刘功良,朱宝生,白卫东,马 磊,陈华玲(.仲恺农业工程学院轻工食品学院,广东广州50225;2.广州市广式传统食品加工与安全控制重点实验室,广东广州50225)
荔枝蜜酒发酵工艺的研究
刘功良1,2,朱宝生1,白卫东1,2,马磊1,陈华玲1
(1.仲恺农业工程学院轻工食品学院,广东广州510225;2.广州市广式传统食品加工与安全控制重点实验室,广东广州510225)
摘要:以荔枝蜜为原料,安琪葡萄酒高活性干酵母BV818为发酵菌种,通过单因素和正交实验设计,得出荔枝蜜酒的最佳发酵工艺条件为:起始糖度为26 %(w/v)、油菜花粉破壁上清液添加量为0.05 %(v/v)、菌种接种量为0.325 %(w/v)、发酵温度为30℃。发酵8 d后,其酒精度可达8.2 %vol。当?壳聚糖季铵盐添加量为0.3 g/L、作用时
?间为36 h时,透光率可达98.61 %。按上述酿造工艺制备的蜂蜜酒,酒色纯正,蜜香浓郁,风味好。
关键词:荔枝蜜;发酵;蜂蜜酒;澄清
优先数字出版时间:2015-11-04;地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20151104.0953.002.html。
荔枝蜜是我国南方地区生产的上等蜂蜜,呈琥珀色,芳香馥郁,带有浓烈的荔枝花香味,既有蜂蜜之清润,又具有其特殊的生津、益血、理气之功效,是岭南特有的蜜种。
蜂蜜酒是由蜂蜜作为原料,经过稀释、调整、发酵、澄清、过滤和陈酿后所获得的一种口感风味独特,有食疗功效的保健酒[1]。研究表明,发酵酿制成的蜂蜜酒,除大部分葡萄糖、果糖转化为乙醇外,原有蜂蜜中的多肽、黄酮类化合物、活性多糖、SOD(超氧化歧化酶)等功能成分得到保留,并且菌体发酵产生了新的营养成分,氨基酸、B族维生素、矿物质等重要生理活性物质得到了进一步提高,可满足不同消费者的需求[2]。
蜂蜜酒的开发,能极大地增加蜂蜜的经济附加值,延伸蜂蜜加工的产业链。利用荔枝蜜的特有风味酿造荔枝蜜酒,初步确立了荔枝蜜酒的生产工艺及其参数,也为工业化生产荔枝蜜酒提供了技术支撑。
1.1材料与仪器
荔枝蜜,广州蜂唛蜂业有限公司;安琪葡萄酒高活性干酵母BV818,湖北安琪酵母有限公司;壳聚糖季铵盐,南通绿神生物工程有限公司;风味蛋白酶、戊聚糖复合酶,诺维信(中国)生物技术有限公司;山茶花粉、油菜花粉、荷花花粉,广州蜂唛蜂业有限公司。
JJ600精密电子天平,常熟双杰测试仪器厂;HWS12电子恒温水浴锅,上海一恒科有限公司;PHS-25 pH测定仪,上海虹益仪器仪表有限公司;LX-C35L立式自动电热压力蒸汽灭菌锅,合肥华泰医疗设备有限公司;SWCJ-IF超净工作台,上海博迅实业有限公司医疗设备厂;DHP-9602恒温培养箱,上海一恒科学仪器有限公司;UV759紫外-可见分光光度计,上海精科;RHB32糖度计,石家庄泰斯特仪器设备有限公司。
1.2蜂蜜酒生产工艺流程
1.3实验操作要点
1.3.1蜂蜜稀释
用无菌水按一定比例稀释荔枝蜂蜜[4,12,15]。
1.3.2花粉预处理
复合酶破壁:分别将油菜花粉、茶花粉、荷花粉通过研钵研磨之后加水,按照20∶3的比例进行配制,取2 mL 0.1 g/mL风味蛋白酶和0.3 mL戊聚糖复合酶混合,加入0.085 mL混合酶。37℃恒温反应,放置12 h,经80℃水浴加热10 min后,5000 r/min条件下离心10 min,取上清液备用。
温差-超声波破壁:分别将油菜花粉、山茶花粉、荷花粉与水混合,料液比1∶7,然后在-18℃条件下冷冻24 h后,88℃水浴5 h,最后超声处理10 min,5000 r/min条件下离心10 min,取上清液备用。
机械破壁:分别将油菜花粉、山茶花粉、荷花粉用研钵研磨20 min,然后加水配制成蜂蜜花粉溶液,5000 r/min条件下离心10 min,取上清液备用。
1.4实验方法
1.4.1蜂蜜花粉及其破壁方法的确定
取新鲜荔枝蜜并用无菌水按比例稀释,经巴氏灭菌、冷却、过滤后将起始糖浓度调为21 %,分别接入活化酵母0.30 %,然后分别添加0.1 %山茶花粉、荷花粉、油菜花粉破壁后的上清液。28℃恒温发酵8 d,通过测量其相关理化指标,确定最佳蜂蜜花粉种类及其破壁方法。
1.4.2起始糖度对荔枝蜜酒发酵的影响
取新鲜荔枝蜜将总糖调整为18 %(w/v)、20 %(w/v)、22 %(w/v)、24 %(w/v)、26 %(w/v),经巴氏灭菌、冷却、过滤后分别接入0.30 % (w/v),葡萄酒高活性干酵母BV818,然后加入油菜花粉破壁上清液0.2 %(w/v),28℃恒温发酵8 d,测定发酵液的糖度、酒精度和感官评分。
1.4.3油菜花粉破壁上清液添加量对荔枝蜜酒发酵的影响
取新鲜荔枝蜜并用无菌水按比例稀释,经巴氏灭菌、冷却、过滤后将总糖调整为24 % (w/v),分别接入0.05 %、0.1 %、0.15 %、0.2 %、0.25 %(w/v)的油菜花粉破壁上清液,然后加入0.30 % (w/v)经过活化处理的葡萄酒高活性干酵母BV818,28℃恒温发酵8 d,测定发酵液的糖度、酒精度和感官评分。
1.4.4酵母接种量对荔枝蜜酒发酵的影响
取新鲜荔枝蜜并将总糖浓度调整为24 %,经巴氏灭菌、冷却、过滤后统一添加0.10 %(w/v)油菜花粉破壁上清液,再分别接入葡萄酒高活性干酵母BV818,接种量分别为0.25 %、0.275 %、0.30 %、0.325 %、0.35 %,28℃恒温发酵8 d,当酒醪糖度不再降低时,发酵结束,记录发酵时间,测定发酵液的酒精度并进行感官分析。
1.4.5发酵温度对荔枝蜜酒发酵的影响
取新鲜荔枝蜜并用无菌水按比例稀释,经巴氏灭菌、冷却、过滤后将总糖浓度调整为24 %(w/v),加入0.10 %(w/v)油菜花粉破壁上清液,然后接入0.30 %(w/v)活化的葡萄酒高活性干酵母BV818,26℃、28℃、30℃恒温发酵8 d,测定糖度。当发酵糖度不再降低时,发酵结束,记录发酵时间,测定酒精度并进行感官分析。
1.4.6正交实验设计
在单因素实验的基础上,选取初始发酵糖度、花粉添加量、酵母菌接种量、发酵温度4个因素的最优实验范围,选择L9(33)正交表进行正交优化实验。以感官评价为检测指标,研究最佳的荔枝蜜酒发酵工艺参数。经极差分析以优化实验的发酵条件。验证理论最佳组合和实际最佳组合,见表1。
表1正交实验设计表
1.4.7荔枝蜜酒的澄清
采用以上得出的最优发酵条件,发酵制得的新鲜荔枝蜜酒,待发酵结束后过滤,取25 mL原酒,分别加入0.00、0.10 %(v/v)、0.15 %(v/v)、0.20 %(v/v)、0.25 %(v/v)、0.30 %(v/v)、0.35 %(v/v)、0.4 %(v/v)、0.45 %(v/v)已配制好的壳聚糖季铵盐HPCC 2 %(w/v)溶液于蜂蜜原酒中,摇匀,自然温度条件下,于600 nm波长处测其透光率。
1.5指标的测定
起始糖度,糖度计法;酒精度,酒精度计法;残糖测定,斐林法[5]。
1.6感官品评方法
主要对蜂蜜酒的色泽、香气、口感均衡性、酒体、后味、总体质量等因素综合考虑[5]。感官评价标准见表2。
2.1最佳蜂花粉及破壁方法的选择
由表3可得出,添加油菜花粉的蜂蜜酒酒精度最高,且风味最好。本实验选择经复合酶法破壁后的油菜花粉上清液作为荔枝蜜酒的发酵原料。
表2荔枝蜜酒感官评价标准
表3不同蜂花粉和破壁方法对荔枝蜜酒发酵的影响
2.2起始糖度对荔枝蜜酒发酵的影响
表4不同起始糖度对荔枝蜜酒发酵的影响
适宜的初始糖浓度是保证酵母顺利生长和发酵的前提[6,13,14,16]。由表4可知,起始糖度为24 %时发酵酒在感官上好于其他接种量的发酵酒,酒体协调醇和。因此,选择荔枝蜜酒发酵的最佳起始糖度为24 %。
2.3油菜花粉破壁上清液添加量对荔枝蜜酒发酵的影响
表5油菜花粉破壁上清液添加量对荔枝蜜酒发酵的影响
添加花粉会增加蜂蜜酒中氨基酸的含量,为酵母的生长及代谢提供有机氮源[7]。由表5可知,当油菜花粉破壁上清液的添加量为0.1 %时,酒精度可以达到最高水平,酒体醇厚,入口口感较好,因此确定油菜花粉的添加量为0.1 %。
2.4酵母接种量对荔枝蜜酒发酵的影响
表6不同酵母菌接种量对荔枝蜜酒发酵的影响
从表6可以看出,加入0.3 %的酵母菌发酵所得到的荔枝蜜酒在感官评价上优于其他的酒[8]。所以,确定0.3 %的酵母菌添加量为最佳添加量。
2.5发酵温度对荔枝蜜酒发酵的影响
表7不同发酵温度对荔枝蜜酒发酵的影响
由表7可知,28℃条件下发酵得到的荔枝蜜酒,其口感、风味都比较良好,故发酵温度选择控制为28℃。
2.6正交实验的极差分析
按照表1的设计分别进行如下的正交实验[9-10],其结果见表8、表9。
表8正交实验的实验结果
表9正交实验方差分析
综上所述,由表8可知,实验的实际最优条件组合为A2B2C2D2即接种量为0.30 %(w/v)、起始糖度为24 %(w/v)、花粉添加量为0.1 %(w/v)、发酵温度为28℃下发酵8 d。由正交实验结果可知,理论值的最佳条件组合A3B3C1D3则在接种量为0.325 %(w/v)、起始糖度为26 %(w/v)、花粉添加量为0.05 %(w/v)、发酵温度为30℃下发酵8 d。实验的实际最优因素水平组合与理论最优因素水平组合之间存在差异。因此,将进行实际最优因素条件组合A2B2C2D2与理论最优因素条件组合A3B3C1D3之间的实验比较。
由表9的方差分析结果可知,酵母菌接种量、起始糖度、蜂花粉破壁上清液添加量、发酵温度的显著性值均大于0.05,所以酵母菌接种量、起始糖度、蜂花粉破壁上清液添加量、发酵温度的影响都不显著。
表10实际最佳条件与理论最佳条件的比较
综合以上数据得出,选择在接种量为0.325 %(w/v)、起始糖度为26 %(w/v)、花粉添加量为0.05 %(w/v)、发酵温度为30℃条件下反应8 d作为后续进一步实验研究的反应条件。
2.7澄清实验结果分析
分别加入不同量已配制好的壳聚糖季铵盐HACC (2 %,w/v)溶液于蜂蜜原酒中[11],摇匀,室温下,静置,每隔一段时间,测其澄清度。结果见表11。
表11不同浓度HACC在不同时间对蜂蜜酒的透光率 (%)
由表11结果可知,HACC添加量为0.3g/L,澄清时间为36 h,透光率可达98.61 %。
本研究确定荔枝蜜酒的最佳发酵工艺参数如下:接种量为0.30 %(w/v)、起始糖度为24 %(w/v)、油菜花粉添加量为0.1 %(w/v)、发酵温度为28℃。经过正交实验研究,得出了荔枝蜜酒的最佳发酵工艺条件为接种量为0.325 %(w/v)、起始糖度为26 %(w/v)、花粉添加量为0.05 %(w/v)、发酵温度为30℃。经发酵8 d以后,其酒精度可以达到8.2 %vol。HACC添加量为0.3 g/L,作用时间为36 h,透光率可达98.61 %。
蜜酒酿造有着悠久的历史,但是,一直以来,却没有葡萄酒等畅销,其中之一问题就在于蜜酒澄清度差,从而使酒的外观较差。本工艺只选取了壳聚糖季铵盐HACC作为澄清剂,对不同作用时间、不同浓度的壳聚糖季铵盐HACC对澄清效果做了简单研究,但还不够深入。荔枝蜜酒的澄清是荔枝蜜酒发酵工艺中重要工序,完善这一方面的内容是下一步研究的重点,常用的澄清处理包括冷处理、热处理和澄清剂处理。其中,澄清剂处理最受关注,随着研究进一步深入,果胶酶、壳聚糖等新的澄清剂不断被开发,人们越来越意识到植物天然成分也能起到澄清作用。后续研究可通过冷处理、热处理、不同澄清剂复合处理和水果提取物和蜜酒发酵结合处理等方案寻找最好的澄清工艺,以完善荔枝蜜酒的发酵工艺。
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The Fermentation of Litchi Honey Wine
LIU Gongliang1,2, ZHU Baosheng1, BAI Weidong1,2, MALei1and CHEN Hualing1
(1. College of Light Industry and Food Science, Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou, Guangdong 510225; 2.Key Lab of Traditional Cantonese Food Processing and Safety Control, Guangzhou, Guangdong 510225, China)
Abstract:Litchi honey was used as raw material to produce litchi honey wine with Angel high-active dry yeast BV818 as the fermenting yeast. Through single factor and orthogonal experimental design, the best fermentation conditions of litchi honey wine were summed up as follows: the initial sugar concentration was 19 % (w/v), inoculating quantity was 0.3 % (w/v), the addition level of bee pollen was 0.05 % (w/v), the addition level of amylosa enzyme was 0.05 % (w/v), the initial pH was 4.0, fermentation temperature was at 28℃and fermentation time was 8 d. The alcohol content of the produced litchi honey wine could reach 8.2 %vol. As the adding level of bentonite was 0.3 g/L and the mixture solution was settled under room temperature for 36 h, the transmittance rate of litchi honey wine could reach up to 99.11 %.
Key words:litchi honey; fermentation; honey wine; clarification
作者简介:刘功良(1980-),男,博士,副教授,硕导,研究方向为发酵工程。
收稿日期:2015-09-10
基金项目:广州市重大民生攻关专项(2012Y2-00015),广东省自然科学基金项目(2015A030313598),广东省普通高校特色创新项目[仲科字(2015)3 号],广州市科技计划项目(201509010005),国家级大学生创新创业训练计划项目(201311347001),广东省大学生创新创业训练计划项目(1134712067)。
DOI:10.13746/j.njkj.2015370
中图分类号:TS262.7;TS261.4;TS261.7
文献标识码:A
文章编号:1001-9286(2016)01-0087-04