梁巧荣,赵建芬,韦发妃
(肇庆学院化学化工学院,广东肇庆 526061)
四会市位于广东省中部偏西,是沙糖橘的发源地,也是我国主要的沙糖橘栽种地之一。四会地区良好的地理、气候环境和独特的土壤条件[1-3]赋予该地生产的沙糖橘优质的品质,获得了“中国名优果品”之称。沙糖橘有十月桔、贡桔和八月桔3个品系[4],果实可食率高达76.2%,含有丰富的VC和胡萝卜素,每100毫升果汁糖含量为13.4 g、酸含量0.38 g,果汁可溶性固形物含量为14.2%。沙糖橘皮薄,易剥离,有核率稳定在0.5粒以下,果肉脆嫩化渣、汁多、味浓甜,有蜜味,桔香味浓[5],是生产果酒的理想原料。但是近年来四会沙糖橘鲜果销售很不稳定,面临严峻考验。一方面是市场竞争和冬季寒雨天气的影响,另一方面是沙糖橘不耐藏,自然条件下,果实成熟摘果后存放1~2周就会腐烂变质[6]。因此,研究沙糖橘的深加工技术,促进其产业多元化发展显得尤为必要。
果酒是利用新鲜的水果为原料,利用酵母菌发酵而成,酒精含量较低,符合人们营养、健康的要求,是国家提倡发展的一类酒产品。同时现代食品发酵技术的快速发展,也为果酒的开发和生产提供了良好的技术支持。本试验以四会沙糖橘为原料,研究沙糖橘果酒的酿造工艺,旨在能为沙糖橘的深加工开辟新的途径,解决沙糖橘不耐储存而造成的经济损失问题。
榨汁机:广州市柏菲电器科技有限公司;生化培养箱、DHG-9070B电热恒温干燥箱:上海浦东荣丰科学仪器有限公司;HH-S2恒温水浴锅:金坛市华城开元实验仪器厂;S22/S22PC可见分光光度计:上海棱光技术有限公司。
四会沙糖橘,酿酒酵母(本学院食品微生物实验室提供),蔗糖、明胶、硅藻土(市售,食用级),重铬酸钾、无水乙醇、浓硫酸、亚硫酸钠,活性炭等均为分析纯,蒸馏水。
1.2.1 工艺流程
砂糖桔→分选除杂→清洗→去皮→榨汁→分离取汁→果汁调整→主发酵→分离→后发酵→过滤→澄清脱苦→过滤→灭菌→成品
1.2.2 工艺操作要点
1.2.2.1 沙糖橘果汁的制备
挑选成熟度高,无霉烂变质、无病虫害的沙糖橘,用清水漂洗几遍,剥皮取果肉。用榨汁机破碎,弃去核和渣,取果汁。加入SO2使其浓度为90 mg/L,调pH至3.5。
1.2.2.2 酿酒活性干酵母的活化[7]
在投入果汁进行发酵前,活性干酵母必须进行活化。在35℃~40℃含糖5%的温水中加入10%的活性干酵母,混匀后静置,每隔10 min轻轻搅拌一下,经20 min~30 min(该温度下不超过30 min)之后取适量直接加入果汁中进行发酵。
1.2.2.3 发酵
取适量活化后的酵母液加入到待发酵的沙糖橘果汁中,再加入适量的蔗糖溶液,发酵料液以发酵器皿容量4/5为宜,混合均匀,用保鲜膜将容器包扎好,再加上两层纱布包扎,在设定温度的恒温培养箱中发酵至设定的时间,此间,添加第二次蔗糖溶液,此为主发酵阶段。主发酵结束后,用纱布粗过滤弃去沉淀物,酒液转入另一发酵器,要求加满,尽量减少酒与空气的接触,以防止氧化,加盖密闭,在18℃恒温条件下发酵10 d,此为后发酵阶段。
1.2.2.4 沙糖橘发酵酒的澄清脱苦
后发酵结束后,将果酒过滤,去除酒脚,取滤液。加入用热水溶解好的明胶溶液,使其明胶的加入量约为0.02%,缓慢并充分搅匀,然后静置4 d,抽滤。于滤液中按0.4%的用量加入硅藻土,边加边搅拌果酒,然后在恒温水浴锅中恒温50℃下搅拌脱苦60 min[8],抽滤,取滤液。
1.2.2.5 灭菌[9]
采用巴氏灭菌法,将澄清脱苦处理后的果酒加热到65℃,保持30 min。
1.2.3 果酒主要理化性质的测定及感官评定
酒精含量:重铬酸钾氧化分光光度法[10];酸含量:酸碱中和滴定法;糖含量:直接滴定法[11]。组织品评人员对沙糖橘果酒的色、香、味、体进行综合性评定。
沙糖橘果汁是主要的发酵原料之一,极大地影响着果酒的质量。所以沙糖橘榨汁后汁渣分离、SO2保护、调配等都是很关键的工艺。实验时采用四层纱布过滤,去渣取汁,然后加入适量的亚硫酸盐溶液,使果汁的SO2浓度为90 mg/L,二氧化硫在果酒中具有还原作用、杀菌、澄清、抗氧化、增酸、使色素和单宁物质溶出、使酒的风味变好等作用。考虑到选取的沙糖橘成熟度比较高,含糖量比较高,与二氧化硫结合机会增加,所以用量略增。同时调整果汁pH至3.5,因为在此酸度下,酵母生长繁殖快、发酵能力高,而且此时能使SO2以较多的游离态存在,更好地起到抑制有害微生物的作用[7]。
发酵是一个复杂的过程,影响果酒发酵的因素很多,其中发酵温度、酵母用量和发酵时间为主要因素。以发酵后酒精含量为考察指标结合感官指标,先根据单因素试验结果,确定了这3因素的水平。从而设计L9(33)正交试验,对发酵温度(A)、酵母用量(B)、发酵时间(C)3个因素在3个不同水平进行优选(见表1),其结果如表2所示。
表1 正交试验因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment
表2 L9(33)正交试验结果Table 2 L9(33)orthogonal experimental results
比较表2中各R值可见,RA>RB>RC,各因素对果酒酒精含量影响的主→次顺序是ABC,即发酵温度影响最大,其次是酵母接种量,而发酵时间影响最小。同时以感官指标对果汁进行品评,发现3个因素对果汁风味影响的主→次顺序亦为ABC,与以酒精含量为指标的结果一致。当发酵温度为20℃时,起发迟,酒体香气平淡,生成的酒度也较低,25℃时,情况有所改善,香气较明显,28℃时,酒香明显,有橘味,酒体细腻。因此发酵时要严格控制温度,确保温度的恒定。对各因素各水平下的k值进行分析,结果表明最优水平组合是A3B3C2,即发酵温度为28℃,酵母用量为0.5 g/L,发酵时间为8 d。按相同的工艺流程,在优选的发酵条件下,追加一次实验,发现在此条件下酿造的果酒酒香更浓郁,酒精含量为17.92%,从而证明了优选结果的科学性。
此外,糖的含量对果酒酒精含量的影响也是至关重要的,为使其生成所需的酒精含量,根据17 g糖生成1%(体积分数)的酒精计算所需要添加的糖[7]。在发酵过程中,为了防止糖浓度及发酵温度过高,采用分次加糖,为使酵母尽快起酵,在发酵前加入应加糖量的60%的蔗糖,在发酵开始后3 d~4 d内(至糖度下降至8°Bx左右)再补加另外的40%的蔗糖。注意蔗糖不能直接投入到发酵罐中,而应该先溶解后再加入发酵液中,并使发酵液混合匀[12]。
在后发酵阶段,果酒中的酵母继续以酒中的残糖为碳源生成酒精,随着后发酵时间的延长,果酒的酒精含量略有增加,酒香度增强,苦味减轻。
沙糖橘果酒中存在一些色素、蛋白质、果胶质、多糖及金属复合物等以胶体形式存在,属于热力学不稳定体系,故引起果酒的浑浊。另一方面,由于微生物对果酒组分代谢作用破坏果酒的胶体平衡而引起浑浊[13]。所以发酵后的果酒必须经过澄清,常用的澄清剂有明胶、蛋清、壳聚糖、皂土、硅藻土等,还有冷冻澄清、冷热处理澄清、离心澄清、膜分离澄清等方法。本研究比较了明胶、皂土和冷冻澄清,发现,果酒中的悬浮物能被明胶吸附缠绕而下沉,形成较紧密的沉淀,上清液澄清透亮,当明胶用量为0.02%时澄清效果更好,明显优于皂土澄清和冷冻澄清。
沙糖橘果酒发酵过程中会产生柠檬苦素、柚皮苷等主要苦味物质,使果酒产生苦味,目前主要采用的措施是吸附脱苦、添加苦味抑制剂和超临界流体脱苦等[14]。本研究考察了活性炭和硅藻土的脱苦效果,发现活性碳与硅藻土对苦味物质的吸附能力相当,但是活性炭会同时吸附酒的芳香物质,使得果酒的酒香平淡。所以选择硅藻土为脱苦吸附剂,在吸附苦味物质的同时还能起到澄清的作用。硅藻土用量为0.4%时脱苦效果较好,使果酒苦味明显减轻,但是难以完全去掉苦味物质,所以果酒略有涩味。在下一步的深入研究中,我们将采用其他的脱苦吸附剂或研究其他的脱苦方法,以使沙糖橘果酒味道更受人们喜爱。
2.4.1 感官指标
色泽:呈金黄色,澄清透明,光泽度好,均匀一致,无悬浮物,无沉淀。
香气:具有桔子香,酒香浓郁、谐调,无异香。
滋味:甜酸度适口,略带涩味,柔和醇厚,酒体完整。
2.4.2 理化指标
酒精度:18%vol;总糖(以葡萄糖计):3.1 g/L;总酸(以柠檬酸计):0.47 g/100 mL。
2.4.3 微生物指标
经检测沙糖橘果酒中菌落总数≤50(cfu/mL),大肠菌群≤5(MPN/100 mL),沙门氏菌、志贺氏菌和金黄色葡萄球菌等肠道致病菌不得检出。
以广东四会沙糖橘为原料,通过发酵生产果酒,其中果汁的制备、发酵条件的确定和酒液的澄清、脱苦是沙糖橘果酒酿造工艺的关键环节。
1)沙糖橘果汁制备时以四层纱布进行汁渣分离,果汁中SO2浓度为90 mg/L,pH为3.5。
2)通过正交试验L9(33),探讨了发酵温度,酵母用量和发酵时间3个变量对果酒酒精含量和感官性质的影响,结果表明影响因素强弱依次为发酵温度,酵母用量、发酵时间。最佳发酵条件为发酵温度28℃,酵母用量0.5 g/L,发酵时间8 d。采用分次喂糖法,按17 g糖生成1%的酒精计算添加所需糖量,在此条件下酿造的果酒酒香更浓郁,酒精含量为17.92%。
3)以明胶用量为0.02%,硅藻土用量为0.4%时,果酒澄清和脱苦效果较好。
在上述酿造工艺条件,生产的果酒色泽金黄透亮,甜酸适口,酒香浓郁谐调,具有沙糖橘特有的香味。
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