紫苏叶发酵饮料及蒸馏酒的研制

紫苏叶发酵饮料及蒸馏酒的研制

紫色斑点叶是一级植物，属直接草本植物嘴唇科。1材料和方法1.1材料和试剂1.1.1主要材料紫苏叶(采自内蒙古呼和浩特市赛罕区金河镇七圪台村现代农业生态园)、酵母(富门伯恩,瑞典)、白砂糖(市售).1.1.2主试剂盐酸、氢氧化钠、酒石酸钾钠、硫酸酮、氯化钠、葡萄糖等均为分析纯.1.2数显升温水浴锅FA2004型电子天平:上海市安亭电子仪器厂;HH-S型数显恒温水浴锅:金坛市医疗仪器厂;SLI-700型电热恒温培养箱:上海安亭科学仪器厂;ISQ气相色谱-质谱仪:ThermoFisher中国有限公司.1.3方法1.3.1工艺工艺流程见图1.1.3.2紫苏叶发酵过程与风味的影响实验中以发酵结束后的酒精含量、残糖含量和感官评分为指标,分别考察了酵母接种量、发酵温度、白砂糖用量、料液比四个因素对紫苏发酵饮料品质的影响.(1)酵母接种量对紫苏叶发酵过程及风味的影响.固定料液比为1∶16,白砂糖添加量为20%,发酵温度为20℃,发酵时间为15d,当酵母添加量分别为0.5‰、1.0‰、1.5‰、2.0‰、2.5‰时,考察酵母添加量对紫苏叶发酵过程及风味的影响.(2)发酵温度对紫苏叶发酵过程及风味的影响.固定料液比为1∶16,白砂糖添加量为20%,发酵时间为15d,酵母添加量为1.5‰,当发酵温度分别为16℃,20℃,24℃,28℃,32℃和36℃时,考察温度对紫苏叶发酵过程及风味的影响.(3)白砂糖用量对紫苏发酵饮料及风味的影响.固定料液比为1∶16,发酵温度为20℃,酵母添加量为1.5‰,发酵时间为15d,白砂糖添加量分别为10%、15%、20%、25%,30%时,考察不同的白砂糖用量对紫苏叶发酵过程及风味的影响.(4)料液比对紫苏发酵饮料及风味的影响.固定酵母添加量为1.5‰,发酵温度为20℃,发酵时间为15d,白砂糖添加量为20%,料液比分别为1∶4、1∶8、1∶16、1∶32,1∶64时,考察不同的料液比对紫苏叶发酵过程及风味的影响.1.3.3正交实验通过上述单因素试验结果,以感官评分为指标,设计四因素三水平L9(31.3.4hs-spme-gc-ms分析(1)酒度测定.酒度的检测依据GB/T15038-2006葡萄酒、果酒通用试验方法.(2)残糖含量测定.残糖含量测定依据GB/T5009.7-2008食品中还原糖的测定方法.(3)香气成分测定.蒸馏酒样品用煮沸冷却后的超纯水稀释至10%vol,吸取8mL置于20mL顶空瓶中,加氯化钠至饱和,进行HS-SPME-GC-MS分析.紫苏发酵饮料取样后直接进行HS-SPME-GC-MS分析.HS-SPME条件:采用DVB/CAR/PDMS的三相萃取头,样品在50℃下预热5min,萃取吸附45min后直接进样,250℃下GC解析5min.利用GC-MS对样品进行分析.气相色谱质谱(GC-MS)分析法的色谱分析条件:GC条件:SE-54型石英毛细管柱(0.25mm*30m),进样温度250℃,采用程序升温,32℃保持3min,2℃/min升温至50℃,保持2min,再以4℃/min升温至230℃,保持8min,进样口温度为250℃.用高纯氦气作载气,流速1mL/min.MS条件:EI电离源,离子源温度230℃,电子能量70eV,扫描范围35.0~350.0amu.(4)感官评价标准.由10人组成的品评小组,根据表2紫苏发酵饮料感官评价标准对产品感官品质进行打分.2紫苏叶发酵饮料的最佳条件确定实验过程中,通过测定残糖含量和酒精含量,考察紫苏叶在不同发酵条件下的发酵特点.同时,由于发酵过程中,紫苏叶发酵汁的风味决定了发酵饮料的风味及蒸馏酒的香气,因此,研究中以感官评定作为辅助手段,考察不同发酵条件下紫苏叶发酵汁的风味,以确定紫苏叶发酵饮料的最佳制作条件.2.1酵母添加量对发酵汁品质的影响由图2可知,随着酵母添加量的增加,当发酵结束后,各样品残糖含量随酵母添加量的增加而不断下降.这是因为当酵母添加量不断增加时,酵母在生长繁殖时所消耗的白砂糖的量也在不断增加.当酵母添加量在0.5‰~1.5‰时,随着酵母添加量的增加,酒精含量随之上升.当酵母添加量超过1.5‰时,酒精含量反而开始下降.由图3可知,当酵母添加量在0.5‰~1.5‰范围时,发酵汁的感官评分不断上升.当酵母添加量超过1.5‰时,发酵汁的感官评分开始下降,这主要是因为当酵母添加量在0.5‰~1.5‰范围时,随着酵母添加量的增加,发酵过程中的酒精含量及风味物质的含量不断上升,使发酵汁的感官评分不断上升.但当酵母添加量过高时,导致发酵汁中出现令人不悦的酵母味,从而使感官评分下降.2.2发酵温度对发酵汁品质的影响由图4可知,随着发酵温度的升高,残糖含量不断下降,这主要是因为,随着初始发酵温度的提高,酵母细胞中的各种生化反应速度加快,酵母代谢活动旺盛,糖分被大量消耗,导致残糖含量不断下降.当发酵温度由16℃升至20℃时,酒精含量随发酵温度的上升而增加,达到20℃时酒精含量最高,当发酵温度超过20℃时,酒精含量随发酵温度的上升反而开始下降.这主要是因为,当发酵温度在16℃时,由于发酵温度低,酵母生长和繁殖速度慢,导致残糖含量较高,酒精含量低.当发酵温度高于20℃时,酵母细胞中的各种生化反应速度不断加快,酵母代谢旺盛,在发酵初期糖分消耗过快,导致残糖含量下降的同时,酒精含量也不断降低.由图5可知,发酵汁的感官评分随发酵温度的提高先升后降,当发酵温度为20℃时,感官评分最高.这可能是因为,当发酵温度较低时(16℃),发酵缓慢,鲜紫苏叶原有的味道过重,令人产生不适.当发酵温度较高时(>20℃),酵母代谢过快,呈香物质没有充分形成,甚至由于发酵过快出现微苦的滋味,导致感官评分不断下降.在发酵温度为20℃,发酵汁中不仅具有紫苏叶特有香气,而且香气更加柔和、悦人,感官评分最高.2.3白砂糖添加量对发酵汁品质的影响由图6可知,随着白砂糖添加量的不断增加,残糖含量不断上升.但酒精含量随白砂糖添加量的增加先升后降.这可能是因为,当白砂糖的添加量达到25%~30%范围时,白砂糖浓度较大,发酵液渗透压较高,抑制了酵母的活性,导致酒精含量下降,残糖含量也显著上升.由图7可知,发酵汁的感官评分随白砂糖添加量的增加先升后降.这主要是因为当白砂糖添加量在5%~20%范围内时,随白砂糖添加量的增加,酵母发酵环境更加适合,风味成分更加丰富,达到20%时,感官评分最高.当白砂糖添加量达到25%~30%范围时,由于酵母活性受到抑制,香气成分没有充分形成,同时发酵汁的残糖含量较高,口感不适,导致感官评分下降.2.4料液比对紫苏叶酒质及酒质的影响由图8可知,当料液比在1∶4~1∶16的范围内变化时,残糖含量不断下降,酒精含量不断上升.当料液比在1∶16~1∶64的范围内变化时,残糖含量和酒精含量不再发生明显的变化.这可能是因为紫苏叶本身具有一定的抑菌作用,当料液比在1∶4和1∶8时,紫苏叶所占比重较大,汁液较浓,抑制了酵母的活性,导致残糖含量较高,酒精含量较低的结果.当料液比在1∶16~1∶64时,紫苏叶所占比重小,紫苏叶浸出物对酵母的抑制作用显著降低,使酵母能够正常生长和繁殖,在酵母和白砂糖添加量固定的前提下,残糖含量和酒精含量的变化不显著.由图9可知,料液比在1∶4~1∶64的范围内,感官评分先升后降,在料液比为1∶16时达到最高.这主要是因为,当料液比为1∶4和1∶8时,紫苏叶含量较高,紫苏特有的风味过重,令人不适.当料液比为1∶32和1∶64时,紫苏叶比重过低,紫苏特有的风味不突出,导致感官评分下降.2.5正交试验结果在单因素实验结果的基础上,对酵母添加量、发酵温度、白砂糖添加量和料液比四个因素按照L9(3由表3极差R大小,可知影响发酵因素的主次顺序为:C(白砂糖添加量)>D(料液比)>B(发酵温度)>A(酵母添加量),采用直观分析法,可得最优工艺条件组合为:C2.6发酵饮料中酯类物质检测紫苏发酵饮料及蒸馏酒的主要香气成分的气质色谱总离子流图见图10,各组分鉴定的结果见表4.由表4可知,采用GC-MS技术在紫苏叶发酵饮料样品中共鉴定出24种香气成分,这些成分主要是酯类10种、醇类2种、酸类4种、其他类8种,分别占41.67%、8.33%、16.67%、37.5%.在紫苏叶酒样中共鉴定出9种香气成分,这些成分主要是醇类2种、酯类3种、酮类2种、其它类2种,分别占22.22%、33.33%、22.22%、22.22%.由香气成分的分析结果可知,在两种样品的香气成分中,酯类物质所占比重都是最高,其中辛酸乙酯含量最多,在发酵饮料及蒸馏酒中的比重分别为17.54%和7.38%.有研究表明,发酵酒香气的主体香气物质为四大酯类(乙酸异戊酯、己酸乙酯、辛酸乙酯与乙酸乙酯)与两大醇类(异戊醇与异丁醇)3紫苏叶发酵饮料的初步鉴定对紫苏叶