胡亚康,何永艳,王发明
(广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所,广西桂林541006)
猕猴桃因其特有的营养价值而享有“水果之王”的美誉[1],猕猴桃是Vc含量最高的水果,且富含糖、氨基酸及钙、钾、硒、锌、锗等各种微量矿质元素,风味独特,除鲜食外,利用猕猴桃鲜果酿造果酒也具有独特的优势。但因为猕猴桃储存期较短,种植品种较单一,造成鲜果集中上市,给果农造成较大的销售压力,特别是近几年来,在猕猴桃生产面积和产量逐年扩大的情况下,鲜果市场逐渐饱和,生产效益降低。而针对猕猴桃果酒等下游产业的产品进行开发,不仅可以缓解鲜果销售的市场压力,而且可以显著提高产品附加值,增加农民收入,促进猕猴桃产业健康良性发展。
影响猕猴桃酿酒品质的主要因素包括原料、酵母菌种、发酵过程控制和工艺条件等[2]。目前猕猴桃酒酿酒原料主要为美味系的绿肉猕猴桃,其他类型的酿酒原料利用相对较少,石瑞丽[3]和王文娟等[4]分别以红肉和黄肉猕猴桃为原料,研究了不同的发酵方式、SO2添加量、酵母接种量以及初始糖度对果酒品质的影响,通过工艺条件的优化,获得了具有独特色泽和风味的优良猕猴桃果酒,为红肉和黄肉类猕猴桃果酒的开发鉴定了基础。在酿酒酵母的研究上,张方艳[5]从多个角度系统地比较了不同酵母对猕猴桃酒酿酒品质的影响,发现EC1118酵母在猕猴桃果酒酿造中具有优良的特性;陈亮等[6]通过对猕猴桃果酒的香气成分差异研究,表明1399酿酒酵母发酵制得的果酒主要呈香成分为辛酸乙酯,而安琪酵母发酵果酒的主要呈香成分为苯乙醇,其分别为两种果酒赋予独特的风味和风格。而在酿造工艺研究上,王声淼等[7]最早从酵母的选育和用量、发酵温度和分离时间以及猕猴桃果后熟度等方面进行研究,总结出了一套猕猴桃发酵酒特有的加工工艺;李加兴等[8]通过对影响猕猴桃酒稳定性的相关工艺条件进行研究,表明合理的澄清剂及热处理方法的选择是提高猕猴桃果酒非生物稳定性的关键技术;涂正顺等[9]通过在发酵过程中使用清汁和浊汁分离发酵的方式和通过一系列降酸、稳定和Vc保持等的工艺优化,获得了达到国家优质品要求的猕猴桃果酒;彭帮柱等[10]研究了发酵温度、初始pH值、接种量对猕猴桃酒酿造品质的影响,得出了猕猴桃酒酿造的最佳工艺参数为发酵温度20℃,pH值3.6,接种量10.3%;陈红梅等[11]研究了不同工艺处理对野生猕猴桃酒品质的影响,证明相对于混汁发酵和清汁发酵,带皮发酵工艺可一定程度提高野生猕猴桃酒的品质。在果酒澄清方法研究上,孙洪浩等[12]研究了6种常见澄清剂对猕猴桃干酒澄清效果的影响,得出单一澄清剂中硅藻土、明胶和鸡蛋清对猕猴桃干酒澄清效果较好,而复合澄清剂中,明胶和鸡蛋清的复合澄清效果最佳;而董瑞丽等[13]则证明了猕猴桃果酒最佳澄清剂为壳聚糖,壳聚糖添加量对猕猴桃果酒澄清的影响极为显著;徐洲等[14]研究了果胶酶的添加量和4种常用澄清剂对其澄清度和稳定性的影响,结果表明,添加80 mg/L的果胶酶有助于酒体的澄清,最佳澄清剂配方为皂土0.45 g/L,明胶0.65 g/L,壳聚糖0.55 g/L。
虽然近年来科研人员在猕猴桃果酒生产工艺上取得了一定的研究成果,但在整个猕猴桃果酒酿造体系上仍不够成熟和完善,在较多工艺方法上仍没有形成统一的观点。最终酿酒品质的形成受酿酒过程中各种综合因素的影响,如果从单因子或少数几个参数进行比较,可能无法达成一致的结论,这就需要更多有益的探讨和研究,以推动最终猕猴桃酿酒理论的统一和完善工艺体系的形成。本研究从酿酒原料的对比、酵母的选择、发酵方式、发酵程度、SO2添加量及原料的破碎程度等不同角度,综合对比,从影响感官评价的几个方面,探讨其对酿酒品质的影响,对前人研究结果进行进一步验证并提出新的观点。本研究在前人研究基础上,通过在酿酒酵母选择、原材料种类和处理方式、发酵工艺、发酵后的澄清处理方法等方面进行比较和选择,主要针对影响猕猴桃果酒感官评价的几个关键因素,如色泽、澄清度和稳定性、口感风味等进行比较,通过最直观具体的感官评价,研究不同工艺条件对猕猴桃果酒酿造品质的影响,特别是针对前人观点,探讨分歧,求同存异,以为猕猴桃果酒酿造体系的完善和深加工提供理论依据和实践指导。
1.1.1 材料
红阳猕猴桃(红肉)、桂海四号猕猴桃(黄肉)和野生猕猴桃(小种,绿肉)等样品采自广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所猕猴桃种质资源圃。待完全成熟后采摘、自来水清洗晾干,阴凉处放置5~7 d,后熟软化后(8分熟,按压有手感),用于发酵。
1.1.2 试剂
商业酿酒酵母使用法国LALLEMAND进口葡萄酿酒酵母EC1118和FX10;果胶酶使用原装法国LALLEMAND果胶酶EX-V;SO2使用LALLEMANDA食品级偏重亚硫酸钾(理论上每克可以释放SO20.56 g);白砂糖使用广西农垦糖业集团柳兴制糖有限公司生产的优质散装蔗糖;壳聚糖使用河南亿航化工产品有限公司生产的食品级水溶性壳聚糖。
1.1.3 仪器与设备
恒温水浴锅,上海森信试验仪器有限公司;紫外分光光度计,上海精科UV759;人工气候培养箱,浙江托谱仪器有限公司RTOP-500B;阿贝折射仪,上海精密科学仪器有限公司。
1.2.1 制备工艺与操作
工艺流程:原料处理→破碎→酶解(40 mg/L果胶酶)→杀菌(110 mg/L偏重亚硫酸钾)→接种酵母(200 mg/L)→发酵(18℃±1℃)→分离→自然澄清(-2 ℃,10 d)→壳聚糖(0.6 g/L)沉淀→0.22 μm微滤膜过滤→无菌灌装→果酒成品。
基本操作步骤:基本步骤和参数参照陈红梅等[11],略有改进:选择成熟度较为一致,健康无病斑的猕猴桃,使用混汁发酵和带皮发酵两种方式(带皮发酵切掉果蒂和果脐),分别加入40 mg/L的果胶酶以提高果实出汁率,室温酶解12 h;添加110 mg/L偏重亚硫酸钾杀菌和防止氧化;接种酵母200 mg/L(酵母粉∶5%蔗糖溶液=1∶10,于三角瓶中置于37℃恒温水浴锅水浴活化20 min),启动发酵,温度控制在18℃±1℃;根据目标酒精度添加所需白砂糖,发酵结束后,放置于-2℃冰库中进行自然冷却澄清10 d,去除沉淀后,使用0.6 g/L壳聚糖进一步澄清果汁和使用0.22 μm滤膜过滤除菌,最后将游离SO2调节至30 mg/L左右,装瓶储存和用于感官评价。并在此基础上进行参数调整和对比实验。
1.2.2 果酒理化指标和感官评价的测定方法
糖度用手持折射仪测定;总酸测定:酸碱滴定法[15];透光率的测定[16]:分光光度法,以蒸馏水作空白,在680 nm波长处用1 cm比色杯测定透光率T(%)来反映酒的澄清度。猕猴桃酒感官分析参照葡萄酒感官评价方法[17]及文献[18-19]。
通过前期的酵母筛选实验和结合前人研究结果[5,20],选定两种对猕猴桃酿酒品质表现较好的酵母EC1118和FX10,并使用红阳猕猴桃为材料对其进行进一步比较。由表1可知,两种酵母在发酵的色泽、自然澄清度上没有大的差别,其差异主要体现在口感风味上,EC1118酵母产生的果香味更浓郁、有层次感,但口感略酸,而FX10则显得酒体更平顺和柔和,酸度较低,两者各有优劣。虽然FX10常被用在高档葡萄酒的发酵,但猕猴桃自身丹宁含量较低,且果香味应该作为猕猴桃果酒的主要质量标准之一,所以认为EC1118应该作为猕猴桃果酒的优选,且其具备较高的酒精耐受度(18%vol),在酒品风格上有更多的可操作空间。
表1 两种酿酒酵母对猕猴桃果酒品质影响的感官评价
表2 不同原材料和不同发酵方式对酿酒品质影响的感官评价
陈红梅等[5]的研究表明,在野生猕猴桃酒的酿造过程中,带皮发酵和混汁发酵相对于清汁发酵具备更大的优势。表2进一步对比了带皮发酵和混汁发酵在3种不同类型猕猴桃果酒酿造中的表现,这3种猕猴桃分别代表了红肉、黄肉和绿肉3种类型。由表2可看出,使用不同的发酵方式,3种猕猴桃在酒品色泽、自然澄清度和口感风味上均有一定的差异。红阳和野生绿肉的颜色对比比较明显,可能因为随着发酵的进行,酒精度提高的同时也将果皮中的色素成分提取出来,混合果肉的颜色而成,而桂海四号因其果肉颜色和果皮颜色差别不明显而变化不大。在自然澄清度上,混汁发酵方法明显优于带皮发酵,可能是果皮内一些果胶类物质的释出使酒体的浑浊度增大。在口感风味上,红阳猕猴桃使用两种方式各有优劣,混汁发酵在风味上更胜一筹,而带皮发酵层次感更强;桂海四号使用带皮发酵会产生酸涩味等混杂气味,应该是因果皮释放的苦味物质导致;野生绿肉在口感风味上没有明显差异,因为本次使用的野生猕猴桃为不同于中华、美味类的几种小果类绿肉野生猕猴桃,导致其产生不同于常规猕猴桃品种的特殊风味,可见原料的选择对果酒风味的影响也至关重要。
研究表明,在果酒酿造过程中,添加适量的SO2可以抑制杂菌的污染,并且具有抗氧化的作用,有助于减少Vc、氨基酸等营养成分的损失[4]。表3比较了添加不同浓度SO2对红阳猕猴桃带皮发酵酿酒品质的影响。可以看出,SO2添加量对发酵启动时间有较大影响,SO2添加量为60 mg/L时,2 d后才开始启动发酵,当SO2添加量达到120 mg/L时,发酵启动时间为3 d,当添加量达到180 mg/L时,5 d时才开始启动发酵。SO2添加量对猕猴桃酒的色泽、澄清度及口感风味在储存初期没有显著差别,但是在15℃下储存60 d后,较高SO2添加量(180 mg/L)的猕猴桃酒反而出现了浑浊,初步鉴定为感染杂菌。分析其原因,可能是因为较高浓度的SO2添加量抑制了酵母的生长,使得发酵启动时间及发酵过程过于漫长,而这期间可能增加了某些耐受性强的杂菌的感染机率,特别是这些杂菌可能因为体积较小(酵母菌直径为一般细菌的10倍左右),更容易残留到微滤膜过滤后的酒液中,并逐渐占据生长优势,最终导致酒体污染。因此在能保证SO2抑菌效果的前提下,选择最小添加量即可,也符合高质量果酒酿造的基本要求。
表3 SO2添加量对酿酒品质影响的感官评价
表4 发酵程度对酿酒品质影响的感官评价
表4表明,采用带皮发酵方法在不同发酵时间下3种猕猴桃酒的感官表现,在启动发酵的第2天,就有自然的果香味从发酵罐溢出,若此时终止发酵,酒体自然澄清度较高,生成甜型果酒,但产量较低。在发酵的4~6 d时,红阳和野生猕猴桃的果香味更为明显,是混杂果香和酒香较浓郁的味道,更有层次感,酸甜也较为适度,但继续延长发酵时间,随着酒精度的提高会使果香味变淡,带有微苦涩的复杂口感;而桂海四号猕猴桃在发酵时间为6 d时,开始产生较明显的苦涩味,严重降低果酒品质。从总体看来,随着发酵时间的延长,各种猕猴桃酒体的自然澄清度明显降低,而果香味也会逐渐变淡,在不考虑酒精度的情况下,发酵4~6 d是比较合适的发酵时间,但综合考虑到不同猕猴桃品种的特殊性,在大规模生产中应提前做好工艺优化试验。
本试验选择了对果酒风味影响较小的壳聚糖澄清法和0.22 μm滤膜过滤澄清法,并对比其效果。由表5可看出,使用壳聚糖法其效果明显弱于膜过滤法,直接使用膜过滤法虽然可以较明显地提高澄清度,但放置一段时间后,酒体仍存在肉眼可见的轻度浑浊,且过滤时容易堵塞滤芯;而组合使用两种澄清方法,则取得了非常理想的澄清度,酒体光泽透亮,而色泽和风味上没有改变。通过低温和常温储藏试验,稳定性较高,只有极少量沉淀形成。
表5 不同澄清方法的酒体澄清度 (%)
表6 猕猴桃果不同破碎程度下的猕猴桃酒风味评价
有研究表明,在葡萄酒的酿造过程中,保留一定比例的完整果粒有利于葡萄酒整体风味的提升,但在猕猴桃酒的酿造过程中还很少有人尝试。本试验在野生猕猴桃酒的酿造过程中对猕猴桃果进行不完全破碎,且保留一定比例的完整果进行比较,发现保留约1/10整果时,果酒的风味确实有一定程度的提升,果香味更浓郁,层次感更强。分析其原因可能是因为猕猴桃果破碎程度的不同会导致其发酵程度不同。而根据前面研究结果也表明了不同发酵程度对猕猴桃酒的风味和口感有较大影响,因发酵程度不同而产生混合香气和味道,使得口感更多变和复杂,层次感丰富,有利于果酒风味的整体提升。
感官评价是判断一款果酒品质好坏的最直接最根本的方法[18-19],主要体现在果酒的色泽、澄清度和口感风味上。本试验证明酿酒酵母EC1118相对来说可以更好地保持猕猴桃酒的果香味,这与张方艳等[5]的研究相符合。在猕猴桃发酵方式上,仍存在一定的争议,本试验证明带皮发酵可以一定程度上提高红阳猕猴桃果酒风味的层次感,但是在桂海四号猕猴桃酒的酿造过程中出现发苦发涩的现象,可能是因为桂海四号猕猴桃果皮中含有苦味物质或者因为其果皮比较粗糙,因残留的部分杂菌导致,所以在发酵方式的选择上应该因品种而异。本试验证明了不同材料对猕猴桃酒风味的影响是非常大的,而目前还没有针对不同品种或不同品种猕猴桃的酿酒品质进行大规模的筛选试验研究,笔者认为,这是猕猴桃果酒发展的一个必不可少的环节。在酿酒过程中前期添加SO2可以起到抑菌、抗氧化和一定的澄清和提高酒的色度的作用,但是过高的SO2添加量会降低酒的品质,本研究也证明了过高的SO2添加量反而更容易造成杂菌的污染。在试验中发现,随着发酵的进行,酒精度不断提高,但果香味会变淡,所以必须确定最佳的发酵时间,既能保证一定的酒精度又能保留果酒特有的香味。为突出果酒的特色,建议发酵时间不应太长。随着发酵的进行,果酒的澄清度会降低,一般的方法都需要较长的澄清时间,且容易影响果酒品质。本试验采用壳聚糖法过夜沉淀后,结合微滤膜过滤,在较短的时间内获得了非常高的澄清度,经长期低温和常温静置后,只有极少量沉淀出现,说明澄清效果和稳定性较好,对果酒风味也未造成影响。实验还比较了猕猴桃果破碎方式对果酒风味的影响,认为不完全破碎可以提高果酒口感的层次感,有利于果酒风味的提升。
感官评价是对果酒品质最直接的检验,影响猕猴桃酒的酿造品质的因素中,原材料应是第一位的,不同种类甚至不同品种的猕猴桃,决定了猕猴桃酒的基本风味或风格,很多野生猕猴桃在食用性上可能并不是很强,但在酿酒过程中却能产生较为独特的风味,这种风味因猕猴桃品种的不同可能千差万别,通过对大规模野生猕猴桃酿酒原料的筛选试验,很可能会筛选到一种具有极高酿酒品质的独特原料,具有很高的应用潜力。其次,酿酒工艺是另一个至关重要的因素,不同的原材料处理方式、发酵时间、辅料的添加等都会直接影响果酒的风格和香型,因此在大规模果酒酿造之前一定要根据所需的果酒类型选择最优的酿造工艺。即原材料和酿酒工艺影响果酒的整体风格或类型,合适的酿酒酵母选择是对果酒品质的进一步锻造和提升,是对果酒口感最细微之处的把控,也是同种类型果酒的档次、等级划分的基本依据。本试验通过对影响猕猴桃果酒感官评价的几个因素的探讨,旨在为猕猴桃果酒生产提供有意义的借鉴。