特色柿子酒酿造工艺研究

刘 瑞,于章龙,孙元琳,周素梅

(1.运城学院生命科学系,山西运城 044000;2.山西省农业科学院棉花研究所,山西运城 044000;3.中国农业科学院农产品加工研究所,北京 100193)

柿子隶属柿科(Ebenaceae)柿属(Diospyros L.),多年生落叶果树,是我国五大水果(葡萄、柑桔、香蕉、苹果、柿子)之一[1]。柿子原产于中国,集中分布于包括韩国和日本在内的东亚地区[2-3]。根据联合国粮农组织(FAO)统计,2011年我国柿树栽培面积和产量分别为73万公顷和326万吨,占世界柿栽培面积90.0%和总产量76.0%,均为世界排名第一。我国柿树主要分布在黄河流域的山东、山西、陕西、河南、河北5省,栽培面积占全国80%～90%,且在柿果应用等方面的研究较多[4]。柿子味甘、性寒,能清热生津、润肺,含有丰富的蔗糖、葡萄糖、果糖、蛋白质、胡萝卜素、维生素C、瓜氨酸、碘、钙、磷、铁、锌,有较高的营养价值和药用价值[5-6]。

目前,我国柿子加工主要有脱涩脆柿、柿饼、柿酒、柿醋和柿叶茶等[7],以及对柿果皮、柿叶多酚物质的应用[8]。以柿子为原料发酵酿造的柿酒是一类酒精度低、营养价值高、并具有优良保健功效的饮品,是柿子保健食品中很有发展前景的产品。据测定,柿果酒含17种氨基酸,其中人体必需氨基酸有7种,占氨基酸总含量的36.01%[9]。然而,由于柿果中含有大量单宁和果胶物质,并缺少葡萄、苹果等果实中所具有的构成果酒品质特性的各有机酸,且酿造工艺为常规果酒酿造法,使得生产的柿子酒颜色过深、涩味过重、氧化味浓,而最为严重的问题则是酒液浑浊,稳定性差,存放时间短[10]。

因此,改进柿子发酵酒生产工艺成为柿子酒生产中需要迫切解决的问题,也是柿子产业化发展的需要。本研究正是基于上述问题而开展,以橘蜜柿为原料,经过护色、发酵、蒸馏和勾兑等工艺环节,生产营养丰富,入口绵柔,没有涩味,果香浓郁的保健型柿子白酒产品。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

橘蜜柿 采摘于运城市稷山县;酿酒酵母 实验室自制;安琪酵母酒曲 当地超市;小麦麸皮、玉米面、高粱面 运城市售;果胶酶(食品级,酶活力50000 U/g) 河南润城化工产品有限公司;柠檬酸(食品级) 潍坊英轩实业有限公司;异抗坏血酸钠(食品级) 江苏省德兴市百勤异VC钠有限公司;孟加拉红培养基、结晶紫中性红胆盐琼脂培养基、平板计数琼脂培养基 北京奥博星生物技术有限责任公司;其他试剂 均为国产分析纯;实验用水 均为蒸馏水。

UV-5500PC型紫外分光光度计 上海元析仪器有限公司;HH-4数显恒温水浴锅 江苏荣华仪器制造有限公司;FA124型电子天平 上海舜宇恒平科学仪器公司;AP-01P型真空泵 天津奥特赛斯仪器有限公司;TDL6M型离心机 湖南湘立科学仪器有限公司;HS-1300U超净工作台 苏州净化设备有限公司;DNP-9052型电热恒温培养箱 上海静宏实验设备公司;0-40型酒精计 河北省武强县华鸥仪器仪表厂。

1.2 实验方法

1.2.1 工艺流程

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 培养液制备 按2∶1∶1比例称取一定量小麦麸皮、玉米面粉、高粱面粉,经121 ℃,0.1 MPa灭菌处理30 min。然后添加原料重量2.5倍的经灭菌冷却至40 ℃的水,搅拌成糊状作为培养基;称取所述原料重量10%的自制干酵母用经灭菌冷却至30 ℃的水溶解,然后加入培养基中,使其在30 ℃活化扩培24 h,得到培养液。

1.2.2.2 护色及处理 对照组:称取一定量经洗净晾干的橘蜜柿,并添加各占柿子重量1‰的抗坏血酸和柠檬酸,将柿子带皮捣碎,45 ℃温水中恒温加热4 h,得到柿子浆备用。

酒曲组:称取一定量经洗净晾干的橘蜜柿,并添加各占柿子重量1‰的抗坏血酸和柠檬酸,将柿子带皮捣碎,然后加入柿子重量5%的酵母酒曲,45 ℃温水中恒温加热4 h,得到柿子浆备用。

果胶酶组:称取一定量经洗净晾干的橘蜜柿,并添加各占柿子重量1‰的抗坏血酸和柠檬酸,将柿子带皮捣碎,然后加入样品量5%的果胶酶,45 ℃温水中恒温加热4 h,得到柿子浆备用。

1.2.2.3 发酵液制备 采取分批加料培养法。首先向发酵容器中分别添加容器容积10%的培养液和20%的柿子浆搅拌均匀,在25 ℃下发酵24 h;然后继续向容器中添加容器容积30%的柿子浆搅拌均匀,保持发酵温度为25 ℃继续发酵24 h;最后再向容器中添加容器容积40%的柿子浆搅拌均匀,25 ℃下继续发酵,得到发酵液。对此发酵液每天搅拌一次,连续搅拌3 d。

1.2.2.4 发酵液后发酵 将上述发酵液放置在18 ℃下发酵30 d。

1.2.2.5 蒸馏 将经过后发酵的发酵液分离成皮渣和底液两部分,然后将沥干的皮渣与麦糠按体积比1∶2.5的比例混合,再进行蒸馏,待皮渣与麦糠的混合物蒸馏充分,即使用酒精计测量蒸馏液酒精度小于5%vol时蒸馏停止,收集蒸出的蒸馏液,测其酒精度、酸度、还原糖、总糖、单宁等指标。

1.2.2.6 底液脱涩、澄清及杀菌 在去除皮渣的底液中加入一定量的明胶常温下分别进行脱涩30 min及澄清30 min处理,对澄清液检测单宁含量及透光率,然后对澄清液进行71～80 ℃杀菌15 s处理,杀灭有害微生物。

1.2.2.7 勾兑 将蒸馏液与杀菌后的澄清液按一定比例勾兑,测其酒精度,并进行感官评价。

1.2.3 指标测定方法

1.2.3.1 不同处理方式下出汁率测定 称取一定量的不同处理方式的柿子浆,在4000 r/min下离心30 min,对上清液称重。计算公式如下:

1.2.3.2 不同处理方式下柿子营养指标测定 还原糖、总糖的测定采用3,5-二硝基水杨酸法[11],其中测定总糖时,要用6 mol/L的盐酸对待测物于沸水浴中加热水解30 min,待水解液冷却后以6 mol/L的NaOH溶液中和后过滤,滤液定容后为总糖待测液,显色和比色步骤同还原糖的测定;单宁含量的测定参照农业标准NY-T 1006-2008[12]。

1.2.3.3 不同处理方式下蒸馏酒指标测定 酒精度按GB/T 15038-2006[13]附录B测定;还原糖、总糖采用3,5-二硝基水杨酸法[11];单宁参照农业标准NY-T 1006-2008[12]测定;总酸含量采用国标GB/T 15038-2006[13]法测定;微生物检测采用国标GB 4789.2-2010[14]食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定,其中平板计数琼脂培养基用于细菌总数的统计,孟加拉红培养基用于酵母菌和霉菌的统计,结晶紫中性红胆盐琼脂培养基用于大肠菌群的统计。

1.2.3.4 感官评定方法 选取10名食品专业研究人员(男女比例3∶2)组成品评小组,分别从外观、香气、味道、典型性等方面对各处理组的蒸馏酒与勾兑酒进行感官评定,感官评定标准如表1所示。

表1 感官评定标准Table 1 Assessment standards

1.2.4 不同处理组底液脱涩澄清 向底液中添加0%、0.75%、1.25%、1.75%、2.5%的明胶于常温下分别进行脱涩30 min及澄清30 min处理,并检测处理后底液中单宁含量、透光率。透光率,以蒸馏水为空白对照,在波长680 nm下,于透光率模式下直接测定。

1.2.5 蒸馏酒与脱涩澄清后底液勾兑 分别按照9∶1、8∶2、7∶3的比例将蒸馏酒与脱涩澄清后底液进行勾兑,测定其酒精度。

1.3 数据处理

对于每项指标的测定,均有独立的重复实验,将数值汇总求得平均值,并用SPSS 22.0中的Duncan方差分析比较处理组间的差异显著性,显著性差异水平为p<0.05。

2 结果与分析

2.1 不同处理方式对柿子不同指标的影响

柿子含果糖、葡萄糖、蔗糖等总糖量高达16%～26%,是酿酒的好原料[15]。本研究实验材料柿子总糖含量在20%左右,而酒曲组因为酒曲中含有霉菌与酵母菌,能够将糖类转化为醇类和有机酸,因此,酒曲组柿子浆中总糖含量显著低于对照组和果胶酶组(p<0.05),分别降低12.8%和19.6%。由于柿子含有较多的果胶,直接影响柿子的出汁率和果酒的澄清,因此,分解果胶是提高出汁率和果酒澄清的有效方法。因为果胶酶有较高的降解果胶酶活,能快速催化果胶解聚,使果胶迅速分解,降低果浆的粘度,改善压榨性能,使汁液容易流出,提高柿子的出汁率。由于果胶酶中的果胶裂解酶能够将葡萄糖苷键裂解,因此果胶酶组柿子浆中还原糖含量、出汁率较对照组都有大幅度升高,分别比对照组高出42.4%、192.3%。而酒曲也能产生果胶酶[16],但短时间内产生果胶酶的量有限,酵母菌对还原糖的消耗量更大,所以添加酒曲组能够提高出汁率,高于对照组98.7%,但却低于果胶酶组。

柿果单宁是一种多酚类物质,在柿产品加工中既是重要的呈味物质也是影响产品质量的关键因素。由于大量单宁的存在,柿子在加工过程中容易引起返涩、不稳定和褐变[17]。Yonemori等[18]研究发现,儿茶素是柿果中的主要单宁类物质,在不同品种和果实发育时期含量有很大变化。其中在甜柿中小分子量单宁占优势,涩柿中高分子单宁占优势。由表2结果可知,酒曲组单宁含量明显下降,较对照组降低51.0%,果胶酶组单宁含量较对照组降低13.4%。原因可能是果胶酶可将果胶的长链分子链断裂,形成断链果胶分子,使单宁浸渍溶解[19];而酒曲含有多种微生物,酒曲发酵可以更好地作用于柿果单宁,抑制单宁含量,且降低可溶性固形物含量,使游离态单宁转变为结合态单宁,降低涩度[20]。

表2 不同处理方式下柿子各指标结果Table 2 The results of persimmon indicators under different treatment methods

2.2 不同处理对蒸馏酒的指标影响

由表3可知,在不同处理方式下柿子发酵后蒸馏酒酒精度在36%vol～40%vol之间,远高于普通果酒酒精度[13]。由于本研究属于蒸馏型果酒,根据中国白酒酒精度标准[21],本研究蒸馏酒为中低度酒。酒曲组酒精度较对照组和果胶酶组低,是因为酒曲中其他微生物对柿子中糖的消耗引起。在酒中还原糖、总糖都未检出。

表3 不同处理方式下蒸馏酒指标结果Table 3 The results of distilled liquor indicators under different treatment methods

果酒中如果缺乏单宁,酒味就会平淡,含量过高又会使酒味发涩。浅色酒中单宁含量一般要求在0.1～0.4 g/L,本研究蒸馏酒单宁含量在0.4～0.5 g/L之间,基本满足浅色酒中单宁含量要求。而对照组单宁含量显著高于酒曲组和果胶酶组,此结果与表2中结果一致。

果酒中含酸量适当,酒的滋味醇厚、协调、适口,反之则差。同时酸能防止杂菌繁殖。普通果酒中总酸含量一般为0.5～0.8 g/100 mL,本研究蒸馏酒中总酸含量稍低,是因为在蒸馏过程中部分挥发酸挥发所致。酒曲组中总酸含量最高,分别高于对照组和果胶酶组165.1%、102.1%,这是因为在酒曲中霉菌和酵母菌的作用下蛋白质降解成肽和氨基酸等,使得酒液中总酸含量升高[22-23]。

2.3 不同处理组蒸馏酒中微生物检测结果

由表4可以知,不同处理组的蒸馏酒液均未检出中酵母菌、霉菌、细菌和大肠菌群。

表4 各处理组蒸馏酒微生物检测结果Table 4 The microbial test results of distilled liquor under different treatment methods

2.4 不同处理组底液脱涩澄清结果及分析

明胶是动物皮或者骨经严格复杂的化学处理而从中提取的可食性胶原蛋白,它是胶原三链螺旋体结构水解产物,与蛋白质的结合反应是植物多酚最具特征性的反应之一,利用此反应,可利用明胶脱除酒中的单宁酸、色素等酚类物质。又因明胶与单宁酸、色素等酚类物质间的疏水键和氢键的共同作用,形成明胶和单宁酸、色素等酚类物质络合物沉淀,使酒中的单宁酸、色素等酚类物质沉淀而去除[24]。明胶对单宁含量高的果酒有较好的澄清效果且可以脱除酒液中单宁的涩味,同时蛋白质、色素、风味、营养物质等损失较少[25]。从图1～图3的变化趋势可知,随着明胶添加量的增加,单宁含量呈下降趋势,透光率逐渐增大并趋于平缓。当明胶添加量为2.5%时,各处理组底液单宁含量都下降到1 g/L左右,且酒曲组和果胶酶组底液的透光率可达到90%左右,而单宁的涩味阈值为1 mg/g[26],因此可知2.5%的明胶处理使底液澄清的同时,也有效地去除了底液的涩味。

图1 对照组底液单宁、透光率变化结果Fig.1 Changes of tannin content and light transmission in persimmon fermentation substrate of control treatment

图2 酒曲组底液单宁、透光率变化结果Fig.2 Changes of tannin content and light transmission in persimmon fermentation substrate of Daqu treatment

图3 果胶酶组底液单宁、透光率变化结果Fig.3 Changes of tannin content and light transmission in persimmon fermentation substrate of pectinase treatment

2.5 不同处理组蒸馏酒与底液勾兑酒精度结果

由皮渣分离得到的底液中含有丰富的营养物质,与蒸馏酒勾兑不仅可以增强酒液中营养物质含量,还可以丰富酒液的香气成分。由表5可知,蒸馏酒与底液配比的比例不同时,可以勾兑出酒精度不同的柿子果酒,从而可以满足不同人群的需要。

表5 不同处理组勾兑酒酒精度(%vol)Table 5 The alcohol content of blending liquor under different treatment methods

2.6 柿子酒感官评价结果

品评小组分别从外观、香气、味道、典型性等方面对各处理组样品进行感官评定,结果显示各处理组的纯蒸馏酒的分数相对而言较低,因为纯蒸馏酒的香气不够浓郁,味道醇厚度不强,而发酵底液中则保留了较多的香气成分,酒曲组的蒸馏液与底液配比为8∶2时勾兑的果酒评分最高,为90分,该勾兑酒的香气浓郁,色泽鲜明,澄清透明带且有浓浓的柿果香味。

表6 感官评定结果Table 6 Assessment results

3 结论

用果胶酶处理柿子浆可以显著提高出汁率且得到的蒸馏酒酒精度39.2%vol,总酸1.43 g/L,但用酒曲处理柿子浆却可以显著降低单宁含量,蒸馏酒酒精度36.1%vol,单宁含量460.95 mg/L,总酸含量为2.89 g/L。将酒曲组的蒸馏酒与经添加2.5%明胶脱涩、澄清处理后的底液按8∶2配比勾兑所得酒液,香气浓郁,色泽鲜明,澄清透明而且带有浓浓的柿果香味。因此将酒曲应用于柿子酒酿造工艺中,可以获得较为理想的特色柿子酒产品。