStates[J].Hortscience,2016,51(11):1329-1332.
[7]張寶善,陳錦屏,楊莉,等.紅棗酒發(fā)酵工藝研究[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2004,37(1):112-118.
[8]王立霞,陳錦屏,李鵬,等.和田玉棗酒主發(fā)酵的影響因素研究[J].食品科學(xué),2007,28(10):388-391.
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