一种复合果酒的研制

师艳秋1,徐梦洁2,杨同杰1,常彦红1,李明丽1

(1.济宁学院生命科学与工程系,山东曲阜 273155;2.天津科技大学食品工程与生物技术学院,天津 300222)

摘 要:以红树莓、菠萝和甜瓜为原料,经酶解制汁、发酵及下胶澄清稳定处理,制得发酵复合果酒。经过单因素试验和正交试验,以酒精度为评价指标,确定最佳发酵工艺参数为红树莓汁∶菠萝汁∶甜瓜汁配比2∶1∶1、初始糖度24°Bx、初始pH值4.0、酵母接种量0.4 g/L,酒精度为11%vol。以透光率为考察指标,确定最佳澄清工艺参数为:膨润土添加量0.4 g/L,澄清温度25 ℃,澄清时间12 d,透光率达到95.60%。酿制的果酒酒精度适宜,果酒呈暗红色,酒液清亮无浑浊,口感爽适纯净,香气协调优雅。

关键词:红树莓;菠萝;甜瓜;复合果酒;酿造

近年来,果酒业结束了长期徘徊不前的局面,生产及销售数量始终持增长状态,发展呈现出良好的态势[1-3]。果酒兼具色泽清亮、香气怡人、清新爽口等特点,因酒精含量较低,营养价值较高而深受消费者喜爱[4-8]。适量饮用可促进血液循环和机体新陈代谢,改善心脑血管功能,同时具有抗氧化抗衰老和激发肝功能的功效,对情绪的调节也有积极影响。

目前,市面上销售的果酒主要由单一原料酿制而成,如香蕉酒、草莓酒、荔枝酒和桑葚酒等。由于原料的局限性,单一原料酿制的果酒在风味品质以及营养价值方面略有欠缺,而复合果酒则能克服这一弊端,依据不同水果营养成分的差异以及各自风味品质的优势,使得原材料之间能够取长补短,酿制出营养完善丰富,感官品质优良的成品果酒,并将其对人体的副作用降低到最小[9-14]

红树莓(raspberry)也称木莓、覆盆子,属于蔷薇科,悬钩子属植物,为多年生小灌木。它是一种优良的果树资源,属于新一代果树加工型品种,具有丰富的营养成分,还有一些特殊的功效成分鞣化酸、超氧化物岐化酶(superoxide dismutase,SOD)、黄酮类物质及其他成分[15]。菠萝色泽鲜艳,气味芬芳,维生素含量高,对人体有很高的营养价值。由于菠萝含酸量较高,酿造出的果酒口感通常发涩发酸,不够柔和,口味过酸,对胃、肠黏膜有一定的损害[16-17]。黄河蜜甜瓜口感清脆,果实饱满,味美多汁,可溶性固形物的含量也极为丰富,具有良好的保健功能。因其不饱和脂肪酸含量较高,对于降血脂具有积极影响。此外,还具备调节肝脏胆固醇含量的作用,含有的镁元素可以帮助减少血脂。膳食纤维含量也很丰富,有利于肠道蠕动,防治便秘。但是甜瓜果酒通常色泽寡淡缺乏光泽,口感上也不出众。

本实验以红树莓、菠萝和甜瓜为原料进行复合果酒酿造工艺的研究,以期得到口味协调,香气均衡的新型口味的复合果酒,满足不同人群的消费需求,开拓果酒市场。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

红树莓、菠萝、甜瓜:市售、新鲜完好、成熟度适中且无病虫害;食盐、白砂糖:市售;柠檬酸(分析纯):河南拓源化工有限公司;抗坏血酸(分析纯):西安晋衡食品有限公司;膨润土(食品级):乐平市元昶膨润土有限公司;果胶酶(50 000 U/g):南宁庞博生物工程有限公司;果酒专用活性干酵母:安琪酵母股份有限公司。

1.2 仪器与设备

AN2050电子分析天平:上海民桥精密科学仪器有限公司;海川400型打浆机:济南立信轻工机械有限公司;HH-2数显恒温水浴锅:金坛市大地自动化仪器厂;RHB手持糖度计:上海奋业光电仪器设备有限公司;LMY650微电脑光照培养箱:上海博讯实业有限公司医疗设备厂;722S可见分光光度计:上海精密科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 复合果酒加工工艺流程及操作要点

红树莓、菠萝、甜瓜→混合破碎(添加SO2、果胶酶)→取汁→糖酸调节→酵母接种→控温发酵→倒罐→后发酵→澄清过滤→灭菌→复合果酒

原料处理:菠萝用0.2%的抗坏血酸溶液浸泡,将果肉放在约2%的食盐水中浸泡10 min以除去果肉中的酶,避免饮酒者发生过敏现象;将红树莓、甜瓜与浸泡后的菠萝破碎后混合。

SO2处理:添加适量偏重亚硫酸钾。

酶解:添加适量果胶酶[18-20]

糖酸调节:通过调节糖度控制果酒的酒精度。

酵母活化:将酵母在20倍(质量比)的5%糖溶液,35 ℃左右活化30 min。

发酵:经过主发酵后获得优质果酒。

澄清过滤:对果酒进行下胶过滤以澄清酒液。

灭菌:65~70 ℃水浴灭菌20 min以灭活酵母菌避免后期复合果酒酒质变差。

1.3.2 复合果酒发酵条件的优化

单因素试验:依次考察红树莓汁∶菠萝汁∶甜瓜汁配比(2∶1∶1、3∶1∶2、3∶2∶1、4∶1∶3、4∶3∶1)、初始糖度(18 °Bx、20 °Bx、22 °Bx、24 °Bx、26 °Bx)、初始pH值(3.0、3.5、4.0、4.5、5.0)、酵母用量(0.2 g/L、0.3 g/L、0.4 g/L、0.5 g/L、0.6 g/L)对复合果酒发酵的影响。

表1 复合果酒发酵条件优化正交试验因素与水平
Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for fermentation conditions optimization of compound fruit wine

正交试验:在单因素试验基础上,采用4因素3水平进行正交试验,以酒液的酒精度、残糖量及总酸含量为评价指标,确定最佳发酵条件。正交试验因素与水平见表1。

1.3.3 复合果酒澄清条件的优化

确定3个影响因素膨润土添加量、澄清温度和澄清时间,将1%膨润土溶液添加到初始酒液中以进行澄清,考察膨润土添加量(0.0 g/L、0.2 g/L、0.4 g/L、0.6 g/L、0.8 g/L)、澄清温度(15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃)、澄清时间(8 d、10 d、12 d、14 d、16 d)对澄清效果的影响,静置且避光保存,12 d后对上清液进行透光率检测。

2 结果与分析

2.1 复合果酒发酵条件的优化

2.1.1 红树莓、菠萝汁和甜瓜汁的比例对复合果酒品质的影响

图1 不同红树莓汁、菠萝汁、甜瓜汁比例对复合果酒品质的影响
Fig.1 Effect of different red raspberry juice,pineapple juice and melon juice ratio on the quality of compound fruit wine

由图1可知,当菠萝汁体积占比逐渐升高时,果汁的含糖量逐渐升高,因而得到的成品酒的酒精度也相应提高,果香味更加协调浓郁。在红树莓汁∶菠萝汁∶甜瓜汁为2∶1∶1时,酒精度达到最高,为11%vol,此时总酸含量为8.9 g/L,残糖含量为3.1 g/L。菠萝汁占比继续增大,含酸量也逐渐升高,得到的成品酒滋味变得越来越酸涩。相反,甜瓜比例过高时,会使成品酒的色泽清淡、光泽较暗,成品酒的感官品质较差。综合感官风味以及各指标结果得出红树莓汁∶菠萝汁∶甜瓜汁=2∶1∶1最佳。

2.1.2 初始糖度对复合果酒品质的影响

由图2可知,当初始糖度不断增加时,残糖量和总酸总体呈上升趋势,酒精度先升高后下降,在初始糖度为24°Bx时酒精度达到最高,为10.8%vol,此时总酸含量为8.2 g/L,残糖含量为3.5 g/L。因为酵母菌的生长代谢速度随着初始糖度的增加而缓慢提高。当初始糖度较低时,可供发酵的糖分含量较低,菌群没有达到适宜的生长环境,酒体不够醇厚。但当初始糖度较高时,酒精含量逐渐增高,发酵基质的渗透压逐渐增大,所处环境不利于酵母菌发酵,容易导致酵母老化凝结,细菌失活。过剩的糖分得不到利用以致残糖及酸度较高,酒精度因之下降。因而,初始糖度选用24°Bx最佳。

图2 不同初始糖度对复合果酒品质的影响
Fig.2 Effect of different initial sugar contents on the quality of compound fruit wine

2.1.3 初始pH值对复合果酒发酵工艺的影响

图3 不同初始pH值对复合果酒品质的影响
Fig.3 Effect of different initial pH on the quality of compound fruit wine

由图3可知,随着初始pH值的增大,使得总酸逐渐降低,即初始pH值与总酸含量成反比。酒精度先升高后降低,在初始pH值为4.0时,酒精度达到最高,为10.5%vol,总酸含量为8.8 g/L,残糖含量为3.9 g/L。这是因为初始pH较低或者较高时,均不利于酵母菌的生长繁殖。由于酵母菌生长活力较差,不再是优势菌群,杂菌缺少酵母菌群的抑制,开始迅速繁殖并产生其他代谢物,进而影响成品酒的感官品质。另外,由于酵母菌的活力较差,糖的利用率也较低,使得残糖含量先下降后上升。因而,最佳初始pH值为4.0。

2.1.4 酵母菌接种量对复合果酒品质的影响

由图4可知,随着接种量不断增加,残糖量呈逐渐下降趋势,酒精度和总酸量先升高后降低。当接种量为0.4 g/L,酒精度达到最高,为11%vol,此时总酸含量为8.3 g/L,残糖含量为4.3g/L。酵母菌接种量较低时,发酵程度较差,因此酒精度偏低。随着接种量的提高,酒精度开始提高,此时,酵母菌代谢产生的酸也逐渐增多。接种量较高时,大部分糖分被酵母菌用在自身的生长发育上,酵母容易早熟,不再进行代谢发酵,导致酒精度降低且代谢产生的酸也减少,总酸含量随之降低。因而,酵母菌的最佳接种量为0.4 g/L。

图4 不同酵母菌接种量对复合果酒品质的影响
Fig.4 Effect of different yeast inoculum on the quality of compound fruit wine

2.1.5 正交试验结果与分析

表2 复合果酒发酵条件优化正交试验结果与分析
Table 2 Results and analysis of orthogonal experiments for fermentation conditions optimization of compound fruit wine

表3 正交试验结果方差分析
Table 3 Variance analysis of orthogonal experiment results

注:“*”表示对结果影响显著(P<0.05)。

由表2和表3可以看出,复合果酒酒精度受选取因素的影响程度为初始糖度>红树莓汁菠萝汁甜瓜汁配比>酵母接种量>初始pH值,其中初始糖度对酒精度具有显著影响(P<0.05)。正交试验最优组合为A3B3C2D2,即红树莓汁∶菠萝汁∶甜瓜汁配比为2∶1∶1、初始糖度24°Bx、初始pH值4.0、酵母接种量0.4 g/L。在此条件下进行验证试验,得出复合果酒酒精度为11%vol、残糖含量为5.4 g/L、总酸含量为6.5 g/L。

2.2 复合果酒澄清工艺条件的优化

2.2.1 膨润土添加量对复合果酒澄清工艺的影响

图5 膨润土添加量对复合果酒透光率的影响
Fig.5 Effect of bentonite addition on the transmittance of compound fruit wine

由图5可知,随着膨润土添加量的增加,透光率先升高后降低。当添加0.4 g/L膨润土时,透光率达到最大值90%。因为膨润土添加量不断增多,增加了对蛋白质的吸附能力和对胶体颗粒如色素的沉降作用,使得复合果酒的透光率增大。但随着添加量的持续增多,酒液开始浑浊,透光率变小,此时出现了下胶过量的现象,膨润土本身引起了浑浊。因而,膨润土添加量在0.4 g/L时最好。

2.2.2 膨润土澄清温度对复合果酒澄清工艺的影响

图6 膨润土澄清温度对复合果酒透光率的影响
Fig.6 Effect of bentonite clarification temperature on the transmittance of compound fruit wine

由图6可知,随着澄清温度的升高,透光率先升高后降低,当澄清温度为25 ℃,酒液的透光率达到最大值93.7%。因为合适温度范围内,果酒中的蛋白质和胶体物质可以凝结沉淀,膨润土吸水溶胀,分子之间相互作用形成氢键和共价键,并吸附果酒中的带正负电荷的杂质,增强了复合澄清效果。温度过高,膨润土的吸附架桥作用减弱,澄清效果也随之降低,透光率下降。因而,膨润土的最适澄清温度为25 ℃。

2.2.3 膨润土澄清时间对复合果酒澄清工艺的影响

图7 膨润土澄清时间对复合果酒透光率的影响
Fig.7 Effect of bentonite clarification time on the transmittance of compound fruit wine

由图7可知,随着澄清时间的不断延长,复合果酒的透光率先升高后下降。在澄清12 d时,透光率达到最大值93.2%。这是因为随着时间延长,膨润土有充分的时间进行吸附沉降,因而透光率会有所提高,但随着时长的增大,膨润土黏度增高,澄清效果下降。因此,膨润土的最适澄清时间为12 d。

综合上述条件,在膨润土添加量为0.4 g/L,澄清温度为25 ℃,澄清时间为12 d时,复合果酒的透光率为95.60%。

2.3 复合果酒成品质量指标

感官指标:在最佳条件下制得的复合果酒呈暗红色、有光泽、澄清透明无沉淀;香味协调,果香浓郁无异味且无突出酒精气味;酸甜适中、醇厚协调;口味协调具有混合果香、典型性好。

理化指标:酒精度(25 ℃)为(10±1)%vol;总糖量(以葡萄糖计)≤5.5g/L;总酸量(以酒石酸计)为5.0~7.0 g/L;挥发酸量(以乙酸计)≤0.9 g/L;苯甲酸:未检出。

微生物指标:细菌总数≤50 CFU/mL;大肠菌群≤3 MPN/100 mL;致病菌(沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌):未检出。

3 结论

红树莓菠萝甜瓜复合果酒的最佳发酵工艺参数为红树莓汁:菠萝汁:甜瓜汁配比为2∶1∶1,初始糖度24 °Bx,初始pH值4.0,酵母接种量0.4 g/L。澄清工艺最佳参数为膨润土添加量0.4 g/L,澄清温度25 ℃,澄清时间12 d。

复合果酒的酒精度达到11%vol,透光率达到95.60%。酿造的果酒呈暗红色,酒液清亮无浑浊,口感爽适纯净,果香和酒香愈加协调,色泽亮丽,凭借独特的口感和营养价值的吸引,势必赢得消费者的喜爱。

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Development of a compound fruit wine

SHI Yanqiu1,XU Mengjie2,YANG Tongjie1,CHANG Yanhong1,LI Mingli1
(1.Department of Life Science and Engineering,Jining University,Qufu 273155,China;2.College of Food Engineering and Biotechnology,Tianjin University of Science and Technology,Tianjin 300222,China)

Abstract:Using red raspberry,pineapple and melon as raw materials,the fermented compound fruit wine was prepared by enzymatic hydrolysis,fermentation,clarification and stabilization treatment.Using alcohol content as evaluation index,through single-factor experiment and orthogonal experiment,the optimal fermentation process parameters were determined as follows:the ratio of red raspberry,pineapple and melon juice 2∶1∶1,initial sugar content 24°Bx,initial pH 4.0,and yeast inoculum 0.4 g/L.Under the optimal conditions,the alcohol content was 11%vol.Using transmittance as assessment index,the optimal clarification process parameters were bentonite addition 0.4 g/L,clarification temperature 25 ℃and time 12 d.Under the optimal condition,the transmittance was 95.60%.The compound fruit wine brewed by the process had appropriate alcohol content,the fruit wine was dark red,clear and has no turbidity,with refreshing and pure taste and harmonious and elegant aroma.

Key words:red raspberry;pineapple;melon;compound fruit wine;brewing

中图分类号:TS262.7

文章编号:0254-5071(2021)03-0201-05

doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2021.03.038

引文格式:师艳秋,徐梦洁,杨同杰,等.一种复合果酒的研制[J].中国酿造,2021,40(3):201-205.

收稿日期:2020-07-13

修回日期:2020-09-29

基金项目:济宁学院科技扶贫专项(2019KJFP02);山东省自然科学基金(ZR2018PC029);山东省高校科研计划项目(J18KA163)

作者简介:师艳秋(1979-),女,副教授,博士,研究方向为微生物发酵。