全 文 :酿酒科技 2015年第12期(总第258期)·LIQUOR-MAKING SCIENCE & TECHNOLOGY 2015 No.12(Tol.258)
覆盆子红枣生态保健酒的研发
DOI:10.13746/j.njkj.2015261
基金项目:国家级大学生创新创业训练计划项目(教高思函[2013]8号);湖南省大学生研究性学习与创新性实验计划项目(湘教通[2012]402号)。
收稿日期:2015-06-12
作者简介:李新社(1965-),女,硕士,教授,主要从事应用微生物教学与研究工作。
优先数字出版时间:2015-08-06;地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20150806.1353.001.html。
李新社 1,何红梅 2,陆步诗 1,李 雄 1
(1.邵阳学院生物与化学工程系,湖南邵阳 422000; 2.长沙市蔬菜食品质量安全检测中心,湖南长沙 410001)
摘 要: 以覆盆子为主要原料,辅以红枣,经酒精发酵生产覆盆子红枣生态保健酒。采用单因素试验与正交试
验,以酒精含量为主要考察指标,对红枣添加量、酵母接种量、发酵温度、发酵时间等因素进行研究,结果表明,在红
枣添加量为20 %,酵母接种量为9 %,发酵温度为28℃条件下发酵7 d,产品酒精度达11.6 %vol,且感官指标理想。
关键词: 覆盆子; 红枣; 发酵; 保健酒
中图分类号:TS262.91;TS261.4 文献标识码:A 文章编号:1001-9286(2015)12-0074-04
Development of Raspberry-Jujube Ecological Healthcare Wine
LI Xinshe1, HE Hongmei2, LU Bushi1 and LI Xiong1
(1.Department of Biology and Chemistry Engineering, Shaoyang University, Shaoyang, Hunan 422000;
2.Changsha Vegetable and Food Quality Testing Center, Changsha, Hunan 410001, China)
Abstract: Raspberry was used as the main raw material and jujube used as the auxiliary material to produce ecological healthcare wine through
alcohol fermentation. Single factor test and orthogonal experiments were done with alcohol content as the measuring indicator to sum up the
best production parameters (jujube adding amount, yeast inoculating quantity, fermenting temperature, and fermenting time etc.) as follows:
20 % jujube adding amount, 9 % yeast inoculating quantity, fermenting temperature at 28℃, and 7 d fermentation. Under above conditions, al-
cohol content of the produced wine reached up to 11.6 % and its sensory indexes were satisfactory.
Key words:raspberry; jujube; fermentation; healthcare wine
覆盆子(Raspberry)又称树莓、大号角公、牛奶母,蔷
薇科悬钩子属浆果植物,主产于浙江、福建、四川、陕西、
安徽、江西、湖南、贵州等地。覆盆子果实含有有机酸、糖
类、维生素、鞣花酸及微量元素等,有补肾固精、助阳缩尿
功能,用于治疗肾虚遗精、阳萎、遗尿和尿频等病症。对
金黄色葡萄球菌、人型结核杆菌和霍乱弧菌有较强的抑
制作用和延缓肌体衰老,提高免疫能力的作用。可食用、
药用。民间用其酿果酒、制果酱、榨果汁调制饮品。近年
来,覆盆子作为一种绿色新型第3代水果进入消费市场,
开发和利用前景广阔[1]。
红枣属鼠李科(Rhamnaceae)枣属(Ziziphus)植物枣树
的成熟果实,含有蛋白质、多种氨基酸、维生素、有机酸、
多糖、皂苷类、生物碱类及黄酮类化合物[2]。具有极高的
营养价值及药用功能,是集药、食、补三大功能于一体的
保健食品,被誉为“木本粮食,滋补佳品”[3]。
目前,对覆盆子的研究主要集中在有效成分提取与
药物开发[4-9]以及覆盆子的人工栽培研究[10-14]等方面。以
覆盆子为原料发酵生产保健酒有报道[15-18]。以红枣为原
料或辅料发酵生产保健酒有文献报道[19-22]。以覆盆子为
主要原料,适当添加红枣发酵生产保健酒尚未见文献
报道。
以覆盆子为主要原料,适当添加红枣,通过发酵生产
覆盆子红枣生态保健酒,产品在保留覆盆子与红枣部分
营养成分的基础上,具有保健酒特有的营养保健功效。
产品的研发能有效解决覆盆子果多汁难保存的问题,也
为保健酒市场提供新品种,为消费者提供新选择。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂及仪器
覆盆子:市场购买;红枣:药店购买;白糖(食品级):
市售;酵母:湖北安琪牌果酒酵母;其他化学试剂均为市
售分析纯。
培养基:麦芽汁培养基。
仪器设备:420恒温水浴锅,金坛市中大仪器厂;立
式高压蒸汽灭菌锅,LDZX-75KB,上海申安医疗器械
厂;恒温培养箱,HWS智能型,宁波江南仪器厂;电热恒
74
温鼓风干燥箱,202-1A,上海东星建材试验设备有限公
司;千分之一电子天平,DJ-3002,福州华志科学仪器有
限公司;M411259手持糖度仪,武汉中西仪器;FK-A组
织破碎机,金坛市大地自动化仪器厂等。
1.2 实验方法
1.2.1 工艺流程
本实验按以下工艺流程进行。
添加红枣
↓
覆盆子成熟干果→去杂质,浸泡→组织捣碎机捣碎→压榨→
调糖度和 pH值→杀菌→冷却至 30℃左右→接种→发酵→过
滤→成品检测→灭菌→包装
酵母菌→活化→培养→扩大→筛选→发酵菌剂
1.2.2 操作要点
(1)原料预处理:购买品级好、成熟度较高、果实大的
干果,剔除杂质与果核。
(2)原料浸泡:将红枣按一定的重量比(w/w)添加到
覆盆子中混合后,加入3倍重量的水浸泡2~3 h。
(3)原料破碎:将原料用组织捣碎机捣碎成悬浊液
状,并适量添加SO2。
(4)调整糖度和pH值:先检测果汁的糖度,加糖调整
糖度为20 %,调整pH值为3.5左右。
(5)灭菌:将覆盆子红枣液分装到三角瓶中,于
121℃下灭菌20 min。
(6)酵母活化:选用35℃含2 %~3 %的白砂糖水溶
液以质量比1∶100将干酵母活化40 min备用。
(7)酵母驯化:制备麦芽汁培养基,以一定的比例与
覆盆子红枣汁混合(混合比例为 8∶1、5∶3、5∶5、3∶5、1∶
8),灭菌后按 10 %的接种量接种酵母活化种于 29~
30℃条件下驯化5代,每代驯化时间为48 h,每代驯化菌
种作为下一代驯化用菌种。每次驯化后,用显微镜直接
计数酵母菌数,至酵母菌数达 109 cfu/mL以上即得驯化
菌种。
(8)酒精发酵:将酵母菌驯化种按一定接种量接种到
覆盆子红枣汁中,在适应的温度下发酵一定时间。
(9)过滤:将发酵液用洁净的 8层纱布过滤,即得
原酒。
(10)灭菌、包装:将原酒以 80℃灭菌 10 min后分装
即为成品酒。
1.2.3 检测方法
酒精度的测定(酒精比重计法)、总糖(以可溶性糖
计)的测定(手持糖度仪测定)、总酸(以可滴定酸度计)的
测定(指示剂法)参照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒
通用分析方法》;微生物指标检测参照GB 2758—2012
《发酵酒卫生标准》。
2 结果与分析
2.1 单因素试验
2.1.1 发酵时间的确定
取 5个锥形瓶,按红枣添加量 20 %,酵母接种量为
7 %分装覆盆子红枣液,在28℃下分别恒温发酵5 d、6 d、
7 d、8 d、9 d。通过测定发酵后的酒精度、总糖度、总酸度
综合分析确定最佳发酵时间,结果见图1。
由图 1可知,在设定的发酵期间,随着发酵时间的
延长,酒精度逐渐提升,当发酵到 7 d时酒精度达到
11 %vol,继续发酵,酒精度略有增加,但增幅不明显。糖
度则随着发酵时间的增加逐渐减小,当7 d后继续发酵,
糖度下降幅度较小,且趋于稳定但不为零。原因是酵母
菌只能利用原料中的还原糖产酒,发酵前期,原料中可利
用糖较多且产酒多。随着还原糖的利用,可利用糖越来
越少,产酒减少。但原料中多糖无法被酵母菌直接利用,
所以总糖含量在降到一定量后趋于稳定但不为零。总酸
含量则随发酵时间的增加呈现先减小后增加的趋势。这
是因为发酵前期原料中的部分有机酸被酵母菌利用,随
着发酵的进行,酵母菌逐渐分解原料产酸。综合分析确
定,发酵时间以7 d较好。
2.1.2 红枣添加量的确定
取 5个锥形瓶,按酵母接种量为 7 %,红枣添加量分
别为 10 %、15 %、20 %、25 %、30 %分装覆盆子红枣液,
以 28℃恒温发酵 7 d。通过测定发酵后的酒精度、总糖
度、总酸各项理化指标后,综合分析确定最适宜的红枣添
加量。结果见图2。
由图 2可知,随着红枣添加量增加,酒精度逐渐升
高。当红枣添加量为 20 %时,酒精度达最高,继续增加
红枣量,酒精度不但没有上升,反而有所降低。这是因为
随着红枣添加量的增加,红枣中可被酵母菌利用的糖分
也随之增加,产酒精量多;当红枣添加量增加到一定量后
继续增加,高糖则产生高渗而抑制酵母菌生长,致酒精度
不增反降。总糖度呈现出先升再降,后又升的态势,是因
为随着红枣添加量的增加,总糖量也随之增加;中期酵母
图1 发酵时间对产品的影响
李新社,何红梅,陆步诗,李 雄·覆盆子红枣生态保健酒的研发 75
酿酒科技 2015年第12期(总第258期)·LIQUOR-MAKING SCIENCE & TECHNOLOGY 2015 No.12(Tol.258)
菌利用糖产酒精导致总糖量降低;随着红枣添加量的继
续增加,高渗抑制酵母解糖,使总糖逐渐增加。总酸也是
伴随着酵母菌的发酵而逐渐降低,随着酵母菌发酵减慢
而逐渐升高。综合考虑,合适的红枣添加量为20 %。
2.1.3 酵母接种量的确定
取5个锥形瓶,按红枣添加量为20 %,酵母接种量分
别取 3 %、5 %、7 %、9 %、11 %分装覆盆子红枣液,在
28℃恒温发酵7 d。通过测定发酵后的酒精度、总糖度、
总酸度综合分析确定最适宜的酵母接种量。结果见
图3。
由图3可知,酒精度随酵母接种量的增加逐渐增加,
总糖则随酵母接种量的增加逐渐减少,总酸含量随接种
量加大略有增加。当接种量为 7 %时,酒精度最高。这
是因为接种量增加,菌体代谢速度加快,耗糖多,产酒量
多。但继续加大接种量,由于发酵基质定量,可被利用的
糖有限,旺盛的代谢消耗大量的还原糖,使部分酒精用于
菌体代谢致产酒量减少,总酸含量略有增加。综合分析
得出合适的酵母接种量为7 %。
2.1.4 发酵温度的确定
取5个锥形瓶,按红枣添加量为20 %,酵母接种量为
7 %分装覆盆子红枣液,分别在 26 ℃、28 ℃、30 ℃、
32℃、34℃下恒温发酵7 d。通过测定发酵后的酒精度、
总糖度、总酸度综合分析确定最适宜的发酵温度。结果
见图4。
由图 4可知,温度对发酵结果影响明显。随着温度
升高,产酒量逐渐升高,当温度达到30℃时,酒精产量最
高,继续提高发酵温度,产酒量逐渐降低。总糖含量随着
产酒量升高而降低,随着产酒量降低而升高。总酸含量
随着温度升高略有增加,增幅不明显。这是因为温度是
影响微生物生长和代谢产物积累的重要因素,酵母菌生
长和产酒需最适的温度,只有在最适温度下,产酒量最
高。因此,确定发酵温度为30℃时为适宜温度。
2.2 正交试验
根据单因素试验结果,确定以发酵时间为 7 d,发酵
温度、红枣添加量、酵母接种量为变量,设空白列作对照
进行正交试验,正交试验设计见表1,正交试验结果与极
差分析见表2。
由表 2极差分析可以看出,RB>RC>RA,表明,对产
酒量影响较大的是红枣添加量,其次是酵母菌接种量,发
酵温度影响较小。各因素影响的主次顺序为 B>C>
A。从 k值看,较优水平为A1B2C3,即发酵温度为 28℃,
红枣添加量为20 %,酵母接种量为9 %。
对正交试验结果进行方差分析,结果见表3。
由表3方差分析可知, F0.05<FB>F0.1,F0.05<FC>F0.1,
表明B、C因子水平的改变,对实验结果有一定的影响;
F0.05<FB×C>F0.1,表明因子B与C有一定的交互作用,因
子A与B、A与C的交互作用不明显,相互间的任何水平
间的差异没有达到显著差异水平。因此,试验考察的 3
个因子中,显著因子是B和C。说明在实际发酵生产中,
需控制红枣添加量和酵母菌接种量,可保证产酒量。
2.3 产品质量标准
在最佳条件下发酵生产覆盆子红枣酒并对产品的色
泽、香味、口味感官指标进行评定,结果见表4;参照GB/T
图2 红枣添加量对产品的影响
图3 酵母接种量对产品的影响
图4 发酵温度对产品的影响
表1 正交试验设计L9(33)
因素
A:发酵温度(℃)
B:红枣添加量(%)
C:酵母接种量(%)
水平
1
28
15
5
2
30
20
7
3
32
25
9
76
15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》,对产品理化
指标进行检测,结果见表5;参照GB2758—2012《发酵酒
卫生标准》,对产品微生物指标进行检测,结果见表6。
由表4~表6可知,产品符合果酒质量标准。
3 结论
以覆盆子为主要原料,辅以红枣,经酵母酒精发酵生
产覆盆子红枣生态保健酒的最佳发酵条件是发酵时间为
7 d,发酵温度为 28℃,红枣添加量为 20 %,酵母接种量
为9 %。在最佳条件下发酵,产品酒精度可达11.6 %vol,
产品感官指标理想。
参考文献:
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表2 正交试验结果与分析
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
K1j
K2j
K3j
k1
k2
k3
R
因素
A
1
1
1
2
2
2
3
3
3
31.800
31.600
31.600
10.600
10.533
10.533
0.067
B
1
2
3
1
2
3
1
2
3
30.500
32.600
31.900
10.167
10.867
10.633
0.700
C
1
2
3
2
3
1
3
1
2
30.400
32.200
32.400
10.133
10.733
10.800
0.667
D(空白)
1
2
3
3
1
2
2
3
1
31.700
32.000
31.300
10.567
10.667
10.433
0.234
检测结果
酒精度(%vol)
9.800
11.200
10.800
10.200
11.100
10.300
10.500
10.300
10.800
总糖度(g/L)
6.000
5.600
6.800
5.000
5.800
7.000
5.600
6.000
6.700
总酸(mol/L)
5.600
5.400
5.800
5.900
5.900
5.300
5.500
5.800
5.700
表3 正交试验结果方差分析
方差
来源
A
B
C
D
A×B
A×C
B×C
E
偏差平方和
SA=S1=0.009
SB=S2=0.762
SC=S3=0.809
SD=S4=0.082
SAⅹB=SA+SB=0.771
SAⅹC=SA+SC=0.818
SBⅹC=SB+SC=0.818
Se=SD=0.082
自由度
2
2
2
2
4
4
4
2
平均偏差
平方和
0.004
0.381
0.404
0.041
0.204
0.0120
0.0120
0.041
F比
0.108
9.270
9.838
1.000
4.689
4.973
9.554
显著性
*
*
*
表5 理化指标
项目
酒精度(%vol)
总糖(g/L)
总酸(mol/L)
指标
11.6
5.8
5.3
表6 微生物指标
项目
细菌总数(cfu/mL)
大肠菌群(MPN/100 mL)
致病菌
指标≤50≤3
未检出
(下转第81页)
李新社,何红梅,陆步诗,李 雄·覆盆子红枣生态保健酒的研发
表4 感官指标
项目
色泽
香气
口味
指标
淡红色,澄清透明,无沉淀,无悬浮物
富有原料果香,且与酒香协调
酸甜适中
77
酯和乳酸乙酯的含量最高,因此其香味更加香醇。由表
6可以看出,各实验组的醇类物质种类几乎无差别,都比
较丰富。但是青稞大曲与小曲配比为10∶1.0时,其乙醇
的含量相对较少,其他醇类物质相对偏高,因此其口感更
加柔和。
3 结论
本实验探究了不同原料配比制得的青稞大曲与根霉
小曲混曲发酵酿造青稞酒的工艺。研究发现,青稞、豌
豆、小麦的比例为6∶2∶2时制备的新型青稞大曲,其感官
指标以及糖化力、液化力、酯化力和发酵力等理化指标要
优于传统青稞大曲;青稞大曲与根霉小曲的配比为 10∶
1.0时,酿造出的青稞酒感官质量相对较好,出酒率最高,
且其各项理化指标都达标,并优于其他配比;在香气成分
方面,与传统青稞酒比较,配比为10∶1.0时,酯类物质也
更为丰富,风味更加香醇,且乙醇含量相对较低,使口感
更加的柔和。综上所述,青稞大曲与根霉小曲的配比为
10∶1.0时为最优配方。
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表5 各实验组青稞酒的主要酯类物质比较
(%,相对含量)
项目
乙酸乙酯
丁酸乙酯
乙酸异戊酯
己酸乙酯
辛酸乙酯
庚酸乙酯
月桂酸乙酯
乳酸乙酯
丙酸乙酯
棕榈酸乙酯
癸酸乙酯
十一酸乙酯
传统
青稞酒
50.18
8.05
2.83
1.46
13.14
6.03
10.13
1.23
9.12
曲量配比(大曲:小曲)
10:0.2
50.03
7.03
2.34
1.11
9.02
4.25
0.24
12.32
1.45
8.41
0.14
0.11
10:0.6
50.52
9.11
2.53
1.01
12.32
5.08
0.58
11.22
1.25
7.68
0.14
0.12
10:1.0
56.25
8.21
2.62
1.32
10.05
6.75
0.81
13.41
1.84
10.02
0.25
0.17
10:1.2
52.42
8.11
2.43
0.98
13.31
6.24
0.51
10.32
1.25
9.01
0.14
0.21
表6 各实验组青稞酒的主要醇类物质比较
(%,相对含量)
项目
乙醇
正丙醇
异丁醇
异戊醇
正丁醇
仲丁醇
正己醇
辛醇
传统
青稞酒
84.92
1.42
4.82
3.81
2.32
1.08
2.24
1.21
曲量配比(大曲:小曲)
10:0.2
85.15
1.25
4.28
3.25
3.02
0.98
2.25
1.48
10:0.6
83.24
1.34
3.32
4.22
2.84
1.24
2.32
0.84
10:1.0
82.47
1.88
5.42
4.95
2.46
1.12
2.43
1.69
10:1.2
84.32
1.35
4.14
3.24
2.35
1.09
2.58
1.25
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袁玉蛟,易 欣,吴正云,张文学·新型青稞酒混曲发酵工艺研究 81