青梅大棗果酒低溫釀造工藝研究

王玉霞,蔡智勇,張 超,*,白九元

(1.固態發酵資源利用四川省重點實驗室,四川宜賓 644000;2.宜賓學院生命科學與食品工程學院,四川宜賓 644000;3.重慶市農業科學院,重慶九龍坡 401329)

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青梅大棗果酒低溫釀造工藝研究

王玉霞1,2,蔡智勇3,張 超1,2,*,白九元2

(1.固態發酵資源利用四川省重點實驗室,四川宜賓 644000;2.宜賓學院生命科學與食品工程學院,四川宜賓 644000;3.重慶市農業科學院,重慶九龍坡 401329)

為了探索新型青梅大棗果酒最佳低溫發酵工藝,實驗通過對添加不同用量大棗在不同溫度條件下青梅大棗果酒發酵情況進行研究,分別考察了發酵過程中總糖、酸度、黃酮、環腺苷酸(cAMP)濃度變化趨勢,并對最終果酒酒精度和感官指標進行分析比較。結果表明,在13～22 ℃范圍內,溫度對青梅大棗果酒發酵進程的各項指標都有較大影響。隨著溫度的降低,發酵醪液中總糖含量下降變緩,而大棗用量由0增加到12%,使醪液中總糖含量呈現上升趨勢。隨著溫度的升高,果醪中總酸含量也隨之增加,且增幅變大;在22 ℃溫度條件下,對照組和最高大棗用量的青梅果酒中總酸分別達到10.13 mg/mL和10.5 mg/mL(檸檬酸計)。此外,隨著大棗用量的增加,果酒中黃酮含量和cAMP濃度增加顯著;溫度的升高(13～22 ℃),也對黃酮和cAMP含量的增加有促進作用。在19 ℃、大棗用量為12%的條件下,果酒中黃酮和cAMP濃度分別為1.60 mg/mL和0.41 mg/mL,顯著高于其它處理水平。綜合各項指標的檢測和感官品評結果,得出在青梅果醪中添加大棗量為9%,采用19 ℃較低發酵溫度時,釀制的青梅大棗果酒品質最佳。

青梅,大棗,果酒,低溫發酵

隨著社會經濟發展,生活水平提高,健康逐漸成為人們關心的頭等大事。然而大多數保健酒度數較高,適應人群受限,而將低酒精度果酒的營養功效與具有保健功能的材料有機結合,開發滿足不同品位、不同嗜好的消費人群,從口感、風格、品質、營養、保健等多方位體現獨特性能的果酒,將成為適應市場需求的新趨勢。

青梅果實營養豐富,含有大量碳水化合物、蛋白質、無機鹽、氨基酸和多種維生素、多種有機酸,不但賦予了青梅獨特的清酸口感,更具有生津止渴、增進食欲、凈化血液、增強肝臟功能、預防高血壓和腦溢血及抑制多種腫瘤等功效[1-3],以其為原料釀造的青梅果酒也漸受青睞[4-5]。青梅果酒,是以青梅為原料,經篩選、破碎、打漿、酶解、發酵等工藝精心釀制而成的低酒精度飲料酒[6]。目前,市場上的青梅酒,多為白酒浸泡青梅果而得,直接將青梅果發酵而釀造的果酒產品較少,針對青梅鮮果品質采用特殊釀造工藝釀制的青梅果酒更是少見報道。

大棗中多糖、低聚糖、黃酮、多酚、環核苷酸類等保健成分含量豐富[7-8],具有多種保健功能和防病效果[9-10],其中環腺苷酸類(Cyclic adenosine 3′,5′-monophosphate,簡稱cAMP)含量是其它動植物制品含量的數千倍[11]。cAMP是有機體中廣泛存在的一種生理活性物質,雖然含量極微,但在基因表達、抑制心臟疾病、細胞增殖、過敏性疾病和細胞癌變等方面具有重要作用。研究證實,多種重大疾病與cAMP的代謝有關,因此環磷酸腺苷也成為當今分子生物學研究的重要內容之一[12-15]。

果酒發酵溫度通常在28～30 ℃左右,低于這個溫度范圍,常被稱為低溫發酵。在低溫條件下,可以使發酵過程變緩,代謝反應完全,產生的酯類和風味物質更為豐富,從而給酒體帶來更為協調純正的口感[16-17]。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

青梅鮮果 云南大理,果品成分見參考文獻[18];果膠酶Pectinex BEXXL 諾維信公司(16000PECTU/mL);活性干酵母CY3079 法國拉曼公司;蘆丁標準品(BR級,純度為95%) 上海試劑二廠;cAMP標準品(色譜純) 中國醫藥集團上海化學試劑公司;偏重亞硫酸鈉、3,5二硝基水楊酸等試劑 分析純。

AL204分析天平，Delta 320-S精密pH計 梅特勒-托利多儀器有限公司;Spectra MaxM2酶標儀 Molecular Devices;TDL-50B臺式離心機 上海安亭科學儀器廠;HX-9080B-2生化恒溫培養箱 上海福碼實驗設備有限公司;Waters 2695液相色譜儀 美國Waters 公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程 青梅大棗果酒按以下流程釀制。

圖1 果酒發酵工藝流程Fig.1 Fermentation process

1.2.2 實驗設置 實驗設置4個發酵溫度(13、16、19、22 ℃)和5個大棗用量梯度(0、3%、6%、9%、12%)。按果漿體積添加果膠酶0.06 g/L、亞硫酸1.5 mL/L、活性干酵母接種量0.5 g/L。每24 h取樣測定各項理化指標;發酵完成后,測定酒精度和果酒感官品質分析。

1.2.3 測定方法

1.2.3.1 總糖測定 3,5-二硝基水楊酸比色發,實驗方法參照NY/T 2742-2015;

1.2.3.2 總酸測定 酸堿滴定法,總酸以檸檬酸計,實驗方法參照 GB/T 12456. 2008。

1.2.3.3 黃酮測定 按陽梅芳方法[19]分析青梅大棗果酒中黃酮類物質,在波長510 nm下測定吸光值,以蘆丁標準曲線換算含量。

1.2.3.4 cAMP測定 按蒲云峰等[20]方法用液相色譜分析儀測定,以cAMP標準曲線換算含量。

1.2.4 感官評價表 參照葡萄酒品評方法及文獻[21],組成10人品評小組,采用無記名投票方式對青梅大棗果酒進行綜合評價,評分標準見表1。

1.3 數據統計

2 結果與分析

2.1 蘆丁標準曲線

按照參考文獻[19]實驗方法,得到蘆丁標準曲線,結果見圖2。

圖2 蘆丁標準曲線Fig.2 Rutin standard curve

由圖2可知,在蘆丁濃度為0～0.35 mg/mL范圍內,標準曲線的回歸方程為 y=3.6631x+0.0253,擬合系數R2=0.9991,表明蘆丁含量與吸光值之間具有良好的線性關系。

表1 感官評價表Table 1 Sensory evaluation

2.2 cAMP標準曲線

按照參考文獻[20]實驗方法,得到cAMP標準曲線,結果見圖3。

圖3 cAMP標準曲線Fig.3 cAMP standard curve

由圖3可知,在蘆丁濃度為0～0.5 mg/mL范圍內,標準曲線的回歸方程為 y=4.8756x+0.0216,擬合系數R2=0.9994,表明cAMP含量與峰面積之間具有良好的線性關系。

納入標準：僵硬型先天性脊柱側凸伴脊髓縱裂。排除標準：（1）術前伴有神經癥狀或大重量牽引中產生神經癥狀的患者；（2）合并其他復雜椎管內畸形如脊髓栓系、腫瘤等；（3）單個半椎體畸形；（4）角狀側后凸畸形。

2.3 溫度對青梅果酒發酵時間的影響

溫度不但會影響發酵果酒的品質,還會影響酵母的生產速度和發酵速率。實驗以未添加大棗的青梅果酒為研究對象,考察在不同溫度條件下青梅干型果酒(糖度≤4 g/L)的發酵時長,以期為添加大棗的各類青梅果酒的釀造提供基礎數據,結果如圖4所示。

圖4 不同溫度下發酵時間Fig.4 Fermentation time at different temperatures

由圖4數據可以得出,發酵溫度對青梅果酒的發酵進程具有較大影響。隨著發酵溫度的降低,青梅果酒發酵時間逐漸延長。不同溫度條件下,青梅果酒的發酵時間在11～25 d范圍內,發酵時間最長的酒種是13 ℃條件下的青梅酒(25 d),其發酵時長是22 ℃(11 d)條件下的2.27倍。在較低溫度條件下,酵母菌的生長代謝強度變弱,致使發酵進程變緩,發酵時間延長,從而表現出不同溫度下青梅果酒發酵時長的差異。

2.4 溫度及大棗用量對青梅大棗果酒總糖的影響

對果酒發酵過程中總糖的測定,不但可以實現對發酵進程的監控,為終點判定提供參考,也是衡量酒精發酵完全程度的重要手段。發酵酒液總糖受初始加糖量、酵母活力、發酵環境條件等的綜合影響。發酵后總糖較低,在一定程度上表征糖酒轉化率高,產酒率高。不同發酵溫度對青梅大棗果酒總糖的影響如圖5所示。

圖5 溫度和大棗用量對總糖的影響Fig.5 Influence of the jujube concentrations and temperatures on residual sugar注：A:22 ℃,B:19 ℃,C:16 ℃,D:13 ℃，圖6同。

分析圖5數據可以得出,發酵醪液中總糖含量,在不同溫度梯度和大棗含量的條件下,都隨著發酵時間的延長而逐漸降低,且在大棗用量一定時,醪液中總糖含量隨著發酵溫度的降低,減少趨勢變緩。與未加大棗的對照青梅果酒醪液相比,同一溫度下,大棗含量的增加,醪液中總糖含量呈現上升趨勢。22 ℃條件下,發酵完成時,12%大棗含量酒樣的總糖含量為3.54 mg/mL,而3%大棗含量酒樣的總糖含量為2.55 mg/mL(圖5A)。相同大棗用量的青梅酒果醪液,在不同溫度下發酵完成時,總糖含量隨著發酵溫度的降低而增加。6%大棗用量的青梅酒,在四個溫度條件下發酵完成時,總糖含量分別為2.01,3.29,4.19和5.78 mg/mL(圖5A～圖5D)。實驗結果顯示,總糖測定和大棗含糖情況密切相關。果酒中總糖含量的測定,包含了還原糖和非還原糖的總和,而大棗中含有豐富的非還原糖,有一部分糖類無法被酵母水解利用而全部轉化為乙醇,因此出現了如圖5所示的結果:雖然控制初始總糖含量相對一致的發酵醪液,但最終各酒樣中發酵完成時的總糖含量差異較大,而且隨著大棗用量的增加,剩余總糖的含量也隨之呈現出增加的趨勢。

2.5 溫度及大棗用量對青梅大棗果酒酸度的影響

青梅是一種以酸高著稱的水果,尤其是含有許多優質的有機酸類物質[22-23],而青梅果酒中的酸,不但含有來自原料的有機酸和無機酸,還包括酵母在發酵過程中代謝產生的各種酸性物質。整個發酵過程中,原料來源的酸會在發酵過程中的各類反應中降低或轉化,而酵母在此過程中的生長代謝會產生大量的酸,產酸量的多少與環境條件密切相關。總酸的高低直接影響著果酒的品質和口感,過低,則口感寡淡無味且不利于酒體的貯藏;太高,則影響酒體的平衡和協調[24]。實驗考察了不同發酵溫度對青梅大棗果酒總酸的影響,結果如圖6所示。

圖6 溫度和大棗用量對酸度的影響Fig.6 Influence of the jujube concentrations and temperatures on acidity

從圖6A～圖6D結果可以得出,在不同溫度條件下,青梅大棗果酒酸度都隨著發酵時間的延長而增加。隨著溫度的升高,總酸含量逐漸增加、增速變大。22 ℃發酵溫度條件下,對照青梅果酒的總酸量為10.13 mg/mL(檸檬酸計),12%大棗含量的青梅酒總酸達到了10.5 mg/mL;而最低溫度條件下的對照和12%大棗青梅酒總酸分別為9.71、9.57 mg/mL,分別較最高溫度條件下降低了4.10%和8.86%。

由圖6數據的分析可以得出,較低溫度發酵,可以在一定程度上降低發酵果酒中總酸的含量。在同一溫度條件下,添加大棗的青梅果酒中總酸含量,基本呈現出略低于未添加大棗對照酒的現象,而且12%大棗含量的青梅酒總酸含量基本高于其它大棗用量的青梅果酒,3%～9%大棗含量的青梅果酒間,發酵過程中總酸含量相差不大。環境溫度的不同,酵母生長速度以及許多生理功能酶類的活性大小或產生量出現差異,從而使代謝產物譜發生較大變化,也使發酵果酒各類指標呈現較大變化。

2.6 溫度及大棗用量對青梅大棗果酒黃酮含量的影響

實驗測定了添加大棗的青梅果酒中黃酮含量,比較分析結果如圖7所示。

圖7 青梅大棗果酒中黃酮含量Fig.7 Concentrations of flavonoids in greengage-jujube wines注：標注不同字母表示數據有顯著性差異(p<0.05),圖8同。

分析圖7中數據可以得出,不同類型青梅果酒中黃酮含量存在顯著差異。同一溫度條件下,隨著大棗用量的增加,青梅果酒中黃酮含量也逐漸增加,在大棗用量最大時(12%),青梅大棗果酒中黃酮含量最高,且顯著性高于其它酒樣和對照酒。

在13 ℃溫度條件下,12%大棗含量的青梅果酒黃酮含量最高,為1.45 mg/mL,顯著高于對照酒樣和其它大棗用量的青梅果酒;而黃酮含量最低的酒樣是對照酒,只有0.81 mg/mL,較最高黃酮含量的酒樣,減少了44.10%。在四個溫度中,所有酒樣在19 ℃條件下的黃酮含量都為最大,其中最高大棗用量的青梅酒樣含量(1.60 mg/mL),顯著高于其它溫度條件下相同大棗用量酒樣。因而從黃酮含量分析結果來看,大棗含量越高,釀制的青梅果酒展示出的保健優勢越明顯。

2.7 溫度及大棗用量對青梅大棗果酒cAMP濃度的影響

實驗考察了不同大棗用量和不同發酵溫度對青梅大棗果酒中cAMP含量的影響,結果如圖8所示。

圖8 青梅大棗果酒中cAMP含量Fig.8 Concentrations of cAMP in greengage-jujube wines

分析圖8結果可知,在相同大棗用量條件下,在一定溫度范圍內,cAMP的含量隨發酵溫度的升高而增加,在19 ℃溫度時達到最大。19 ℃各大棗用量果酒中的cAMP含量分別為0.03(ck)、0.21(3%)、0.31(6%)、0.40(9%)和0.41 mg/mL(12%)。13 ℃和16 ℃兩個溫度條件下,果酒中cAMP含量較低,其12%大棗用量青梅大棗果酒中cAMP的含量分別為0.021 mg/mL和0.022 mg/mL。在同一溫度條件下,cAMP含量隨大棗用量增加而增加,在大棗用量為12%的酒樣中含量最大,且顯著高于對照酒。

2.8 溫度及大棗用量對青梅大棗果酒酒精度的影響

由圖9可知,青梅果酒的酒精度隨發酵溫度升高和大棗用量增加均出現先增加后下降的趨勢。在所有酒樣中,酒度最高的酒樣是19 ℃大棗用量為9%的青梅果酒,為12.5%(v/v),比同溫度下的最低酒精度酒樣,高了16.8%;而最低酒精度的酒樣是最低溫度條件下(13 ℃)的對照酒,只有8.6%(v/v)的酒精度,比同溫度下的最高酒度(9%大棗含量)低17.31%。此結果顯示,在一定大棗用量范圍內,大棗的添加對酒精的生成有促進,而大棗使用量過大時,反而不利于酒精的生成。青梅果酒酒精度除受大棗用量的影響,溫度對酒精度的產生也有一定的影響。過低溫度條件下,酵母繁殖慢,發酵速度慢,代謝產物生成量也受到一定抑制。而在實驗的最高溫度條件下,酵母繁殖速度增加,代謝旺盛,除了代謝物產生較多之外,酵母死亡率也相對比其它溫度條件高,因此在一定程度上影響了乙醇含量的增加。

圖9 青梅大棗果酒的酒精含量Fig.9 Alcohol concentrations of greengage-jujube wines

2.9 青梅大棗果酒感官評價

果酒品質分析中,感官分析是一項非常重要的評價指標,按照感官評價表對實驗條件下的各酒種進行感官品評,結果如表2所示。

表2 不同青梅大棗酒感官評價Table 2 Sensory evaluation of different greengage-jujube wines

通過對表2數據分析可知,果酒感官評價優劣順序為:19 ℃>22 ℃>16 ℃>13 ℃。從13 ℃到19 ℃感官評價分值隨著溫度的上升而增加,超過19 ℃感官評價下降。由此可見,溫度對果酒品質影響情況是,雖然低溫發酵有利于香氣物質的生成,但溫度過低反而會使果酒的品質變劣。

在實驗設計條件下,青梅大棗果酒的最適的發酵溫度為19 ℃,在這個最適低溫下發酵的青梅果酒,澄清度較好、香氣純正,具有青梅水果的典型果香。此溫度條件下發酵的果酒品質好于其它溫度下的果酒的原因,在于發酵溫度較低,一定程度上延長了發酵時間,使果酒中發酵中間代謝產物增加,果酒的二類香氣物質積累量大,特別是風味成分增加較為明顯。同時低溫發酵也對發酵型果酒中還原態物質的氧化速度的減緩有一定的促進作用,從而使酒體呈現較淺的色澤。此外,較低溫度條件也避免了較高溫度下香氣成分的揮發損失,以致影響果酒的最終品質。相反溫度過低,酵母活力低、代謝慢、發酵不充分、顏色差、香味談、澄清度差。在同一溫度下。大棗用量為9%時的果酒感官評價最好,最高得分是19 ℃發酵的酒樣達到了38.8的感官評價分,而未添加大棗的對照青梅果酒品質最差,只有37.5分。因此在溫度為19 ℃、大棗用量為9%的條件下發酵的青梅大棗果酒感官評價最好,是所有類別青梅大棗果酒中得分最高的酒樣。

3 結論

實驗以不添加大棗的青梅果酒為對照,通過對添加不同用量大棗在不同溫度條件下青梅大棗果酒發酵情況進行研究,探索青梅大棗果酒最佳低溫發酵工藝,以期為發酵型青梅大棗保健新酒種的研發提供數據支撐。結果顯示,溫度的降低對發酵時長有明顯的延長作用,最低溫度條件下(13 ℃),青梅果酒的發酵時間長達25 d,比實驗的最高溫度(22 ℃)時延長了14 d。無論是溫度的變化,還是大棗用量的不同,都對青梅大棗果酒總糖、酸度、黃酮含量、cAMP濃度、酒精度和感官指標產生較大影響。溫度的降低,使果醪中總糖含量下降變緩,大棗用量的增加,使果酒中總糖含量呈增加趨勢。溫度的升高,使酵母代謝旺盛,體現在果醪中總酸含量逐漸增加且增速變大,22 ℃條件下發酵終止時對照青梅果酒的總酸為10.13 mg/mL(檸檬酸計),最高大棗用量的青梅大棗酒總酸達到了10.5 mg/mL。同一溫度條件下,12%大棗用量的果酒總酸略高于其它青梅大棗酒,而3%～9%大棗含量的青梅果酒間,發酵過程中總酸含量差異不大。溫度和大棗用量對各青梅大棗果酒中黃酮和cAMP含量的影響顯著。同一溫度條件下,隨著大棗用量的增加,青梅果酒中黃酮和cAMP含量也逐漸增加。而相同大棗用量處理的發酵酒樣中,在一定溫度范圍內,溫度升高有助于果酒中黃酮和cAMP含量的提升,在19 ℃條件時達到最大,分別為1.60 mg/mL和0.41 mg/mL。最終發酵完成的青梅大棗果酒中,19 ℃條件下發酵的酒樣,酒精度和感官評價方面,結果都優于其它溫度條件下發酵的酒樣。因此,在一定范圍內降低溫度,可以延長發酵時間,以利于保健因子的浸提和溶解,最終使果酒表現出較好的保健功效。但過低的溫度,不但對酵母代謝產生不利影響,使發酵時間過長,而且也使得發酵的青梅大棗果酒中黃酮和cAMP等保健因子含量降低,感官分析分值下降。基于大棗用量和發酵時長的變化,綜合各指標的分析結果,在大棗用量為9%,發酵溫度保持在19 ℃時,釀造得到的青梅大棗果酒品質最優,具有較高的保健潛能。

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Research of healthcare wine-making process from greengage-jujube in low temperature

WANG Yu-xia1,2,CAI Zhi-yong3,ZHANG Chao1,2,*,BAI Jiu-yuan2

(1.Key Laboratory of Fermentation Resources and Application of Institutes of Higher Learning in Sichuan,Yibin 644000,China;2.School of Life Science and Food Engineering,Yibin University,Yibin 644000,China;3.Chongqing Academy of Agricultural Sciences,Jiulongpo 401329,China)

Theparametersofwinemakingprocessfromgreengageandjujubewereinvestigatedatlowfermentationtemperatureswithdifferentjujubeconcentrationsbyanalyzingthetotalsugar,acidity,concentrationofflavonoidandcAMPduringthefermentationprocesscoupledwiththeassayofalcoholcontentandsensoryevaluationoffinalproducts.Theresultsshowedthatfermentationtemperatureexertedgreaterinfluenceontheitemsduring13and22 ℃.Thetotalsugarcontentdecreasedslowlyasthedecreasingoffermentationtemperature,butincreasedastheincreasingofjujubeconcentrationsfrom0to12%.Astheincreasingoftemperature,theaciditiesofgreengage-jujubewinesincreased.Thetitratableaciditiesofcontrolandthehighestjujubecontentwineswere10.13mg/mLand10.5mg/mL(citricacid)at22 ℃.TheflavonoidandcAMPcontentsofwinesincreasedwiththeincreasingoftemperatureandjujube’scontentatsometemperatures.ThehighestconcentrationsofflavonoidandcAMPin12%jujubecontentwineat19 ℃were1.60mg/mLand0.41mg/mL,respectively,andweresignificantlyhigherthantheotherwines.Basedontheanalysisonallitems,thewinederivedfromthe9%jujubecontentandfermentedat19 ℃exhibitedthehighestquality.

greengage;jujube;wine;lowtemperaturefermentation

2016-05-12

王玉霞(1974-)，女，博士，副教授，研究方向：事釀造工藝、應用微生物，E-mail：wangyx0411@163.com。

*通訊作者:張超(1972-)，男，碩士，副教授，研究方向：農產品貯藏加工、應用微生物，E-mail：zhangch8619@163.com。

四川省教育廳重點項目(13ZA0197)；四川省科技廳應用基礎研究項目(2015JY0185，2016JY0159)；固態發酵資源利用四川省重點實驗室應用基礎項目(2015GTY001)；宜賓市重點科技項目(2014SF030，2013NY004)；宜賓學院重點科研項目(2013QD15)。

TS261.4

A

1002-0306(2016)21-0155-07

10.13386/j.issn1002-0306.2016.21.022