5度海红果酒终止发酵方法*

2014-12-16杨辉党翠红

食品与发酵工业 2014年7期

杨辉，党翠红

(陕西科技大学生命科学与工程学院，陕西西安，710021)

海红果，学名西府海棠，蔷薇科苹果属，又名海红子，主产于我国晋、陕、蒙三省交界处，是世界罕见，中国少有的一种地方果树资源［1］。海红果营养价值丰富，每 100 g鲜海红果含蛋白质 0.34 g，葡萄糖13.17 g，双糖 1.26 g，VC2.79 g［2］。含有 16 种氨基酸，是红星苹果的4.1倍［3］。此外，海红果富含矿质元素，有“果中钙王”之美誉，磷含量居水果之首。Mg、Fe含量较高，且 Cu、Mn、Zn等含量也高于其他常见水果［4］。此外，海红果富含黄酮类化合物［5-6］，其具有降血脂，降血压，提高心肌耐氧量，保护心肌缺血损伤，抗肿瘤等功效［7-8］。所含多酚类物质更是一类天然的抗氧化剂［9-10］。

针对海红果含糖量高的特点将其直接发酵生产低度果酒，不仅能发挥发酵酒特有的调节人体新陈代谢、促进血液循环、控制体内胆固醇水平、抗衰老等保健作用［11］，又能避免高酒精度对人体的不良影响。同时符合各类酒降度的发展趋势，并且能充分利用海红果资源。我国自2008年1月1日起实施的《中华人民共和国标准—葡萄酒》(GB15037-2006)中规定低醇葡萄酒中乙醇体积分数为1% ～7%［12］。目前我国低度果酒生产很少，低度海红果酒生产未见报道，本研究酿造5%(v/v)海红果酒可填补低度海红果酒生产的空白。

在果酒发酵过程中，常常采用留糖发酵工艺，该技术酿造的甜型酒风味协调，口感好，广受消费者青睐。本研究采用留糖发酵工艺酿造低度海红果甜型酒，但是，留糖发酵工艺很难在设定酒精度下及时地停止发酵，这种停止发酵的方法被称为中途抑制发酵法，即部分酒精发酵法［13］。为了解决低度海红果酒酿造中及时停止发酵的难题，采用浓缩汁为原料，经稀释后发酵，在乙醇体积分数为5%时采用SO2添加法、巴氏灭菌法、离心分离酵母及与冷冻降温结合等方法终止发酵，通过比较研究，得到适宜的留糖发酵终止方法。

1 材料与方法

1.1 材料

浓缩海红果汁，陕西府谷县聚金邦农产品开发公司提供;

VL2活性干酵母，陕西科技大学生命科学与工程学院实验室提供;

SO2:亚硫酸(SO2含量为6%，分析纯，购于天津市天力化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

恒温培养箱(WMK-08)，山东潍坊医疗器械厂;电热恒温水浴锅(DK-S22)，上海精宏实验设备有限公司;pH计(pHS-4C+)，成都市方舟科技开发公司;手持糖度计(WYT)，成都光学仪器厂;磁力搅拌器(78-1)，江苏省金坛市正基仪器有限公司;离心机(HC-301B高速冷冻离心机)，安徽中科中佳科学仪器有限公司。

1.3 检测指标及方法

总糖、酒精度、总SO2、游离SO2等理化指标按照GB/T15038-2006进行检测。

感官指标:参照GB/T15038-2006制定甜型海红果酒评分标准，由20名专业人员组成感官评定小组进行评定，取其感官评定分数的平均值作为评定结果，感官评分标准见表1。

表1 甜型海红果酒感官评定标准Table 1 Sensory evaluation standards of sweet Malus micromalus Makino wine

1.4 工艺流程

1.5 操作要点

1.5.1 前处理

将浓缩海红果汁兑水稀释，手持糖度计测得可溶性固形物含量为20°，费林法测得总糖含量为150 g/L～160 g/L，根据糖度每降低1.7%，酒精度升高1%(v/v)计算，要生产酒精度为5%(v/v)的甜型酒(糖度≥50 g/L)，稀释后海红果汁的初始糖度必须≥135 g/L。海红果汁在接种酵母之前加入45 mg/L的SO2以抑制杂菌生长，且能保护果汁不被氧化［14］。

稀释好的海红果汁pH值较低，在2.6～3.0之间，低pH值能使更多的SO2处于游离状态，具有较好的防腐效果，而过低的pH值又会抑制酵母菌的生长，影响发酵［15］。但是考虑到海红果酒的稳定性，稀释后的海红果汁不再将其酸度调高，即采用自然pH发酵。

1.5.2 活性干酵母的活化

称取所需量的VL2活性干酵母，加入适量待发酵海红果汁，在37℃水浴中活化30 min，再加入少量待发酵海红果汁，直至其温度下降到与待接种海红果汁温差在5℃以内即可搅拌加入。活性干酵母的接种量为0.02%。

1.5.3 发酵及终止发酵

1.5.3.1 接种酵母后，在20℃的温度条件下进行发酵，定时监测发酵酒液的总糖含量，按照糖度与酒精度的换算公式，当监测到总糖含量减少量为85 g/L时，测定发酵酒液的酒精度并终止发酵。

1.5.3.2 终止发酵

(1)SO2终止法:采用直接添加亚硫酸的方法，使发酵酒液中总SO2的浓度梯度为A1:60 mg/L、A2:120 mg/L、A3:180 mg/L、A4:240 mg/L、A5:300 mg/L、A6:360 mg/L，然后考察终止效果;

(2)巴氏杀菌法:巴氏杀菌的条件为68℃，10 min，巴氏杀菌后迅速降温到发酵温度，分别对杀菌后的样品冷冻降温至4℃和添加60 mg/L的SO2处理，考察终止效果;

(3)酵母分离法:离心分离酵母的条件为-1℃，4 000 r/min，10 min、-1 ℃，5 000 r/min，10 min、-1 ℃，4 000 r/min，20 min，分离后，考察酒的发酵状况;

(4)酵母分离结合冷冻降温法和酵母分离结合添加SO2法:-1℃，4 000 r/min离心10 min分离酵母后分别将样品冷冻降温至4℃并加60 mg/L、90 mg/L、150 mg/L的SO2处理，考察终止效果。

1.5.4 海红果原酒的澄清

称取10 g皂土，将其缓缓加入100 mL 50℃左右的蒸馏水中，浸泡24 h，再搅拌成均匀的浆体，制备成5%的皂土溶液，再将其在水浴中加热至80℃，冷却备用。皂土溶液的添加量为1%。

2 结果与分析

2.1 SO2终止法

将浓缩海红果汁稀释至初始糖度为151.49 g/L，分装至500 mL三角瓶中，装液量为500 mL，发酵至98h时残糖为 70 g/L 左右，分别对 A1、A2、A3、A4、A5、A6加入不同浓度的SO2，图1为发酵及SO2终止发酵过程中糖度随时间变化的曲线。

图1 发酵及SO2终止发酵过程中的糖度变化曲线Fig.1 Curves of sugar content during fermentation and fermentation-stop period after adding SO2

由图1可以看出，随着SO2浓度的逐渐增加，糖度的下降趋势逐渐变缓，即对发酵的抑制作用越来越明显，当SO2浓度达到360 mg/L时，糖度不再下降，即能完全终止发酵。这种方法优点在于操作简单，还可有效地防止杂菌污染，其缺点是过多SO2的加入给酒带来硫磺味，或在还原性环境中出现臭鸡蛋味等不良气味。且用这种方法终止发酵后，成品酒的游离SO2和总SO2均已超标，因此不能使用该方法终止发酵。

2.2 巴氏杀菌法

根据前人经验，采用80℃，15 min的条件进行巴氏杀菌，酵母菌的致死率高达99.94%［16］，也有研究表明在≥65℃的温度条件下处理10 min可使酵母的酒精发酵基本停止，但是为了提高产品的稳定性，还需要补加150 mg/L的SO2［13］。考虑到巴氏杀菌的温度越高，时间越长，对酒产生的不良影响越大，本实验中巴氏杀菌采用的条件为68℃，10 min。

接种酵母前，B1、B2、B3的初始糖度为156.3、154.68、156.82 g/L，发酵至95 h时，残糖含量分别为73.75、65.38、66.05 g/L，将 B1、B2、B3 进行巴氏杀菌处理，之后迅速降温至发酵温度，B1不再作处理作为对照，B2冷冻降温至4℃，B3加入60 mg/L的 SO2，图2为发酵及巴氏杀菌终止发酵过程中糖度随时间的变化曲线。

图2 发酵及巴氏杀菌终止发酵过程中的糖度变化曲线Fig.2 Curves of sugar content during fermentation and fermentation-stop period after pasteurization

由图2可以看出，发酵至95 h终止发酵后，B1、B2、B3的糖度基本不再下降，说明68℃条件下巴氏杀菌10 min即可终止发酵。在工业生产中，这种方法要将酒从发酵温度20℃左右加热至68℃，需要消耗一定的热量，同时酒中溶解的大量CO2气体释放出来会带走一定的酒精蒸汽，使酒度下降而损失，从操作可行性考虑，带有酵母等沉淀物的酒液在换热器中会产生污垢沉积于换热器表面，降低传热效率，清洗比较困难，且加热对酒的口感影响较大，因而本法不是一种理想的方法。

2.3 酵母分离法

2.3.1 酵母分离结合冷冻降温法

接种酵母前，C1、C2、C5的初始糖度为157.37 g/L，C3、C4的初始糖度为155.21 g/L，发酵至97 h时，残糖分别为 70.08、72.45、73.27、71.55、75.08 g/L。C1作为空白对照，C2、C5以-1℃，4 000 r/min，10 min的条件离心除去酵母，C3、C4分别以 -1℃，5 000 r/min，10 min、-1 ℃，4 000 r/min，20 min 的条件离心除去酵母，C2、C3、C4不再作处理，C5冷冻降温至4℃。图3为发酵及酵母分离结合冷冻降温法终止发酵过程中糖度随时间的变化曲线。

图3 发酵及酵母分离结合冷冻降温法终止发酵过程中的糖度变化Fig.3 Curves of sugar content during fermentation and fermentation-stop period after yeaast separation and refrigeration

由图3可知，离心除去酵母后C2的糖度仍在下降，C3的糖度保持平稳，说明离心除去酵母的方法并没有将酵母去除彻底，只是延缓了发酵的进行，改变离心条件即加大转速或延长离心时间也只能不同程度地延缓发酵过程，不能完全终止发酵，离心除去酵母后冷冻降温可以终止发酵。

2.3.2 酵母分离结合添加SO2法

接种酵母前果汁的初始糖度为151.49 g/L，将其分装至 D1、D2、D3、D4、D5。发酵至98h 时，残糖分别为73.08、75.18、74.9、76.78、71.59 g/L。D1 作为空白对照，其余离心除去酵母，其中D2不再作任何处理，D3、D4、D5 分别加入 60、90、150 mg/L 的 SO2，图4为发酵及酵母分离结合添加SO2法终止发酵过程中糖度随时间的变化曲线。

图4 发酵及酵母分离结合添加SO2法终止发酵过程中的糖度变化曲线Fig.4 Curves of sugar content during fermentation and fermentation-stop period after separating yeast and adding SO2

由图4可以看出，D3、D4、D5的糖度均不再下降，说明将发酵液离心除去酵母之后，再加入≥60 mg/L的SO2可终止发酵。

发酵液中的酵母通过离心的方法分离在实验室是很容易实现的，但是，在工业生产中要采用离心分离的方法除去酵母是不太现实的，首先，酵母小需要较大的离心力才可分离，这就意味着需要大功率的离心机，并且消耗很多电能;其次，离心条件下，在离心机中心位置易于形成负压区，这将导致酒中的香味成分物质从酒中逸出而损失;最后，噪音大，不利于安静环境。鉴于此，可以考虑采用冷冻条件下的自然沉降分离酵母，或采用添加少量絮凝剂加速沉降过程，具体操作时可采用虹吸分离酵母法等。