王都留,燕 翔,贾如琰,张少飞
(陇南师范高等专科学校农林技术学院,甘肃 成县 742500)
甘肃省陇南市成县柿子树的种植面积大,产量高,最近几年种植面积不断扩大。临近的几个县如徽县、康县等也有种植柿子树的传统,种植面积和产量也逐年增加。据2015年的陇南年鉴统计,全市柿子年总产量达6 937.46 t。
柿子从叶子到果实都有许多用途。柿叶中含有黄酮类化合物、维生素C 和萜类化合物,可加工成柿叶茶[1]。柿子果实成熟后则可加工成酒柿子、柿饼、柿子醋等产品[2-4]。然而,柿子果实成熟后,新鲜柿子保存时期较短,一般只有3 个月左右,无法常年食用,也不能常年加工,大多数情况下只作为鲜果销售。另外,柿子多产于交通不发达的农村地区,成熟后不能及时运送到消费市场,极易导致滞销和腐烂损失。成熟后的柿果市场价格低,消费人群少,一些农民不愿意采摘,任其在树上烂掉或由鸟类食用,造成了资源的极大浪费。如果将柿子加工成柿子酒,既可以利用柿子的资源优势,提高柿子的附加值,增加农民收入,又有利于提高果农的栽培积极性,带动地方经济发展,为柿子资源开发、深加工和农民脱贫致富提供有效的途径。
在化学试验中,培养大学生的科研能力,将试验与科研兴趣、创新思维有机结合,是教师需要不断探索的课题[5]。本试验以当地成熟的甜型柿子为原料,以实验室的小型发酵罐为工具,让食品营养与检测、农业生物技术等专业学生在《基础化学》课堂上学习糖类等章节内容时,亲自动手酿造柿子果酒,实践制作果酒的过程,了解研制和开发柿子果酒等系列保健产品的途径,为柿子资源开发和深加工探索更多有效的途径,培养和激发学生的创造精神,为学生走出社会后研究和开发新食品积淀基础。
一是查阅资料,了解柿子的主要营养成分,如含糖量、微量元素、维生素等。二是学习酿造柿子果酒的基本方法,掌握柿子果酒的酿造流程。三是学会酿造柿子酒,激发学生学习专业课程的兴趣,提高教学效果。
成熟的柿果富含糖类、维生素、胡萝卜素及多种矿物质,其中糖类的含量可达到22%(其中90%以上是葡萄糖和果糖),是酿造果酒的良好原料[6-9]。在柿子中加入酒曲,可将糖类转化为葡萄糖、果糖等单糖,然后将葡萄糖、果糖分解成酒精和二氧化碳,制成含酒度较低的柿子果酒。
化学反应方程式为:
柿子果酒色泽浅黄,具有柿子独有的香味,有减肥、保护心脏、调节情绪、治疗老年人腰腿疼痛和驱寒保暖等功效,是纯天然保健酒[10]。以柿子为原料酿制果酒,不仅可以利用柿子的资源优势、提高柿子的附加值,而且可以节约大量供人类食用的粮食[11-13]。
玻璃发酵罐(1 L),打浆机,过滤网,手持糖度计(1~36 度),酒精计(0~40 度),分析天平,pH 计,温度计,杀菌锅,电炉,滤网,1 L 大烧杯,200 mL 量筒,玻璃棒,纱布,橡皮筋。
柿子:产自当地的甜柿子“社姜黄”,个大、色红,充分成熟,每个210~350 g(成熟后可以直接食用的),大约20 kg。酒曲:网上购买,发利酒用高活性干酵母,英联马利,黑龙江哈尔滨市。白砂糖(食品级):市售,一级品,纯度99.65%。另外,还需要配置5%的蔗糖水溶液。
柿果准备→清洗→除柄蒂→打浆→加入酒曲→初次发酵→调糖度→二次发酵→过滤→陈酿→澄清→精滤→成品。
4.2.1 柿果准备
选择完全成熟变软的甜型新鲜柿果(不用脱涩),剔除已经受损伤的坏柿果。用干净的水洗去附着的灰尘等污物。
4.2.2 除柄蒂,称量柿果
将洗净晾干的柿子,逐个摘除果蒂,放入大烧杯中,剥掉外层的果皮,捣烂。部分柿子内部有果核,要剔除所有的果核,便于后面打浆。用天平称量处理好的柿果质量,记录。
4.2.3 计算酒曲用量,打浆,测糖度
按照柿果的质量,计算需要高活性干酵母的用量。一般用柿果质量的0.1%。1 L 的发酵罐需要普通的柿果2~3 个,例如,柿果除去果蒂和果核后质量为900 g,则需要称量高活性干酵母0.9 g。
果实除柄蒂去核后,用打浆机将果实打成柿果浆。用糖度计测量柿果浆的糖度,记录数据为b。
4.2.4 入发酵罐,活化干酵母
在1 L 的玻璃发酵罐里倒入柿果浆,数量不要超过发酵容器的4/5,以免在发酵旺盛时果汁溢出来。打开发酵管或用纱布封口,使容器内发酵产生的二氧化碳可以散发出去,而外边的杂菌及空气又不能进入。
用提前配好的5%蔗糖水溶液,按照酵母∶水=1∶20 的质量比加入高活性干酵母,搅拌,静置,保持温度为38℃,活化30 min。
4.2.5 主发酵
将活化好的高活性干酵母溶液加入发酵罐中,用玻璃棒搅拌均匀,保持温度在25~28℃,进行主发酵,连续发酵7 d。其间每天观察发酵情况,摇罐两次,测定温度和糖度一次,以检查发酵是否正常。
一般在2 d 后开始明显发酵,物料出现分层现象,上层为固体,下层为液体,能闻见酒味,随着发酵的进行,液相的量会增多,摇匀有助于酒曲和物料的充分接触,增加发酵效率。
4.2.6 加糖
果浆完全发酵后,酒度较低,不能达到果酒安全保存的最低要求13 度。为了使原酒的酒度不低于13度,人们需要加入蔗糖以增加酒度。加糖的质量按式(3)计算:
式中,T为应加入的白糖质量占柿果质量的比重,%;a为要求得到的酒精度数;b为发酵液在加糖前的糖度[2]。如果测得柿果的原始糖度为10 度,即b=10,要求原酒度数不低于13 度,即a=13,可以计算得出加入的糖液浓度为12.1 度,即T=12.1。按照试验中称了900 g 柿果计算,需要加入蔗糖900 g× 12.1%=108.9 g。
称取计算所需的蔗糖,按照4 h 一次分数次加入发酵罐中。每次加完后,半封口,继续发酵。当测得糖度为1 度,闻见酒味很浓时,结束主发酵,进行下一步操作。
发酵期间,维持环境温度在22~28℃。
4.2.7 过滤,后发酵
主发酵不再进行时,将酒液过滤,除去固体残渣。用干净的双层消毒纱布包裹物料过滤,弃去残渣,保留滤液进行下一步操作。发酵完全时,液体和固体容易控干分离,得到的酒液产量较多。
滤液中仍然含有少量残糖,需要继续发酵。将滤液转入密闭(瓶盖完全密封)的发酵罐中,控制温度在15~20℃,进行后发酵15~25 d。直到测得糖度为0.1 左右,表明后发酵完成。
4.2.8 陈酿和澄清
陈酿与澄清同时进行。陈酿使果酒经过密闭储存,酒味醇和、细腻芳香;澄清可使酒液澄清稳定。陈酿期间,酒中二氧化碳逐渐放出,残存酵母的异味减少,缓慢的酯化反应产生香味。
4.2.9 精滤,测酒度,最后装瓶
果酒陈酿结束,再一次通过双层纱布过滤,得到澄清透明的成品酒液。利用酒精计测定酒度,换算成20 度时的酒精度数,记录。
利用洗涤干净的玻璃瓶盛装成品酒,装瓶后密封,在60~70℃下杀菌10 min,保存。
以当地丰富的柿子为原料,学生亲自动手完成酿造果酒试验过程,生产的果酒酒精度数低,男女老幼均可饮用;充分汲取了柿子中的纯天然营养物质,是有利于人类健康的保健饮品;充分利用了还未深度开发的地方水果资源,节约了人类赖以生存的小麦、大米等粮食,意义重大。本试验调动了学生学习化学课程的兴趣,激发了他们的创新欲望。几年的实践教学证明,该试验效果良好,值得推广。
值得注意的是,试验时间安排在柿子刚好成熟的10月份开始为宜;酿造柿子酒,周期比较长,一般需要4 周的时间,首次发酵统一在实验室进行,用时2 课时,以后的试验步骤由学生利用课余时间进行观察和记录,不再占用教学课时;学校统一供暖后,可让学生将发酵罐置于暖气片上实现保持发酵所需的恒温的目的。