李 梅,白志鵬,安榮艷,王小峰,馬淑賢
(恒生西夏王酒業(yè)有限公司,寧夏銀川 750104)
歐李是高檔雜果,集營養(yǎng)、保健、生態(tài)于一體的多功能水果。每百克歐李鮮果含鈣79.09 mg,為水果之冠,而蘋果只有9 mg,果實(shí)中還含有17種氨基酸,總量高達(dá)(338.3~451.7) mg/100 g,特別是維生素C、維生素B2和維生素E 的含量以及鉀、磷、鐵、鋅、硒的含量均高于常見水果,是兒童、中老年人補(bǔ)鈣的高級保健水果[1]。歐李酒保留了歐李的營養(yǎng)成分,在維持人體健康和調(diào)節(jié)身體機(jī)能等方面有重要作用。但在釀造過程中,由于成熟歐李果膠酯酸含量較高,按照現(xiàn)有工藝路線,其中羧基甲酯在果膠酶的作用下會進(jìn)一步降解生成甲醇[2]。釀造的歐李酒甲醇含量經(jīng)檢測歐李原酒為620 mg·L-1、歐李成品酒為500 mg·L-1。甲醇是水果酒和水果蒸餾酒中不可避免的有毒副產(chǎn)物,含量過高會對人體健康造成傷害,而且隨著國家對《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 發(fā)酵酒及其配制酒》(GB 2758—2012)標(biāo)準(zhǔn)的完善,對食品安全要求更為嚴(yán)格,為確保產(chǎn)品安全質(zhì)量,改進(jìn)優(yōu)化歐李酒釀造工藝,控制并降低歐李酒中甲醇含量顯得更為重要[3-5]。
本實(shí)驗(yàn)通過采用不同成熟度的原料、調(diào)整料水比例、不同澄清度處理、不同發(fā)酵溫度控制、使用不同品種果膠酶和不同添加量進(jìn)行實(shí)驗(yàn),對比分析影響歐李果酒中甲醇含量的因素,從而改進(jìn)優(yōu)化歐李酒釀造工藝,減少歐李果酒原酒中甲醇含量,使歐李酒中甲醇含量<400 mg·L-1,符合國家標(biāo)準(zhǔn)。
寧夏農(nóng)墾玉泉營國營農(nóng)場種植的農(nóng)大4 號歐李;酵母CY3079;通用果膠酶(意大利愛賽克公司)-果膠酶1#、特效果膠酶(德國AB)-果膠酶2#;膨潤土;酵母營養(yǎng)劑THIAZOTE;白砂糖。
甲醇、乙醇、正丙醇、異丁醇、異戊醇和乙酸異丁酯,均為色譜純;硫酸銨、磷酸二氫鉀、酒石酸鉀鈉、硫酸銅、氫氧化鈉、硫酸、硫代硫酸鈉和咔唑試劑等,均為分析純。
家用榨汁機(jī)、小型壓榨機(jī)、臺秤、分析天平、20 L 廣口瓶發(fā)酵罐、安捷倫7820A 氣相色譜儀、比重計(jì)、溫度計(jì)、酒精計(jì)和量筒等。
(1)歐李果酒制作工藝流程如圖1所示。
圖1 工藝流程圖
(2)操作要點(diǎn)。①原料稱重。②清洗去核。③破碎:破碎后,按添加量1 mL·L-1添加濃度為6%的亞硫酸溶液,加水浸提。④酶解、分離:檢測糖、酸、pH 值、游離SO2、總SO2。⑤糖度調(diào)整:以酒精度10.0%vol 計(jì),按照17.5 g·L-1轉(zhuǎn)化1%vol 酒度計(jì)算加糖量,發(fā)酵啟動(dòng)后,一次性加入[6]。⑥接種酵母:酵母CY3079,接種量0.2 g·L-1(用10 倍35~40 ℃的熱水活化30~40 min,接種時(shí)酵母液與接種罐汁液溫差≤10 ℃)。⑦控溫發(fā)酵:發(fā)酵旺盛期溫度分別控制在18~20 ℃、22~24 ℃、26~28 ℃、30~32 ℃和34~36 ℃,每2 h 監(jiān)測一次溫度,每4 h 檢測一次比重[7]。當(dāng)比重下降至1 030~1 040 kg·m-3時(shí),添加酵母營養(yǎng)劑THIAZOTE 0.15~0.20 g·L-1。⑧發(fā)酵結(jié)束分離:當(dāng)比重降至992~1 000 kg·m-3時(shí),分析殘?zhí)牵瑲執(zhí)牵?0 g·L-1,且連續(xù)2 d 不再降低時(shí),分離酒液至干凈的容器中。
(1)料水比。分3 個(gè)梯度,使純凈水占原料比重分別為20%、30%、40%。
(2)原料成熟度。分別取歐李原料成熟度達(dá)6~7分(含糖量120~150 g·L-1)為一個(gè)實(shí)驗(yàn)標(biāo)本,成熟度達(dá)7~8 分(含糖量150~180 g·L-1)為一個(gè)實(shí)驗(yàn)標(biāo)本。
(3)澄清處理。發(fā)酵過程中,對同一果汁添加膨潤土進(jìn)行澄清處理和不添加膨潤土的對照實(shí)驗(yàn)。
(4)發(fā)酵溫度。同時(shí)對5 個(gè)歐李發(fā)酵實(shí)驗(yàn)進(jìn)行溫度控制,最高發(fā)酵溫度分別控制在20℃、24℃、28℃、32℃和36℃[5]。
(5)果膠酶。1#果膠酶卡勒,添加量為0.030 g·L-1;2#果膠酶RF,添加量為0.030 g·L-1、0.045 g·L-1、0.600 g·L-1。
比重測定:比重計(jì)法;酒精度測定:酒精計(jì)法;總糖和還原糖測定:直接滴定法;總酸測定:直接滴定法;總酯測定:皂化法;甲醇和高級醇含量測定:氣相色譜法;果膠酶活力測定:酸堿滴定法;果膠酶活力測定:分光光度計(jì)法[8]。
分別從歐李原料不同成熟度的篩選、原料的加水量、果膠酶類型及添加量、對發(fā)酵條件的控制等因素,分析發(fā)酵結(jié)束后的歐李原酒中甲醇的含量。
歐李原料成熟度達(dá)6~7 分(含糖量120~150 g·L-1)的歐李原料,發(fā)酵后果酒甲醇含量為0.62 g·L-1;成熟度達(dá)7~8 分( 含糖量150~180 g·L-1)的歐李原料,發(fā)酵后果酒甲醇含量為0.55 g·L-1。成熟度比較高的原料比成熟度低的原料,發(fā)酵后果酒甲醇含量低11.3%。這說明農(nóng)大4 號歐李在成熟度越高的情況下發(fā)酵出的歐李果酒中甲醇的含量會越低一些。
由表1不同加水量發(fā)酵實(shí)驗(yàn)的對比表可以看出,加水量越大的發(fā)酵歐李原酒,在發(fā)酵結(jié)束后原酒中甲醇含量越低。
表1 不同加水量發(fā)酵歐李原酒甲醇含量表
發(fā)酵過程中,對果汁添加膨潤土進(jìn)行澄清處理前檢測甲醇含量為0.41 g·L-1,添加膨潤土進(jìn)行澄清處理,發(fā)酵結(jié)束后檢測甲醇含量為0.42 g·L-1??梢姡跉W李酒發(fā)酵過程中添加膨潤土進(jìn)行澄清處理后,對發(fā)酵結(jié)束后的歐李原酒中的甲醇含量影響不大。
對歐李發(fā)酵實(shí)驗(yàn)進(jìn)行5 個(gè)發(fā)酵最高溫度控制,不同發(fā)酵最高溫度控制下,甲醇生成量如表2所示。
表2 不同發(fā)酵溫度控制發(fā)酵歐李原酒甲醇含量表
由表2可以看出,隨著發(fā)酵溫度升高,甲醇生成量逐漸增多,當(dāng)發(fā)酵溫度高于28 ℃時(shí),甲醇生成量明顯增加,比發(fā)酵溫度最高20 ℃時(shí)甲醇生成量高出164 mg·L-1。低溫發(fā)酵溫度在20 ℃、24 ℃時(shí),甲醇含量相差僅18 mg·L-1,較低并較為穩(wěn)定。在發(fā)酵溫度至32 ℃、36 ℃時(shí),甲醇含量都在350 mg·L-1上下,甲醇含量變化并不明顯。
選用果酒發(fā)酵的通用果膠酶和特效果膠酶進(jìn)行果漿酶解[9],發(fā)酵結(jié)束后原酒甲醇含量檢測結(jié)果如表3所示。
表3 不同果膠酶及不同添加量發(fā)酵歐李原酒甲醇含量表
由表3發(fā)酵結(jié)束后原酒甲醇含量檢測結(jié)果可看出,在對歐李原漿添加不同品種果膠酶量同為0.030 g·L-1時(shí),使用特效果膠酶RF(果膠酶2#)進(jìn)行果漿酶解,發(fā)酵結(jié)束后原酒甲醇含量要比使用普通果膠酶卡勒(果膠酶1#)低0.34 g·L-1。選用特效果膠酶(果膠酶2#),添加量分別加大到0.045 g·L-1、0.060 g·L-1時(shí),歐李酒發(fā)酵結(jié)束后的甲醇含量會更低,分別為0.08 g·L-1、0.07 g·L-1。
本研究以寧夏農(nóng)墾玉泉營國營農(nóng)場種植的農(nóng)大4 號歐李為實(shí)驗(yàn)原料,采用液態(tài)發(fā)酵方法生產(chǎn)歐李酒,通過采用不同成熟度的原料、調(diào)整料水比例、不同澄清度處理、不同發(fā)酵溫度及使用不同品種果膠酶進(jìn)行實(shí)驗(yàn),對比發(fā)酵結(jié)束后酒液中甲醇的含量。結(jié)果表明,成熟度比較高的原料比成熟度低的原料發(fā)酵后果酒甲醇含量低,選擇并及時(shí)采收成熟度好并且健康的歐李原料發(fā)酵可降低歐李原酒中的甲醇含量;不同加水量對甲醇含量影響不大,可以根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)選擇加水量,適當(dāng)調(diào)節(jié)甲醇含量;在發(fā)酵的過程中,對發(fā)酵果汁做澄清處理,不能有效阻礙甲醇含量增長;在歐李酒發(fā)酵過程中,低溫發(fā)酵可降低甲醇含量,但溫度越低,酵母的生長繁殖、自身代謝越慢,影響乙醇的生成,但發(fā)酵溫度過高,會導(dǎo)致發(fā)酵液氧化加速、香氣損失加劇,代謝副產(chǎn)物特別是甲醇等有害物質(zhì)增多,因此發(fā)酵溫度控制在24 ℃左右較為合適。特效果膠酶RF 是一款特殊的“零甲醇”果膠裂解酶,對于高果膠含量水果,通過獨(dú)有的甲酯化苯環(huán)同步切分方式規(guī)避甲酯化,切斷甲醇產(chǎn)出途徑,避免產(chǎn)生過多的甲醇。實(shí)驗(yàn)表明使用特效果膠酶RF 進(jìn)行歐李果酒發(fā)酵,甲醇含量降低明顯,同時(shí)特效果膠酶RF 添加量在0.045 g·L-1后,隨著果膠酶添加量增加,甲醇含量降低不明顯。