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青梅酒发酵工艺的研究(发酵罐)

发布时间:2018-08-29  浏览:2241次  字号:  

 摘 要:广东省普宁市是中国青梅之乡,拥有丰富青梅资源。本研究采用普宁市高浦青梅为原料,以 Laffort AC 酵母为发酵菌种,通过单因素试验和响应面法优化试验,对青梅酒发酵工艺进行了研究,结果表明:当青梅汁起始糖度为 22%,发酵温度为 20℃,pH 为 5.0,酵母接种量为 0.8g/L 时,发酵 12d 后,将原酒置于 13℃后发酵 90d,可以获得一种酒液呈浅金黄色,具有浓郁青梅果香,酒体丰满,口感纯正的青梅酒。

青梅(Prunus mume Sieb.Et Zucc.)又名“酸梅”、“干枝梅”,是一种蔷薇科樱桃属植物梅。青梅营养丰富含有多种氨基酸及人体所需的多种微量元素如锰、铁等。青梅富含柠檬酸等有机酸具有增进食欲、恢复体力、消除疲劳等功效。同时能改善便秘,安神,解烦。有药食两用的特点。

我省普宁市是著名的“中国青梅之乡”,总产量、出口量均居全国县(市)级首位。由于青梅加工技术相对滞后,制约了当地经济的进一步发展。市场上大多数青梅酒为甜酒,采用酒精浸泡加糖工艺制备。甜酒的含糖量很高,香味不足,而发酵型青梅酒品种还较少,亟待开发。本实验以普宁青梅为原料,对发酵型青梅酒工艺进行研究, 以满足青梅酒发酵技术的市场需求, 为我国青梅产业健康发展提供技术支持。
 

1 材料与方法

1.1 试剂材料

青竹梅;Laf-fort AC;柠檬酸钾、焦亚硫酸钾、KHCO3为食品级;3,5-二硝基水杨酸、 氢氧化钠、丙三醇、葡萄糖、浓盐酸均为分析纯。

1.2 仪器与设备

ALC-210.4 分析天平;722G 可见分光光度计;HPX-250BS-II 恒温恒湿箱。

1.3 试验方法

1.3.1 操作要点和主要工艺参数

挑选、清洗:挑选 8-9 成熟、无病虫害、无腐烂青梅、 果实饱满, 一般以果皮色泽呈绿色微黄为最好,果面域毛脱落呈现光泽,肉质脆,稍苦湿,具有青梅果的芳香味为原料,用清水把果皮上的泥土、杂质清洗干净。原料的优劣直接影响最终青梅酒的质量,尤其对青梅酒的色泽和酒体影响较大。

调整成分: 向青梅汁中添加冰糖和质量比 1∶1的柠檬酸钾、 碳酸氢钾, 使可溶性固形物含量达到18-26%,pH=3.5-5.5。将青梅汁迅速加热到 100℃左右,保持 1min 进行高温瞬时杀菌,杀菌后尽量避免与空气直接接触。

陈酿:主发酵结束后进入后酵阶段,通过倒酒,将底部大量的沉淀与汁液分离。

1.3.2 试验的分析方法

可溶性固形物含量:GB/T 12143-2008 的折光计法pH 值测定:GB/T 10468-1989 的电位差法还原糖、总糖测定:DNS 法,由葡萄糖浓度与吸光度的实验数据绘制的标准曲线。酒精度测定:GB/T 15038-2006 的酒精计法。

1.3.3 工艺流程

1.4 发酵工艺研究

发酵初始 pH 值的确定:调整青梅汁分别至 pH3.5,pH 4.0,pH 4.5,pH 5.0,pH 5.5, 初始糖度22%,接种量为 0.8g/L 活性干酵母,温度为 24℃。定时测定发酵液的还原糖含量,发酵 12d 后进行青梅酒理化分析与感官评定, 根据实验结果确定较适宜的pH 值。

初始糖度的确定: 起始糖度分别调整为 18%,20%,22%,24%,26%, 选择由上述试验确定的较适宜 pH,接种量为 0.8g/L 活性干酵母,温度为 24℃条件下发酵。定时测定发酵液的还原糖含量,12d 后进行理化分析与感官评定,根据实验结果确定较适宜的起始糖度。

接种量的确定:按照上述试验确定的果汁起始浓度和起始 pH, 分别按接种量为 0.2g/L,0.5g/L,0.8g/L,1.1g/L,1.4g/L 添加活性干酵母, 其他发酵条件同前。定时测定发酵液的还原糖含量,12d 后进行理化分析与感官评定,根据实验数据确定适宜的接种量。

发酵温度的确定:按照上述试验确定的果汁起始浓度、pH 值和接种量, 分别控制发酵温度为16℃,20℃,24℃,28℃,32℃下,定时测定发酵液的还原糖含量,12d 后进行理化分析与感官评定。根据实验数据确定较适宜的发酵温度。单因素试验完成后,再运用 Design-Expert 软件进行响应面分析对发酵条件优化。

后发酵: 将经过 12d 发酵的青梅酒, 分别置于7℃,13℃,20℃三个不同温度下进行后发酵,三个月后进行酒精度、总糖测定,同时进行原酒感官评定。
 

2 结果与分析

2.1 初始 pH 值的确定

不同 pH 值条件下发酵过程的降糖情况不同。五个初始 pH 值在发酵过程中,降糖的情况基本一致。具体表现为,还原糖含量在 0-2d 下降速度缓慢,但是第 3d 后下降速度明显加快,到了第 10d 几乎趋于平缓。在初始 pH 3.5、4.0时,发酵不够彻底,残糖较多;初始 pH 4.5、5.0、5.5时,发酵较彻底,残糖较少。此外结合感官评价分析,初始pH 为 4.5-5.5 时青梅酒酸度适中,其中初始 pH为4.5 时青梅酒体丰满,协调,余味悠长。综上所述,初始 pH 范围在 4.5-5.5 比较适宜。

2.2 初始糖度的确定

起始糖度为 18%,20%,22%,24%还原糖下降速度比较快,且酒度对糖度的增加而提高,主发酵时间缩短了 2d。 最终醪液的残糖含量较低。

而起始糖度为26%还原糖下降速度缓慢。此外结合感官评价,起始糖度为 18%和 26%醪液香气淡薄,果香不突出。综上所述,起始糖度在 20-24%比较适宜。

2.3 接种量的确定

随着接种量从 0.2g/L 增加至 1.4g/L,醪液开始主发酵时间逐渐减少。 在 0.2g/L 接种量时,还原糖下降速度缓慢,且发酵不彻底,导致残糖量偏高。0.5g/L,0.8g/L,1.1g/L 接种量时,还原糖下降速度适中,发酵过程平稳,发酵彻底。在 1.4g/L 接种量时,还原糖下降速度快,发酵程度较剧烈,醪液的酒精度偏低, 但有一股酵母味。 此外结合感官评价,0.5g/L,0.8g/L,1.1g/L 接种量时,青梅酒醇厚,香气良好,余味悠长。综上所述,接种量在 0.5-1.1g/L 比较适宜。

2.4 发酵温度的确定

随着发酵时间的进行,还原糖降低, 酒精度上升。16℃时还原糖下降速度较慢,发酵周期较长,导致最终酒精度较低,残糖较多。

20-24℃时,还原糖下降速度快 ,发酵彻底 ,残糖较低。超过 28℃后,温度过高,酵母代谢旺盛,代谢产物生成过多,影响酒的质量,酵母易提前衰老和死亡。此外结合感官评价,16℃,20℃,24℃时醪液香气浓郁酒体丰满、醇厚,口感纯正;而 28℃、32℃时醪液香气淡薄,口感粗糙。综上所述,温度在 16-24℃比较适宜。

2.5 青梅酒发酵条件优化

运用 Design Expert 软件进行多元回归拟合分析,得出发酵工艺各因素变量的二次方程模型为:感官评价得分=88.40+0.42×A+1.58×B-0.083×C+1.25×D -2.00 ×A ×B -0.50 ×A ×C -1.25 ×A ×D +2.50 ×B ×C +0.25 ×B ×D +2.25 ×C ×D -3.12 ×A2-3.87 ×B2-4.12 ×C2-4.62×D2。

P 模型<0.01,模型方程极显著,说明不同处理间的差异极显著;失拟项 P=0.1637>0.05,不显著,说明本试验所得二次回归方程能很好地对响应值进行预测; 感官评价试验值与回归方程预测值的决定系数 R2为 0.9015,可知拟合情况良好。本试验的离散系数 CV=2.12%, 说明试验方法和结果可靠,可用此模型对青梅酒的感官评分进行分析和预测。

通过响应面法优化的工艺参数为接种量 0.78g/L,起始糖度 21%,发酵温度 22.2℃,起始 pH 5.1,感官评价得分理论值为 88.7。 为了检验响应面法优化结果的可靠性,采用上述条件进行青梅酒发酵,三组平行试验感官评价得分平均值为 88.3 与理论值 88.7相比绝对误差为 0.4,相对误差为 0.45%。由此可知响应面法优化的青梅酒发酵工艺参数准确可靠,具有一定的实际应用价值。

2.6 后发酵条件的确定

陈酿温度越低,越有利于促进酒液中可溶性固形物含量的降低及酒度提高, 但是所需的后发酵时间也相应延长。后发酵期间会发生一系列物理的、化学的和生物化学的变化,适宜的温度条件有利于蛋自质、死酵母、果胶等固形物的加速沉降,并通过氧化作用加速新酒的陈酿,显著改善酒质,促进其醇厚柔和口味的形成。结合感官评价,后发酵温度 13℃,后发酵时间为 90d,发酵可获得较好的效果。

3 结论

通过研究青梅酒的发酵工艺,采用 Box-Behnken设计优化发酵工艺, 试验表明最佳工艺参数为接种量 0.8g/L 青梅汁起始糖度为 22%,pH 为 5.00,在20℃发酵 12d 后,将原酒置于 13℃后发酵 90d,可获得色泽金黄,酒香纯正,柔和,口味协调,典型性突出,且符合现代健康要求的低度半干型青梅果酒。

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