张四普,牛佳佳,鲁云风,唐存多,苗建银
(1.河南省农业科学院 园艺研究所,河南 郑州 450002;2.南阳师范学院 生命科学与农业工程学院,河南 南阳 451450;3.华南农业大学 食品学院/广东省功能食品活性物重点实验室,广东 广州 510642)
河南省是我国重要的梨生产地区,每年的优质果率在70%左右,另外30%左右的外果需要进行消化。梨酒加工是梨等外果加工增值的重要途径之一[1]。目前,国内学者在梨品种比较、菌株筛选和酿造工艺等方面开展了一些初步研究。王景涛等[2]以安琪酵母为发酵菌株,比较了河北省常见的8个梨品种包括五九香梨、雪花梨和鸭梨等梨酒的品质,并进行了感官评价。赵国群等[3]比较了R2、R-HST、EC1118等8株酿酒酵母对冰梨酒理化指标的影响,确定了酿酒酵母R2为酿制冰梨酒的适宜菌株。李丽梅等[4]以酵母RC212为发酵菌株,比较了鸭梨、雪花梨和黄冠梨等11个品种梨酒的酚类物质构成及其抗氧化能力。在梨酒酿造工艺包括初始糖含量、发酵温度和pH值等发酵条件的优化方面也开展了一些研究[5-8]。但由于梨品种较多,每个梨品种的果实品质受遗传特性和当地栽培环境的影响较大,有关河南省主栽梨品种“酥梨”和“晚秋黄梨”梨发酵梨酒方面的研究尚未见报道。
2019年分别在梨成熟期采收果实,10月上旬从河南省农业科学院第二基地采收“晚秋黄梨”的果实,9月下旬从宁陵县酥梨产区采收“酥梨”的果实。果实采收后立即送回河南省农业科学院园艺研究所贮藏加工实验室,清洗晾干后备用。
用螺旋杆榨汁机分别榨汁,梨汁添加白砂糖至可溶性固形物含量达到20%左右,根据梨汁的pH值,分别添加食品级柠檬酸,使pH值在4.0左右。用R2、FR(烟台帝伯仕有限公司)、DV10、EC1118、K1和QA23(法国lalvin)6种菌株分别进行发酵试验。把经过糖酸调整后的梨汁分装成18份,每种菌株重复试验3次,25 ℃条件下开展主发酵试验。主发酵结束后,在15 ℃温度下后发酵30 d之后进行各项生理指标测定。
1.2.1 可溶性固形物含量的测定 主发酵开始时,每隔24 h使用数显折光仪(PAL-1,日本ATAGO公司)测定1次各个处理的可溶性固形物含量,每次测定重复3次。
1.2.2 pH值的测定 在主发酵阶段,每隔24 h用pH计(梅特勒FE28)测定1次各个处理的pH值,每次测定重复3次。
1.2.3 梨酒外观品质的测定 透光度测定:后发酵结束后,取发酵上清液用分光光度计测定在680 nm波长下的透光率A680,蒸馏水作为空白对照。色差测定:采用美能达色差计(日本CR-400)测定。
1.2.4 梨酒内在品质指标的测定 后发酵结束后,梨酒总酸含量测定采用GB/T 15038─2006酸碱滴定法测定[9]。酒精度含量的测定采用重络酸钾比色法[8]。可溶性总糖和还原糖含量采用GB/T 15038─2006方法测定[9]。
1.2.5 感官质量的评定 参照GB/T 15038─2006的方法,按照标准的细则要求分别就梨酒的外观、香气、滋味、风味等进行综合评定,在给定分数内逐项打分后累计算出总分。再将所有参加打分的评酒员的分数累加,取其平均值,即为该酒的感官评定分数。梨酒评分标准和评分细则参照王景涛等[2]的方法。
试验数据用Excel 2010和DPS软件进行统计和方差分析。
“酥梨”和“晚秋黄梨”在主发酵开始前,可溶性固形物含量分别调整到20.3%和20.2%。由图1可知,在6种菌株主发酵过程中,可溶性固形物含量均呈逐渐下降趋势。
图1 6种不同菌株对“酥梨”和“晚秋黄梨”果酒主发酵阶段可溶性固形物变化的影响
不同菌株在主发酵前期,发酵速率有比较明显的差异:主发酵前3 d,FR和K1菌株的发酵速率最高,EC1118次之,而R2、DV10和QA23则相对较慢。主发酵6~8 d,可溶性固形物含量趋于稳定,主发酵阶段基本结束。
由表1可知,“酥梨”果汁和“晚秋黄梨”果汁pH值分别为5.12和4.71,加入食品级柠檬酸分别调至4.23和4.24。在主发酵过程中,6种菌株果酒pH值大致呈下降趋势,说明了发酵过程中有酸性物质产生。果酒pH值在发酵开始3~4 d后趋于稳定。
表1 6种不同菌株对“酥梨”和“晚秋黄梨”果酒主发酵pH值变化的影响
由表2可知,在6种菌株“酥梨”果酒中,以K1菌株透光度A680最高,为75.83%,表示果酒的透光度最好,FR、R2、EC1118和DV10次之,QA23最低,为43.07%,具体表现为:K1>FR>R2>EC1118>DV10>QA23。DV10和QA23果 酒 的L*值最高,EC1118、K1次之,而FR和R2最低,且除了R2与FR、DV10与QA23、FR与K1、EC1118与K1之间差异不显著外,其余各菌株之间的发酵果酒L*值存在显著差异,具体表现为:DV10>QA23>EC1118>K1>FR>R2。FR、DV10和EC1118果 酒的a*值较高,R2、QA23和K1的a*较低,具体表现为:FR>EC1118>DV10>R2>QA23>K1。K1果酒的b*值最高,R2和FR次之,EC1118、DV10和QA23的b*值较低,除FR与R2之间差异不显著外,其余菌株之间的b*值差异均达到显著水平,具体表现为:QA23<DV10<EC1118<R2<FR<K1。
表2 6种不同菌株对“酥梨”和“晚秋黄梨”果酒透光率和色差的影响
在6种菌株“晚秋黄梨”果酒中,以FR菌株的透光度A680最高,为71.03%,K1次之,QA23最低,为46.27%,具体表现为:FR>K1>R2>EC1118>DV10>QA23。EC1118和QA23果 酒 的L*值 较高,DV10、K1次之,而FR和R2最低,具体表现为:EC1118>QA23>DV10>K1>R2>FR。FR、DV10果酒的a*值较高,R2、QA23、EC1118和K1较低,具体表现为:FR>DV10>QA23=R2>EC1118>K1。K1、R2果酒的b*值较高,EC1118、FR和QA23次之,DV10最低,具体表现为:DV10<QA23<FR<EC1118<R2<K1。6种菌株对2个梨品种果酒外观的影响存在一定规律,如FR和K1这2个菌株果酒的A680值均比较高,而2个品种的QA23菌株果酒透光度A680均最低。
由表3可知,在6种菌株“酥梨”果酒中,QA23菌株的酒精度含量最高,为12.49%,EC1118菌株最低,为10.28%。QA23菌株发酵果酒的总酸含量最高,为10.01 g/L,FR菌株最低,为4.92 g/L。DV10和K1菌株发酵果酒的还原糖含量较高,分别为6.50 g/L和5.91 g/L,R2菌株较低,为5.62 g/L,而FR、EC1118和QA23菌株的最低。DV10菌株的总糖含量最高,为8.79 g/L,而FR和EC1118菌株的总糖含量较低,分别为5.82 g/L和6.54 g/L。
表3 不同菌株对“酥梨”和“晚秋黄梨”发酵后内在指标的影响
在6种菌株“晚秋黄梨”果酒中,QA23菌株的酒精度含量最高,为12.83%,R2菌株最低,为7.99%。DV10菌株发酵果酒的总酸含量最高,为9.75 g/L,K1菌株含量最低,为6.35 g/L。EC1118、K1菌株发酵果酒的还原糖含量较高,分别为8.70、8.21 g/L,DV10菌 株 较 低,为7.27 g/L,而FR和QA23菌株则最低。K1菌株总糖含量最高,为10.90 g/L,而QA23菌株总糖含量最低,为5.88 g/L。
理化分析结果仅为果酒的感官质量提供参考,果酒实际评价应针对视觉、嗅觉、味觉方面的刺激所形成的总体印象而判断。由表4可知,6种菌株“酥梨”果酒中,EC1118发酵梨酒综合评分最高,DV10和QA23菌株次之,R2、K1、FR这3个菌株综合评分较低。同样,6种菌种“晚秋黄梨”果酒中,QA23发酵梨酒综合评分最高,K1、R2菌株次之,DV10、EC1118、FR这3个菌株综合评分较低。
表4 不同菌株“酥梨”和“晚秋黄梨”果酒口感质量的评分比较
不同的发酵菌株对梨酒品质有着明显的影响,本试验结果与赵国群等[3]的研究结果相似。目前,梨酒专用酵母还比较少见,通过对葡萄专用酵母或者果酒通用酵母的比较筛选,可以快速应用于生产实践。不同梨品种果实品质,受遗传特性和栽培环境不同的影响,同一发酵菌株发酵梨果酒口感和风味有显著的差别。本研究中,“酥梨”果酒适宜的菌株分别为EC1118、DV10和QA23,而“晚秋黄梨”果酒适宜的菌株QA23、K1和R2,此类研究结果目前还未见报道。
除了一些其他梨品种果酒发酵菌株筛选的研究外,目前有关梨酒发酵条件的优化研究也比较多[5,7,10-13],但对梨酒功能的研究还比较少,梨汁中存在γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA),具有降血压、改善肝功能、调节激素分泌、改善睡眠等多种重要的生理功能。王维[12]使用高产GABA的酵母菌酿造梨酒,石洋华[13]在发酵早期添加适宜的谷氨酸盐,使梨酒中GABA的含量比较高。梨品种丰富,原料来源比较多,新型复合梨酒是未来的发展方向。同时混合菌株发酵梨酒的各项指标的常优于单菌发酵[14],这也是今后的研究方向之一。