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                混菌接種發酵檸檬甘蔗果酒工藝條件優化
                發布時間:2022-10-31 分享到:
                為了改善檸檬和甘蔗混合發酵果酒的風味與口感,研究生香活性干酵母和果酒專用酵母混合接種發酵對檸檬甘蔗果酒的影響。確定混菌接種發酵檸檬甘蔗果酒的*工藝條件為生香活性干酵母提前12h接種、混菌接種量0.7g/L、生香活性干酵母與果酒專用酵母接種比例1:6(m/m)、檸檬汁和甘蔗汁混合比例1:2(v/v),在此條件下,檸檬甘蔗果酒的酒精度為12.1%vol,感官評分為87分。該研究為檸檬甘蔗果酒的混菌發酵提供理論依據。

                唐琳懿1,2,靳春平1,唐江2,李峻峰2,劉達玉1,鄒強1*

                1.成都大學食品與生物工程學院,四川成都 610106;2.安岳縣檸檬科學技術研究所,四川資陽 641300


                關鍵詞:檸檬;甘蔗;果酒;混菌發酵

                 

                Optimization of Fermentation Condition for Mixed Bacteria of Lemon-cane Wine

                 

                TANG Linyi1,2, JIN Chunping1, TANG Jiang2, LI Junfeng2, LIU Dayu1, ZOU Qiang1*

                (1.College of Food and Biological Engineering, Chengdu University, Chengdu Sichuan 610106, China;

                2.Anyue Lemon Science and Technology Institute, Ziyang Sichuan 641300, China)

                 

                Abstract: In order to improve the flavor and taste of the mixed fermented fruit wine of lemon and sugar cane, the effect of mixed inoculation fermentation of aroma-producing active yeast and alcohol active dry yeast for fruit wine on mixed fruit wine of lemon and sugar cane was studied. The results determined that the optimal process conditions for mixed bacteria inoculation for fermenting lemon and sugarcane wine were as follows: inoculation of aroma-producing active yeast 12 hours in advance, the inoculation amount of mixed bacteria was 0.7g/L,and the inoculation ratio of aroma-producing active yeast and alcohol active dry yeast for fruit wine was 1:6(m/m),lemon juice and sugar cane juice in a mixing ratio of 1:2(v/v).Under this condition, the alcohol content of lemon and sugar cane wine is 12.1%vol,and the sensory score is 87.This study provides a theoretical basis for the mixed fermentation of lemon and sugarcane wine.

                Key words: lemon; sugar cane; fruit wine; mixed cultivation


                檸檬富含檸檬酸、類黃酮、維生素C、維生素AGa、Fe等礦物質,具有清除自由基、降低膽固醇、預防壞血病等多種功效[1]。我國檸檬產量為8~10t,但加工產業起步較晚,僅20%的檸檬被用于加工[2],而用檸檬釀酒能保留檸檬的特殊香味[3],是檸檬加工的重要途徑。

                檸檬汁含酸量較高,為5%左右,含糖量僅為7%左右,僅使用檸檬汁釀造果酒,酵母很難存活,通常需要通過添加糖或糧食搭配降酸。目前國內普遍利用商品化的單一酵母菌株發酵生產檸檬果酒,但利用該方法生產得到的檸檬果酒存在檸檬果香味嚴重不足,口感淡薄的問題。近年來,越來越多的研究利用非釀酒酵母和釀酒酵母對果酒進行混合發酵,通過混合發酵可有效提高果酒酒體色澤,增加果酒揮發性香氣成分[4-6]。因此,本試驗將果酒專用酵母和生香酵母共同接種于檸檬和甘蔗混合汁中進行發酵,通過單因素和正交試驗確定檸檬甘蔗果酒發酵*適條件,以期為檸檬甘蔗果酒的混菌發酵提供理論依據。

                1 材料與方法

                1.1 材料

                新鮮且充分成熟的尤力克檸檬、新鮮無霉爛的云南羅漢甘蔗,市售;果酒專用酵母(SW)、生香活性干酵母,安琪酵母股份有限公司;偏重亞硫酸鉀、果膠酶(50000U/g),成都欣欣食品添加劑有限公司;白砂糖,云南滇鵬糖業有限公司。

                1.2 儀器與設備

                BY111-0-100酒精計,東方化玻(北京)科技有限公司;SHP-80生化培養箱,常州普天儀器制造有限公司;JA2003N電子天平,上海佑科儀器儀表有限公司;HH-6水浴鍋,上海勝衛電子科技有限公司;YT-9002多功能榨汁機,南京滿森餐飲設備有限公司。

                1.3 試驗方法

                參照劉達玉等[7]方法。

                1.3.1 檸檬甘蔗果酒釀造工藝流程

                添加偏重亞硫酸鉀、果膠酶

                檸檬和甘蔗預處理(清洗、去皮榨汁、汁渣分離、加糖調配)檸檬汁和甘蔗汁混合酶解發酵靜置澄清陳釀品評  

                1.3.2 檸檬甘蔗果酒釀造操作要點

                1)調配后含糖量為12%的檸檬汁與調配后含糖量為26%的甘蔗汁按試驗比例混合1.5L,然后在混合汁中添加1‰偏重亞硫酸鉀對其進行防腐處理,接著添加果膠酶0.5mg/kg,45℃保溫90min后升溫至90℃并維持5min以滅;

                2)取上述檸檬汁、甘蔗汁的混合汁按試驗順序分別接種果酒專用酵母和生香活性干酵母,扎緊封閉缸口在25℃下發酵5d;

                3)發酵結束后取上清液,于(10±2避光陳釀一個月,取樣待測。

                1.3.3 檸檬甘蔗果酒工藝優化單因素試驗

                1.3.3.1 接種方式對檸檬甘蔗果酒的影響

                在接種量0.8g/L、生香活性干酵母與果酒專用酵母接種比例1:5m/m)、檸檬汁與甘蔗汁混合比例1:2v/v)的條件下,將生香活性干酵母提前24h接種、生香活性干酵母提前12h接種、生香活性干酵母與果酒專用酵母同時接種、果酒專用酵母提前24h接種、果酒專用酵母提前12h接種檸檬甘蔗混合果汁,25℃發酵5d。

                1.3.3.2 接種量對檸檬甘蔗果酒的影響

                在生香活性干酵母與果酒專用酵母接種比例1:5m/m)、檸檬汁與甘蔗汁混合比例1:2v/v)、生香活性干酵母提前12h接種的條件下,調整不同酵母接種量0.5、0.6、0.7、0.8、0.9g/L接種檸檬甘蔗混合果汁,25℃發酵5d。

                1.3.3.3 接種比例對檸檬甘蔗果酒的影響

                在接種量0.8g/L、檸檬汁與甘蔗汁混合比例1:2v/v)、生香活性干酵母提前12h接種的條件下,調整生香活性干酵母與果酒專用酵母接種比例分別為1:4、1:5、1:6、1:7、1:8m/m)接種檸檬甘蔗混合果汁,25℃發酵5d。

                1.3.3.4 混合比例對檸檬甘蔗果酒的影響

                在接種量0.8g/L、生香活性干酵母與果酒專用酵母接種比例1:5m/m)、生香活性干酵母提前12h接種的條件下,調整檸檬汁與甘蔗汁混合比例1:1、1:2、1:3、1:4、1:5v/v),25℃發酵5d。

                1.3.4 檸檬甘蔗果酒工藝優化正交試驗

                在單因素試驗的基礎上,挑選對果酒影響較大的因素設計正交試驗方案,進行綜合研究分析,并對酒精度*條件組合和感官評分*條件組合分別進行3次平行驗證試驗,計算酒精度和感官評分平均值,確定*工藝條件。正交試驗因素與水平見表1。

                1 正交試驗因素與水平

                Tab.1 Orthogonal experimental factors and levels

                水平

                因素

                A(生香活性干酵母接種順序)

                B(檸檬汁:甘蔗汁混合比例)

                C(混菌接種量)/g/L

                D(生香活性干酵母:果酒專用酵母接種比例)

                1

                提前24h接種

                1:2

                0.7

                1:4

                2

                提前12h接種

                1:3

                0.8

                1:5

                3

                與果酒專用酵母同時接種

                1:4

                0.9

                1:6

                1.3.5 檸檬甘蔗果酒酒精度測定

                酒精度采用GB 5009.225—2016《食品安全國家標準 酒中乙醇濃度的測定》中第二法酒精計法測定[8]。

                1.3.6 檸檬甘蔗果酒感官評定

                10人組成的感官評定小組對檸檬甘蔗果酒的色澤、香氣、口感三方面進行感官評分。評分標準見表2。

                2 感官評分標準

                Tab.2 Sensory scoring criteria

                項目

                評分標準

                評分/

                色澤(滿分30分)

                澄清,透明,淡黃色

                24~30

                澄清,無懸浮物

                18~24

                稍有渾濁,無光澤

                18分以下

                香氣(滿分30分)

                檸檬果香、酒香濃郁突出,香味醇厚

                24~30

                檸檬果香、酒香不突出,香味寡淡,無異味

                18~24

                無檸檬果香和酒香或有其他異味

                18分以下

                口感(滿分40分)

                滋味協調,酸甜爽口,回味綿長,不粘口

                32~40

                酸甜協調,回味較長,無苦味,輕度粘口

                24~32

                味偏酸,略微苦澀,平淡

                24分以下

                 

                2 結果與分析

                2.1 不同接種方式對檸檬甘蔗果酒發酵效果的影響

                    如圖1所示,生香活性干酵母提前接種有利于提升檸檬甘蔗果酒的感官評分,但不利于提升酒精度。有研究表明,非釀酒酵母能夠顯著提高果酒中酯、醛、酮等風味成分的含量[9],但兩種菌同時接種或生香活性干酵母后接種,感官評分均明顯降低,這可能是因為果酒專用酵母在發酵過程中成為了優勢菌,不利于生香活性干酵母的代謝活動。當生香活性干酵母提前12h接種時,感官評分*,故試驗選取生香活性干酵母提前24h、12h和與果酒專用酵母同時接種進行正交試驗。圖片 1.jpg

                1 不同接種方式對檸檬甘蔗果酒發酵效果的影響

                Fig.1 Effects of different inoculation methods on the fermentation effect of lemon sugarcane wine

                2.2 混菌接種量對檸檬甘蔗果酒發酵效果的影響

                如圖2所示,接種量在0.5~0.7g/L范圍內,增加混菌接種量有利于提升檸檬甘蔗果酒酒精濃度及感官評分,接種量在0.7~0.9g/L范圍內,隨著接種量的增加,檸檬甘蔗果酒酒精度及感官評分呈先降低后上升的趨勢??傮w而言,接種量在0.5~0.9g/L范圍內,增加混菌接種量對提升檸檬甘蔗果酒酒精度和感官評分具有有益影響,故試驗選取混合菌接種量0.7、0.8、0.9g/L進行正交試驗。

                圖片 2.jpg

                2混菌接種量對檸檬甘蔗果酒發酵效果的影響

                Fig.2 Effects of mixed bacterial inoculum on the fermentation effect of lemon sugar cane wine

                2.3 不同混菌接種比例對檸檬甘蔗果酒發酵效果的影響

                非釀酒酵母具備較為豐富的胞外酶,有利于水解產生大量的香味物質前體,對提高發酵酒香味的復雜程度起到重要的作用[10]。由于非釀酒酵母對酒精的耐受濃度較低,故在發酵中后期由于不適應高濃度酒精環境而逐漸敗亡。如圖3所示,在相同接種量下,生香活性干酵母與果酒專用酵母接種比例1:41:6m/m)范圍內,增加混菌中果酒專用酵母比例,對檸檬甘蔗果酒的酒精度及感官評分產生有益影響,當生香活性干酵母與果酒專用酵母接種比例超過1:6m/m)時,隨著混菌比例的增加,檸檬甘蔗果酒酒精度不斷上升,果酒感官評分降低,這可能是由于環境中酒精度過高以及過量接種釀酒酵母使其過早成為優勢菌,抑制了生香活性干酵母的代謝活動。由于在混菌接種比例1:41:6m/m)范圍內感官評分較高,故試驗選取混菌接種比例1:4、1:5、1:6m/m)進行正交試驗。

                圖片 3.jpg

                3混菌接種比例對檸檬甘蔗果酒發酵效果的影響

                Fig.3 Effects of mixed bacteria inoculation ratio on the fermentation effect of lemon sugar cane wine

                2.4 混合汁比例對檸檬甘蔗果酒發酵效果的影響

                如圖4所示,在檸檬汁與甘蔗汁比例為1:11:5v/v)范圍內,隨著混合汁中甘蔗汁比例的不斷增加,果酒酒精度逐漸升高。但混合汁中甘蔗汁比例過高對果酒感官評分不利,當檸檬汁與甘蔗汁比例為1:2v/v)時,檸檬甘蔗果酒的感官評分*。當檸檬汁與甘蔗汁比例超過1:2v/v)時,隨著混合汁中甘蔗汁比例的不斷增加,果酒感官評分逐漸降低,這可能是由于甘蔗汁含有較高的糖含量,隨著混合汁中甘蔗汁比例的不斷升高,混合汁中可供酒精發酵的糖含量也隨之增加,有利于酒精的發酵與積累,從而抑制了非釀酒酵母的代謝活動。由于檸檬汁與甘蔗汁比例為1:1v/v)時,雖然感官評分較高,但酒精度*(低于7%vol),故試驗選取混合比例1:2、1:3、1:4v/v)進行正交試驗。

                圖片 4.jpg

                4混合比例對檸檬甘蔗果酒發酵效果的影響

                Fig.4 Effects of mixed juice ratio on the fermentation effect of lemon cane wine

                2.5 混菌發酵檸檬甘蔗果酒工藝優化正交試驗與結果分析

                根據單因素試驗結果,選取A(生香活性干酵母接種順序)、B(檸檬汁與甘蔗汁混合比例)、C(混菌接種量)、D(生香活性干酵母:果酒專用酵母接種比例)設計4因素3水平L9(34)正交試驗,以酒精度和感官評分作為評價指標,確定*工藝組合。正交試驗結果如表3所示,進一步驗證試驗結果如表4所示。

                3 混菌發酵正交試驗結果

                Tab.3 Orthogonal test results of mixed bacteria fermentation

                試驗號

                A

                B

                C

                D

                酒精度/%vol

                感官評分/

                1

                1

                1

                1

                1

                11.77

                85.3

                2

                1

                2

                2

                2

                11.97

                75.0

                3

                1

                3

                3

                3

                13.21

                71.2

                4

                2

                1

                2

                3

                11.73

                86.2

                5

                2

                2

                3

                1

                12.12

                72.7

                6

                2

                3

                1

                2

                12.56

                74.1

                7

                3

                1

                3

                2

                11.46

                83.1

                8

                3

                2

                1

                3

                12.34

                75.2

                9

                3

                3

                2

                1

                13.35

                69.1

                K1

                12.32

                11.65

                12.22

                12.41



                K2

                12.14

                12.14

                12.35

                12.00



                K3

                12.38

                13.04

                12.26

                12.43



                R

                0.25

                1.39

                0.13

                0.43



                酒精度*條件

                A3

                B3

                C2

                D3



                77.17

                84.87

                78.20

                75.70



                77.67

                74.30

                76.77

                77.40



                75.80

                71.47

                75.67

                77.53




                2.07

                12.97

                2.70

                1.53



                感官*條件

                A2

                B1

                C1

                D3



                4 *工藝條件進一步試驗結果

                Tab.4 Further test results of optimal process conditions

                試驗條件

                平均酒精度/%vol

                平均感官評分/

                A2B1C1D3

                12.1

                87.0

                A3B3C2D3

                13.4

                72.0

                由表3可知,影響檸檬甘蔗果酒酒精度各因素主次順序為:B(檸檬汁與甘蔗汁混合比例)>D(生香活性干酵母:果酒專用酵母接種比例)>A(生香活性干酵母接種順序)>C(混菌接種量),*工藝條件組合為A3B3C2D3;影響檸檬甘蔗果酒感官評分各因素主次順序為:B(檸檬汁與甘蔗汁混合比例)>C(混菌接種量)>A(生香活性干酵母接種順序)>D(生香活性干酵母:果酒專用酵母接種比例),*工藝條件組合為A2B1C1D3。

                將此兩組試驗進行驗證,如表4所示,在A2B1C1D3條件下,檸檬甘蔗果酒的酒精度為12.1%vol,感官評分為87分;在A3B3C2D3條件下,檸檬甘蔗果酒的酒精度為13.4%vol,感官評分為72分,由于兩條件下酒精度均較高,而A2B1C1D3擁有更高的感官評分,故A2B1C1D3為*工藝條件組合。

                3 結論

                本研究利用單因素試驗與正交試驗得到生香活性干酵母與果酒專用酵母混合發酵檸檬甘蔗果酒的*工藝參數:生香活性干酵母提前12h接種、混菌接種量0.7g/L、生香活性干酵母與果酒專用酵母接種比例1:6m/m)、檸檬汁和甘蔗汁混合比例1:2v/v),在此條件下,檸檬甘蔗果酒的酒精度為12.1%vol,感官評分為87分。

                 

                 

                 

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