木奶果果酒加工工艺优化

(云南农业大学热带作物学院,云南普洱 665000)

木奶果(BaccaurearamifloraLour)为多年生大戟科木奶果属常绿灌木或乔木,主要分布于我国海南、广西及云南等地[1]。云南普洱江城县等地有较大面积栽培。木奶果可鲜食亦可入药,其根、果皮富含挥发油、内酯,具有抗肿瘤活性[2]。目前,国内外主要对木奶果的营养成分、栽培管理、贮藏适性和化学成分进行分析研究[3-9],木奶果深加工研究几乎是空白。木奶果产量高,但季节性强,不耐运输和储藏,容易褐变霉烂,必须及时销售或者加工处理,但是目前市场上未见对木奶果深加工处理工艺方法,本研究拟将木奶果进行榨汁后发酵,将其开发为方便储藏和饮用的果酒,既可以解决木奶果的储藏和运输问题,又可以提高当地农民的收入,有着显著的社会效益。

目前,国内外已经开展了樱桃、莲雾、石榴等多种果酒酿造工艺的研究[10-13],并通过工艺优化使果酒酿造技术也不断成熟[14-18],但是仍存在许多需要解决的问题,特别是在不同原材料需要探索合适的发酵工艺上还有待于完善。本研究通过单因素实验确定木奶果果酒发酵的接种量、起始糖度、二氧化硫添加量、起始pH和主发酵时间的最适参数,在此基础上确定影响木奶果果酒品质的主要因素，并通过四因素三水平正交试验,优化确定木奶果果酒发酵的最佳工艺。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

木奶果鲜果 采摘于云南省普洱市江城县;白砂糖 市售;安琪红葡萄酒果酒酵母 湖北安琪酵母股份有限公司;偏重亚硫酸钾 食品级,河南华兴生物科技有限公司;食用小苏打 山东海天生物化工有限公司。

ME204E电子分析天平 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;PHS-3C型酸度计 上海仪电科学仪器股份有限公司;RQH-400人工气候箱 宁波江南仪器厂;手持式折光糖度计 上海力辰仪器科技有限公司;高压灭菌锅 合肥华泰医疗设备有限公司;HWS-26恒温水浴锅 上海一恒科学仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 木奶果果酒加工工艺 木奶果鲜果清洗→去皮→榨汁→调配→灭菌→接种发酵→主发酵→后发酵→陈酿→调配→澄清→过滤→成品

关键操作点:木奶果要求新鲜、达到食用成熟度,无病虫害,自来水清洗木奶果表面附着的泥沙、杂物,晾干后剥皮,果肉及果核放入脱脂棉纱布中挤压榨汁,得到木奶果果汁,加入一定量的偏重亚硫酸钾抑制杂菌生长。用白砂糖调节果酒发酵液的初始糖度,柠檬酸和碳酸氢钠调整发酵母液至一定pH,从而得到待发酵液。

灭菌:果汁采用高温瞬时灭菌,在130 ℃左右瞬时杀菌3～4 s,杀菌后尽量避免与空气直接接触,果汁温度控制在25 ℃左右。

酵母的活化:蒸馏水加热至37 ℃,在水浴锅中37 ℃保温并加入干酵母粉搅拌至溶解[14]。

主发酵:木奶果待发酵液中加入一定量的活化酵母菌,于28 ℃恒温发酵一定时间[15-16]。

后发酵:主发酵后的果酒分离酒脚,上清液在15 ℃恒温下继续进行后发酵60 d。

1.2.2 木奶果果酒加工工艺单因素实验

1.2.2.1 初始糖度对木奶果酒品质的影响 按照1.2.1工艺操作方法,将待发酵液分别装入500 mL发酵瓶中,每瓶加入量为350 mL,利用白砂糖分别调整各瓶初始糖度为16、18、20、22、24 °Bx,按照0.8 g/L接种活化好的酵母菌液,调节pH为4.0,28 ℃发酵9 d,各瓶分别调节SO2添加量为70 mg/L,比较初始糖度对木奶果果酒品质的影响。

1.2.2.2 SO2添加量对木奶果果酒品质的影响 将木奶果果汁初始糖度调整为20 °Bx,调节pH为4.0,分别取350 mL按照0.8 g/L接种活化好的酵母菌液装入500 mL发酵瓶中,各瓶分别调节SO2添加量为30、50、70、90、110 mg/L,28 ℃发酵9 d,比较SO2添加量对木奶果果酒品质的影响。

1.2.2.3 发酵初始pH对木奶果酒品质的影响 将木奶果果汁初始糖度调整为20 °Bx,分别取350 mL按照0.8 g/L接种活化好的酵母菌液装入500 mL发酵瓶中,各瓶分别调节pH为3.0、3.5、4.0、4.5、5.0,各瓶分别调节SO2添加量为70 mg/L,28 ℃发酵9 d,比较发酵初始pH对木奶果果酒品质的影响。

1.2.2.4 酵母菌接种量对木奶果果酒品质的影响 将木奶果果汁初始糖度调整到20 °Bx,调节pH至4.0,分别取350 mL装入500 mL发酵瓶中,接种酵母菌悬浮液,接种量分别为0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 g/L,各瓶分别调节SO2添加量为70 mg/L,28 ℃发酵9 d,比较酵母菌接种量对木奶果果酒品质的影响。

1.2.2.5 主发酵时间对木奶果酒品质的影响 将木奶果汁初始糖度调整为20 °Bx,调节pH为4.0,分别取350 mL按照0.8 g/L接种活化好的酵母菌液装入500 mL发酵瓶中,各瓶分别调节SO2添加量为70 mg/L,在28 ℃分别发酵5、7、9、11、13 d,比较主发酵时间对木奶果果酒品质的影响。

1.2.2.6 木奶果果酒正交试验 在单因素实验的基础上,根据对酒精度(%vol)和感官评分的影响,选取初始糖度(A)、发酵初始pH(B)、接种酵母菌量(C)、主发酵时间(D)对影响木奶果果酒品质四个较大的因素为考察因素,以酒精度(%vol)和感官评分为指标,通过四因素三水平正交试验,优化发酵参数,得到最有发酵工艺。正交试验因素水平见表1。

表1 木奶果果酒主发酵正交试验的因素与水平Table 1 Factors and levels of B.ramiflorawine main fermentation orthogonal test

1.2.3 指标测定

1.2.3.1 理化分析 采用酒精计法检测酒精度[19];残糖(以葡萄糖计)和总酸(以柠檬酸计)测定采用《葡萄酒、果酒通用分析方法》(GB/T 15038-2006)规定方法进行测定。

1.2.3.2 感官评价 根据木奶果果酒的特点,参考GB/T15037-2006《葡萄酒》,建立木奶果酒感官评定标准,详见表2。木奶果酒发酵后,选择5名具有食品感官评定基础的教师及10名学生,按照评分标准进行品评。

1.3 数据处理

每个实验重复三次,实验结果分析时取平均值。单因素实验结果表绘制和偏差分析采用Excel软件。正交试验数据采用正交试验设计助手(Ⅱ)进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 木奶果果酒单因素实验结果

2.1.1 初始糖度对木奶果果酒品质的影响 初始糖度对木奶果果酒感官品质及酒精度的影响见图1。由图1可以看出,起初随着初始糖度的升高,感官品质和酒精度均会上升,但糖度超过22 °Bx时,酒精度略有下降;感官评价分数在20 °Bx时最高,之后明显下降。木奶果果酒感官品质逐渐下降,究其原因是糖分除了作为酵母菌养分用于生长繁殖外,同时也会被转化成酒精,随着糖度升高,酒精度也相应升高,过高的酒精度会对木奶果酒感官品质产生负面影响,因此,初始糖度选择在20 °Bx,在此糖度下发酵的木奶果果酒酒精度和感官品质最佳。

表2 木奶果酒感官评定标准Table 2 Sensory evaluation standard of B.ramiflora wine

图1 初始糖度对木奶果果酒品质的影响Fig.1 Effects of original sugar contenton quality of B.ramiflora wine

2.1.2 不同SO2添加量对木奶果果酒品质的影响 不同SO2添加量对木奶果果酒感官品质及酒精度的影响见图2。对SO2添加量影响结果进行差异显著性分析表明,SO2添加量对木奶果酒酒精度影响差异极显著(P=0.0008),进一步进行多重比较发现,SO2添加量70 mg/L与其他添加浓度对酒精度影响差异显著(P<0.05),其余各添加量之间差异不显著(P>0.05),因而其余浓度可不再做筛选,且在添加量为70 mg/L时,感官评分最高,因此选择70 mg/L作为发酵最佳添加量。

图2 SO2添加量对木奶果果酒品质的影响Fig.2 Effects of SO2 dosage onquality of B.ramiflora wine

2.1.3 不同初始pH对木奶果酒品质的影响 发酵母液初始pH对木奶果酒酒精度及感官评分影响的结果见图3。如图3所示,发酵pH在4.0时果酒口感最好,在pH低于3.5时,会抑制酵母发酵,并促使香味组分水解,在pH高于4.5时,酒精度反而降低,易受杂菌污染,综合评分开始下降[18]。因此,最佳初始pH选择4.0。

图3 初始pH对木奶果酒品质的影响Fig.3 Effects of original pH valueon quality of B.ramiflora wine

2.1.4 不同酵母菌接种量对木奶果果酒品质的影响 由图4可以看出,随着酵母菌接种量增大,果酒酒精度和感官评分也不断提升,但是在接种量超过0.8 g/L时,酒精度开始下降,同时感官评分亦开始下降,究其原因,酵母接种量过大,其繁殖生长过快会加快呼吸作用,所消耗糖分大量增加,不利于酒精积累量[20],同时营养物质的过量消耗也会导致感官评分的下降。因此,选择0.8 g/L酵母菌接种量为最优选择。

图4 接种量对木奶果果酒品质的影响Fig.4 Effects of inoculating amountson quality of B.ramiflora wine

表3 正交试验结果Table 3 Results of orthogonal test

2.1.5 主发酵时间对木奶果果酒品质的影响 由图5可以看出,随着主发酵时间的延长,酒精度和感官评分均逐步上升,在第9 d时,感官评分达到最佳,其后酒精度增加变缓,感官评分有所降低,因此确定主发酵最佳时间为9 d。

图5 主发酵时间对木奶果果酒品质的影响Fig.5 Effects of principal fermentation timeon quality of B.ramiflora wine

2.2 木奶果酒正交试验

木奶果酒发酵条件正交优化试验结果检表3。

由表3中的酒精度R值大小可知,各因素对木奶果果酒酒精度影响的主次顺序为初始pH>酵母菌接种量>起始糖度>主发酵时间。依据正交试验结果采用直观分析法得到最佳发酵条件为A2B3C3D2,即初始糖度20 °Bx,初始pH4.5,酵母菌接种量1.0 g/L,主发酵时间9 d。利用正交试验中这一方案进行三次发酵获得木奶果酒酒精度平均为12.56%vol(RSD=1.14%),感官评分平均为92分(RSD=1.63%),残糖为6.59 g/L(以葡萄糖计)(RSD=1.72%),总酸为11.82 g/L(以柠檬酸计)(RSD=1.35%)。

各因素对木奶果果酒感官评分影响的主次顺序为初始pH>酵母菌接种量>起始糖度>主发酵时间。依据正交试验结果采用直观分析得到最佳发酵条件为A3B3C3D2,即初始糖度22 °Bx,初始pH4.5,酵母菌接种量1.0 g/L,主发酵时间9 d。利用正交试验中这一方案进行三次发酵获得木奶果酒酒精度平均为11.88%vol(RSD=1.08%),感官评分平均为89分(RSD=1.67%),残糖为5.69 g/L(以葡萄糖计)(RSD=1.35%),总酸为10.43 g/L(以柠檬酸计)(RSD=1.74%)。

对比上述两种发酵组合发现,发酵条件组合A2B3C3D2所得木奶果果酒酒精度及感官评价均优于A3B3C3D2组合,总糖和总酸含量适中,优于正交试验其他不同水平组合,因此,该优化方案可靠可行。

3 结论

本实验对木奶果果酒酿造工艺进行了试验,发现起始糖度、酵母菌接种量、发酵时间、SO2添加量和发酵初始pH等都会对木奶果酒品质产生影响,但SO2添加量70 mg/L与其他添加浓度对酒精度影响差异极显著(P<0.05),其余各添加量之间差异不显著(P>0.05),故确定SO2添加量为 70 mg/L。通过四因素三水平正交试验,确定出木奶果酒的最佳发酵工艺条件为:初始糖度20 °Bx,酵母菌接种量1.0 g/L,主发酵时间9 d,初始pH为4.5。此条件下发酵得到的木奶果酒酒精度为12.56%vol,感官评分为92分,残糖为6.59 g/L(以葡萄糖计),总酸为11.82 g/L(以柠檬酸计),酒体呈淡棕红色,澄清透明,果香浓郁,协调丰满、口感醇和。木奶果含有多种营养物质,酿造的果酒具有较高的营养价值和经济附加值。本研究首次研究了木奶果的发酵工艺,可以为木奶果资源的开发和深加工提供有效途径。