香蕉-菠萝复合果酒双酵母混合发酵工艺研究

香蕉-菠萝复合果酒双酵母混合发酵工艺研究

香蕉和水果是中国南方最重要的水果资源。以香蕉、菠萝酿制复合果酒,可使二者的营养成分和色、香、味达到互补,菠萝中所含柠檬酸还能起到抑制香蕉果肉褐变的作用。本实验尝试以2种不同的果酒酵母进行混合发酵,旨在寻求适宜于香蕉-菠萝复合果酒的酿造酵母及其发酵工艺条件,为酿制高品质的香蕉-菠萝复合果酒提供参考。1材料和方法1.1材料和机器1.1.1酵母、果酒酵母威廉斯香蕉、菲律宾菠萝:均为市售。葡萄酒酵母GIM2.92、白梨酒酵母GIM2.132:广东省发酵研究所;果酒酵母GJJM1.63、GJJM1.69:广西农职院食品系;果胶酶;亚硫酸氢钠;白砂糖;柠檬酸等。1.1.2wyt型材料测糖仪T-500电子天平:常熟双杰测试仪器厂;YJA电动匀浆仪:台州市椒江五星试压设备有限公司;PHSJ-3F型pH计:上海精密仪器有限公司;WYT型手持测糖仪:泉州中友光学仪器有限公司;翼制30260158酒精计:河北省武强县同辉仪器厂;SZ-96自动纯水蒸馏器:上海亚荣生化仪器厂;HH-S4数显恒温水浴锅:金坛市医疗仪器厂;LS-B100L立式压力蒸汽灭菌器:江阴滨江医疗设备厂;SHP-450型生化培养箱:上海精宏实验设备有限公司,5℃～50℃;BA80麦克奥迪显微镜:麦克奥迪实业集团有限公司;SW-CJ-2F超净工作台:江苏苏净集团有限公司等。1.2方法1.2.1果胶酶澄清汁香蕉选料→清洗、去皮→切块→护色(0.2%柠檬酸液浸泡30min)。菠萝去皮、挑刺→切块→按果肉重量混合(香蕉∶菠萝=1∶1)→打浆→酶解(0.2%果胶酶,45℃,3h)榨汁→糖酸调整(25%,pH4.0)→硫处理(0.006%亚硫酸氢钠)→接种双菌种(1∶1,个/mL)→主发酵(25℃,6d～7d)→测外观糖度、酒度、pH→过滤→后发酵(22d)→陈酿1.2.2酵母接种及发酵主发酵以GJJM1.63、GJJM1.69、GIM2.132和GIM2.924个果酒酵母菌种随机组合成6个处理,与单纯葡萄酒酵母GIM2.92做对比。发酵液初始糖度25.5%,pH4.0,双酵母接种量2×103个/mL(1∶1),发酵温度25℃。主发酵结束测外观糖度量和酒精度,后发酵和陈酿结束对成品酒进行感官评定,根据综合指标筛选适宜的混合菌种。1.2.3主发酵工艺条件确定对筛选出的双酵母菌种分别进行接种量、发酵液SO2添加量、初始含糖量、发酵pH的单因素试验和正交试验,主发酵结束根据产品酒精度和感官品质等确定最佳发酵工艺条件。1.2.4发酵液ph的测定果汁和发酵液外观糖度(残糖量)测定按GB/T12143-2008《饮料通用分析方法》中的折光计法;发酵液pH测定按GB/T10468-1989《水果和蔬菜产品pH值的测定方法》;感官分析、酒精度测定参照GB/T15038-2006《葡萄糖、果酒通用试验方法》。2结果与分析2.1双螺母筛选结果及分析2.1.1主发酵过程酒精度及发酵速度从图1和图2可知,在25℃下主发酵6d(接种后第7天)中,起酵速度快慢的排列顺序为d>ab、ac>bc、bd>ad>cd,接种后第2天酒精度(vol%)分别达到8.2、7.5、6.5、6.3、5.6;主发酵结束酒精生成量(vol%)高低的排列顺序为ab>bc、bd、cd>d>ac、ad,酒精度分别达到15.7、15.4、14.8、13.6;主发酵结束残糖量高低的排列顺序为bc、cd、d>ac、ad、bd>ab,分别为7.5%、7.0%、6.5%。主发酵过程发酵速度快慢对果酒品质的形成有重要影响。发酵速度过快,酒质粗糙,口感和风味欠佳;但发酵速度过慢,如果管理不善,则易受杂菌感染。酒精生成量和残糖量的协调也影响果酒品质。较高的酒精度和适宜的残糖量、含酸量可构成清爽、醇厚的口感。2.1.2成品酒液感官品评经6d主发酵后,将酒液过滤转入后发酵,后发酵22d后再过滤、密封陈酿,最后对成品酒液进行感官品评,结果见表1。从表1可知,虽然ab产酒量最高,但酒风味欠佳,bc和d组合的酒精度较高,酒香与果香浓郁,口感醇厚,其中bc甜酸更协调,因此,确定bc(GJJM1.69与GIM2.132)为酿造香蕉-菠萝果酒的最佳酵母组合。2.2通过分别分析发酵过程条件中个别因素的结果和分析2.2.1双酵母主发酵实验酵母接种量的多少直接影响起酵速度的快慢。酵母接种量过多,起酵过快,不利于酒的风味的形成。接种量过少,起酵过慢,当管理不善时则易被其他微生物污染。以bc(1∶1)双酵母组合、发酵液初始糖度25%,发酵温度25℃的条件下,按总接种量2×103、4×103、6×103、8×103(活菌个数/mL)进行主发酵实验,发酵液外观糖度和酒精生成量见图3和图4。从图3和图4可知,发酵7d,接种量2×103、4×103、6×103、8×103(活菌个数/mL)的产酒精量高低情况为:接种量为6×103以上时,产酒精量最高也较稳定,其中6×103为15.1(vol%),8×103为14.2(vol%)。2.2.2亚硫酸氢钠发酵汁在果酒的生产中加入亚硫酸氢钠可以抑制有害微生物的同时,最大限度的保留了原料原有成分,如氨基酸、VC等。将榨出并过滤的香蕉-菠萝汁的外观糖度调整为25%,分别加入亚硫酸氢钠0.004%,0.006%,0.008%,0.010%,24h后接酵母菌量为6×103个/mL、在25℃的温度条件下进行主发酵。发酵液外观糖度和酒精生成量见图5和图6。从图5和图6可知,在亚硫酸氢钠添加量在0.004%～0.010%范围内,随着添加量的增加,外观糖度的下降及酒精度的增高逐渐递增,说明较高的亚硫酸氢钠添加量有利于抑制有害菌,使酵母菌能正常发酵。2.2.3不同ph对发酵液酒感官指标的影响pH对酵母菌的生长繁殖及发酵有密切关系,在适宜的pH环境下,有利于酵母菌的生长繁殖和发酵。pH过低虽可抑制有害微生物的生长,但也会影响酵母发酵和促使某些物质的水解,生成不良物从而影响果酒风味。在接种量为6×103个/mL,亚硫酸氢钠为0.010%的条件下,分别取3.4、3.6、3.8、4.04个不同pH进行实验,发酵液外观糖度和酒精生成量见图7和图8。从图7和图8可知,在pH3.4～4.0范围内,随着pH的增大,酒精生成量较高。说明pH偏低时会对酵母菌起一定抑制作用。2.3正交试验结果在以上单因素试验的基础上以双酵母总接种量,亚硫酸氢钠添加量、发酵液pH、发酵液初始糖度进行四因素三水平的正交试验,正交因素水平设计和试验结果见表2和表3。由表3得出,产酒量最高的是第8处理A3B2C1D3。从极差R可知,影响香蕉-菠萝复合果酒酒度高低的主次因素顺序为:接种量>初始糖度>亚硫酸氢钠>发酵pH(A>C>B>D),发酵工艺条件的最佳组合为A3B1C1D1。经以A3B1C1D1和A3B2C1D3进行的验证试验,得出A3B1C1D1组合的产酒量比A3B2C1D3高0.2(vol%)。因此得出结论,A3B1C1D1即接种量8×103个/mL、亚硫酸氢钠添加量0.008%、发酵初始糖度26%、发酵pH3.6为香蕉-菠萝复合果酒双酵母发酵的最佳工艺条件。3最佳发酵工艺条件的确定菌种筛选试验结果表明,GJJM1.69与GIM2.132相混合(1∶1)与其他组合的混合酵母和单纯葡萄酒酵母GIM2.92相比较,酿制的香蕉-菠萝复合果酒,酒香与果香浓郁,甜酸协调,口感醇厚、清爽,酒精生成量也较高。以GJJM1.69与GIM2.132进行双酵母混合发酵的单因素试验结果表明,不同的接种量、亚硫酸氢钠添加量、发酵初始糖度、发酵pH对香蕉-菠萝复合果酒酒度的生成均有影响。正交试验得出最佳发酵工艺条件为:接种量8×1