馬榮山,邢艷芳,王 清
(沈陽農(nóng)業(yè)大學食品學院,遼寧沈陽110866)
雪蓮果發(fā)酵酒的防褐變技術研究
馬榮山,邢艷芳*,王 清
(沈陽農(nóng)業(yè)大學食品學院,遼寧沈陽110866)
在不影響雪蓮果果酒發(fā)酵過程和品質(zhì)的前提下,通過添加抗壞血酸、檸檬酸、蜂蜜、菠蘿汁等抗褐變劑來解決雪蓮果果酒生產(chǎn)中的褐變問題,得到營養(yǎng)成分損失少、風味佳、色澤鮮亮的雪蓮果果酒。結(jié)果表明,抑制雪蓮果褐變程度的先后順序為檸檬酸>抗壞血酸>菠蘿汁雪蓮混合比,蜂蜜在雪蓮果酒陳釀期會產(chǎn)生深色物質(zhì),不適宜作為雪蓮果果酒的抗褐變劑。影響感官的順序分別為菠蘿汁雪蓮混合比>抗壞血酸>檸檬酸,最后得出抑制雪蓮果酒褐變的最佳組合為抗壞血酸的添加量1.00%,檸檬酸的添加量0.75%,菠蘿雪蓮混合比為1∶4。
雪蓮果,果酒,褐變,抗褐變劑
雪蓮果、菠蘿 市售,新鮮、無霉變、無病蟲害,購于沈陽東貿(mào)庫;飴糖 沈陽科新食品添加劑有限公司;蜂蜜 洋槐蜜,購于沈陽農(nóng)業(yè)大學;抗壞血酸、檸檬酸 食用級;葡萄酒高活性干酵母 安琪;酒石酸鉀、偏重亞硫酸鈉 國產(chǎn)分析純。
PHS-25C型精密 pH計 上海理達儀器廠; 722E型可見分光光度計 上海光譜儀器有限公司; SCR20BC型離心機 株式會社日立制作社(日本); HG303型電熱恒溫培養(yǎng)箱 南京實驗儀器廠; DK-S26型恒溫水浴鍋 上海精宏實驗設備有限公司;HX202T電子天平 慈溪市天東衡器廠;三支組0~100%uoe酒精比重計 河北省滄縣杜生熱工儀表廠;RE 52-99旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠;家用多功能VA-900榨汁機 廣東省中山市阜沙鎮(zhèn)威利電器制品廠;10609CHO手持折光儀。
1.2.1 褐變度的測定 褐變反應產(chǎn)生的有色物質(zhì)在420nm下有吸收峰[14],因此可用分光光度法測量褐變程度。以蒸餾水為參比,在420nm下測定吸光值來表示褐變度,吸光值越大,表明褐變越嚴重。
取適量樣液8000r/min離心10min,將上清液稀釋15倍,在420nm下測定吸光值,每個試樣3個重復,取平均值。
1.2.2 指標測定 酒精度測定:蒸餾法[15];表觀糖度測定:手持折光儀法。
1.2.3 工藝流程 雪蓮果→清洗、去皮→護色處理→榨汁→分離過濾→糖度調(diào)整→pH調(diào)整→巴氏殺菌→主發(fā)酵→分離酒腳→后發(fā)酵→分離酒腳→陳釀→澄清→灌裝→殺菌→冷卻→雪蓮果酒成品[16]
1.2.4 操作要點
1.2.4.1 護色(添加防褐變劑) 將抗褐變劑溶于一定量的水中,配成溶液,倒入切成小塊的雪蓮果里,然后一起榨汁。加水量與純果汁比例約為1∶3,雪蓮果出汁率約為68%左右。出汁率=果汁體積(mL)/鮮果重(g)。
1.2.4.2 雪蓮果果汁成分調(diào)整 雪蓮果果實的含糖量為13%左右,原果汁pH約為6.2,自身發(fā)酵的酒精度低,為保證發(fā)酵后成品中保持一定的糖度和酒精度,發(fā)酵初期用飴糖調(diào)整糖度至18%,用飽和酒石酸鉀溶液將pH調(diào)整在4.5~5.0之間,加入0.03%的偏重亞硫酸鈉以抑制雜菌生長。
1.2.4.3 控溫發(fā)酵 將活性干酵母按1∶15的比例溶于38℃溫水中活化30min,以0.5%的比例接入到果汁中,攪拌均勻,26℃密閉發(fā)酵10d。
1.2.5 抑制褐變單因素實驗
1.2.5.1 抗壞血酸(VC)抑制褐變實驗 選取抗壞血酸的添加量為0、0.25%、0.5%、0.75%、1%、1.25%。發(fā)酵條件為初糖18%,pH 4.5~5.0,在26℃下密閉發(fā)酵10d,對此進行研究,測定抗壞血酸的不同添加量對雪蓮果酒的影響。
1.2.5.2 檸檬酸抑制褐變實驗 選取檸檬酸的添加量梯度為0、0.25%、0.5%、0.75%、1%、1.25%。發(fā)酵條件為初糖18%,pH 4.5~5.0,在26℃下發(fā)酵10d,對此進行研究,測定檸檬酸的不同添加量對雪蓮果酒的影響。
1.2.5.3 蜂蜜抑制褐變實驗 蜂蜜作為防褐變劑選取的添加量為0、3%、6%、9%、12%、15%、18%。發(fā)酵條件為初糖18%,pH 4.5~5.0,在26℃下發(fā)酵10d,對此進行研究,測定蜂蜜的不同添加量對雪蓮果酒的影響。
1.2.5.4 菠蘿抑制褐變實驗 將菠蘿和雪蓮果按一定比例混合榨汁,這樣在榨汁處理中防止了雪蓮果褐變,進而發(fā)酵得到色澤透亮營養(yǎng)豐富的復合果酒。選取的菠蘿雪蓮果混合比有1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6,發(fā)酵條件為初糖18%,pH 4.5~5.0,在26℃下發(fā)酵10d,對此進行研究,測定不同混合比對雪蓮果果酒的影響。
1.2.6 正交實驗 正交實驗的因素水平設計表見表1。
表1 雪蓮果果酒褐變正交實驗L9(33)因素水平表Table 1 Factors and levels of L9(33)orthogonal test on browning of Yacon fruit wine
為了對比不同的抗褐變劑對雪蓮果酶促褐變抑制的效果,在雪蓮果新鮮果汁中加入四種抗褐變劑,通過吸光值來初步確定抑制效果,以不加任何褐變抑制劑處理的作為對照(CK),結(jié)果見表2。
表2 不同抑制劑對雪蓮果果汁褐變的抑制效果Table 2 The inhibition of different inhibitors to browning of Yacon juice
對比CK組與其它加入褐變抑制劑組的A0發(fā)現(xiàn),吸光值都明顯變小,且在室溫放置24h之后吸光值基本不變,這就說明四種褐變抑制劑都可以有效抑制雪蓮果的酶促褐變。雖然加入檸檬酸后的A0最小,但從實驗現(xiàn)象上來觀察,加入VC后果實褐變的邊緣立即變成黃色而且榨的汁也是明亮的乳黃色,加入檸檬的效果沒有VC的顯著。由于雪蓮果在切開后馬上發(fā)生褐變,為了使所測定的吸光值不至于過大或過小,減小實驗誤差,單因素實驗(抗壞血酸除外)都是在添加相同量VC的基礎上進行的。
抗壞血酸是常用的抑制酶褐變的試劑,它將氧化的醌類還原為酚類物質(zhì),阻止醌類物質(zhì)進一步自發(fā)聚合形成色素物質(zhì)[17-18]。首先實驗研究不同添加量下VC對雪蓮果果酒的褐變抑制作用及影響,得出一個合適的VC添加量,結(jié)果見表3。
由A0和A可知,VC的添加可以有效抑制雪蓮果果酒中的褐變,從殘?zhí)呛途凭瓤剂堪l(fā)現(xiàn)它不會影響果酒的發(fā)酵,在小于1.25%的添加量下對酒的口感和風味沒有影響。隨著添加量增大,吸光值逐漸減小,從表3中可以看出,1%的添加量可以有效抑制雪蓮果的褐變,得到的果酒色澤鮮亮口感醇香。為了避免VC的抑制作用掩蓋其他抑制劑的效果,選取0.5%為研究其他褐變抑制劑的統(tǒng)一基準添加量。
2.3.1 檸檬酸抑制褐變效果 在添加0.5%VC的基礎上,不同添加量的檸檬酸對褐變的抑制作用結(jié)果見表4。
表3 抗壞血酸對雪蓮果果酒的褐變抑制效果Table 3 The effect of ascorbic acid for inhibition of browning in Yacon Fruit wine
表4 檸檬酸對雪蓮果果酒的褐變抑制效果Table 4 The effect of citric acid for inhibition of browning in Yacon Fruit wine
表5 蜂蜜對雪蓮果果酒的褐變抑制效果Table 5 The effect of bee honey for inhibition of browning in Yacon Fruit wine
從表4中看出,A0是隨著檸檬酸添加量的增加而減小,即隨著濃度的增大抑制作用逐漸增強。這是由于pH太高,導致非酶褐變加劇,但隨著檸檬酸濃度增大,pH降低,酚酶PPO活性下降,對褐變起到了一定的抑制作用[20]。由殘?zhí)呛途凭鹊弥?,檸檬酸的加入對發(fā)酵不會產(chǎn)生影響,并且對風味口感也沒有負面影響。
2.3.2 蜂蜜抑制褐變效果 蜂蜜能抑制白葡萄和鮮切果實的PPO活性和褐變,其有效成分是一個分子量為0.6ku的多肽,這個多肽能抑制 PPO活性[21]。也有研究認為蜂蜜中含有如生育酚、抗壞血酸、類黃酮、酚類物質(zhì)及一些酶等抗氧化成分而抑制褐變。另外,蜂蜜還能增強亞硫酸和抗壞血酸對褐變的抑制效果[22]。蜂蜜抑制褐變的結(jié)果見表5。
從表5中殘?zhí)呛途凭瓤傻贸龇涿鄄粫绊懝频陌l(fā)酵,并且可以給雪蓮果果酒增加特殊的風味。但從A0值看,蜂蜜的抑制褐變效果不是很顯著,當添加量達到15%以上時,也許由于蜂蜜本身有顏色,或者蜂蜜里面含有在420nm處有吸收峰的物質(zhì),吸光值開始隨著添加量增加而增加。由于蜂蜜成分也很復雜,另外陳釀期會發(fā)生許多復雜的反應,發(fā)現(xiàn)加入蜂蜜的雪蓮果果酒在陳釀期顏色加深,與預期的效果不符。通過實驗得出,蜂蜜在雪蓮果果酒生產(chǎn)中所起到的風味改善作用大于抑制褐變的作用,不建議蜂蜜作為褐變抑制劑添加,在風味改善上的合適添加量有待進一步的研究。
2.3.3 菠蘿抑制褐變效果 菠蘿果汁可以作為酶褐變的抑制劑[23],其機理可能是各種因素綜合作用的結(jié)果;抗壞血酸、有機酸、酚類物質(zhì)、氨基酸(尤其是巰基氨基酸)等各種成分都有可能參與了抑制褐變的過程,其真正的機理還需要進一步的研究。將菠蘿與雪蓮果按一定比例混合、榨汁、發(fā)酵,結(jié)果見表6。
A0在添加菠蘿汁之后變小,并且隨著發(fā)酵的進行幾乎不改變,這就說明菠蘿汁對雪蓮果的褐變抑制也是有效的。菠蘿的加入對雪蓮果酒的風味有極大的改善,可以得到具有濃郁的混合果香,酒香濃郁,口味柔和,色澤亮黃的雪蓮果菠蘿復合果酒。所以在雪蓮果酒生產(chǎn)中可以與菠蘿一起復合發(fā)酵,這樣既可以護色也可以加入菠蘿的果香味,但復合發(fā)酵條件有待進一步研究。
根據(jù)單因素褐變抑制實驗結(jié)果采用3因素3水平進行正交實驗,以吸光度值和感官為指標確定最佳護色條件。因素水平見表1,正交實驗結(jié)果見表7。通過表7得出,抑制褐變的順序為檸檬酸(B)>抗壞血酸(A)>菠蘿汁雪蓮混合比(C);而影響感官評價的順序為菠蘿汁雪蓮混合比(C)>抗壞血酸(A)>檸檬酸(B)。最優(yōu)組合為A3B2C2,即抗壞血酸的添加量為1.00%,檸檬酸的添加量為0.75%,菠蘿雪蓮果混合比為1∶4。
表6 菠蘿汁對雪蓮果果酒的褐變抑制效果Table 6 The effect of pineapple juice for inhibition of browning in Yacon Fruit wine
表7 雪蓮果果酒褐變正交實驗結(jié)果Table 7 Results of orthogonal test on browning of Yacon fruit wine
通過實驗確定了褐變抑制劑的種類和添加量的最佳水平,但得到的最優(yōu)組合不在正交實驗中,對這一組合方式進行驗證。實驗得出,采用最優(yōu)組合發(fā)酵得到的雪蓮果果酒酒精度為9%vol±0.2%vol,殘?zhí)菫?%±0.5%,吸光值為0.0293±0.002且發(fā)酵后變化為±0.005,感官評分95分。得到的復合果酒色澤金黃透亮,無雜質(zhì),具有濃郁的菠蘿雪蓮果混合果香,酒香濃郁,口味柔和。褐變度低,感官效果較好,明顯優(yōu)于其它處理組。
通過研究得出,加入蜂蜜會使果酒在陳釀期產(chǎn)生深色物質(zhì),嚴重影響果酒的色澤,蜂蜜不適合作為褐變抑制劑加入雪蓮果果酒中。在另外3種抗褐變劑中,檸檬酸抑制褐變作用最強,VC次之,菠蘿汁雪蓮混合比最弱;VC、檸檬酸、菠蘿汁同時添加,護色效果更為明顯。對口感影響順序為菠蘿汁雪蓮混合比>抗壞血酸>檸檬酸。正交得出VC、檸檬酸、菠蘿雪蓮果混合比分別為1.00%、0.75%、1∶4時褐變抑制效果最好,吸光值為0.0293±0.002且發(fā)酵后變化為±0.005,感官評分95分?;旌瞎粕珴山瘘S透亮,無雜質(zhì),具有濃郁的雪蓮果菠蘿混合果香,酒香濃郁,口味柔和。
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Study on avoiding browning characteristics of Yacon fruit wine
MA Rong-shan,XING Yan-fang,WANG Qing
(College of Food Science,Shenyang Agricultural Univemity,Shenyang 110866,China)
In order to get more nutritious,better flavor,more bright Yacon(Smallanthus sonchifolius)fruit wine,we added browning inhibition,such as ascorbic acid(VC),citric acid,bee honey,pineapple juice to improve browning situation of the wine production,but with affecting wine fermentation and final quality as the prerequisite.It was showed that the order of the effect of browning inhibition was citric acid,ascorbic acid(VC),pineapple juice to Yacon ratio.Bee honey would produce dark substance in aging period,so it was not suitable for anti-brown additives of Yacon fruit wine.And the order of the effect of sensory evaluation was pineapple juice to Yacoh ratio,ascorbic acid(VC),citric acid.The best conditions for inhibiting Yacon fruit wine browning was 1.00%VC,0.75% citric acid,1∶4 pineapple mix.
Yacon(Smallanthus sonchifolius);fruit wine;browning;anti-brown additives
TS262.7
B
1002-0306(2012)08-0318-05
雪蓮果(Yacon,Smallanthus sonchifolius)又稱雪蓮薯、亞龍果、亞貢,為菊科多年生草本植物,原產(chǎn)于秘魯南部和玻利維亞西部的安第斯高原[1],雪蓮果果實中含有大量的果寡糖,是所有植物中果寡糖含量最高的,幾乎不含淀粉;此外,還含有人體必需的20種氨基酸、大量的水溶性纖維及豐富的鈣、鋅、鐵、硒、鎂、鉀等微量元素,所以雪蓮果能有效降低高血脂,控制膽固醇和糖尿病,促進人體新陳代謝,調(diào)理胃腸道,清火排毒,防治面皰暗瘡,提高人體免疫力,且屬于低熱量食品[2]。雪蓮果營養(yǎng)價值高,果實無核,易破碎、打漿,出汁率高,香味獨特,原料豐富,適宜釀制果酒。在雪蓮果加工的過程中,去皮、切片裸露后很容易發(fā)生氧化反應而產(chǎn)生褐變,這種褐變是由于多酚氧化酶氧化了具有兒茶酚類結(jié)構的酚類化合物,最后聚合成黑色物質(zhì)所致[3],因而使酒中生成了一系列復雜的成分,不僅影響了酒的顏色,而且對酒的風味也有一定程度的影響。酶褐變抑制劑硫的替代品中,檸檬酸、抗壞血酸、異抗壞血酸和氯化鈉使用最多[4-8]。在尋找天然的酶褐變抑制劑研究中,蜂蜜[9]、(無花果、木瓜、菠蘿)蛋白酶[10-12]等對蘋果、葡萄汁和馬鈴薯的酶褐變具有明顯的抑制效果。Lozano-de-Gonzalez等[13]發(fā)現(xiàn)菠蘿果汁在抑制新鮮的或脫水的蘋果片褐變中具有與硫處理同樣的效果。本文在不影響果酒的口感和風味的前提上,研究了VC、檸檬酸、蜂蜜及菠蘿等混合溶液護色劑對雪蓮果果漿的護色效果,以期為雪蓮果加工生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)果酒提供理論與參考依據(jù)。
2011-07-08 *通訊聯(lián)系人
馬榮山(196l-),男,學士,副教授,主要從事食品發(fā)酵、生物技術、白酒、飲料及食品添加劑等方面的研究工作。