楊輝，黨翠紅

(陜西科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，陜西西安，710021)

海紅果，學(xué)名西府海棠，薔薇科蘋(píng)果屬，又名海紅子，主產(chǎn)于我國(guó)晉、陜、蒙三省交界處，是世界罕見(jiàn)，中國(guó)少有的一種地方果樹(shù)資源［1］。海紅果營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，每 100 g鮮海紅果含蛋白質(zhì) 0.34 g，葡萄糖13.17 g，雙糖 1.26 g，VC2.79 g［2］。含有 16 種氨基酸，是紅星蘋(píng)果的4.1倍［3］。此外，海紅果富含礦質(zhì)元素，有“果中鈣王”之美譽(yù)，磷含量居水果之首。Mg、Fe含量較高，且 Cu、Mn、Zn等含量也高于其他常見(jiàn)水果［4］。此外，海紅果富含黃酮類(lèi)化合物［5-6］，其具有降血脂，降血壓，提高心肌耐氧量，保護(hù)心肌缺血損傷，抗腫瘤等功效［7-8］。所含多酚類(lèi)物質(zhì)更是一類(lèi)天然的抗氧化劑［9-10］。

針對(duì)海紅果含糖量高的特點(diǎn)將其直接發(fā)酵生產(chǎn)低度果酒，不僅能發(fā)揮發(fā)酵酒特有的調(diào)節(jié)人體新陳代謝、促進(jìn)血液循環(huán)、控制體內(nèi)膽固醇水平、抗衰老等保健作用［11］，又能避免高酒精度對(duì)人體的不良影響。同時(shí)符合各類(lèi)酒降度的發(fā)展趨勢(shì)，并且能充分利用海紅果資源。我國(guó)自2008年1月1日起實(shí)施的《中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)—葡萄酒》(GB15037-2006)中規(guī)定低醇葡萄酒中乙醇體積分?jǐn)?shù)為1% ～7%［12］。目前我國(guó)低度果酒生產(chǎn)很少，低度海紅果酒生產(chǎn)未見(jiàn)報(bào)道，本研究釀造5%(v/v)海紅果酒可填補(bǔ)低度海紅果酒生產(chǎn)的空白。

在果酒發(fā)酵過(guò)程中，常常采用留糖發(fā)酵工藝，該技術(shù)釀造的甜型酒風(fēng)味協(xié)調(diào)，口感好，廣受消費(fèi)者青睞。本研究采用留糖發(fā)酵工藝釀造低度海紅果甜型酒，但是，留糖發(fā)酵工藝很難在設(shè)定酒精度下及時(shí)地停止發(fā)酵，這種停止發(fā)酵的方法被稱(chēng)為中途抑制發(fā)酵法，即部分酒精發(fā)酵法［13］。為了解決低度海紅果酒釀造中及時(shí)停止發(fā)酵的難題，采用濃縮汁為原料，經(jīng)稀釋后發(fā)酵，在乙醇體積分?jǐn)?shù)為5%時(shí)采用SO2添加法、巴氏滅菌法、離心分離酵母及與冷凍降溫結(jié)合等方法終止發(fā)酵，通過(guò)比較研究，得到適宜的留糖發(fā)酵終止方法。

1 材料與方法

1.1 材料

濃縮海紅果汁，陜西府谷縣聚金邦農(nóng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)公司提供;

VL2活性干酵母，陜西科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室提供;

SO2:亞硫酸(SO2含量為6%，分析純，購(gòu)于天津市天力化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

恒溫培養(yǎng)箱(WMK-08)，山東濰坊醫(yī)療器械廠;電熱恒溫水浴鍋(DK-S22)，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;pH計(jì)(pHS-4C+)，成都市方舟科技開(kāi)發(fā)公司;手持糖度計(jì)(WYT)，成都光學(xué)儀器廠;磁力攪拌器(78-1)，江蘇省金壇市正基儀器有限公司;離心機(jī)(HC-301B高速冷凍離心機(jī))，安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司。

1.3 檢測(cè)指標(biāo)及方法

總糖、酒精度、總SO2、游離SO2等理化指標(biāo)按照GB/T15038-2006進(jìn)行檢測(cè)。

感官指標(biāo):參照GB/T15038-2006制定甜型海紅果酒評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，由20名專(zhuān)業(yè)人員組成感官評(píng)定小組進(jìn)行評(píng)定，取其感官評(píng)定分?jǐn)?shù)的平均值作為評(píng)定結(jié)果，感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 甜型海紅果酒感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standards of sweet Malus micromalus Makino wine

1.4 工藝流程

1.5 操作要點(diǎn)

1.5.1 前處理

將濃縮海紅果汁兌水稀釋?zhuān)殖痔嵌扔?jì)測(cè)得可溶性固形物含量為20°，費(fèi)林法測(cè)得總糖含量為150 g/L～160 g/L，根據(jù)糖度每降低1.7%，酒精度升高1%(v/v)計(jì)算，要生產(chǎn)酒精度為5%(v/v)的甜型酒(糖度≥50 g/L)，稀釋后海紅果汁的初始糖度必須≥135 g/L。海紅果汁在接種酵母之前加入45 mg/L的SO2以抑制雜菌生長(zhǎng)，且能保護(hù)果汁不被氧化［14］。

稀釋好的海紅果汁pH值較低，在2.6～3.0之間，低pH值能使更多的SO2處于游離狀態(tài)，具有較好的防腐效果，而過(guò)低的pH值又會(huì)抑制酵母菌的生長(zhǎng)，影響發(fā)酵［15］。但是考慮到海紅果酒的穩(wěn)定性，稀釋后的海紅果汁不再將其酸度調(diào)高，即采用自然pH發(fā)酵。

1.5.2 活性干酵母的活化

稱(chēng)取所需量的VL2活性干酵母，加入適量待發(fā)酵海紅果汁，在37℃水浴中活化30 min，再加入少量待發(fā)酵海紅果汁，直至其溫度下降到與待接種海紅果汁溫差在5℃以?xún)?nèi)即可攪拌加入?；钚愿山湍傅慕臃N量為0.02%。

1.5.3 發(fā)酵及終止發(fā)酵

1.5.3.1 接種酵母后，在20℃的溫度條件下進(jìn)行發(fā)酵，定時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)酵酒液的總糖含量，按照糖度與酒精度的換算公式，當(dāng)監(jiān)測(cè)到總糖含量減少量為85 g/L時(shí)，測(cè)定發(fā)酵酒液的酒精度并終止發(fā)酵。

1.5.3.2 終止發(fā)酵

(1)SO2終止法:采用直接添加亞硫酸的方法，使發(fā)酵酒液中總SO2的濃度梯度為A1:60 mg/L、A2:120 mg/L、A3:180 mg/L、A4:240 mg/L、A5:300 mg/L、A6:360 mg/L，然后考察終止效果;

(2)巴氏殺菌法:巴氏殺菌的條件為68℃，10 min，巴氏殺菌后迅速降溫到發(fā)酵溫度，分別對(duì)殺菌后的樣品冷凍降溫至4℃和添加60 mg/L的SO2處理，考察終止效果;

(3)酵母分離法:離心分離酵母的條件為-1℃，4 000 r/min，10 min、-1 ℃，5 000 r/min，10 min、-1 ℃，4 000 r/min，20 min，分離后，考察酒的發(fā)酵狀況;

(4)酵母分離結(jié)合冷凍降溫法和酵母分離結(jié)合添加SO2法:-1℃，4 000 r/min離心10 min分離酵母后分別將樣品冷凍降溫至4℃并加60 mg/L、90 mg/L、150 mg/L的SO2處理，考察終止效果。

1.5.4 海紅果原酒的澄清

稱(chēng)取10 g皂土，將其緩緩加入100 mL 50℃左右的蒸餾水中，浸泡24 h，再攪拌成均勻的漿體，制備成5%的皂土溶液，再將其在水浴中加熱至80℃，冷卻備用。皂土溶液的添加量為1%。

2 結(jié)果與分析

2.1 SO2終止法

將濃縮海紅果汁稀釋至初始糖度為151.49 g/L，分裝至500 mL三角瓶中，裝液量為500 mL，發(fā)酵至98h時(shí)殘?zhí)菫?70 g/L 左右，分別對(duì) A1、A2、A3、A4、A5、A6加入不同濃度的SO2，圖1為發(fā)酵及SO2終止發(fā)酵過(guò)程中糖度隨時(shí)間變化的曲線。

圖1 發(fā)酵及SO2終止發(fā)酵過(guò)程中的糖度變化曲線Fig.1 Curves of sugar content during fermentation and fermentation-stop period after adding SO2

由圖1可以看出，隨著SO2濃度的逐漸增加，糖度的下降趨勢(shì)逐漸變緩，即對(duì)發(fā)酵的抑制作用越來(lái)越明顯，當(dāng)SO2濃度達(dá)到360 mg/L時(shí)，糖度不再下降，即能完全終止發(fā)酵。這種方法優(yōu)點(diǎn)在于操作簡(jiǎn)單，還可有效地防止雜菌污染，其缺點(diǎn)是過(guò)多SO2的加入給酒帶來(lái)硫磺味，或在還原性環(huán)境中出現(xiàn)臭雞蛋味等不良?xì)馕?。且用這種方法終止發(fā)酵后，成品酒的游離SO2和總SO2均已超標(biāo)，因此不能使用該方法終止發(fā)酵。

2.2 巴氏殺菌法

根據(jù)前人經(jīng)驗(yàn)，采用80℃，15 min的條件進(jìn)行巴氏殺菌，酵母菌的致死率高達(dá)99.94%［16］，也有研究表明在≥65℃的溫度條件下處理10 min可使酵母的酒精發(fā)酵基本停止，但是為了提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，還需要補(bǔ)加150 mg/L的SO2［13］?？紤]到巴氏殺菌的溫度越高，時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)酒產(chǎn)生的不良影響越大，本實(shí)驗(yàn)中巴氏殺菌采用的條件為68℃，10 min。

接種酵母前，B1、B2、B3的初始糖度為156.3、154.68、156.82 g/L，發(fā)酵至95 h時(shí)，殘?zhí)呛糠謩e為73.75、65.38、66.05 g/L，將 B1、B2、B3 進(jìn)行巴氏殺菌處理，之后迅速降溫至發(fā)酵溫度，B1不再作處理作為對(duì)照，B2冷凍降溫至4℃，B3加入60 mg/L的 SO2，圖2為發(fā)酵及巴氏殺菌終止發(fā)酵過(guò)程中糖度隨時(shí)間的變化曲線。

圖2 發(fā)酵及巴氏殺菌終止發(fā)酵過(guò)程中的糖度變化曲線Fig.2 Curves of sugar content during fermentation and fermentation-stop period after pasteurization

由圖2可以看出，發(fā)酵至95 h終止發(fā)酵后，B1、B2、B3的糖度基本不再下降，說(shuō)明68℃條件下巴氏殺菌10 min即可終止發(fā)酵。在工業(yè)生產(chǎn)中，這種方法要將酒從發(fā)酵溫度20℃左右加熱至68℃，需要消耗一定的熱量，同時(shí)酒中溶解的大量CO2氣體釋放出來(lái)會(huì)帶走一定的酒精蒸汽，使酒度下降而損失，從操作可行性考慮，帶有酵母等沉淀物的酒液在換熱器中會(huì)產(chǎn)生污垢沉積于換熱器表面，降低傳熱效率，清洗比較困難，且加熱對(duì)酒的口感影響較大，因而本法不是一種理想的方法。

2.3 酵母分離法

2.3.1 酵母分離結(jié)合冷凍降溫法

接種酵母前，C1、C2、C5的初始糖度為157.37 g/L，C3、C4的初始糖度為155.21 g/L，發(fā)酵至97 h時(shí)，殘?zhí)欠謩e為 70.08、72.45、73.27、71.55、75.08 g/L。C1作為空白對(duì)照，C2、C5以-1℃，4 000 r/min，10 min的條件離心除去酵母，C3、C4分別以 -1℃，5 000 r/min，10 min、-1 ℃，4 000 r/min，20 min 的條件離心除去酵母，C2、C3、C4不再作處理，C5冷凍降溫至4℃。圖3為發(fā)酵及酵母分離結(jié)合冷凍降溫法終止發(fā)酵過(guò)程中糖度隨時(shí)間的變化曲線。

圖3 發(fā)酵及酵母分離結(jié)合冷凍降溫法終止發(fā)酵過(guò)程中的糖度變化Fig.3 Curves of sugar content during fermentation and fermentation-stop period after yeaast separation and refrigeration

由圖3可知，離心除去酵母后C2的糖度仍在下降，C3的糖度保持平穩(wěn)，說(shuō)明離心除去酵母的方法并沒(méi)有將酵母去除徹底，只是延緩了發(fā)酵的進(jìn)行，改變離心條件即加大轉(zhuǎn)速或延長(zhǎng)離心時(shí)間也只能不同程度地延緩發(fā)酵過(guò)程，不能完全終止發(fā)酵，離心除去酵母后冷凍降溫可以終止發(fā)酵。

2.3.2 酵母分離結(jié)合添加SO2法

接種酵母前果汁的初始糖度為151.49 g/L，將其分裝至 D1、D2、D3、D4、D5。發(fā)酵至98h 時(shí)，殘?zhí)欠謩e為73.08、75.18、74.9、76.78、71.59 g/L。D1 作為空白對(duì)照，其余離心除去酵母，其中D2不再作任何處理，D3、D4、D5 分別加入 60、90、150 mg/L 的 SO2，圖4為發(fā)酵及酵母分離結(jié)合添加SO2法終止發(fā)酵過(guò)程中糖度隨時(shí)間的變化曲線。

圖4 發(fā)酵及酵母分離結(jié)合添加SO2法終止發(fā)酵過(guò)程中的糖度變化曲線Fig.4 Curves of sugar content during fermentation and fermentation-stop period after separating yeast and adding SO2

由圖4可以看出，D3、D4、D5的糖度均不再下降，說(shuō)明將發(fā)酵液離心除去酵母之后，再加入≥60 mg/L的SO2可終止發(fā)酵。

發(fā)酵液中的酵母通過(guò)離心的方法分離在實(shí)驗(yàn)室是很容易實(shí)現(xiàn)的，但是，在工業(yè)生產(chǎn)中要采用離心分離的方法除去酵母是不太現(xiàn)實(shí)的，首先，酵母小需要較大的離心力才可分離，這就意味著需要大功率的離心機(jī)，并且消耗很多電能;其次，離心條件下，在離心機(jī)中心位置易于形成負(fù)壓區(qū)，這將導(dǎo)致酒中的香味成分物質(zhì)從酒中逸出而損失;最后，噪音大，不利于安靜環(huán)境。鑒于此，可以考慮采用冷凍條件下的自然沉降分離酵母，或采用添加少量絮凝劑加速沉降過(guò)程，具體操作時(shí)可采用虹吸分離酵母法等。

2.4 不同終止發(fā)酵方式對(duì)成品酒感官品質(zhì)的影響

通過(guò)以上3種方式將酒精發(fā)酵終止后，經(jīng)過(guò)皂土澄清、過(guò)濾、殺菌等后處理制得乙醇體積分?jǐn)?shù)為5%左右的甜型海紅果酒。表2為3種終止發(fā)酵方法制得的成品酒的感官評(píng)定分?jǐn)?shù)。

表2 不同終止發(fā)酵法效果比較Table 2 Effect comparison of different fermentation-stop methods

由表2可以看出離心除去酵母后冷凍降溫至4℃或添加≥60 mg/L的SO2將發(fā)酵過(guò)程終止后制得的成品酒口感較好。

3 結(jié)論

留糖發(fā)酵法釀造5度海紅果酒中，酵母分離與SO2添加相結(jié)合和酵母分離與冷凍降溫法相結(jié)合是較為理想的留糖發(fā)酵終止方法。

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