黑枸杞果酒的酿造工艺研究

2019-11-12董建方

酿酒科技 2019年10期

董建方

（宁夏红枸杞产业有限公司，宁夏中宁 755100）

黑枸杞为茄科枸杞属植物，含有枸杞多糖、氨基酸、甜菜碱、胡萝卜素、烟酸等多种维生素以及Mn、Cr、Zn、Cu、Mg、Ca、Ge、Co 等微量元素。更重要的是，黑枸杞富含花青素，其具有预防心脑血管疾病，提高视力，降低血脂，抗癌、抗动脉粥样硬化、抗肿瘤、抗炎症、抗衰老、抗癌和抗辐射等功能[1-3]。

除了药用价值外，黑枸杞还被广泛加入到食品制作过程中，比如一些饮料、果酱、糖果以及糕点的着色，不仅可以抗氧化，还可提高食品营养价值。国内外关于黑枸杞进一步加工的研究很少，目前市场出现的黑枸杞相关产品主要是黑枸杞干果，用开水或温水浸泡一段时间后服用，但该法处理时间长，营养成分摄取不完全，而且温度过高会破坏黑枸杞中的花青素；或者是以原果、压片、泡酒、酵素、口服液的加工方式进行深加工，但是这些方法均不能有效保留黑枸杞的花青素含量，而且产品的口感、卫生状况及添加剂含量等均不理想。

黑枸杞发酵酒是以黑枸杞干果为原料经复水浸泡发酵而成的酒精饮料，其酒精度低，保留了枸杞原有的多糖、氨基酸和矿物质等，具有调节人体新陈代谢、促进血液循环、控制体内胆固醇水平、抗衰老等医疗保健作用。黑枸杞果酒符合当今酒类消费所倡导的以低酒精度取代高酒精度、果酒取代粮食酒的潮流。

1 材料与方法

1.1 原辅料

黑枸杞（青海、新疆、宁夏野生或人工种植黑枸杞），白砂糖（市售云南一级白砂糖），柠檬酸（市售食品添加剂）。

酵母由上海杰兔工贸有限公司提供；焦亚硫酸钾由潍坊凯泽酿酒材料有限公司提供；果胶酶由湖南尤特尔生化有限公司提供。

1.2 主要仪器与设备

板框过滤机、恒温水浴锅、发酵罐、酒精计、pH计、紫外分光光度计、酒精蒸馏装置。

1.3 分析方法[4]

酒精度的测定：蒸馏法。

总酸的测定：滴定法。

总糖（以葡萄糖计）的测定：斐林试剂法。

色度的测定：采用比色法测定，取少量酒样经0.45 μ m 孔径有机滤纸过滤，测定其pH 值,并配制与酒样pH 值相同的缓冲溶液对过滤酒体进行10倍稀释，用721 型紫外分光光度计在波长420 nm 和波长520 nm 处用1 cm 比色皿分别测吸光度值，并将两者值相加，即得待测液的色度A 值，以蒸馏水作空白参照[5]。

感官分析：根据GB/T 15038—2006 葡萄酒、果酒通用分析方法中的感官分析法，分别从色泽、香气、滋味及典型性对黑枸杞果酒进行感官评定。

1.4 工艺流程及方法

1.4.1 工艺流程

1.4.2 操作要点

黑枸杞干果：黑枸杞干果选用青海、新疆、宁夏野生或人工种植黑枸杞，要求黑枸杞呈黑色或紫黑色类圆形小颗粒状，颗粒大小基本一致，具有黑枸杞应有的滋味和气味，无异味。

复水浸泡：将黑枸杞干果投入夹层锅中或提取罐中，加入一定质量的纯净水，进行升温、搅拌。

打浆：使用果浆泵将复水黑枸杞和黑枸杞浸提液泵入打浆机，将枸杞破碎成小颗粒，边破碎边往果浆泵的收集槽添加果胶酶，破碎完成后加入40～60 mg/L的二氧化硫。

调浆：在已破碎的黑枸杞醪液中加入所需的柠檬酸、白砂糖进行调配，循环均匀。

浸渍发酵：泵入罐容60 %～70 %的黑枸杞醪液，加入活性干酵母触发酒精发酵，发酵期间每天循环发酵液3 次，每次45 min。若温度超过要求温度，则用冷媒降温或淋水降温。每天对发酵醪液的理化指标进行跟踪检测，并做详细记录。当还原糖降到4 g/L 以下时，即酒精发酵结束，测定总糖、总酸、酒精度、挥发酸以及二氧化硫等指标。

分离压榨：发酵完成后先从发酵罐底阀分离自流酒，后将黑枸杞皮渣置入气囊压榨机进行压榨。将自流酒和压榨酒混合满罐密闭存放，调整酒液使游离二氧化硫浓度≥30 mg/L。

澄清稳定处理：每千升酒液加入3～5 个新鲜的鸡蛋清，要求将分离出的鲜蛋清加入2%的食用氯化钠混合均匀，循环酒液时缓慢加入，混合均匀，静置10～15 d。

粗滤：对澄清稳定处理的的黑枸杞果酒用硅藻土进行过滤，主要除去悬浮大颗粒物质。

冷冻：将过滤后的酒液在-3 ℃～-4 ℃冷冻罐中冷处理10～15 d，促使在低温条件下不稳定的成分析出。

同温过滤：冷处理后，将冷冻酒体在同温条件下选用0.65～0.85 μ m 纸板过滤，以除去冷冻过程中析出的不稳定成分。

除菌过滤：灌装前使用0.22 μ m 微孔膜过滤，过滤除去酵母、细菌等微生物。

灌装：采用无菌冷灌装技术灌装，有效保护果香不散失和色素的不被破坏。

1.5 单因素试验

选取黑枸杞发酵用活性干酵母型号、黑枸杞汁复水比例、浸提温度、白砂糖添加量、发酵温度为因素进行试验，考察其对黑枸杞发酵酒综合感官指标的影响。

1.6 正交实验

表1 黑枸杞发酵正交实验因素水平设计

表2 不同酵母对黑枸杞果酒发酵的影响

为确定酿造工艺的最优条件，在前期实验的基础上选用L9(34)正交试验，以直接影响酿造的黑枸杞汁复水比例（A）、浸提温度（B）、蔗糖添加量(C)、发酵温度（D）为试验因素，每个因素取3个水平（具体见表1），以黑枸杞发酵酒的综合感官品评为考察指标，对影响黑枸杞发酵酒的酿造条件进行考察，确定最佳酿造工艺条件。

2 结果与分析

2.1 最佳酿酒活性干酵母的筛选

将黑枸杞添加12 倍质量的纯净水在40 ℃条件下复水浸泡1 h后打浆，添加果胶酶和二氧化硫，补加150 g/L 的白砂糖，分别接入4 种已活化好的酵母，酵母添加量为0.3 g/L，在温度为25～30 ℃条件下进行发酵至自然终止。试验结果见表2。

由表2 可看出，使用BDX 酵母，发酵时间较短，产生挥发酸含量较低，自然终止发酵时，糖度转化完全。将4 种酵母发酵的酒样进行感官评定，用BDX 酵母发酵的黑枸杞果酒呈深紫色、有浓郁的黑色浆果的香气、酒香、果香馥郁舒适、柔和协调，感官品评结论优于其他3 种酵母发酵的黑枸杞果酒，感官评定分数较高。

使用不同酵母发酵黑枸杞果酒时，发酵过程中总糖的变化见图1，在24 h 的发酵过程中RC212 酵母和CSM 酵母起酵较慢，在第3 天有发酵迹象，发酵周期较长，需要21 h 以上的时间。EC1118 酵母在起酵后发酵过于旺盛，糖度下降比较快，整个发酵过程变化剧烈，后期发酵较慢。使用BDX 酵母进行发酵，第2 天起酵，发酵第15 天时糖度发酵完全，酒精发酵自然终止，整个发酵过程比较平稳。

图1 不同酵母发酵过程中总糖的变化

由以上试验分析可知，BDX 酵母在黑枸杞果酒的发酵过程中起酵较快，发酵平稳，发酵时间适中，酒的风味最好。所以在黑枸杞果酒的发酵中首选使用BDX酵母。

2.2 黑枸杞最佳复水比例试验

将黑枸杞分别添加10 倍、15 倍和20 倍质量的纯净水，在40 ℃条件下复水浸泡1 h 后打浆，补加白砂糖150 g/L，加入0.3 g/L 的BDX 酵母在温度为25～30 ℃条件下进行酒精发酵。在发酵结束后对3份酒样进行感官品评鉴定，品评结果见表3。

从表3 可看出，黑枸杞干果复水浸提时，复水比例太小或者太大，黑枸杞果酒的感官评定分数都较低。复水比例太小不能将黑枸杞的各类呈香呈味物质充分提取，随着复水比例加大，会将黑枸杞干果中的糖、花青素以及其他营养成分稀释，最终发酵而成的黑枸杞果酒表现为香气弱，口感单薄。

2.3 不同浸提温度对黑枸杞果酒发酵的影响

将黑枸杞分别添加15 倍质量的纯净水，在30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃条件下复水浸泡1 h后打浆，分别补加白砂糖150 g/L，加入0.3 g/L的BDX 酵母在温度为25～30 ℃条件下进行酒精发酵。在发酵结束后对6 份酒样进行理化检测及感官品评鉴定，结果见表4。从表4 看出，黑枸杞复水浸提温度没有对发酵的时间和酒精度产生影响。黑枸杞中的花色苷是极易溶于水的，花色苷对温度非常敏感，随着温度升高，花色苷逐渐溶出，含量升高,发酵后的黑枸杞果酒色度也逐渐增大。到达最高点后，可能是由于花色苷的稳定性较差，受到空气、温度等原因的影响，含量有所下降，发酵后的黑枸杞果酒色度也逐渐降低。随着浸提温度升高，黑枸杞果酒的果香减弱，口感有水煮味，感官品评得分降低。

欧安诺表示，该厂使用了大量创新技术，在安全性、环境保护和设备性能方面有了大幅提升。该厂能够对化学试剂进行循环使用，从而使氨使用量降低75%，硝酸使用量降低50%，碳酸钾使用量降低60%，用水量降低90%。该厂还大量采用了自动化仪表和控制技术。

表3 不同复水比例黑枸杞果酒的感官品评结果

表4 不同浸提温度对黑枸杞果酒发酵的影响

2.4 白砂糖添加量对黑枸杞果酒发酵的影响

将黑枸杞分别添加15 倍质量的纯净水，在50 ℃条件下复水浸泡1 h 后打浆，分别补加白砂糖120 g/L、150 g/L、180 g/L、210 g/L、240 g/L。加入0.3 g/L 的BDX 酵母在温度为25～30 ℃条件下进行酒精发酵。在发酵结束后对6 份酒样进行理化检测及感官品评鉴定，结果见表5。

补加白砂糖主要是为了提高黑枸杞果酒的酒精度和调整口感，糖在酵母菌的作用下转换为酒精并生成其他的副产物。从表5 看出，随着白砂糖添加量增大，黑枸杞果酒发酵的时间以及酒精度也随之增大。当白砂糖添加量达到240 g/L 时，结合黑枸杞汁自身的糖度，黑枸杞汁糖度较高，此时酵母发酵出现延滞，因此发酵时间延长并且发酵不完全留有较高残糖。白砂糖添加量为180 g/L 时，酵母的代谢物充分形成，酒香突出，酒体醇厚协调，感官评定得分较高。

2.5 发酵温度

将黑枸杞分别添加15倍质量的纯净水，在50 ℃条件下复水浸泡1 h 后打浆，补加白砂糖180 g/L，加入0.3 g/L 的BDX 酵母，待发酵原液起酵后将酒精发酵温度控制在16 ℃±2 ℃、20 ℃±2 ℃、24 ℃±2 ℃、28 ℃±2 ℃范围条件下进行发酵，结果见表6。

果酒的发酵是一个复杂的过程，发酵过程中温度会对发酵产生很大影响，从而引起发酵体系产生一定波动，进而影响发酵液中的酒精含量以及活性物质的溶出率和稳定性等。低温时酵母对乙醇的敏感性较弱。在一定温度范围内，酵母发酵速度随温度升高而加快。温度高时发酵周期缩短，酵母活力高，发酵彻底，最终生成酒精浓度高。发酵温度低时有利于酯类物质的形成，能赋予其水果香。另外，低温发酵减少了酵母胶体物质的产生，有利于酒的澄清[6]。由表6 可看出，当发酵温度较低时，发酵时间长且发酵不完全，发酵过程中产挥发酸较高，酒体果香减弱，口感酸，感官评定分数较低。发酵温度较高时，发酵时间短，也表现为酒体果香减弱，口感有水煮味，当发酵温度为24 ℃±2 ℃时，发酵速度平缓，可以使各种杂菌对枸杞酒可能带来的干扰和影响降至最低，而且可以最大程度的保留枸杞的果香，黑枸杞果酒感官评分较高。

表5 不同白砂糖添加量对黑枸杞果酒发酵的影响

表6 不同发酵温度对黑枸杞果酒发酵的影响

2.6 优化发酵工艺

为了进一步优化黑枸杞果酒的发酵工艺，按照表1 对黑枸杞果酒的发酵进行4 因素、3 水平的正交试验，以酒体的综合感官评定分数来确定最佳的黑枸杞果酒发酵工艺，试验结果与分析见表7。

表7 黑枸杞果酒发酵的正交试验分析表

通过对正交试验结果进行极差分析，可知各因素对黑枸杞果酒发酵影响的大小顺序为：C＞A＞D＞B，即黑枸杞果酒发酵时白砂糖添加量对发酵影响最大，复水比例和发酵温度对发酵的影响其次，复水浸提的温度影响最小。按最优水平的最佳发酵条件组合为A2B2C3D2。采用最佳工艺条件按照黑枸杞∶水为1∶15 的比例复水浸提黑枸杞，浸提温度为50 ℃，补加白砂糖200 g/L，将温度控制在22 ℃±2 ℃条件下恒温发酵进行试验验证，在此条件下，发酵得到的黑枸杞果酒呈深紫色、有浓郁的黑色浆果香气、酒香、果香馥郁舒适、柔和协调，感官品评结论较优。试验酒体检测结果见表8。

表8 黑枸杞果酒验证试验结果

2.7 最佳澄清剂的选择试验

为了使产品有较好的澄清度及稳定性，我们使用蛋清粉(A）、明胶(B)、膨润土(C)3 种澄清剂对黑枸杞果酒进行单一及复配试验，并对处理后的酒体进行稳定性试验及感官品评。澄清剂的选择主要考虑其不会影响酒体的感官质量，要使酒体清亮、有光泽、稳定性好。稳定性的鉴定方法为：将酒体加热至80 ℃，保温0.5 h 后自然降温至常温，72 h 后观察酒体的清亮程度及沉淀析出情况[7]。试验结果见表9。

表9 表明，单独使用0.3 g/L 蛋清粉、0.5 g/L 蛋清粉和1.0 g/L膨润土，以及0.1 g/L蛋清粉和0.8 g/L膨润土、0.1 g/L 明胶和1.0 g/L 膨润土配合使用，澄清处理得到的黑枸杞果酒均能保持良好的澄清度和稳定性。只有使用0.3 g/L 蛋清粉澄清处理后的黑枸杞果酒清亮透明，有良好的稳定性，而且感官品评结果较优。主要是因为其他澄清处理方案中的澄清剂种类以及澄清剂用量不科学，导致对黑枸杞果酒中的色素等酚类物质絮凝吸附严重，使酒体颜色变浅、香气变弱、口感变单薄。