生姜梨酒的研制

生姜梨酒的研制

果酒是在果汁的基础上，通过破碎、压榨、果汁、发酵、制备等工艺制备的低脂饮料。梨在中国分布较广,被营养学家誉为“功能食品”;姜是重要的烹饪调味料之一。梨味甘性凉,姜味辣性温,将其复合酿造成生姜梨酒既汲取了梨中的营养物质,富含丰富的维生素和氨基酸;又汲取了生姜中的姜油酮和辛辣成分,可增强人体内分泌,提高免疫功能。生姜梨酒的研制还提高了我国梨和生姜资源的利用率,拓宽了梨酒酿造的方向,具有较好的市场前景。目前,因顶空-固相微萃取(head-spacesolidphasemicroextraction,HS-SPME)技术结合气相色谱-质谱联用(gaschromatography-massspectrometry,GC-MS)分析具有敏感、快速、操作简便等优点本研究以梨和生姜为原料,对生姜梨酒的酿造工艺进行研究与优化,并对其香气成分进行分析,旨在研制出健康、优质,符合消费者口味的生姜梨酒,丰富果酒的种类及选择,促进梨果的深加工利用及梨酒市场的发展。1材料和方法1.1酿酒生物技术及应用梨、生姜和白砂糖:市售;葡萄酒果酒酵母:酿酒生物技术及应用四川省重点实验室提供。抗坏血酸、偏重亚硫酸钾、葡萄糖、柠檬酸、壳聚糖(分析纯):成都市科龙化工试剂厂。1.2检测仪器和仪器7890A-5975B气相色谱质谱联用仪:美国Agilent公司;HT300A固相微萃取仪:意大利HTA公司;1500型全波长酶标仪:美国Thermo公司;LS55型荧光分光光度计:美国PerkinElmer公司;MJ-25BM05C型榨汁机:广东美的精品电器有限公司;WYT-ⅡA型手持式糖量计折射仪:成都格纳丝商贸有限公司;DM3000型正置生物显微镜:德国Leica公司;XMT-100C型恒温培养箱:重庆市永生实验仪器厂;Bioflo310发酵罐:德国Eppendorf公司。1.3方法1.3.1生梨酒的生产工艺原料梨→挑选→去皮、去核、破碎→护色1.3.2不同糖度的生姜梨酒发酵原料预处理:挑选成熟度高,无霉变,外表无损伤的梨为宜,挑选时尽量选择萼洼较深的,萼洼深的梨含水量及含糖量都比较高;生姜挑选无霉变的老姜,用清水清洗去泥,然后削皮切片备用。用清水清洗梨,然后削皮,剔除果眼,去芯,切成长宽约2cm的方块,于护色液(0.2%柠檬酸+0.1%抗坏血酸)中浸泡5min,对果肉进行护色,防止果汁褐变;向果汁中添加90mg/L偏重亚硫酸钾,进行SO成分调整:梨汁发酵的糖度应调整在20%~22%为宜,具体应由成品酒酒精度的要求而定,为了使最终发酵酒酒精度满足需求,可以添加一定量的白砂糖来调节糖度,分别利用乳酸和碳酸钙来调节pH,使之成为酵母适宜生长的环境。主发酵:将种子液按8%~10%的比例加入发酵液,摇匀,密封,静置发酵,温度控制在28~30℃,直至发酵结束。发酵期间,每天振荡1次,使发酵液温度均匀,并每隔1d对糖度和酒精度进行测定。后发酵:将过滤换罐后的生姜梨酒置于阴凉通风处(15~20℃)进行后发酵,发酵时间为8d左右。灭菌、陈酿:后发酵结束后,将生姜梨酒以65℃灭菌30min,灭菌后静置冷却至室温。过滤后转入经刷洗和杀菌处理后的贮酒容器中进行陈酿,陈酿期间品温控制在6~8℃,陈酿时间为15d左右。新酒在陈酿期间需进行换罐,使清酒与酒脚及时分离,防止酒脚给原酒带来异味。澄清:采用自然沉淀法。将果酒置于密闭容器中,再冷藏一段时间保持静止状态,待果酒中的悬浮物逐渐沉降下来后,将果酒上清液转移到新的容器,以得到澄清透明的果酒。1.3.3初始糖度、接种量、初始ph值的确定生姜与梨比例的确定:将生姜与梨汁按照1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50的质量比进行配比,初始糖度为20%,接种8%种子液到生姜梨汁配比的发酵液中,置于28~30℃恒温培养箱中静置培养,发酵结束后酒精度和感官评定来确定最适比例。初始糖度的确定:取适量梨汁加入白砂糖,调整初始糖度分别为18%、19%、20%、21%、22%,接种8%种子液到不同初始糖度的发酵液中,置于28~30℃恒温培养箱中静置培养,发酵结束后以酒精度和感官评定来确定最适初始糖度。酵母接种量的确定:调整发酵液含糖量为20%,分别接种6%、7%、8%、9%、10%种子液,置于28~30℃恒温培养箱中静置培养,发酵结束后以酒精度和感官评定来确定最适酵母接种量。初始pH的确定:调整发酵液含糖量为20%,接种8%种子液,分别调整pH值为3.0、3.5、4.0、4.5、5.0,置于28~30℃恒温培养箱中静置培养,发酵结束后以酒精度和感官评定来确定最适初始pH值。发酵时间的确定:调整发酵液含糖量为20%,接种8%种子液,发酵时间分别控制为6d、7d、8d、9d、10d,置于28~30℃恒温培养箱中静置培养,发酵结束后以酒精度、残糖量和感官评定来确定最佳发酵时间。(2)正交试验优化基于单因素试验的结果,设计L1.3.4质谱条件条件(1)果酒理化指标的测定酒精度、总酸和还原糖的测定均参考GB/T15038—2006《葡萄酒、果酒通用试验方法》(2)GC-MS香气成分测定气相色谱条件:毛细管色谱柱为DB-WAX,规格为(60mm×250μm×0.25μm);手动无分流进样,进样口温度为230℃;程序升温:40℃保持1min,然后5℃/min升温至180℃,保持1min,再8℃/min升温至230℃,保持7min;载气:高纯度氦气,流速为1mL/min。质谱条件:电子电离(electronionization,EI)源,电子能量70eV,质量扫描范围20~50amu,离子源温度230℃,四级杆温度150℃,接口温度230℃,溶剂延迟3min。(3)感官评分标准参考类似果酒质量标准和文献(4)数据处理通过GC-MS分析检测得出生姜梨酒风味物质的总离子流色谱图,采用数据分析软件进行谱库美国国家标准技术研究所(nationalinstituteofstandardsandtechnology,NIST)8.0检索及相关文献分析,对相应的风味物质成分进行鉴定。利用SPSS软件对数据进行方差分析(采用一般线性模型单因素DunCan法),检测结果用平均值±标准差(x軈±SD)表示,所得数据在Origin8.0中编辑作图。2结果与分析2.1生产工艺中姜梨汁酒的个别因素试验2.1.1不同配比的比本试验对比了不同的生姜梨汁质量比,通过对成品酒感官评定对比,结果见表3。由表3可知,当生姜的比例较高时,生姜梨酒颜色为橙黄色、浑浊,当生姜梨汁质量比为1∶30时,果酒呈米黄色,清澈透明,口感较佳,香气充足,为最佳比例。2.1.2糖度对酒精发酵的影响初始糖度对生姜梨酒酒精度的影响见图1。由图1可知,初始糖度在18%~20%时,酒精度随初始糖度的增加而增大,在达到最大值后,随着糖度的继续增加,酒精度逐渐降低。这是由于高浓度的糖所产生的渗透压对酵母的活性有抑制作用,所以在糖度过高时酒精度反而降低。综合考虑发现,在初始糖度为20%时,酒精度为10.04%vol,所得的生姜梨酒清澈透明,梨香突出,梨香、姜香舒适谐调,酒体丰满醇厚,柔和,效果最好。2.1.3不同接种量对发酵酒酒精度的影响接种量对生姜梨酒酒精度的影响见图2。由图2可知,酒精的产出量随酵母接种量的增加而增大,由于接种量过多酵母相互抑制生长,导致产酒量减少,因此酵母的接种量到达8%后,酒精产量随酵母的接种量增大而减小。接种量为8%时,发酵酒酒精度最高(达10.8%vol),且生姜梨酒金黄透明、果香浓郁、酒体丰满。故确定最佳酵母接种量8%。2.1.4影响酒精产量的影响因素发酵液的酸碱程度对酵母的生长和代谢产物的形成具有一定的影响。不同的酵母有其最适宜的生长范围。过高或者过低都会抑制酵母体内酶的活性,使得酵母细胞的代谢受到阻碍,从而影响到酒精的产量。初始pH值对生姜梨酒酒精度的影响见图3。如图3可知,当初始pH值过低时,酵母产生酒精的量较少,此时发酵液中的还原糖没有有效的转换为酒精。当pH值为4.5时,酒精的产量相对较高。当pH值为5.0时,酒精的产量下降。经感官尝评后发现,当pH<4.0时,发酵酒的口感粗糙,味道略带酸涩;当pH值为4.5时,生姜梨酒发酵酒色泽微黄、清澈透明、梨香姜香舒适协调、口感细腻。因此确定初始pH值为4.5。2.1.5生姜梨酒的发酵时间发酵时间对生姜梨酒酒精度的影响见图4。由图4可知,随着发酵时间的延长,酒精度呈现先增加后平稳的趋势,根据感官评定发现,发酵时间的长短会影响生姜梨酒的风味。第7天时,酒精度达到了9.78%vol,生姜梨酒的香味较浓,但酒体不够协调;第8天,酒精度达到9.94%vol,生姜与梨的香气较浓,口感醇厚,酒体协调;第9天时,酒精度不再上升,口感较醇厚,但甜味不够,涩味较明显。如果发酵时间不够,会使酒精度不够,影响果酒的风味;但发酵时间过长,酵母菌的自溶现象会对生姜梨酒风味产生较大的影响,外界微生物污染生姜梨酒的机会更大。综合考虑,发酵时间确定为8d。2.2生姜梨酒发酵工艺试验本试验在单因素试验的基础上,设计L由表4的试验结果可以分析出,比较A(酵母接种量)、B(初始糖度)、C(初始pH值)3个因素的极差R,3个因素对生姜梨酒发酵影响的主次顺序为B>A>C,即初始糖度>酵母接种量>初始pH值,试验最优组合为A2.3初始ph值确定通过单因素试验和正交试验得出,生姜梨酒发酵最佳工艺条件为初始糖度21%、生姜梨汁质量比1∶30、酵母接种量8%、初始pH值为4.0、发酵时间8d。按照此最佳工艺条件进行验证并测相应指标。结果表明,在该工艺条件下,生姜梨酒的酒精度为10.81%vol,残糖量为6.31g/L,总酸为4.41g/L,果酒呈米黄色,清澈透明、有光泽,口感纯正柔和、绵软爽口、爽怡醇厚,具有梨的果香及生姜的独特香气。2.4酯类组分的比较本试验对最适发酵时间、初始糖度、初始pH值、酵母接种量和验证试验的果酒样品进行气相色谱质谱分析。由于单因素试验最佳结果酒样的发酵条件相似,因此由表5的物质成分结果可以发现,5种酒样中的挥发性香气物质成分种类大致相似,主要是醇类和酯类,占挥发性香气成分的90%以上。醇类主要有乙醇、异丁醇、桉叶油醇、异戊醇、正己醇等。在5种酒样中,主要的醇类物质占所有挥发性组分的比例大致相同,其中乙醇的含量最高,它是酵母菌酒精发酵的产物,也是赋予酒特殊香气的主要成分。其次是异戊醇,它主要是以酯的形式存在于植物中。正己醇具有水果的芳香气味,但在接种量为8%的酒样中未检测出正己醇,而其他4个酒样中正己醇的含量在1%左右。苯乙醇具有玫瑰的香气,5种酒样苯乙醇的相对含量都在10%左右。异丁醇具有刺激性的气味,随着浓度的增高对眼睛皮肤、黏膜和上呼吸道的刺激作用越大,最优工艺条件组合得到的酒样中含有的异丁醇较少。高浓度异丁醇对身体有害,相对含量越低,酒的品质越好。而正己醇、异戊醇、苯乙醇都能赋予酒具有特殊的香气,在挥发性气体成分中占有一定的含量时,将会提高酒的品质。酯类主要有乙酸乙酯、己酸乙酯、乙酸己酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯等。挥发性酯是组成香气化合物的最重要种类,大多数酯类具有花、果香气,在酵母代谢产生的挥发性物质中,酯对酒的风味贡献最大从物质的含量来看,与其他4个酒样相比,验证试验所得酒样的香味物质中,正己醇、异戊醇、苯乙醇含量适中,己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯的相对含量较高,与最优组合所得结果相符。综合香气成分分析结果,53最佳发酵工艺条件下生姜梨酒的特性本研究采用微生物液态发酵的方法将生姜与梨有机地结合,研制出了一种健康、适合大众口味的新型复合型果酒,通过单因素和正交试验,确定了生姜梨酒较优的发酵工艺条件,即初始糖度21%、生姜梨汁质量比1∶30、酵母接种量8%、初始pH4.0、发酵时间8d。在此工艺条件下,发酵温度控制为25~30℃,生姜梨酒的酒精度达10