釀酒酵母對(duì)烏飯樹果酒發(fā)酵過程及果酒品質(zhì)的影響

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(1. 江南大學(xué)食品學(xué)院,食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇無(wú)錫 214036； 2. 魯東大學(xué)食品工程學(xué)院,山東煙臺(tái) 264025)

釀酒酵母對(duì)烏飯樹果酒發(fā)酵過程及果酒品質(zhì)的影響

王立1,孫舒揚(yáng)2,錢海峰1,張暉1,齊希光1

(1. 江南大學(xué)食品學(xué)院,食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇無(wú)錫 214036； 2. 魯東大學(xué)食品工程學(xué)院,山東煙臺(tái) 264025)

以烏飯樹果實(shí)為原料,通過考察菌體生長(zhǎng)情況、總糖和酒精度等多項(xiàng)指標(biāo),結(jié)合烏飯樹果酒酒體成分分析和感官評(píng)定,篩選出適合釀造烏飯樹果酒的優(yōu)良菌株。研究發(fā)現(xiàn),釀酒酵母Y3生長(zhǎng)繁殖快,降糖和產(chǎn)酒精能力強(qiáng),僅264h就使總糖濃度降至29.6g/L,酒精度達(dá)到7.18%(v/v),發(fā)酵后綜合感官性能較好,適宜作為烏飯樹果酒的起始發(fā)酵菌株,以此菌株所制得果酒中花色苷(119.2mg/L)、總酚(5158.2mg/L)和黃酮(5.6mg/L)含量均處于較高水平,同時(shí)具有較好烏飯樹果實(shí)香氣。

烏飯樹果酒,釀酒酵母,酒精發(fā)酵,感官評(píng)定

烏飯樹(VacciniumBracteatumThunb.),又名南燭、染菽、黑飯草等,為杜鵑花科越桔屬植物,民間素有食其果實(shí)、采其嫩葉浸漬糯米煮成烏飯的習(xí)俗[1]。烏飯樹是一種豐富的天然資源,具有多種生理功能,其果實(shí)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高,富含黃酮、維生素、糖、果膠、有機(jī)酸和萜烯類等物質(zhì),具有促進(jìn)視紅素再合成、改善循環(huán)、提高免疫力、抗心血管疾病等功能[2]。目前,國(guó)內(nèi)對(duì)烏飯樹的研究主要集中于其葉和果實(shí)的品質(zhì)[3]和其中功能性成分如花色苷[4]、黃酮[5-6]的提取分離等,而對(duì)其深加工產(chǎn)品的研究和報(bào)道很少。烏飯樹現(xiàn)有的開發(fā)和利用程度較低,造成了烏飯樹資源的浪費(fèi)。以烏飯樹為原料釀造果酒是提高其附加值的有效途徑,不僅能保留烏飯樹果實(shí)原有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),而且低酒度、低含糖量的果酒更符合現(xiàn)代人健康、天然、綠色的觀念,具有廣闊的開發(fā)前景。果酒的釀造過程中,酵母菌是發(fā)酵的原動(dòng)力,它主導(dǎo)著酒精發(fā)酵的進(jìn)行,在很大程度上決定了果酒的風(fēng)格特點(diǎn)和品質(zhì)。性能優(yōu)良的酵母菌在整個(gè)發(fā)酵過程中具有生長(zhǎng)速率快、耐高糖、耐SO2、發(fā)酵平穩(wěn)、酒精產(chǎn)率高、最終代謝產(chǎn)物能賦予酒類特有的風(fēng)味等優(yōu)點(diǎn),且能保證酒類的質(zhì)量安全[7-9]。本研究利用5種釀酒酵母菌分別進(jìn)行烏飯樹果酒發(fā)酵,考察各菌種的發(fā)酵特征和產(chǎn)酒能力,綜合感官指標(biāo)和理化指標(biāo)結(jié)果,篩選出適合釀造烏飯樹果酒的釀酒酵母菌種,使之有希望成為我國(guó)特色烏飯樹果酒生產(chǎn)的優(yōu)良發(fā)酵劑,進(jìn)而推動(dòng)烏飯樹產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

表1 烏飯樹果酒感官評(píng)分細(xì)則

1 材料與方法

1.1材料與儀器

烏飯樹果實(shí) 2012年11月采摘于江蘇宜興；酵母菌(Y1、Y2、Y3、Y4)、果膠酶 上海杰兔工貿(mào)有限公司；酵母菌Y5 煙臺(tái)通商國(guó)際貿(mào)易有限公司；酵母膏胨葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(YPD) 青島日水生物技術(shù)有限公司。

STARTER 300 pH計(jì)、CP4202C電子天平 上海奧豪斯儀器有限公司；TDL-5-A離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠；UV-1800分光光度計(jì) 上海美譜達(dá)儀器有限公司；SPX-150生化培養(yǎng)箱 上海申賢恒溫設(shè)備廠；HWT-10C 恒溫水浴搖床 天津市恒澳科技發(fā)展有限公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 原料預(yù)處理 新鮮采摘烏飯樹果實(shí),經(jīng)過壓榨破碎,測(cè)定果汁的初始糖度為91g/L,總酸為11.2g/L(以檸檬酸計(jì)),分裝于5個(gè)10L發(fā)酵瓶中,調(diào)糖度、添加果膠酶后,分別接種Y1-Y5 5種不同商業(yè)化活性干酵母發(fā)酵。

商業(yè)化活性干酵母需預(yù)先經(jīng)過活化再接種至烏飯樹果汁,活化過程如下：稱取2.7g干酵母至50mL燒杯中,添加30mL含20%(w/v)蔗糖的無(wú)菌水,再于35℃水浴中輕輕攪拌15～20min,待酵母完全活化后接種至裝有烏飯樹果汁的發(fā)酵瓶中。此時(shí),烏飯樹果汁中的活酵母細(xì)胞數(shù)約為107cfu/mL。

1.2.2 烏飯樹果酒的工藝路線 烏飯樹果酒生產(chǎn)的詳細(xì)工藝路線如下：

采摘烏飯樹果實(shí)→破碎壓榨→調(diào)整糖度(總糖160g/L)和SO2濃度(總SO280mg/L)→添加果膠酶(添加量30mg/L)→接種酵母進(jìn)行酒精發(fā)酵(26℃)→發(fā)酵過程跟蹤檢測(cè)→發(fā)酵結(jié)束分離清汁→調(diào)整SO2濃度低溫貯藏(總SO260mg/L)→下膠過濾→冷穩(wěn)定處理→過濾→除菌→灌裝

在發(fā)酵過程中,每隔12h定期測(cè)定總糖含量和酒精度,每隔24h定期測(cè)定酵母活細(xì)胞總數(shù),待還原糖濃度低于30g/L,終止酵母發(fā)酵。取樣時(shí),從烏飯樹果酒中吸取10mL酒樣,8000r/min離心15min后取上清液,分別測(cè)定總糖含量和酒精度；對(duì)于酵母活細(xì)胞數(shù),則直接取樣測(cè)定。其他常規(guī)理化指標(biāo)、色度、總酚含量等待發(fā)酵結(jié)束后一并測(cè)定。烏飯樹果酒發(fā)酵實(shí)驗(yàn)設(shè)置兩個(gè)平行樣品,取平均值。

1.3分析方法

1.3.1 常規(guī)理化指標(biāo) 酒精度、總糖、還原糖、總酸、揮發(fā)酸、總SO2濃度參照《葡萄酒、果酒通用分析方法》(GB/T 15038-2006)。其中：酒精度采用密度瓶法；還原糖和總糖采用斐林氏劑直接滴定法測(cè)定,以葡萄糖計(jì)；揮發(fā)酸和總酸：采用氫氧化鈉滴定法測(cè)定,分別以乙酸和檸檬酸計(jì)；總SO2采用直接碘量法。

1.3.2 pH 采用酸度計(jì)法測(cè)定。

1.3.3 色度 采用分光光度計(jì)法,測(cè)定420、520、620nm波長(zhǎng)下的吸光值,取三者之和。

1.3.4 總酚 采用福林-肖卡法進(jìn)行測(cè)定[10],以沒食子酸計(jì)。

1.3.5 總花色苷 采用pH示差法測(cè)定[11],以二甲花翠素-3-葡萄糖苷計(jì)。

1.3.6 總黃酮 采用亞硝酸鈉-硝酸鋁-氫氧化鈉顯色法[12],以蘆丁計(jì)。

1.3.7 烏飯樹酒感官質(zhì)量分析 以感官情況為指標(biāo),參考《葡萄酒工業(yè)手冊(cè)》及GB/T 15308-2006,由10名經(jīng)過品評(píng)培訓(xùn)的人員組成感官品評(píng)小組,對(duì)烏飯樹果酒的色澤、香氣、口味、風(fēng)味進(jìn)行品評(píng)打分。感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.3.8 酵母活細(xì)胞數(shù) 采用梯度稀釋法測(cè)定釀酒酵母在發(fā)酵過程中的進(jìn)展情況。取5mL烏飯樹果酒酒樣,用無(wú)菌水梯度稀釋后(稀釋倍數(shù)為100～108),涂布于酵母膏胨葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(YPD),在25℃好氧條件下培養(yǎng)72h后計(jì)數(shù)。

2 結(jié)果與討論

釀酒酵母是果酒釀制工藝的核心,它主導(dǎo)著酒精發(fā)酵的進(jìn)行,決定了釀造出的果酒的風(fēng)格特點(diǎn)。優(yōu)良釀酒酵母的選擇應(yīng)綜合考慮酵母的發(fā)酵性能、釀制果酒的質(zhì)量指標(biāo)以及感官品質(zhì)等因素[13-14]。

2.1酒精發(fā)酵過程中酵母細(xì)胞數(shù)量的變化

5種釀酒酵母菌在同等條件下的生長(zhǎng)情況如圖1所示。通過跟蹤測(cè)定發(fā)現(xiàn),在接種后,所有釀酒酵母均能快速啟動(dòng),特別是Y5和Y3,能迅速適應(yīng)烏飯樹果汁,表現(xiàn)出較強(qiáng)的發(fā)酵動(dòng)力。發(fā)酵72h后,各發(fā)酵液中酵母活細(xì)胞數(shù)趨于平衡。結(jié)果顯示,發(fā)酵超過100h后,隨著酒精度的升高和可利用營(yíng)養(yǎng)素的減少,酵母的活力受到了抑制,發(fā)酵速度減緩,活細(xì)胞數(shù)也迅速減少。

2.2發(fā)酵過程中總糖和酒精度變化

5種釀酒酵母主導(dǎo)的降糖進(jìn)程如圖2和圖3所示。

圖1 不同發(fā)酵時(shí)間釀酒酵母菌變化曲線

圖2 烏飯樹果酒降糖曲線

圖3 烏飯樹果酒酒精生成曲線

由圖2、圖3可以看出,不同釀酒酵母利用糖類生成酒精的能力不同,其中Y3和Y5能夠迅速轉(zhuǎn)化糖類生成酒精,僅264h就可使總糖濃度降至29.6g/L以下,而酒精度也分別達(dá)到了7.18%(v/v)和7.31%(v/v),說(shuō)明此兩種釀酒酵母較之其他酵母菌的發(fā)酵能力更強(qiáng)。Y1和Y4表現(xiàn)相似,發(fā)酵曲線也基本同步；而Y2適應(yīng)烏飯樹果汁的時(shí)間較長(zhǎng),在發(fā)酵最初的48h內(nèi)總糖濃度只降低了20g/L,因而需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能將果汁中的還原糖降至預(yù)定濃度。

在整個(gè)發(fā)酵過程中,釀酒酵母增殖、總糖濃度降低和酒精度增加是成一定的比例關(guān)系的。在發(fā)酵初始階段,釀酒酵母馬上適應(yīng)烏飯樹果汁,迅速進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期。此時(shí),酵母利用糖類為自身提供營(yíng)養(yǎng),同時(shí)將部分還原糖轉(zhuǎn)化形成乙醇。待酵母生長(zhǎng)進(jìn)入穩(wěn)定期,酵母細(xì)胞的生成和死亡之間相對(duì)平衡,還原糖轉(zhuǎn)化生成酒精的效率也相對(duì)提升。待酵母生長(zhǎng)進(jìn)入衰亡期,酵母細(xì)胞的死亡數(shù)大于生成數(shù),果酒中起作用的活酵母數(shù)有所下降,因而,酒精生成率也隨之降低。本研究中,五種商業(yè)化釀酒酵母菌的生長(zhǎng)過程與總糖濃度降低及乙醇生成之間的關(guān)系符合以上規(guī)律。其中,Y3、Y5的發(fā)酵效率較高,達(dá)到發(fā)酵終點(diǎn)所需的發(fā)酵時(shí)間最短,因而可以考慮作為烏飯樹果酒的起始發(fā)酵菌株。

2.3烏飯樹果酒的質(zhì)量指標(biāo)分析

本實(shí)驗(yàn)對(duì)烏飯樹果酒中酒精度、總糖、總酸、揮發(fā)酸、總SO2、色度、總花色苷、總黃酮和總酚等質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè),結(jié)果列于表2和表3中。

如表2所示,5種酵母發(fā)酵得到的烏飯樹酒總糖含量在29.6～30.8g/L 之間,屬于半甜型酒(根據(jù)葡萄酒分類標(biāo)準(zhǔn),半甜型葡萄酒含糖量為12～45g/L),其中Y4的總糖含量最高,Y2的含量最低。5種酵母發(fā)酵的烏飯樹酒酸度差異較小,其中Y4 酸度最高,而Y2酸度最低。各酒樣酒精度都在7.85%～8.31%之間,說(shuō)明各個(gè)釀酒酵母轉(zhuǎn)化葡萄糖生成乙醇的能力相當(dāng),其中轉(zhuǎn)化能力最強(qiáng)的是Y5,而相對(duì)較弱的是Y1和Y4。參考葡萄酒國(guó)標(biāo)的規(guī)定,揮發(fā)酸的濃度限量標(biāo)準(zhǔn)為1.2g/L,否則視為不合格產(chǎn)品。本研究中除Y4的揮發(fā)酸濃度較高外(0.96g/L),其他烏飯樹果酒的揮發(fā)酸濃度均低于0.5g/L,符合葡萄酒酒的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

由表3可以看出,5種烏飯樹果酒中由酵母Y3發(fā)酵成的果酒色度最高,Y2和Y5次之,Y4最低。新釀造的烏飯樹果酒的色度與花色苷含量有關(guān),色度最高的Y3酒樣中花色苷的含量也最高。在色調(diào)方面,各樣品之間的差異較小,其中Y3色調(diào)最高,Y4最低。色調(diào)高的發(fā)酵烏飯樹酒黃色較明顯,而色調(diào)低的酒樣偏紅色。就黃酮含量而言,不同酵母提取烏飯樹果實(shí)黃酮的能力有明顯差異,其中Y1酒樣中黃酮含量最高,Y2最低。此外,5種釀酒酵母浸提總酚的能力也存在較大差異,其中Y5的浸提能力最強(qiáng),能夠賦予果酒較厚重的口感,但也可能造成果酒澀味較重、后味過重；而Y1的浸提能力相對(duì)較弱,可能會(huì)造成果酒口感淡薄,因而不適宜作為烏飯樹果酒的出發(fā)菌株。

2.4感官評(píng)定

由實(shí)驗(yàn)室成員組成評(píng)定小組,參照GB/T 15038-2006《葡萄酒、果酒通用實(shí)驗(yàn)方法》相關(guān)內(nèi)容,對(duì)5個(gè)菌株的發(fā)酵所得的果酒進(jìn)行感官評(píng)定,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。

表2 烏飯樹果酒的理化指標(biāo)

注：每行不同字母代表由Duncan多范圍檢驗(yàn)分析計(jì)算得到的各成分的顯著性差異(p≤0.05)。表3、表4同。

表3 烏飯樹果酒的色度和酚類物質(zhì)

表4 烏飯樹果酒的感官品評(píng)

由表4可知,由5種釀酒酵母發(fā)酵獲得的烏飯樹果酒感官品質(zhì)均較好。在外觀方面,Y2、Y3和Y4發(fā)酵酒的顏色較深,色澤紫紅,而Y1和Y4顏色稍淺,偏橘紅色。在香氣方面,5種發(fā)酵酒都具有烏飯樹果實(shí)香和酵母的發(fā)酵香氣,香氣馥郁而協(xié)調(diào),其中Y5的香氣最濃郁。在滋味方面,5種發(fā)酵酒入口舒順,滋味純正、爽凈,酒體豐滿醇厚,酸味較重,總酚、黃酮引起的苦澀感適中,其中Y3的口感最佳,Y4次之。綜合各方面指標(biāo)考查,Y3的感官品質(zhì)最佳,Y2和Y5次之,Y1和Y4分值較低。

3 結(jié)論

通過跟蹤發(fā)酵過程、檢測(cè)酒體成分以及感官評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)酵母菌株Y3相對(duì)于其他商業(yè)化酵母具有更好的發(fā)酵性能,包括具有較快的發(fā)酵速度和較短的起始發(fā)酵時(shí)間,因而能夠提高烏飯樹果酒的生產(chǎn)效率；發(fā)酵后產(chǎn)酒精度較高,并具有良好浸提花色苷、總酚和黃酮的能力；發(fā)酵后感官性能較好,色澤紫紅,酒體純正優(yōu)雅、清新爽凈,能凸顯烏飯樹果實(shí)的風(fēng)味特征,因此適宜作為烏飯樹果酒的起始發(fā)酵菌株。

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Effect ofSaccharomycescerevisiaespecies on the quality ofVacciniumBracteatumThunb. fruits wines and its productive process

WANGLi1,SUNShu-yang2,QIANHai-feng1,ZHANGHui1,QIXi-guang1

(1. School of Food Science and Technology,Jiangnan University;State Key Laboratory of Food Science and Technology,Jiangnan University,Wuxi 214036,China; 2. College of Food Engineering,Ludong University,Yantai 264025,China)

The most appropriate yeast species for the production ofVacciniumBracteatumThunb. fruits wines among five commercialSaccharomycescerevisiaestrains was selected. The yeast Y3 was chosen for a relatively higher growth speed and a higher ability to convert sugars to ethanols during the wine-making process. When inoculated by yeast Y3 and fermentation for 264h,the total sugar concentration decreased to 29.6g/L,and the ethanol concentration ofVacciniumBracteatumThunb. fruits wine increased to 7.18%. The contents of anthocyanins,phenolics,and flavonoids were 119.2,5158.2 and 5.6mg/L,respectively. Meanwhile,its sensory evaluation score was the highest.

VacciniumBracteatumThunb. fruits wines;Saccharomycescerevisiae;alcoholic fermentation;sensory evaluation

2013-06-26

王立(1978- )，男，博士，副教授，從事功能因子及健康食品方向的研究。

江蘇省自然科學(xué)基金(BK2010146)。

TS262.7

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：1002-0306(2014)01-0174-04