王 宓,锁 然,赵 然,任晓宇,刘 琳
(河北农业大学食品科技学院,河北保定071001)
发酵条件对红枣白兰地原料酒杂醇油的影响
王宓,锁然,赵然,任晓宇,刘琳
(河北农业大学食品科技学院,河北保定071001)
为降低红枣白兰地原料酒中杂醇油的含量,通过单因素试验,研究了生产红枣白兰地原料酒发酵过程中酵母种类、酵母添加量、发酵时间、发酵醪液初始pH值对杂醇油生成量的影响。试验结果表明,采用安琪葡萄酒、果酒专用酵母发酵的红枣白兰地原料酒杂醇油含量较低;控制酵母接种量、降低发酵醪液pH值可减少杂醇油的生成量。
红枣白兰地; 杂醇油; 影响因素; 果酒
红枣白兰地原料酒对红枣白兰地的品质起着决定性作用,红枣白兰地原料酒的酿造过程决定了杂醇油的生成量,因此可以通过调控红枣白兰地的酿造过程实现对其杂醇油形成的调控。发酵因素对酵母菌细胞的生长代谢和发酵产物积累有重要的影响,发酵条件直接影响着发酵产物的生成量[1-4]。目前在酵母代谢途径还不是完全清楚的情况下,研究发酵因素对杂醇油形成的影响有重要的意义[5]。酵母菌种[6-7]、酵母接种量、发酵时间、发酵醪液初始pH值、发酵醪液糖度等因素的改变都会导致酵母的代谢途径发生变化和次级代谢产物的生成量发生变化[8-9]。因此分析发酵条件对红枣白兰地中杂醇油形成的影响因素具有重要的意义[10]。
发酵因素对杂醇油形成的影响在啤酒、葡萄酒、白酒中已经做过相关性研究,但是其具体代谢途径调控机理尚不明确。酿造过程中发酵因素对杂醇油生成量的影响逐渐受到研究者的高度重视,然而不同发酵因素对杂醇油形成产生的影响结论并不一致。本试验从红枣白兰地原料酒着手,研究发酵条件对红枣白兰地原料酒中杂醇油含量的影响。
1.1材料、试剂及仪器
红枣,阜平大枣;菌种,安琪酿酒高活性干酵母、丹宝利酿酒高活性干酵母、安琪耐高温酿酒高活性干酵母、安琪葡萄酒用高活性干酵母、安琪葡萄酒、果酒专用酵母SY。
试剂:柠檬酸;白砂糖;果胶酶;酸性蛋白酶。
仪器:采用Agilent 6820气相色谱仪;检测器:FID检测器,色谱柱:Thermo:TG-35MS(30.0 m×0.25 mm× 0.50 μm)。手持折光仪。
1.2实验方法
1.2.1红枣白兰地原料酒的酿造工艺
试验工艺流程:红枣前处理(精选、清洗)→烘烤→热水浸提取汁→过滤→调整糖度、酸度→接种酵母→发酵→红枣白兰地原料酒。
操作要点:将经80℃烘烤15 min的枣,加入1∶3的热水,浸提,用白砂糖调整枣汁糖度为17°Bx,柠檬酸调整枣汁pH值为3,混合均匀,按枣汁质量体积的3%接种酵母,25℃恒温无氧发酵。发酵过程中测定红枣白兰地原料酒中可溶性固形物含量变化,发酵结束后测定红枣白兰地原料酒中杂醇油的含量。
1.2.2杂醇油分析方法
升温程序:40℃保持2 min,以5℃/min升温至70℃,再以20℃/min升温至220℃,保持1 min。检测器温度:300℃,进样口温度:250℃,进样量1 μL,分流比20∶1。用保留时间法定性,外标法定量,平行测定3次。
2.1不同酵母对红枣白兰地中杂醇油含量的影响
图1 不同酵母对红枣白兰地中杂醇油含量的影响
从图1可以看出,不同酵母菌生成杂醇油的能力存在明显的差异。接种不同菌株酵母发酵的红枣白兰地中杂醇油的含量从高到低依次是:安琪酿酒高活性干酵母、安琪葡萄酒果酒专用酵母、丹宝利酿酒高活性干酵母、安琪葡萄酒用高活性干酵母和安琪耐高温酿酒高活性干酵母。安琪酿酒高活性干酵母生成杂醇油的量是安琪耐高温酿酒高活性干酵母生成杂醇油量的2.5倍。试验结果表明,不同酵母菌种对红枣白兰地酒中杂醇油形成的影响效果显著,因此可以通过选择适宜的酵母菌种来调控红枣白兰地中杂醇油的含量。
2.2酵母接种量对红枣白兰地中杂醇油形成的影响
从图2可以看出,红枣白兰地原料酒中杂醇油的总量随着酵母接种量的增大而上升。酵母的接种量大,发酵速度快,代谢生成的杂醇油的含量上升,通过控制接种量可以达到调控杂醇油含量的目的。本试验所得的结论与文献中报道的结论不一致,原因可能是试验所用的酵母和发酵醪液的种类与文献不同[13]。
图2 酵母接种量对杂醇油形成的影响
2.3发酵时间对红枣白兰地中杂醇油形成的影响
从图3可以看出,随着发酵时间的延长,杂醇油的总量逐渐增加,72 h内杂醇油总量增长速度快,到72 h后增长缓慢,192 h时杂醇油含量几乎不再变化。试验结果表明,杂醇油含量在主发酵前期随着酒精度的上升而升高,大约80%的杂醇油是在主发酵期间随酵母繁殖而形成,即酵母在合成细胞蛋白时形成,主要包括正丙醇、异丁醇、异戊醇和活性戊醇,主发酵结束后杂醇油的含量几乎不再发生变化。
图3 发酵时间对杂醇油形成的影响
2.4发酵醪液初始pH值对红枣白兰地中杂醇油形成的影响
图4 初始pH值对杂醇油形成的影响
从图4可以看出,随着发酵醪液初始pH值的增大,杂醇油的生成量显著增大,较低的pH值抑制了酵母菌的代谢,使产生的杂醇油的总量减少。较低的pH值能有效抑制酵母的代谢和剧烈增殖,从而能降低杂醇油的生成量。红枣白兰地原料酒的发酵过程中不能添加SO2,因此容易感染杂菌,红枣白兰地原料酒发酵过程中一般选择降低pH值来抑制杂菌的生长,较低的pH值环境下杂醇油的生成量低。试验结果与文献[14]报道的pH值对杂醇油的影响趋势一致。
本实验发酵工艺条件单因素的优化结果反映了某单因素对杂醇油生成量影响较大。在实际生产中,可根据需要,针对某单因素进行控制从而对杂醇油生成量进行相应的调整。
不同酵母生理特性不同,其代谢产物的种类和数量也有很大的差异,本实验采用了几种不同的商业酵母进行发酵实验,结果并没有说明不同类型的酵母菌株在杂醇油生成量方面有特定的规律。从发酵时间来看杂醇油主要产生在发酵前期。在酵母适宜的pH值下,适当降低酵母菌的接种量可有效降低杂醇油的生成量。
[1]Garcia M J,CaspA,Alexaindre J L.Influenza del ceppo di lievitoe della temperatura di fermentazione sulla concentrazione di alcunicomposti volatili[J].Riv Vitic Enol,1994,4:29-37.
[2]Lurton L,Snakkers G,Roulland C,et al.Influence of the fermentation yeast strain on the composition of wine spirits[J]. J Sci FoodAgr,1995,67:485-491.
[3]Patel S,Shibamoto T.Effect of different strains of Saccharomyces cerevisiae on production of volatiles in Napa Gamay wine and Petite Sirah wine[J].JAgr Food Chem,2002,50(20):5649-5653.
[4]Fraile P,Garrido J,Ancin C.Influence of a Saccharomyces cerevisiae selected strain in the volatile composition of rosé wines.Evolution during fermentation[J].JAgr Food Chem, 2000,48:1789-1798.
[5]孔小勇,冷云伟,孙然,等.影响黄酒中高级醇含量的工艺因素探讨[J].中国酿造,2011,235(10):63-65.
[6]Joshi V K,Sharma S,Devi M P.Influence of different yeast strains on fermentation behavior physicochemical and sensory qualities of plum wine[J].Natural Product Radiance,2009,8 (4):445-451.
[7]Crowell EA,Guymon J F,Ingraham J L.Techniques for studying the mechanism of higher alcohol formation by yeasts [J].American Journal of Enology and Viticulture,1961,12(3):111-116.
[8]曹程节.影响啤酒中高级醇形成的因素[J].酿酒科技,2000(6):70-71.
[9]Mendes-FerreiraA,Barbosa C,Falco V,et al.The production of hydrogen sulphide and other aroma compounds by wine strains of Saccharomyces cerevisiae in synthetic media with different nitrogen concentrations[J].Journal of industrial microbiology&biotechnology,2009,36(4):571-583.
[10]SodenA,Francis I L,Oakey H,et al.Effects of cofermentation with Candida stellata and Saccharomyces cerevisiae on the aroma and composition of Chardonnay wine [J].Australian Journal of Grape and Wine Research,2000,6 (1):21-30.
[11]Leguerinel I,Mafart P,Cleret J J,et al.Yeast strain and kinetic aspects of the formation of flavor components in cider[J]. Journal of the Institute of Brewing,1989,95(6):405-409.
[12]裴婷婷,兰彦平,周连第,等.果酒中高级醇形成及其控制[J].酿酒科技,2011(3):24-26.
[13]孙金旭,朱会霞,杨晓红,等.酵母添加量对酱香型白酒中杂油醇影响[J].食品研究与开发,2010(12):67-70.
[14]刘明,王颉,牟建楼.不同发酵条件对金丝小枣酒酿造过程中高级醇生成的影响[J].食品科技,2009,34(4):52-55.
Effects of Fermentation Conditions on Fusel Oil Content in Base Wine of Jujube Brandy
WANG Mi,SUO Ran,ZHAO Ran,REN Xiaoyu and LIU Lin
(College of Food Science and Technology,Hebei Agricultural University,Baoding,Hebei 071000,China)
To reduce fusel oil content in base wine of jujube brandy,the effects of fermentation conditions(yeast varieties,yeast adding levels,fermenting time,initial pH value of fermenting jujube juice)on fusel oil yield were investigated by single factor test.The results showed that,the use of Angle yeast exclusively used for grape wine and fruit wine could reduce fusel oil content,and controlling yeast inoculating amount and reducing pH value in fermenting jujube juice could reduce the yield of fusel oil.
jujube brandy;fusel oil;influencing factors;grape wine
TS262.7;TS261.4
A
1001-9286(2016)08-0033-03
10.13746/j.njkj.2016085
国家自然科学基金项目:31171725、3137181;河北省高等学校科学技术研究项目ZC2016165。
2016-03-10
王宓(1991-),女,在读研究生。
锁然(1971-),男,副教授,研究方向为食品分析检测方法。
优先数字出版时间:2016-05-12;地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160512.1520.004.html。