枇杷果酒研究进展

2023-07-29 09:05:47刘金郭洁平姚晓云岳希洁江敏
食品工业 2023年5期
关键词:降酸苹果酸果酒

刘金,郭洁平,姚晓云,岳希洁,江敏

益阳职业技术学院 现代农业学院(益阳 413055)

枇杷果酒是一款以新鲜枇杷为原料,经多重工艺酿造的饮料酒。枇杷酒中含有较丰富的多酚、黄酮、单宁和维生素C等成分,具有良好抗氧化活性和清除羟自由基能力[1]。枇杷酒不仅保留了枇杷的特殊果香,还具有一定的保健作用,但是目前国内外对于枇杷酒发酵工艺、主要成分、风味物质等相关研究甚少。

1 发酵菌种

目前市面上仅有的发酵性枇杷果酒均采用自然发酵,所得产品酒精度及发酵度较低,工艺耗时数月,产量较低,产品口感不可控。发酵菌种发酵性能优劣直接影响枇杷果酒的产品质量,Mangas等[2]认为,用发酵性能好、繁殖能力较高以及抗二氧化硫能力强的酵母启动发酵,可以提高酒精发酵速率。在果酒的发酵菌种研究中,黄鹭强等[3]通过富集培养和划线分离,对两种枇杷果实表面酵母菌群分离并进行特征分析和分子鉴定,共分离出203株酵母,经初筛选出17类不同形态酵母,进行真菌核糖体RNA(rRNA)基因ITS(Internal Transcribed Spacer)序列测定及系统发育分析,确定9属13种酵母,为构建特色型枇杷酒自然发酵提供了研究基础。吴卓凡等[4]以枇杷果汁自然发酵液、果园土壤以及枇杷果皮为主要的酿酒酵母分离源,以产气能力、发酵能力强为指标筛选出最佳菌株GP-34,经18S rDNA测序鉴定为酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae,该菌株醇类、酯类、酸类、酚类与总挥发性物质均高于对照商业菌株D254,重要风味化学物的OAV全面高于D254,这为枇杷酒纯种发酵提供研究可能。

2 酿造工艺

2.1 发酵工艺

枇杷酒的发酵工艺与其他果酒并无太大差异,目前的研究主要集中在发酵菌种的选择、工艺参数优化等方面。刘红云等[5]以枇杷鲜果为原料,得出枇杷果酒发酵的最佳工艺条件:发酵温度15 ℃,起始糖浓度20 Brix,pH 3.6,酵母接种量0.4%,前期发酵时间6 d,所得果酒透明清亮、色泽淡黄、酒体醇香。佟尧等[6]采用雪梨和枇杷作为原材料,以酒精度、pH、总酸、透光率、还原糖和感官评价为指标,得出雪梨枇杷复合果酒主发酵的最佳工艺条件:雪梨枇杷体积比6∶4,发酵原浆初始pH 3.5,SO2添加量80 mg/L,酵母接种量0.4 g/L,在此条件下发酵5 d后,得到的果酒酒精度为9.51%vol,透光率达到91.5%,总酸为7.60 g/L,pH为3.56,还原糖为8.32 g/L。

2.2 降酸工艺

发酵制得的枇杷酒中苹果酸含量较高,导致口味酸涩、粗糙感较强,目前关于枇杷酒降酸工艺的研究中,以生物降酸法较为热门。生物降酸法是向果酒中加入乳酸菌、酵母菌、植物乳杆菌等微生物来降解有机酸以达到降酸目的方法[7]。

目前枇杷酒生物降酸方法分为苹果酸-乳酸发酵和苹果酸-酒精发酵。苹果酸-乳酸发酵是将苹果酸转化为乳酸,达到降低酸涩感、增加酒体稳定性的目的。李维新等[8]研究发现酿酒酵母JP2具有较强的降酸能力,在发酵时将苹果酸转化为乳酸,生成少量的乙酸和琥珀酸,总酸下降16.60%,酿酒酵母JP2发酵的枇杷酒中总酯种类多达21种,总相对含量高达88.20%。何志刚等[9]采用苹果酸-乳酸发酵,以菌体增长倍数和菌量级别为指标,研究发现植物乳杆菌中的R23综合能力最强,在18 ℃下菌量可达109CFU/mL,是优良的枇杷酒苹果酸乳酸发酵菌株。植物乳杆菌R23接入枇杷酒后,待缺乏生长繁殖的营养元素,同时受到SO2和酒精的抑制效应,细胞发生自溶,使MLE从细胞内释放出来,MLE浓度达到一定值时,与苹果酸直接接触并将其转化为L-乳酸和CO2,降酸速率随着接种量的增加而加快[10]。

苹果酸-酒精发酵是将苹果酸转化为酒精,能有效降酸、增加酒精度。黄鹭强等[11]利用裂殖酵母进行苹果酸-酒精发酵,克隆粟酒裂殖酵母的苹果酸通透酶(mae1),转化到产朊假丝酵母中高效表达,构建降酸酵母菌株CU-6,枇杷酒降酸优化工艺:初始SO2质量浓度50 mg/L,酒精度7.8%,残糖量4.3 g/L,在苹果酸质量浓度4.5 g/L,接种量1.5%,24 ℃下发酵5 d,该过程能有效降酸和增香,重组酵母菌株在枇杷酒中的降酸量可达到1.80±0.02 g/L。

2.3 护色工艺

枇杷果酒制作和陈酿过程中,会产生不同程度的类黑精色素,果酒的褐变程度主要取决于酚类物质的氧化程度。传统的果酒工艺中,常采用SO2来抑制果酒的各类褐变反应。张敏等[12]发现使麻山药酒液保持70~80 mg/kg游离SO2配合50 mg/L VC,可有效防止酒液陈酿、贮存期间的褐变。但以SO2为代表的亚硫酸盐具有毒性和致敏性,因此出于食品安全性的考虑,近年来研究者探索发现了一些同样具有防褐变效应的物质与工艺。例如:大孔吸附树脂处理荔枝酒能降低多酚含量,有效抑制荔枝酒的褐变[13];在荔枝汁中添加250 mg/L Optired酵母多糖,可显著延缓荔枝酒褐变进程[14];添加0.8%维生素C、0.5%柠檬酸、12%蜂蜜和0.06%壳聚糖时,可有效抑制紫薯酒的褐变现象[15]。壳聚糖能有效抑制自由基、减少乙醛和乙醛酸的形成,从而抑制果酒的氧化褐变,并降低酒液酸度,但是壳聚糖的吸附作用会造成果酒中原有的色素下沉,使果酒色度下降,色泽变淡[16]。还有一些研究者试图从生物学角度探索延缓果酒褐变的技术。杨华[17]利用生物方法达到抑制果酒褐变的效果,筛选出一株高产GSH(谷胱甘肽)的苹果酒酵母,结果表明,GSH抑制褐变效果优于维生素C和L-半胱氨酸,发酵液色度显著低于对照组。

2.4 澄清工艺

枇杷果酒在储藏过程中因胶体凝聚容易出现沉淀、产生浑浊、发生氧化变质,严重影响枇杷果酒的品质。目前常用的澄清方法可分为三种:自然澄清、机械澄清以及化学澄清。自然澄清耗时长、澄清效果不理想;机械澄清会使果酒色香味损失较大;化学澄清成本低廉,生产者接受度高,效果也相对较好[18-19]。姚莉等[20]通过试验主要探讨了蛋清、蛋清粉、单宁、明胶等4种物质对枇杷果酒澄清的影响,共采用了6种处理方法,结果发现蛋清粉-明胶和单宁-明胶复配物的澄清效果较为理想,得到的枇杷酒成品颜色清亮透明,稳定性较好。李维新等[21]研究发现0.5 g/L的皂土可使枇杷果酒达到澄清稳定的效果,且对果酒的品质和色泽的影响不大;单宁-明胶法的澄清效果不明显。壳聚糖及其衍生物作为绿色阳离子澄清剂,能吸附果酒中的胶体微粒(蛋白质、果胶、单宁)并选择性螯合部分金属离子(Fe3+、Pb2+),有效提高果酒的澄清度并提升果酒口感,但是当添加量太大时,澄清效果反而变差,还会吸附枇杷果酒中干浸出物和色素,影响枇杷果酒的品质和外观[21-22]。

3 香气成分分析

香气是评判果酒品质的重要指标之一,果酒的香气主要源于水果本身特有香气、发酵过程中产生的香气和陈酿产生的香气[22]。枇杷果酒中的香气成分主要包括酯、醇、酸、烯、酮等,这些物质的含量、感觉阈值以及累加、协同、融合、抑制和掩盖等相互作用,使枇杷的香气千变万化。佟尧等[6]选用雪梨和枇杷制成的果酒中鉴定出了正己酸乙酯等挥发性成分。张丽萍等[23]采用顶空固相微萃取技术,结合气质联用对3种不同产地的解放钟干型枇杷酒的香气成分进行检测分析。结果表明,3种不同产地的解放钟干型枇杷酒均含有苯乙醇、异丁醇、丁二酸二乙酯、苯甲酸乙酯等,同时还含有少量的乳酸乙酯、苯乙酸乙酯、山梨酸等,不同产地枇杷酒香气成分的种类及相对含量存在一定的差异,香气成分的差异赋予了解放钟干型枇杷酒独特的风味及口感。

枇杷酒陈酿期间共检测出27种香气成分,其中相对含量较高的是1-壬醇、乙酸戊酯、辛酸乙酯、正己酸乙酯等8种成分[24]。乙酸戊酯是葡萄酒、油橄榄果渣酒中的特征香气成分,赋予果酒菠萝清香[25-26];1-壬醇稍有玫瑰和橙的愉快香气,曾在桑葚酒、桃红葡萄酒中被检出[27-28];正己酸乙酯具有香蕉芳香。在枇杷酒制作和陈酿的过程中,微生物菌群会影响这些挥发性芳香物质的生成,王锦涛[29]发现酵母含量越大越利于醇类物质的富集,酵母含量越低越利于酯类物质的产生;发酵低温有利于醇类物质的富集,发酵高温有利于酯类物质的产生;约氏不动杆菌是影响酸类物质生成的主要细菌;挥发性组分的多少与微生物群落结构的丰度显著性相关,酿酒酵母更有利于酯类和醇类的生成,70%酸类生成与酿酒酵母有关。

4 结语与展望

目前对枇杷果酒的研究主要集中于:发酵菌种的分离、纯化和鉴定以及选育;制作工艺的优化;香气成分分析。但枇杷果酒原料的多样化选择、发酵菌种的复合发酵机制、呈味物质动态变化以及呈香机制等方面还有待于进一步研究。从研究的覆盖性可以看出,枇杷果酒的研究地域主要集中于枇杷产地,从事枇杷果酒研究者相较葡萄酒、苹果酒等数量较少,研究性论文数量差距较大。

总之,枇杷果酒作为果酒中特殊香型的代表,在日常消费中越来越受到消费者重视,因此为解决枇杷短期量大,实现提高枇杷产业附加值、扩大枇杷产业链的目的,在枇杷果酒的研究中必须运用现代化的仪器设备,利用分子生物学、基因工程的技术手段和研究方法,提升枇杷果酒质量,做好枇杷果酒营养价值、产品开发、组成成分等相关研究分析,实现枇杷行业的发展与传承。

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