韩 丹,吴 铭,汪 鸿,郭立泉(吉林工商学院 粮油食品深加工吉林省高校重点实验实验室,吉林 长春 130062)
软枣猕猴桃果酒发酵工艺优化
韩丹,吴铭,汪鸿,郭立泉*
(吉林工商学院 粮油食品深加工吉林省高校重点实验实验室,吉林 长春 130062)
以软枣猕猴桃为试验材料,研究果胶酶对其出汁率的影响。通过单因素试验和正交试验得到最佳酶解条件为pH 4.1、处理时间60min、处理温度36℃,果胶酶用量0.04 g/L,此时出汁率为90.88%。通过单因素试验和正交试验,对软枣猕猴桃果酒酒精发酵条件进行优化,结果表明,最佳发酵条件为发酵温度25℃,接种量0.10%,初始糖度10%,在此条件下发酵完成后酒精度为7.6%vol。
软枣猕猴桃;果酒;果胶酶
软枣猕猴桃含有多种维生素和人体必需的矿物质元素。根据优良果品营养含量的定义,软枣猕猴桃的维生素C含量和食用纤维素含量被定为优良,同其他类果品比较,其维生素C含量高出一倍或数倍。软枣猕猴桃还含有较高含量的叶酸、铜、泛酸、铁和大量的猕猴桃碱等。研究表明,猕猴桃汁具有保肝护肝、抗病毒、抗炎、降血脂、降血压、解除紧张疲劳、减肥美容、助胎儿发育、防治糖尿病、防治抑郁症、防治白内障、防治便秘痔疮、防治心血管疾病等作用[1-5]。
软枣猕猴桃是典型的呼吸跃变型果实,其果肉肉质柔软、产果量大、产期集中、不宜储存,如保存不当,果体会很快发生腐烂、变色并失去食用价值。在产地将鲜果发酵制取果酒,是一条深加工增值之路。而且随着人民生活水平的提高,因为果酒具有“安全无害、回归自然、营养保健”的特点,人们对其的需求越来越高。本试验采用现代生物工程技术,最大限度地保留原料中的各种天然营养成分及风味,将软枣猕猴桃酿造成果酒,该产品对开发山区资源和经济发展具有积极推动的作用[6-17]。
1.1料与试剂
软枣猕猴桃:市售;果胶酶:日本Yakult集团;安琪果酒酵母:安琪酵母股份有限公司;重铬酸钾、柠檬酸、葡萄糖、无水亚硫酸钠、无水硫酸、氢氧化钠、硫酸亚铁、酚酞、酒石酸钾钠、硫酸铜等均为分析纯:国药试剂有限公司。
1.2器与设备
AsrtoriusBs210s电子分析天平:德国赛多利斯股份公司;DsY-1-2孔型电热恒温水浴锅:北京国华医疗器械;pHs-3C精密pH计:上海精密科学仪器有限公司;EDL-5离心机:上海安亭科学仪器厂;FYL-YS电热恒温培养箱:上海跃进医疗器械厂;M 235450高速组织捣碎机:广东中山有限公司。
1.3法
1.3.1艺流程
软枣猕猴桃→清洗→榨汁→加入果胶酶酶解→调整糖度→接种酵母→酒精发酵→分离酒脚→调配→冷藏→过滤→巴氏杀菌→装瓶→检验→成品
1.3.2操作要点
挑选和清洗:选择无腐烂、无病虫害及机械伤害,果实坚硬、新鲜的进行加工。
榨汁[2]:将软枣猕猴桃洗净,浸泡于pH 4.0的有机溶液中,沥干后用榨汁机捣成浆,充分混匀,取样,以1mol/L有机酸调pH值,加入果胶酶,置于恒温水浴锅中,进行酶解处理。
酶解:将称量好的果胶酶加入适量的果汁中使其充分溶解,备用;调节果浆的pH值,并将果浆预热到试验指定温度。然后加入上述溶解好的果胶酶溶液,并按设定的时间进行保温处理。
过滤:采用200目的滤网过滤。
1.3.3定方法
pH:数字酸度计;酒精度:常规蒸馏法[2];总酸:酸碱滴定法[1];还原糖:菲林试剂滴定法[1]。
2.1枣猕猴桃酶解条件优化单因素试验结果
2.1.1度对软枣猕猴桃出汁率的影响
温度分别设为30℃、35℃、40℃、45℃,考察温度对软枣猕猴桃出汁率的影响。由试验结果(图1)可知,软枣猕猴桃出汁率随温度上升呈现先增加后减少的趋势,温度在40℃时出汁率达到最高,为86.7%。由于较高的温度会对软枣猕猴桃的营养物质造成破坏,还会增加生产中的能耗,使芳香类物质挥发掉,因此选择36℃、38℃、40℃、42℃为4个水平进行后续正交试验。
图1 温度对软枣猕猴桃出汁率的影响Fig.1 Effectof temperature on the Actinidia arguta juice yield
2.1.2pH值对软枣猕猴桃出汁率的影响
pH值分别设为3.8、4.0、4.2、4.4,考察pH值对软枣猕猴桃出汁率的影响。由试验结果(图2)可知,软枣猕猴桃出汁率随pH值增加呈现先增加后减少的趋势,pH值为4.0时出汁率达到最高,为84.2%。从实际生产考虑,在大规模生产中要对大批量物料进行pH调节很不方便,因此选择pH 3.8、3.9、4.0、4.1为4个水平进行后续正交试验。
图2 pH值对软枣猕猴桃出汁率影响Fig.2 Effectof pH on Actinidia arguta juice yield
2.1.3解时间对软枣猕猴桃出汁率的影响
酶解时间分别设为30min、45min、60 min、75 min,考察酶解时间对软枣猕猴桃出汁率的影响。由试验结果(图3)可知,随着酶解时间延长出汁率也增加,但是在大工业生产中,处理时间过长,设备的利用率就低,相对的附加费用就上升,产品成本升高,利润下降。因此选择酶解时间45 m in、52.5 m in、60 m in、67.5 m in为4个水平进行后续正交试验。
图3 酶解时间对软枣猕猴桃出汁率的影响Fig.3 Effec t of hydrolysis tim e on Ac tinidia arguta juice yield
2.1.4胶酶用量对软枣猕猴桃出汁率的影响
图4 果胶酶用量对软枣猕猴桃出汁率的影响Fig.4 Effectof the pectinase addition on Actinidia arguta juice yield
果胶酶用量分别设为0、0.01 g/L、0.03 g/L、0.05 g/L,考察果胶酶用量对软枣猕猴桃出汁率的影响。由试验结果(图4)可知,随着果胶酶用量的增加,软枣猕猴桃的出汁率呈现先快速增加后稳定的趋势,考虑到工业生产的成本,因此选择果胶酶解用量0.01 g/L、0.02 g/L、0.03 g/L、0.04 g/L为4个水平进行后续正交试验。
2.2枣猕猴桃酶解条件优化正交试验
选择温度、pH值、酶解时间和果胶酶用量4个因素,每个因素选择4个水平,以出汁率作为考察指标,进行4因素4水平正交试验,试验结果见表1。
表1 软枣猕猴桃酶解条件优化正交试验结果与分析Table 1 Results and analysis of orthogonalexperiments for Ac tinidia arguta hydrolysis condition op tim ization
由表1可知,软枣猕猴桃酶解最佳条件为A4B4C3D1,即pH值4.1、处理时间60min、处理温度36℃和果胶酶用量0.04 g/L,在此条件下软枣猕猴桃出汁率为90.88%,4个因素的主次关系为B(酶用量)>C(酶解时间)>A(pH值)>D(温度)。
2.3枣猕猴桃果酒发酵条件优化单因素试验结果
2.3.1酵温度对软枣猕猴桃果酒酒精度的影响
分别设定发酵温度为15℃、20℃、25℃、30℃、35℃,在糖度为8%时接入0.1%酵母进行发酵,由试验结果(表2)可知,酵母发酵软枣猕猴桃果汁的最适温度为25℃,此条件下发酵60 h,最高酒精度为6.4%vol,因此选择23℃、25℃、27℃进行后续正交试验。
表2 发酵温度对软枣猕猴桃果酒酒精度的影响Table 2 Effectof temperature on alcohol contentof Ac tinidia arguta w ine
2.3.2始糖度对软枣猕猴桃果酒酒精度的影响
分别设定初始糖度为8%、12%、16%、20%,在温度为25℃时,接入0.1%酵母进行酒精发酵,由试验结果(表3)可知,随着初始糖度的增加,酒精度和残糖量也随着提高,但是发酵时间也随之增加。初始糖度为8%~12%时发酵酒精度达到6.6%vol~7.0%vol,已达到果酒所需酒精度,从工业生产耗能和发酵周期考虑,选择初始糖度8%、10%、12%进行后续正交试验。
表3 初始糖度对软枣猕猴桃果酒酒精度的影响Table 3 Effect of initial sugar content on alcohol content of Actinidia arguta wine
2.3.3种量对软枣猕猴桃果酒酒精度的影响
表4 接种量对软枣猕猴桃果酒酒精度的影响Table 4 Effect of inoculum on alcoholcontent of Actinidia arguta wine
分别设定接种量为0.05%、0.1%、0.2%、0.3%,在温度为25℃,糖度为10%的条件下接入不同量的安琪酵母进行酒精发酵,从试验结果(表4)可知,发酵接种量最适范围变化为0.05%~0.2%,因此选择接种量为0.05%、0.10%、0.20%进行后续正交试验。
2.4枣猕猴桃果酒酒精发酵正交试验
选择发酵温度、接种量、初始糖度为考察指标进行3因素3水平正交试验,试验结果见表5。
表5 软枣猕猴桃果酒酒精发酵正交试验结果与分析Table 5 Results and analysis of orthogonalexperim ents for Actinidia arguta w ine fermentation conditions optimization
从表5可知,软枣猕猴桃果酒酒精发酵的最佳条件为A2B2C2,即发酵温度25℃、初始糖度10%、接种量0.10%,在此条件下发酵酒精度为7.6%vol。3个因素的主次关系为C(初始糖度)>B(接种量)>A(发酵温度)。
软枣猕猴桃酶解条件优化试验结果表明,果胶酶可以提高软枣猕猴桃的出汁率,最佳工艺参数为pH 4.1、酶解时间60min、酶解温度36℃和果胶酶用量0.04 g/L。在此条件下出汁率达90.88%。软枣猕猴桃果酒酒精度发酵的试验结果表明,最佳工艺参数为发酵温度25℃、初始糖度10%、接种量0.10%,在此条件下酒精度为7.6%vol。
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Optim ization of fermentation technology of Actinidiaarguta w ine
HAN Dan,WUM ing,WANGHong,GUO Liquan*
(Key Laboratory ofGrain and Oil Processing ofJilin Province,Jilin Businessand Technology College,Changchun 130062,China)
Using Actinidia arguta as raw material,the effectof pectinase on juice yield was studied.The resultsof single factor and orthogonal experiments showed that the optimalhydrolysiscondition was pH 4.1,temperature 38℃,processing time 60m in,pectinase addition 0.04 g/L.Under this condition,the juice yield was90.88%.Then another single factor and orthogonalexperimentswere conducted to optim ize the alcohol fermentation condition of A.arguta w ine.Resultsshowed that theoptimalfermentation conditionwas fermentation temperature25℃,inoculum 0.10%,initialsugar content10%,under the condition,thealcohol contentof thew inewas7.6%vol.
Actinidiaarguta;fruitwine;pectinase
TS262.7
0254-5071(2016)01-0145-04
10.11882/j.issn.0254-5071.2016.01.032
2015-09-21
粮油食品深加工吉林省高校重点实验室科研项目(2013020);吉林工商学院2012年科研项目(2014021)
韩丹(1982-),女,讲师,硕士,研究方向为酿酒工程。
郭立泉(1971-),女,教授,博士,研究方向为粮油食品深加工。