木奶果果酒加工工藝優化

(云南農業大學熱帶作物學院,云南普洱 665000)

木奶果(BaccaurearamifloraLour)為多年生大戟科木奶果屬常綠灌木或喬木,主要分布于我國海南、廣西及云南等地[1]。云南普洱江城縣等地有較大面積栽培。木奶果可鮮食亦可入藥,其根、果皮富含揮發油、內酯,具有抗腫瘤活性[2]。目前,國內外主要對木奶果的營養成分、栽培管理、貯藏適性和化學成分進行分析研究[3-9],木奶果深加工研究幾乎是空白。木奶果產量高,但季節性強,不耐運輸和儲藏,容易褐變霉爛,必須及時銷售或者加工處理,但是目前市場上未見對木奶果深加工處理工藝方法,本研究擬將木奶果進行榨汁后發酵,將其開發為方便儲藏和飲用的果酒,既可以解決木奶果的儲藏和運輸問題,又可以提高當地農民的收入,有著顯著的社會效益。

目前,國內外已經開展了櫻桃、蓮霧、石榴等多種果酒釀造工藝的研究[10-13],并通過工藝優化使果酒釀造技術也不斷成熟[14-18],但是仍存在許多需要解決的問題,特別是在不同原材料需要探索合適的發酵工藝上還有待于完善。本研究通過單因素實驗確定木奶果果酒發酵的接種量、起始糖度、二氧化硫添加量、起始pH和主發酵時間的最適參數,在此基礎上確定影響木奶果果酒品質的主要因素，并通過四因素三水平正交試驗,優化確定木奶果果酒發酵的最佳工藝。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

木奶果鮮果 采摘于云南省普洱市江城縣;白砂糖 市售;安琪紅葡萄酒果酒酵母 湖北安琪酵母股份有限公司;偏重亞硫酸鉀 食品級,河南華興生物科技有限公司;食用小蘇打 山東海天生物化工有限公司。

ME204E電子分析天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;PHS-3C型酸度計 上海儀電科學儀器股份有限公司;RQH-400人工氣候箱 寧波江南儀器廠;手持式折光糖度計 上海力辰儀器科技有限公司;高壓滅菌鍋 合肥華泰醫療設備有限公司;HWS-26恒溫水浴鍋 上海一恒科學儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 木奶果果酒加工工藝 木奶果鮮果清洗→去皮→榨汁→調配→滅菌→接種發酵→主發酵→后發酵→陳釀→調配→澄清→過濾→成品

關鍵操作點:木奶果要求新鮮、達到食用成熟度,無病蟲害,自來水清洗木奶果表面附著的泥沙、雜物,晾干后剝皮,果肉及果核放入脫脂棉紗布中擠壓榨汁,得到木奶果果汁,加入一定量的偏重亞硫酸鉀抑制雜菌生長。用白砂糖調節果酒發酵液的初始糖度,檸檬酸和碳酸氫鈉調整發酵母液至一定pH,從而得到待發酵液。

滅菌:果汁采用高溫瞬時滅菌,在130 ℃左右瞬時殺菌3～4 s,殺菌后盡量避免與空氣直接接觸,果汁溫度控制在25 ℃左右。

酵母的活化:蒸餾水加熱至37 ℃,在水浴鍋中37 ℃保溫并加入干酵母粉攪拌至溶解[14]。

主發酵:木奶果待發酵液中加入一定量的活化酵母菌,于28 ℃恒溫發酵一定時間[15-16]。

后發酵:主發酵后的果酒分離酒腳,上清液在15 ℃恒溫下繼續進行后發酵60 d。

1.2.2 木奶果果酒加工工藝單因素實驗

1.2.2.1 初始糖度對木奶果酒品質的影響 按照1.2.1工藝操作方法,將待發酵液分別裝入500 mL發酵瓶中,每瓶加入量為350 mL,利用白砂糖分別調整各瓶初始糖度為16、18、20、22、24 °Bx,按照0.8 g/L接種活化好的酵母菌液,調節pH為4.0,28 ℃發酵9 d,各瓶分別調節SO2添加量為70 mg/L,比較初始糖度對木奶果果酒品質的影響。

1.2.2.2 SO2添加量對木奶果果酒品質的影響 將木奶果果汁初始糖度調整為20 °Bx,調節pH為4.0,分別取350 mL按照0.8 g/L接種活化好的酵母菌液裝入500 mL發酵瓶中,各瓶分別調節SO2添加量為30、50、70、90、110 mg/L,28 ℃發酵9 d,比較SO2添加量對木奶果果酒品質的影響。

1.2.2.3 發酵初始pH對木奶果酒品質的影響 將木奶果果汁初始糖度調整為20 °Bx,分別取350 mL按照0.8 g/L接種活化好的酵母菌液裝入500 mL發酵瓶中,各瓶分別調節pH為3.0、3.5、4.0、4.5、5.0,各瓶分別調節SO2添加量為70 mg/L,28 ℃發酵9 d,比較發酵初始pH對木奶果果酒品質的影響。

1.2.2.4 酵母菌接種量對木奶果果酒品質的影響 將木奶果果汁初始糖度調整到20 °Bx,調節pH至4.0,分別取350 mL裝入500 mL發酵瓶中,接種酵母菌懸浮液,接種量分別為0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 g/L,各瓶分別調節SO2添加量為70 mg/L,28 ℃發酵9 d,比較酵母菌接種量對木奶果果酒品質的影響。

1.2.2.5 主發酵時間對木奶果酒品質的影響 將木奶果汁初始糖度調整為20 °Bx,調節pH為4.0,分別取350 mL按照0.8 g/L接種活化好的酵母菌液裝入500 mL發酵瓶中,各瓶分別調節SO2添加量為70 mg/L,在28 ℃分別發酵5、7、9、11、13 d,比較主發酵時間對木奶果果酒品質的影響。

1.2.2.6 木奶果果酒正交試驗 在單因素實驗的基礎上,根據對酒精度(%vol)和感官評分的影響,選取初始糖度(A)、發酵初始pH(B)、接種酵母菌量(C)、主發酵時間(D)對影響木奶果果酒品質四個較大的因素為考察因素,以酒精度(%vol)和感官評分為指標,通過四因素三水平正交試驗,優化發酵參數,得到最有發酵工藝。正交試驗因素水平見表1。

表1 木奶果果酒主發酵正交試驗的因素與水平Table 1 Factors and levels of B.ramiflorawine main fermentation orthogonal test

1.2.3 指標測定

1.2.3.1 理化分析 采用酒精計法檢測酒精度[19];殘糖(以葡萄糖計)和總酸(以檸檬酸計)測定采用《葡萄酒、果酒通用分析方法》(GB/T 15038-2006)規定方法進行測定。

1.2.3.2 感官評價 根據木奶果果酒的特點,參考GB/T15037-2006《葡萄酒》,建立木奶果酒感官評定標準,詳見表2。木奶果酒發酵后,選擇5名具有食品感官評定基礎的教師及10名學生,按照評分標準進行品評。

1.3 數據處理

每個實驗重復三次,實驗結果分析時取平均值。單因素實驗結果表繪制和偏差分析采用Excel軟件。正交試驗數據采用正交試驗設計助手(Ⅱ)進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 木奶果果酒單因素實驗結果

2.1.1 初始糖度對木奶果果酒品質的影響 初始糖度對木奶果果酒感官品質及酒精度的影響見圖1。由圖1可以看出,起初隨著初始糖度的升高,感官品質和酒精度均會上升,但糖度超過22 °Bx時,酒精度略有下降;感官評價分數在20 °Bx時最高,之后明顯下降。木奶果果酒感官品質逐漸下降,究其原因是糖分除了作為酵母菌養分用于生長繁殖外,同時也會被轉化成酒精,隨著糖度升高,酒精度也相應升高,過高的酒精度會對木奶果酒感官品質產生負面影響,因此,初始糖度選擇在20 °Bx,在此糖度下發酵的木奶果果酒酒精度和感官品質最佳。

表2 木奶果酒感官評定標準Table 2 Sensory evaluation standard of B.ramiflora wine

圖1 初始糖度對木奶果果酒品質的影響Fig.1 Effects of original sugar contenton quality of B.ramiflora wine

2.1.2 不同SO2添加量對木奶果果酒品質的影響 不同SO2添加量對木奶果果酒感官品質及酒精度的影響見圖2。對SO2添加量影響結果進行差異顯著性分析表明,SO2添加量對木奶果酒酒精度影響差異極顯著(P=0.0008),進一步進行多重比較發現,SO2添加量70 mg/L與其他添加濃度對酒精度影響差異顯著(P<0.05),其余各添加量之間差異不顯著(P>0.05),因而其余濃度可不再做篩選,且在添加量為70 mg/L時,感官評分最高,因此選擇70 mg/L作為發酵最佳添加量。

圖2 SO2添加量對木奶果果酒品質的影響Fig.2 Effects of SO2 dosage onquality of B.ramiflora wine

2.1.3 不同初始pH對木奶果酒品質的影響 發酵母液初始pH對木奶果酒酒精度及感官評分影響的結果見圖3。如圖3所示,發酵pH在4.0時果酒口感最好,在pH低于3.5時,會抑制酵母發酵,并促使香味組分水解,在pH高于4.5時,酒精度反而降低,易受雜菌污染,綜合評分開始下降[18]。因此,最佳初始pH選擇4.0。

圖3 初始pH對木奶果酒品質的影響Fig.3 Effects of original pH valueon quality of B.ramiflora wine

2.1.4 不同酵母菌接種量對木奶果果酒品質的影響 由圖4可以看出,隨著酵母菌接種量增大,果酒酒精度和感官評分也不斷提升,但是在接種量超過0.8 g/L時,酒精度開始下降,同時感官評分亦開始下降,究其原因,酵母接種量過大,其繁殖生長過快會加快呼吸作用,所消耗糖分大量增加,不利于酒精積累量[20],同時營養物質的過量消耗也會導致感官評分的下降。因此,選擇0.8 g/L酵母菌接種量為最優選擇。

圖4 接種量對木奶果果酒品質的影響Fig.4 Effects of inoculating amountson quality of B.ramiflora wine

表3 正交試驗結果Table 3 Results of orthogonal test

2.1.5 主發酵時間對木奶果果酒品質的影響 由圖5可以看出,隨著主發酵時間的延長,酒精度和感官評分均逐步上升,在第9 d時,感官評分達到最佳,其后酒精度增加變緩,感官評分有所降低,因此確定主發酵最佳時間為9 d。

圖5 主發酵時間對木奶果果酒品質的影響Fig.5 Effects of principal fermentation timeon quality of B.ramiflora wine

2.2 木奶果酒正交試驗

木奶果酒發酵條件正交優化試驗結果檢表3。

由表3中的酒精度R值大小可知,各因素對木奶果果酒酒精度影響的主次順序為初始pH>酵母菌接種量>起始糖度>主發酵時間。依據正交試驗結果采用直觀分析法得到最佳發酵條件為A2B3C3D2,即初始糖度20 °Bx,初始pH4.5,酵母菌接種量1.0 g/L,主發酵時間9 d。利用正交試驗中這一方案進行三次發酵獲得木奶果酒酒精度平均為12.56%vol(RSD=1.14%),感官評分平均為92分(RSD=1.63%),殘糖為6.59 g/L(以葡萄糖計)(RSD=1.72%),總酸為11.82 g/L(以檸檬酸計)(RSD=1.35%)。

各因素對木奶果果酒感官評分影響的主次順序為初始pH>酵母菌接種量>起始糖度>主發酵時間。依據正交試驗結果采用直觀分析得到最佳發酵條件為A3B3C3D2,即初始糖度22 °Bx,初始pH4.5,酵母菌接種量1.0 g/L,主發酵時間9 d。利用正交試驗中這一方案進行三次發酵獲得木奶果酒酒精度平均為11.88%vol(RSD=1.08%),感官評分平均為89分(RSD=1.67%),殘糖為5.69 g/L(以葡萄糖計)(RSD=1.35%),總酸為10.43 g/L(以檸檬酸計)(RSD=1.74%)。

對比上述兩種發酵組合發現,發酵條件組合A2B3C3D2所得木奶果果酒酒精度及感官評價均優于A3B3C3D2組合,總糖和總酸含量適中,優于正交試驗其他不同水平組合,因此,該優化方案可靠可行。

3 結論

本實驗對木奶果果酒釀造工藝進行了試驗,發現起始糖度、酵母菌接種量、發酵時間、SO2添加量和發酵初始pH等都會對木奶果酒品質產生影響,但SO2添加量70 mg/L與其他添加濃度對酒精度影響差異極顯著(P<0.05),其余各添加量之間差異不顯著(P>0.05),故確定SO2添加量為 70 mg/L。通過四因素三水平正交試驗,確定出木奶果酒的最佳發酵工藝條件為:初始糖度20 °Bx,酵母菌接種量1.0 g/L,主發酵時間9 d,初始pH為4.5。此條件下發酵得到的木奶果酒酒精度為12.56%vol,感官評分為92分,殘糖為6.59 g/L(以葡萄糖計),總酸為11.82 g/L(以檸檬酸計),酒體呈淡棕紅色,澄清透明,果香濃郁,協調豐滿、口感醇和。木奶果含有多種營養物質,釀造的果酒具有較高的營養價值和經濟附加值。本研究首次研究了木奶果的發酵工藝,可以為木奶果資源的開發和深加工提供有效途徑。