低产高级醇酵母菌发酵苹果酒工艺条件的优化

低产高级醇酵母菌发酵苹果酒工艺条件的优化

苹果是中国最大的水果产品之一。它拥有大量的高产和丰富的资源，被称为“水果之王”。它含有17种氨基酸、10种维生素和多种养分，如钙、锌、磷等。苹果酒兼具原料及生物发酵所产生的双重营养物质,富含糖类、氨基酸、矿物质、维生素以及经发酵生成的低糖、高蛋白类物质等。经常饮用苹果酒能降低血脂、软化血管、促进人体新陈代谢,还具有美容功效。高级醇能够影响酒的质量和风格,饮用后易上头,危害身体健康,因此引起了广大消费者的关注。鉴于高级醇在苹果酒中的重要地位,研究发酵过程中高级醇的调控对苹果酒具有十分重要的意义。苹果酒是仅次于葡萄酒产量的果酒,在英、法等国家,属于大众商品。在我国发展苹果酒产业,解决酿酒用粮不足,同时还可以增加果农的经济收入,符合国家的政策。苹果酒作为新兴产业,虽然有了较好、较快的发展,但仍存在诸多的问题有待我们进一步的解决。如在原料处理、加工工艺、后处理等方面的问题都比较凸出,关键技术尚不成熟。本文的研究对我国低醇苹果果酒的酿造具有一定的指导意义。1材料和方法1.1柠檬、硫酸钠的合成红富士苹果,市售;果胶酶、白砂糖、柠檬酸,食用级;硫代硫酸钠,分析纯。低产高级醇酵母菌株、葡萄酒酵母:均由酿酒生物技术及应用四川省重点实验室提供。1.2仪器、检测方法UV-2000紫外可见分光光度计:上海尤尼柯有限公司;手持折光仪:上海精密科学仪器有限公司;恒温恒湿培养箱:MJ-250,上海齐欣科学仪器有限公司;超净工作台:SW-CJ-1F,苏净集团。1.3检测方法酒精度的测定:蒸馏比重法;糖度测定:手持折光仪。高级醇的测定:浓硫酸脱氢法。1.4苹果酒生产工艺苹果→筛选→榨汁→护色→过滤→调糖、调酸→接种→发酵→倒罐→陈酿→过滤→灭菌→装瓶1.5苹果汁调糖调酸发酵选料:选择无腐烂变质,无病虫害的原料。榨汁:用榨汁机压榨,及时添加80uf07e100mg/LSO2,对果汁有抗氧化作用,同时对有害微生物可起抑制作用,同时添加40uf07e60mg/L的果胶酶充分混合均匀后,50℃静置18uf07e24h加以澄清。调糖、调酸:用蔗糖对苹果汁糖度进行调整;使用柠檬酸调节果汁的pH到4.0。酵母活化液:将经斜面活化好的菌株接种到苹果汁液体培养基中25℃活化2d,培养好后调整酵母菌浓度,在显微镜观察酵母数为5×107个/mL,备用。发酵:在调整好的苹果汁中添加适量的酵母活化液。陈酿:主发酵结束后,将酒倒入贮酒罐中陈酿,贮酒罐尽量满罐,防止酒中成分氧化。1.6单因素试验水果饮料中的乙醇含量选择酵母接种量、果汁糖度和发酵温度三个因素,研究这三个因素对苹果酒中高级醇的影响,设计5组试验平行对照,单因素试验如下:1.6.1不同ph的接种量接种酵母活化液的制备调整果汁糖浓度为18%、发酵温度22℃,自然pH,分别按1%、3%、5%、7%、9%的接种量接种酵母活化液;从第三天起,每天测定发酵液的残糖量和酒精度,直至主发酵结束。1.6.2果汁糖度对高纯度生产的影响调整果汁糖度分别为12%、14%、16%、18%、20%、22%,发酵温度22℃、酵母液接种量5%,自然pH(同上)。1.6.3发酵温度对高级乙醇的形成的影响调整果汁糖度为18%、酵母液接种量5%,自然pH,分别放于16、18、20、22、24、26、28℃条件下发酵(同上)。1.7最佳酿造工艺的确定在单因素试验的基础上,为了获得菌株最佳的酿造工艺,选择酵母液接种量、果汁糖度和发酵温度,作三因素三水平正交因素试验,试验条件如表1。2结果与分析2.1不同接种量的酒精度分析酵母接种量对苹果酒酒精度和高级醇的影响,实验结果见图1。由图1可以得出,随着酵母接种量的增加,酒精度是先增加后略有下降。在接种量为5%时,酒精度达到最高,果香浓郁,果香与酒香较协调。再增加接种量,果香开始变淡。随着接种量的增加,高级醇含量有降有升,在接种量为5%时,高级醇含量最低,为72mg/100mL。在营养物质充分的情况下,增加酵母接种量可以有效的调控高级醇的含量,同时也提高酒精度。因此,在上述的试验条件下,当接种量为5%时,得到的苹果酒质量最好。2.2果汁糖度对酒精保水性的影响分析果汁糖度对苹果酒酒精度和高级醇的影响,实验结果见图2。由图2可知,随着果汁糖度的增加,酒精度逐渐增大,当果汁糖浓度为22%,酒精度略有下降。果汁糖度为20%时,酒精度达到最高,为10.3%(v/v),但此时的香味不突出,果香酒香不协调;当果汁糖度为18%的时候,果香较浓郁,果香酒香较协调。在糖度为18%时,高级醇含量也不是很高,为74mg/100mL。综合考虑苹果酒质量和风格,选择果汁糖度为18%。2.3发酵温度对酿酒的影响分析发酵温度对苹果酒酒精度和高级醇的影响,实验结果见图3。由图3可知,随着发酵温度的增加,酒精度是先升高后略降低,当发酵温度为22℃时,果香最突出,此时果香酒香较协调。随着发酵温度的升高,高级醇含量增加,在20℃到22℃这个区域内增速较慢,增幅为4mg/100mL。由图可知低温有益于苹果酒高级醇的调控,但温度低酒精度也低。综合考虑苹果酒的质量和发酵周期,选择发酵温度为22℃。2.4苹果酒高级醇含量的正交试验以高级醇含量作为主要指标,酒精度为辅助指标,以酵母添加量、果汁糖度和发酵温度三个因素使用L9(34)进行正交试验,试验结果见表2。由表2可知,影响苹果酒高级醇含量的主次因素为:酵母接种量(A)>果汁糖度(B)>发酵温度(C);从果酒香味协调性分析,试验组号2、4、5、6、9五组较为协调,在香味协调的基础上,选择高级醇含量最低的用于验证。低醇苹果酒的酿造工艺为:酵母液接种量5%,果汁糖度18%,发酵温度22℃。2.5fps对比结果正交试验所得的低醇苹果酒酿造工艺(用F1表示)与高级醇生成量最低的发酵工艺(用F2表示)进行对比,设计4个平行组,结果见表3。由表3可知,P=F1/F2=0.986,P值小于1,即在F1相对F2更优。F1工艺条件下高级醇的相对标准偏差为1.37%,该数值小于2%,说明F1对低醇苹果酒工业化生产具有一定的指导意义。3苹果果酒发酵工艺条件优化结果表明,低产高级醇的酵母菌可以降低苹果酒中的高级醇含量,与葡萄酒酵母相比,高级醇的含量要低1~2mg/100mL。通过单因素和正交试验,明确了影响苹果果酒高级醇含量的主次顺序为:酵母接种量(A)>果汁糖度(B)>发