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松针香橙抗氧化功能果酒酿造工艺研究



全 文 :酿酒科技 2015年第7期(总第253期)·LIQUOR-MAKING SCIENCE & TECHNOLOGY 2015 No.7(Tol.253)
DOI:10.13746/j.njkj.2015090
基金项目:广州市属高校科研计划项目(2012C141),广州医科大学大学生科技创新项目(2013C010)。
收稿日期:2015-03-10
作者简介:王响(1988-),男,在读硕士研究生,研究方向为营养与食品卫生,E-mail:aaroncarter98@163.com。
通讯作者:陈骁熠(1965-),女,教授,硕士生导师,E-mail:wwchenxy1@163.com。
优先数字出版时间:2015-05-13;地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20150513.0927.002.html。
松针香橙抗氧化功能果酒酿造工艺研究
王 响,杨小翠,陈坤连,刁美灵,冯江欣,吴佑森,陈骁熠
(广州医科大学公共卫生学院,广东广州 510182)
摘 要: 以马尾松松针、香橙为主要原料,开发一种具有抗氧化活性的松针香橙复合果酒。通过单因素试验、正
交试验确定最佳发酵工艺。结果表明,发酵的最佳加工工艺为酵母添加量0.4 %、发酵温度35℃、初始糖度25 %、
发酵时间 72 h。此条件下发酵得到的松针香橙复合果酒不仅具有独特的香橙和松针风味,且具有较强抗氧化活
性,其总抗氧化能力为67.587 U/mL。
关键词: 松针; 香橙; 果酒; 抗氧化
中图分类号:TS262.7;TS261.4 文献标识码:A 文章编号:1001-9286(2015)07-0068-04
Production Techniques of Antioxidant Fruit Wine by
Pine Needle and Fragrant Citrus
WANG Xiang, YANG Xiaocui, CHEN Kunlian, DIAO Meiling, FENG Jiangxin, WU Yousen and CHEN Xiaoyi
(School of Public Health, Guangzhou Medical University, Guangzhou, Guangdong 510182, China)
Absract: In this study, pine needle and fragrant citrus were used as raw materials to produce a fruit wine product with antioxidant activity. The
best fermenting conditions were optimized by single factor experiments and orthogonal experiments as follows: the use level of yeast was
0.4 %, fermenting temperature was at 35 ℃, the initial sugar degree was 25 %, and fermentation time was 72 h. Under above conditions, the
produced wine had not only unique fragrant citrus and pine needle aroma but also strong antioxidant activity (total antioxidant activity was
67.587 U/mL).
Key words: pine needle; fragrant citrus; fruit wine; antioxidant
果酒是以新鲜水果或果汁为原料酿造的低度酒精饮
料,风味独特,营养丰富,适量饮用可以调节人体新陈代
谢、促进血液循环[1]。随着人民生活水平的提高,果酒逐
渐得到消费者的青睐,然而我国果酒加工程度较低,结
构、口味单一,功能性产品缺乏,极大地影响其在市场的
推广[2]。
马尾松(Pinus massoniana)松针为马尾松的针状叶
子,我国拥有丰富的松针资源,松针中富含多种营养成
分、多酚类化合物、黄酮类化合物,具有显著的抗氧化能
力[3],可作为研发抗氧化功能食品的原料。香橙(fragrant
citrus)为柑橘属植物的果实,主要分布于我国南部,是一
种酸甜可口、芳香怡人且营养价值很高的水果[4],可作为
原料加工多种食品和饮料。
目前,以马尾松松针和香橙为原料开发具有抗氧化
功能的复合果酒尚未见报道,本研究以酒精度、感官评价
为控制指标,通过单因素试验、正交试验确定最佳发酵工
艺,研制具有独特松针和香橙风味,且有较强抗氧化活性
的松针香橙复合果酒。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂及仪器
酒样:葡萄酒、荔枝酒、青梅酒、山楂酒、金桔酒、白酒
均为市售。
材料及试剂:新鲜香橙(市售)、马尾松松针(采自中
国湖北)、精制白砂糖(市售)、酵母(安琪酵母股份有限公
司)、果胶酶(锐阳生物);总抗氧化能力(T-AOC)检测试
剂盒(南京建成生物工程研究所);氢氧化钠、邻苯二甲酸
氢钾、酚酞均为分析纯级。
仪器设备:高压蒸汽灭菌锅(上海申安医疗器械厂)、
恒温培养箱(上海瑞丰仪器仪表有限公司)、旋转蒸馏仪
(上海亚荣生化仪器厂)、酒精计、可见光分光光度计、X-
22R离心机(Beckman Coulter Allegra)、PAL-1糖度计(日
68
本ATAGO)、AK-98超细中药粉碎机(温岭市奥力中药
机械有限公司)、XR 205SM-D电子分析天平(Precisa
Gravimetrics AG)。
1.2 工艺流程及操作要点
本实验按以下工艺流程进行:
材料预处理:选择新鲜的香橙,去皮后榨汁,果汁中
加入0.1 %果胶酶,以45℃酶解1 h,过滤取清液待用;挑
选新鲜、无腐烂、无虫害的马尾松松针,去除枯叶与叶柄,
自来水清洗,避光阴干,剪为约 1 cm长后用中药粉碎机
粉碎,以1∶40(g/mL)的料水比,80℃水浴提取70 min,过
滤取清液待用。
成分调整、灭菌:将橙汁和松针提取液按1∶1混合均
匀,分装至 250 mL锥形瓶中,每瓶 200 mL,用白砂糖调
节到适宜的初始糖度后,用高压蒸汽灭菌锅在 100℃下
灭菌30 min。
酒精发酵:用温水把酒曲中的酵母活化后接种到灭
菌后的发酵原液中,并放入相应温度的恒温培养箱中进
行酒精发酵。
离心澄清:将发酵后的松针香橙复合果酒以
4000 r/min离心 10 min,取上清液,以蒸馏水为对照在
650 nm波长下测透光率。
灭菌:离心澄清后的酒液在 70~80 ℃温度下灭菌
30 min。
1.3 实验方法
1.3.1 松针香橙酒精发酵工艺单因素试验
以酒精度为指标进行发酵单因素试验,分别考察酵
母添加量、发酵温度、初始糖度、发酵时间对果酒发酵的
影响。发酵开始后每隔24 h检测糖度变化,糖度稳定后
停止发酵,并测定酒精度。
1.3.2 松针香橙酒精发酵工艺正交试验
根据单因素试验结果,分别选取酵母添加量、发酵温
度、发酵液糖度的显著水平,设计3因素3水平正交试验,
优化发酵工艺。
1.3.3 松针香橙酒精发酵工艺验证
根据正交试验优化后的发酵条件进行 3次平衡试
验,验证试验的稳定性。
1.4 检测方法
酒精度的测定:酒精计法[5]。
酸度的测定:酸碱滴定法[5]。
糖度测定:手持式糖度计法[6]。
澄清度的测定:分光光度法[7]。
抗氧化测定:根据总抗氧化能力检测试剂盒说明书
操作检测样品的总抗氧化能力。
卫生指标检验:卫生指标的测定参照GB4789—2010
进行。
1.5 感官评定
由10名食品专业人员对松针香橙果酒的色泽、澄清
度、香味和滋味进行评分,取平均值为产品的最终评价得
分,评分标准见表1。
2 结果与分析
2.1 酒精发酵单因素分析
2.1.1 酵母添加量对酒精发酵的影响
固定初始糖度为 20 %,分别接种 0.2 %、0.4 %、
0.6 %、0.8 %、1.0 %的活化酵母,在30℃下恒温发酵。发
酵过程中糖度变化见图1,发酵结束后的酒精度见表2。
图1中的糖度变化显示,在开始发酵阶段,酵母添加
量较低的发酵速度较慢,在48 h后各个水平的糖度均趋
于平稳,发酵基本结束。表2数据显示,各水平酵母添加
表1 松针香橙果酒感官评价细则
感官项目
色泽(20分)
澄清度(10分)
香味(30分)
滋味(40分)
评分标准
1.色泽鲜艳,具有怡人的橙黄或亮黄色
2.色泽通透,具有明显的橙黄或亮黄色
3.色泽泛黄,颜色较淡或呈现浅灰色
4.色泽暗淡,具有明显的灰黑色
1.澄清通透,有光泽,无沉淀及悬浮物
2.澄清透明,色泽一般,无明显的悬浮物
3.比较澄清,色泽不良,有明显沉淀或悬浮物
4.透明度低,有大量沉淀及悬浮物
1.橙香、松针香、酒香浓郁,气味和谐纯正,有怡人的芳香
2.橙香、松针香、酒香明显,气味比较和谐,无异味
3.橙香或松针香较淡,或有轻微异味
4.橙香和松针香气混杂,异味明显,有令人不愉快的气味
1.酒体丰满,有怡人的橙和松针味,有新鲜感,醇厚柔和,爽口,回味绵延
2.酒体完整,有明显的橙和松针味,醇厚柔和,酸甜适当
3.酒体较淡薄,果味、酒味不足,不够协调,略酸
4.淡而无味,带涩味或者其他混杂气味
得分(分)
16~20
11~15
6~10
0~5
9~10
6~8
3~5
0~2
24~30
17~23
10~16
0~9
31~40
21~30
11~20
0~10
王 响,杨小翠,陈坤连,刁美灵,冯江欣,吴佑森,陈骁熠·松针香橙抗氧化功能果酒酿造工艺研究 69
酿酒科技 2015年第7期(总第253期)·LIQUOR-MAKING SCIENCE & TECHNOLOGY 2015 No.7(Tol.253)
量发酵所得的酒精度差别不大,其中酵母添加量为
0.4 %、0.6 %、0.8 %时所得酒精度较高。
2.1.2 发酵温度对酒精发酵的影响
固定初始糖度为 20 %,添加 0.6 %酵母,分别在
20℃、25℃、30℃、35℃、40℃温度下进行发酵,发酵过
程中糖度变化结果见图2,发酵结束后酒精度见表3。
图 2中的糖度变化显示,在 20~40℃温度范围内,
不同温度对发酵速度影响较小,48 h后各个水平的糖度
均趋于平稳,发酵基本结束。表3数据显示,温度对发酵
后的酒精度影响较明显,温度为25℃、30℃和35℃条件
下发酵所得酒精度较高。
2.1.3 初始糖度对酒精发酵的影响
调节初始糖度分别为5 %、10 %、15 %、20 %、25 %,
固定发酵温度为30℃,添加0.6 %酵母量进行恒温发酵,
发酵过程中糖度变化结果见图 3,发酵结束后酒精度结
果见表4。
图3中的糖度变化显示,初始糖度对发酵影响较大,
糖度低,发酵较充分,发酵后残糖含量低,但是发酵后所
得酒精度也较低;初始糖度高,发酵后残糖含量较高,但
发酵后所得酒精度较高。初始糖度对发酵速度影响较
小,48 h后各水平的发酵基本稳定。表4数据显示,发酵
后所得的酒精度随着初始糖度的增加而增加,其中初始
糖度为15 %、20 %和25 %条件下所得酒精度较高。
2.1.4 发酵时间对酒精发酵效果的影响
固定初始糖度为 20 %,添加 0.6 %酵母量,分别在
30℃下恒温发酵 24 h、48 h、72 h、96 h,发酵结束后酒精
度结果见表5。
表5数据显示,发酵48 h后,酒精浓度与残糖含量趋
于平稳。
2.2 酒精发酵工艺的优化
综合单因素试验的结果设计 3因素 3水平正交试
验,考察酵母添加量(A)、发酵温度(B)、初始糖度(C)对
松针香橙果酒发酵效果的影响,发酵时间72 h,以感官评
定为指标,优化加工工艺,试验结果见表6。
由表6可知,各因素对感官评价的影响存在差异,根
据极差分析各因素对发酵的影响大小依次为:酵母接种
量>初始糖度>发酵温度>空白,各因素的最优水平组
合为A1B3C3,即最佳发酵条件为:发酵温度35℃、初始糖
度 25 %、酵母添加量 0.4 %。方差分析结果见表 7,酵母
表2 酵母添加量对酒精发酵效果的影响
酵母添加量(%)
0.20
0.40
0.60
酒精度(%vol)
11.60
12.17
12.04
酵母添加量(%)
0.80
1.00
酒精度(%vol)
11.78
11.35
图1 不同酵母添加量发酵过程中的糖度变化
图2 不同发酵温度发酵过程中的糖度变化
表3 发酵温度对酒精发酵效果的影响
发酵温度(℃)
20.0
25.0
30.0
酒精度(%vol)
10.38
13.94
12.32
发酵温度(℃)
35.0
40.0
酒精度(%vol)
12.22
10.68
图3 不同初始糖度发酵过程中的糖度变化
表4 初始糖度对酒精发酵的影响
初始糖度(%)
5.00
10.00
15.00
酒精度(%vol)
4.03
6.12
9.18
初始糖度(%)
20.00
25.00
酒精度(%vol)
12.56
12.87
表5 发酵时间对酒精发酵的影响
项目
酒精度(%vol)
最终残糖(%)
发酵时间(h)
24
7.688
9.6
48
12.319
6.1
72
12.622
6.0
96
12.204
6.1
70
添加量对果酒发酵后的感官得分有显著的影响效果,发
酵温度和初始糖度对感官得分的影响不显著。
2.3 验证试验
对正交试验的最优发酵水平进行 3次验证性试验,
试验结果见表8。表8结果表明,以最佳工艺酿造的松针
香橙复合果酒品质较稳定;感官评价结果表明,酒体颜色
鲜艳通透,无沉淀物,具有松针、香橙特有的香味和滋味,
口感怡人,品质较好。
2.4 抗氧化能力检测
根据总抗氧化能力测定试剂盒说明书检测本产品的
总抗氧化能力,并与部分市售酒产品比较,结果见表9。
表 9表明,本实验研制出的松针香橙果酒饮料的总
抗氧化能力高于山楂酒、荔枝酒、金桔酒和白酒,与青梅
酒接近,但低于葡萄酒。
2.5 产品质量指标
2.5.1 理化指标
酒精度:13.42 %vol;总酸:5.7 g/L;总糖:5.8 g/L。
2.5.2 卫生指标
细菌总数≤100 cfu/mL;大肠菌群≤6 MPN/100 mL;
致病菌:没有检出。
3 结论
人体内的氧化应激会诱发多种疾病,严重影响人类
健康[8]。当今社会,人们对于自身健康越来越重视,抗氧
化功能食品的研发具有广阔的开发前景和市场潜力。
本实验对松针香橙复合果酒的发酵工艺进行了优化
研究,通过单因素试验和正交试验分别考察了酵母添加
量、发酵温度、初始糖度、发酵时间对果酒发酵的影响,其
中各因素的影响大小依次为:酵母添加量>初始糖度>
发酵温度,发酵48 h后基本稳定。最佳发酵工艺为:酵母
添加量0.4 %、发酵温度35℃、初始糖度25 %,经验证试
验所得果酒的酒精度为 13.42 %vol,感官评价得分为
75.3,酒体颜色鲜艳通透,有松针、香橙特有的香味和滋
味,口感怡人。对研制所得的复合果酒进行总抗氧化能
力检测,结果显示松针香橙果酒的总抗氧化能力为
67.587 U/mL,较高于市售酒类,是一款具有较强抗氧化
能力的新型果酒饮料。
参考文献:
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表6 酒精发酵正交试验结果
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
R
A
1(0.4 %)
1
1
2(0.6 %)
2
2
3(0.8 %)
3
3
71.90
70.97
59.53
12.37
B
1(25 ℃)
2(30 ℃)
3(35 ℃)
1
2
3
1
2
3
65.97
68.03
68.40
2.43
C
1(15 %)
2(20 %)
3(25 %)
2
3
1
3
1
2
65.33
67.97
69.10
3.77
D:空列
1
2
3
3
1
2
2
3
1
67.40
66.30
68.70
2.40
感官得分
(分)
68.2
71.8
75.7
71.2
73.1
68.6
58.5
59.2
60.9
表7 方差分析
因素
酵母量
发酵温度
初始糖度
误差
总计
离差平方和
142.26
5.16
11.2
8.66
325.92
自由度
2
2
2
2
8
F比
32.86
1.19
2.59
显著性
*
注:*表示p<0.05。
表8 验证试验结果
项目
重复1
重复2
重复3
平均
酒精度(%vol)
13.65
13.20
13.37
13.42
感官得分(分)
74
75
77
75.3
表9 抗氧化能力检测结果
样品
松针香橙果酒
葡萄酒
青梅酒
山楂酒
总抗氧化能力
(U/mL)
67.587
181.302
64.750
41.995
样品
荔枝酒
金桔酒
白酒
总抗氧化能力
(U/mL)
36.507
6.845
0.012
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