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瓢兒酒工藝優化研究

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【摘要】:
姜倫陽  (山東魯源酒業有限公司,山東沂源256100)  摘要:目的探討瓢兒酒低溫發酵的最佳工藝條件以及冷凍過濾澄清瓢兒酒對其色澤和VC含量的影響。方法以瓢兒酒的色澤、香氣、口感和后味及產品指標等綜合評價分數為考察指標,采用響應面法對瓢兒酒低溫發酵的工藝條件進行優化,最終確定瓢兒酒發酵的最佳工藝參數。結果瓢兒酒發酵的最佳工藝參數為:發酵溫度為15℃、糖度為21oBrix、pH值為3.5,此外,過

姜倫陽

  (山東魯源酒業有限公司,山東沂源 256100)

  摘要:目的 探討瓢兒酒低溫發酵的最佳工藝條件以及冷凍過濾澄清瓢兒酒對其色澤和VC含量的影響。方法 以瓢兒酒的色澤、香氣、口感和后味及產品指標等綜合評價分數為考察指標,采用響應面法對瓢兒酒低溫發酵的工藝條件進行優化,最終確定瓢兒酒發酵的最佳工藝參數。結果 瓢兒酒發酵的最佳工藝參數為:發酵溫度為15℃、糖度為21oBrix、pH值為3.5,此外,過濾溫度控制在-5℃,有利于保持瓢兒酒的色澤。結論 研制出了草莓果香濃郁,口味醇厚,最大限度保留原料中VC、多酚類等功能性營養成份的原生態瓢兒酒。

  關鍵詞:瓢兒酒;低溫發酵;冷凍過濾;工藝優化

  瓢兒,又叫野草莓,學名“菠蘿莓”(pineberry),與草莓味道、外形十分相似,只有櫻桃般大小[1]。瓢兒白色果肉上點綴棕紅色芝麻狀小紅點,果體僅有人工栽培草莓的十分之一,生長區多分布在陜南淺山陰涼地帶,多見于陜西略陽、漢中、甘肅隴南等地[2,3]。

  瓢兒是熱敏性水果原料,采用傳統熱加工過程,極易使其特征香氣成分發生劣變,而特征香氣是構成果蔬風味品質的重要特征,直接影響消費者對產品的喜好和可接受水平[4]。

  目前,國內外關于葡萄酒的釀造工藝的研究報道較多[5,6,7],草莓酒釀造工藝的研究鮮有報道。馬子駿等[8]對草莓釀造酒特性和人工加糖發酵的工藝進行了相關的研究;劉文慧[9]等對草莓酒的釀造工藝及香氣成分分析進行了研究;嚴漢彬等[10]研究了香蕉和草莓復合果酒的釀造工藝。根據果酒釀造工

  藝特性,本試驗在采用國內成熟的果酒加工先進技術基礎上,以最大限度保留熱敏性原料瓢兒的感官品質和營養成分為著眼點,融入低溫發酵技術和冷凍過濾技術相結合工藝,進行新產品瓢兒酒的工藝技術優化。

  1 材料與方法

  1.1 材料與試劑

  原料瓢兒:采摘于陜西漢中;釀酒高活性干酵母:安琪酵母(伊犁)有限公司;白砂糖、檸檬酸(食品級):市售;抗壞血酸(分析純):天津市科密歐化學試劑有限公司;果膠酶(20000U/g):和氏璧生物技術有限公司;硅藻土、明膠、單寧(分析純):成都科龍化工試劑廠。

  1.2 儀器與設備

  ZG140榨汁機:廣州振興實業有限公司;AL204電子天平:梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;723-可見分光光度計:上海棱光科技有限公司;930N熒光分光光度計:上海儀電分析儀器有限公司;2-16K型冷凍離心機:德國SIGMA公司;不銹鋼板框過濾器:上海青上過濾設備有限公司。

  1.3 試驗方法

  1.3.1 瓢兒酒制備

  (1)原料預處理。挑選成熟、無病害的新鮮瓢兒,去除果梗后,用清水沖洗果實表面的泥土,瀝干水分。

  (2)榨汁。將瀝干的瓢兒放入組織破碎機中破碎,破碎過程中采用流加的方式向瓢兒漿中加入抗壞血酸護色,添加量為0.2g/kg。

  (3)超高壓酶解和滅酶。按瓢兒漿果肉量0.01~0.05%的配比添加果膠酶,攪拌均勻,然后裝入聚丙烯薄膜袋中,并用真空包裝機封口,置于超高壓設備的壓力腔內,選擇壓力為100~200MPa下,酶解2~4h。酶解結束后,將壓力升至300MPa,保壓10min滅酶。

  (4)發酵指標控制。經超高壓酶解后的瓢兒漿,調整糖度至20~24°Brix,調整pH至3.3~3.9。

  (5)釀酒酵母活化。按一定配比的釀酒活性干酵母,用10倍水溶解,在30~35℃條件下活化20min,然后加入到少量瓢兒原漿中活化20min,冷卻備用。

  (6)酵母菌接種。將活化后的釀酒酵母加入到糖分調節后的瓢兒漿中,進行無菌接種,接種量為原漿量的3%。

  (7)低溫發酵。采用低溫發酵有利于瓢兒中易揮發香氣物質最大限度地保留。發酵溫度控制在13~18℃,定期測定發酵液中總糖和酒精的含量,原漿發酵至總糖小于4g/L時結束發酵,然后進行壓榨分離,將自流汁與壓榨汁分別存放,待降溫靜置7d后,將二者混合得到瓢兒原酒。

  (8)澄清處理。在上述瓢兒原酒中添加0.03%的明膠與0.06%的單寧,使原酒中不穩定物質沉淀,然后過濾分離。

  (9)冷凍過濾。將澄清處理后的原酒在-10~-5℃條件下存放7d,然后保持原酒溫度-5℃左右過濾。

  (10)復配陳釀。對原酒的酒精度和糖度進行調整后靜置陳釀,陳釀溫度保持在13~15℃。

  (11)冷凍精濾。將復配陳釀后的原酒在-10~-5℃下存放7d,冷凍過濾,溫度保持在-5℃左右。

  1.3.2 低溫發酵瓢兒酒的工藝優化

  發酵溫度高,果汁中的芳香成分以及色素的損失較大;低溫發酵,酒品質好,能減少原料中營養成分的損失,最大限度地保留其營養價值。因此,本課題控制發酵溫度在18℃以下。選取發酵溫度(A)、發酵液糖度(B)、發酵pH(C)等3個因素進行響應面分析,確定最佳發酵工藝參數,因素水平設計見表1。

  表1 響應面分析試驗因素水平表

  Table 1 Factors and levels in response surface design

水平

A

發酵溫度(℃)

B

發酵液糖度(°Brix)

C

發酵pH

-1

12

20

3.1

0

15

22

3.5

1

18

24

3.9

  1.3.3瓢兒酒綜合評價方法

  通過瓢兒酒的色澤、香氣、口感和后味等感官特性及產品指標進行綜合評價,評分方法及依據綜合考慮GB/T15038、GB/T5009.49、GB/T 4789.25[11,12,13]。綜合評價(總分100)標準如表2所示:

  表2 瓢兒酒綜合評價標準

  Table 2 Comprehensive evaluation standards of pineberry wine

項  目

標  準

分  數

(80分)

色  澤

清亮透明,琥珀紅色

16-20

橙紅色,澄清無明顯懸浮物

12-15

暗紅色,渾濁沉淀

�12

香  氣

果香和酒香濃郁

16-20

有淡淡的果香

12-15

酒香不足有異味

�12

口  感

酒體豐滿,甘甜爽口

16-20

略有酸澀

12-15

口味酸澀,口感不佳

�12

后  味

回味醇香,入喉有余香

16-20

略有回味,入口柔和

12-15

回味不足,較難入口

�12

產品指標

(20分)

理化指標

參照GB/T5009.49評價

20

微生物指標

參照GB/T4789.25評價

10

  1.3.4冷凍過濾澄清瓢兒酒對其色澤和VC含量的影響

  采用冷凍過濾澄清瓢兒酒,與傳統過濾方法相比,能降低產品的香氣、色澤和營養物質的損耗??刂七^濾溫度分別為-10℃、-5℃、0℃、5℃、10℃時,考察過濾溫度對瓢兒酒色澤及VC含量的影響。

  色澤分析:用色差儀測定L*、a*、b*、E*,其中:L*代表亮度,a*表征紅綠色,b*表征黃藍色,E*代表色度,色差ΔE表示瓢兒酒顏色變化。當ΔE>2時,表示樣品的色澤變化明顯,ΔE越大,表示顏色變化越明顯。

  2 結果與分析

  2.1響應面分析結果

  以瓢兒酒的色澤、香氣、口感和后味及產品指標等感官評價分數為考察指標,采用響應面試驗優化瓢兒酒低溫發酵的最佳工藝條件,結果如表3所示。

  表3 響應面試驗設計方案及結果

  Table 3 Experimental design and results of response surface design

試驗號

A

發酵溫度/℃

B

發酵液糖度/°Brix

C

發酵pH

綜合指標/分

1

1

0

1

75.2

2

0

-1

-1

79.8

3

0

0

0

88.5

4

0

0

0

88.3

5

1

0

-1

69.3

6

1

1

0

73.2

7

-1

-1

0

75.1

8

-1

0

-1

73.0

9

0

1

1

74.6

10

-1

1

0

72.8

11

1

-1

0

76.7

12

0

-1

1

79.2

13

0

0

0

89.2

14

0

1

-1

77.4

15

0

0

0

89.6

16

0

0

0

88.7

17

-1

0

1

63

  2.2模型建立及顯著性檢驗

  試驗結果采用Design-Expert8.0.6軟件的ANOVA程序,進行二次回歸分析,得到瓢兒酒綜合感官指標值的變化對發酵溫度、發酵液糖度以及pH的標準回歸方程為:瓢兒酒綜合評價值=+88.86+1.13A-1.60B-0.94C -0.30A*B+3.98A*C-0.55B*C-11.02A2-3.39B2-7.72C2,式中,自變量A為發酵溫度(℃);自變量B為發酵液糖度(oBrix);自變量C為發酵pH?;貧w統計分析結果見表4。

  表4 回歸統計分析結果

  Table 4 Analysis of variance for the regression model

系數來源

平方和

自由度

均方

F值

Prob>F

顯著性

Model

991.09

9

110.12

115.84

<0.0001

+++

A

13.78

1

13.78

14.50

0.0066

 

B

20.48

1

20.48

21.54

0.0024

 

C

7.03

1

7.03

7.40

0.0298

 

AB

0.36

1

0.36

0.38

0.5578

 

AC

63.2

1

63.2

66.48

<0.0001

+++

BC

1.12

1

1.12

1.27

0.2964

 

A2

511.10

1

511.10

537.63

<0.0001

+++

B2

48.46

1

48.46

50.98

0.0002

++

C2

250.78

1

250.78

263.80

<0.0001

+++

殘差

6.65

7

0.95

 

 

 

失擬

5.52

3

1.84

6.50

0.0511

不顯著

凈誤差

1.31

4

0.28

 

 

 

R2

0.9933

 

 

 

 

 

Radj2

0.9848

 

 

 

 

 

  注:+++ :極顯著,++ :顯著

  由表4可知,模型極顯著(P<0.0001),因變量與所考察自變量之間的線性關系顯著(R2=0.9933),表明所建立的模型可以用來解釋99.33%的響應變化;模型調整確定系數為0.9848,說明該模型能解釋98.48%響應值的變化,只有1.52%的總變異沒有包括其中,擬合程度較好,失擬不顯著(P>0.01),說明本試驗所得二次回歸方程高度顯著,能夠很好地對響應值進行預測。AC、A2、C2對瓢兒酒感官評價值的影響極顯著;B2對瓢兒酒感官評價值的影響顯著。

  2.3瓢兒酒發酵響應面分析及優化

  根據回歸方程,得到各因素交互作用對瓢兒酒感官評價值影響的響應面圖和等高線圖(圖1),其中等高線圓形表示兩因素交互作用不顯著,橢圓表示兩交互作用顯著。

  利用Design-Expert軟件分析得到最優發酵條件,當發酵溫度為15.64℃、糖度為21.53oBrix、pH值為3.48時,瓢兒酒綜合指標為89.10分??紤]到實際操作性,設定發酵溫度為15℃、糖度為21oBrix、pH值為3.5。對以上最優工藝進行3批驗證試驗,綜合評價分數分別為89.76分、89.48分、89.15分,試驗平均值為89.47分,與理論預測值較為接近,故確定瓢兒酒發酵最佳工藝參數:發酵溫度為15℃、糖度為21oBrix、pH值為3.5。

  a)發酵溫度與發酵液糖

  b)發酵溫度與pH

  c)發酵液糖度與pH

  圖1 兩因素交互作用對感官評價值影響的響應面和等高線圖

  Figure 1 Response surface and contour for the clarity of the interaction

  2.4冷凍過濾澄清瓢兒酒對其色澤和VC含量的影響

  2.4.1過濾溫度對瓢兒酒色澤的影響

  不同過濾溫度對瓢兒酒色澤的影響見表5。

  表5 不同過濾溫度對瓢兒酒色澤的影響

  Table 5 Effect of filtering temperature on the color of pineberry wine

組別

 

L

a

b

ΔE

對照樣品

 

30.65±0.09a

14.58±0.08a

4.74±0.05a

 

冷凍

過濾

溫度/℃

-10

30.65±0.21a

14.63±0.35a

4.69±0.05b

0.07±0.16a

-5

30.34±0.11a

14.17±0.22ab

4.61±0.02b

0.53±0.16b

0

29.37±0.22b

13.99±0.14b

4.28±0.03c

1.48±0.16c

5

28.56±0.16c

13.24±0.23b

3.97±0.04d

2.60±0.16d

10

27.46±0.18d

12.05±0.32c

3.73±0.06d

4.21±0.16e

  注:L代表亮度,a代表紅綠色,b代表黃藍色,ΔE代表色差

  由表5可知,冷凍過濾處理瓢兒酒,其亮度值L均降低,但當過濾溫度保持在-5℃以下,瓢兒酒的亮度值L與對照品相比無顯著性差異,色差值ΔE<2,色澤變化不明顯,說明低溫對其色澤影響較小,可以保持瓢兒酒原有的色澤。當過濾溫度在5~10℃時,其亮度L、a、b值均顯著降低,瓢兒酒色差值ΔE>2,色澤變化顯著。因此,過濾溫度控制在-5℃,有利于保持瓢兒酒的色澤。

  2.4.2過濾溫度對瓢兒酒VC保存率的影響

  過濾溫度對瓢兒酒VC保存率的影響見表6和圖2。

  表6 過濾溫度試驗結果

  Table 6 The results of filtering temperature

過濾溫度/℃

-10

-5

0

5

10

過濾時間/min

VC保留率/%

20

97.26

96.38

95.13

92.66

87.46

40

96.00

95

93.52

90.45

84.7

60

94.94

94.02

91.45

88.53

81.79

80

93.64

92.3

90.01

85.89

78.69

100

92.54

90.02

88.12

82.16

77.58

120

90.03

88.73

86.34

80.34

75.25

  圖2 過濾溫度對瓢兒酒VC保存率的影響

  Figure 2 Effect of filtering temperature on the VC retention rate of pineberry wine

  從以上可以看出,過濾過程中瓢兒酒VC的保存率逐漸降低,在-10℃、-5℃以下過濾時,VC保存率分別為90.03和88.73%。當溫度升高到10℃時,VC含量顯著降低,VC的保存率為75.25%。該現象發生的原因是過濾時瓢兒酒中的VC易與周圍環境中的氧氣發生反應所致,而這一反應與溫度有關,溫度越高,反應活性越強,VC的保存率越低。因此,綜合考慮瓢兒酒中營養成分保留及生產成本,試驗選擇過濾溫度為-5℃。綜上所述,低溫過濾有利于保持瓢兒酒的色澤和提高VC保存率,過濾溫度控制在-5℃左右。

  3討論

  本課題選用原生態瓢兒為原料,采用低溫發酵和冷凍過濾相結合技術開發原生態瓢兒酒,其關鍵工藝技術如下:

  (1)確定瓢兒酒生產中低溫發酵的最佳工藝條件為:發酵溫度為15℃、糖度為21oBrix、pH值為3.5。

  (2)低溫發酵后的瓢兒酒經下膠處理后,采用冷凍過濾澄清。先將瓢兒酒迅速冷卻到-10℃,并在過濾過程中保持溫度為-5℃,最終經復配后,制得營養價值和感官品質高的原生態瓢兒酒。

  (3)本試驗研制出草莓果香濃郁,口味醇厚,最大限度保留原料中VC、多酚類等功能性營養成份的原生態瓢兒酒。

  綜上,本試驗充分利用漢中的特色資源研發生產瓢兒酒,將資源優勢轉化為經濟優勢,符合國家產業政策和行業發展方向,對促進農業產業化可持續發展、調整產業結構、培育新的經濟增長點、加快當地農民致富都具有積極的意義。

  參考文獻

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