人參果果酒發(fā)酵工藝研究

人參果果酒發(fā)酵工藝研究

人參的果實(shí)也被稱為香瓜茄子、香噴噴和香噴梨。位于美國安第斯山脈北緣。這是茄子科的一種多年生植物，也是一種觀賞植物。人參果具有蛋白質(zhì)含量高、人體必需氨基酸含量豐富、富含多種維生素及人體必需微量元素等特點(diǎn),有抗衰老、抗腫瘤、降低血糖、穩(wěn)定血壓、糖尿病等多種功效。本研究以甘肅武威天梯山產(chǎn)人參果為原料,在菌種選擇和接種量已經(jīng)確定的基礎(chǔ)上,以人參果果酒酒精度為考察主要依據(jù),研究影響人參果發(fā)酵酒的不同工藝參數(shù),并進(jìn)行主成分分析,運(yùn)用SAS9.2軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理,以期得到人參果果酒發(fā)酵的最佳工藝參數(shù),為大規(guī)模開發(fā)人參果果酒提供理論基礎(chǔ)和工藝參數(shù)。1材料和方法1.1優(yōu)質(zhì)白砂糖與酵母人參果:市售,產(chǎn)于甘肅武威天梯山;蔗糖:市售優(yōu)質(zhì)白砂糖;果膠酶:武漢遠(yuǎn)城科技發(fā)展有限公司,酶活力10000U/g;酵母:安琪酵母股份有限公司;其他試劑均為分析純。1.2設(shè)備和檢測(cè)儀器恒溫培養(yǎng)箱,上海柏欣儀器設(shè)備廠;無菌操作臺(tái),蘇州佳寶凈化工程設(shè)備有限公司;高壓滅菌鍋,上海道基科學(xué)儀器有限公司;手持糖量計(jì),上海華光儀器儀表廠;PHS-3C酸度計(jì),江蘇常州金壇市精達(dá)儀器制造廠;722型分光光度計(jì),上海鳳凰光學(xué)科儀有限公司。1.3實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1.3.1接種糖、糖、白砂糖、檸檬酸、山梨酸鈉糖調(diào)酸、接種回采后發(fā)酵新鮮人參果→選果清洗→破碎→過濾→加硫(Na2SO3)→調(diào)糖(蔗糖或白砂糖)→調(diào)酸(檸檬酸)→添加CaCl2→接種(干酵母→30℃水中搖勻靜置活化半小時(shí)→人參果果汁→28℃培養(yǎng)36-48h)→主發(fā)酵→倒罐→后發(fā)酵→下膠→澄清→調(diào)配1.3.2糖度對(duì)人參果酒發(fā)酵的影響分別將人參果果汁可溶性固形物含量調(diào)整為10%、15%和20%進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)酵期間每天取上清酒液用以測(cè)定可溶性固形物含量(SolubleSolidsContent,以下簡(jiǎn)稱SSC)、還原糖含量、酒精度,研究加糖量對(duì)人參果果酒發(fā)酵的影響。1.3.3ph對(duì)人參果酒發(fā)酵的影響分別調(diào)整pH至3.0、3.5、4.0、4.5和5.0五個(gè)水平進(jìn)行主發(fā)酵,發(fā)酵期間每天取上清酒液用以測(cè)定SSC和酒精度,每組數(shù)據(jù)平行三次,研究pH對(duì)人參果果酒發(fā)酵的影響。1.3.4主發(fā)酵溫度對(duì)人參果酒發(fā)酵的影響分別選取19℃、21℃、23℃、25℃和27℃五個(gè)溫度水平進(jìn)行主發(fā)酵,發(fā)酵期間每天取上清酒液用以測(cè)定SSC和酒精度,研究主發(fā)酵溫度對(duì)人參果果酒發(fā)酵的影響。1.3.5so2添加量對(duì)人參果酒主發(fā)酵的影響調(diào)整SO2添加量分別為0、30、60、80、90mg/L和120mg/L六個(gè)水平進(jìn)行主發(fā)酵,發(fā)酵期間每天取上清酒液用以測(cè)定SSC、吸光度和酒精度,考察SO2添加量對(duì)人參果果酒發(fā)酵的影響。1.3.6主發(fā)酵期ssc和酒精度添加80mg/L的SO2,調(diào)整CaCl2添加量分別為0.2、0.3、0.4、0.5g/L和0.6g/L五個(gè)水平進(jìn)行主發(fā)酵,發(fā)酵期間每天取上清酒液用以測(cè)定SSC和酒精度,并與未添加CaCl2組進(jìn)行對(duì)照,考察CaCl2添加量對(duì)人參果果酒發(fā)酵的影響。1.3.7實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及結(jié)果本實(shí)驗(yàn)選取對(duì)人參果果酒發(fā)酵有影響的酵母添加量(即接種量)、pH值、發(fā)酵溫度、糖添加量、SO2添加量、CaCl2添加量、發(fā)酵時(shí)間七個(gè)因素作為考察對(duì)象,以人參果果酒酒精度作為主要評(píng)價(jià)指標(biāo),以主發(fā)酵結(jié)束后人參果果酒殘余SSC和還原糖含量為輔助評(píng)價(jià)指標(biāo),實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及結(jié)果見表7。1.4測(cè)量設(shè)計(jì)和方法酒精度:蒸餾法;SSC:手持折光儀法;還原糖含量:斐林試劑法(直接滴定法);吸光度:分光光度計(jì)法。2結(jié)果與討論2.1糖的增加對(duì)人類果實(shí)和酒精的發(fā)酵過程的影響2.1.1發(fā)酵過程中發(fā)酵液ssc的變化分別將人參果果汁可溶性固形物含量調(diào)整為10%、15%和20%進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)酵過程中發(fā)酵液的SSC隨發(fā)酵時(shí)間變化結(jié)果見圖1。從圖1可以看出,隨著發(fā)酵的進(jìn)行,人參果果汁中可溶性固形物含量逐漸下降并最終趨于穩(wěn)定。2.1.2發(fā)酵過程中發(fā)酵液的酒精度隨發(fā)酵時(shí)間的變化分別將人參果果汁可溶性固形物含量調(diào)整為10%、15%和20%進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)酵過程中發(fā)酵液的酒精度隨發(fā)酵時(shí)間變化結(jié)果見圖2。從圖2可以看出,人參果果酒發(fā)酵過程中,隨發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)酒精度逐漸增加并于主發(fā)酵結(jié)束趨于穩(wěn)定。2.2ph值對(duì)人類果實(shí)和果樹酒的發(fā)酵影響2.2.1不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)人參果果酒可溶性固形物含量的影響由圖3可知,pH不同對(duì)人參果果酒SSC的影響也不盡相同。總的說來,隨著主發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng),人參果果酒可溶性固形物含量迅速下降并于主發(fā)酵進(jìn)行到4～6天趨于穩(wěn)定,,無論哪組pH處理主發(fā)酵后期人參果果酒可溶性固形物含量均相近,無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。2.2.2主發(fā)酵期酒精度隨時(shí)間的變化由圖4可知,隨著主發(fā)酵進(jìn)行,人參果果酒酒精度開始逐漸升高,除pH4.5外,其余處理均在主發(fā)酵進(jìn)行到第7天時(shí)酒精度的增加趨勢(shì)變緩,而pH4.5組在主發(fā)酵進(jìn)入第3天酒精度便迅速增加,而且在第4天即變化趨緩,其中pH4.0組在第7天酒精度取得極大值。2.3發(fā)酵溫度對(duì)人類果酒的發(fā)酵影響2.3.1不同主酵溫度對(duì)人參果酒可溶性固形物含量的影響由圖5可知,隨主酵時(shí)間延長(zhǎng),人參果果酒SSC逐漸下降并趨于定值。其中主酵溫度為23℃時(shí),人參果果酒可溶性固形物含量下降最快,而主酵溫度為19℃時(shí),人參果果酒可溶性固形物含量下降最慢,但是所有處理在主酵進(jìn)入第6天人參果果酒SSC基本一致,無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。2.3.2不同主發(fā)酵溫度對(duì)人參果酒接種酒精度的影響由圖6可知,隨著主酵進(jìn)行,人參果果酒酒精度迅速升高最終趨于緩和,其中主發(fā)酵溫度為27℃和23℃時(shí)接種后酒精度迅速升高并于發(fā)酵進(jìn)入第5天后增加趨勢(shì)趨于穩(wěn)定,而主發(fā)酵溫度分別為19、21和25℃時(shí),人參果果酒接種后酒精度逐漸升高并分別于發(fā)酵進(jìn)入第5天和第6天后增加趨勢(shì)趨于緩和,其中主酵溫度為25℃時(shí),酒精度取得極大值14.6度。2.4添加太多的時(shí)間會(huì)影響人體水果的分解2.4.1添加香料對(duì)人類水果發(fā)酵過程中ssc的影響由圖7可知,添加80mg/L的SO2有助于人參果果酒SSC迅速下降2.4.2主發(fā)酵期酒精度隨時(shí)間的變化由圖8可知,無論是否添加SO2,人參果果酒酒精度變化趨勢(shì)均基本一致,并且大體都于主發(fā)酵第3(或4)天進(jìn)入緩慢增長(zhǎng)期,只不過隨著主發(fā)酵進(jìn)行,在人參果果酒中添加適宜的SO2會(huì)加速其中碳水化合物向酒精度的轉(zhuǎn)化速度,同時(shí)包括空白未添加組在內(nèi)的所有處理組主發(fā)酵結(jié)束酒精度基本相似,無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05),由此可知,添加SO2對(duì)人參果果酒酒精度變化無顯著影響。2.5cacl2的添加量對(duì)參與果實(shí)酒的發(fā)酵有影響2.5.1cacl2添加量對(duì)ssc和酒精轉(zhuǎn)化率的影響由圖9可知,在整個(gè)人參果果酒發(fā)酵過程中,添加CaCl2組與空白不添加組SSC變化趨勢(shì)基本相同,只不過下降趨勢(shì)更加緩和,且主酵后期SSC殘余較高,酒精轉(zhuǎn)化率相對(duì)較低。其中CaCl2添加量為0.6g/L組相對(duì)其它添加組SSC下降趨勢(shì)稍快,主酵后期SSC殘余較低,酒精轉(zhuǎn)化率稍高,其余組無顯著差別。主發(fā)酵結(jié)束時(shí)各處理組殘?zhí)呛炕鞠嘟?無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。2.5.2酒精度隨空白不添加量的變化由圖10可知,在整個(gè)人參果果酒發(fā)酵過程中,添加CaCl2組與空白不添加組酒精度增長(zhǎng)趨勢(shì)基本相同,且這種趨勢(shì)與CaCl2添加量成正比;同時(shí)在整個(gè)主酵期間人參果果酒酒精度始終與不添加組無顯著性差異(P>0.05)。2.6人參果酒酒精度初步預(yù)期模型的建立按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案實(shí)施,并于主發(fā)酵結(jié)束測(cè)人參果果酒酒精度、SSC和還原糖含量,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表7。數(shù)據(jù)處理采用SAS9.2統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行主成分分析,結(jié)果見表1～3。分別以酵母添加量x1、pH值x2、發(fā)酵溫度x3、糖添加量x4、SO2添加量x5、CaCl2添加量x6、發(fā)酵時(shí)間x7七個(gè)因素為自變量,以酒精度作為主要因變量Y,以SSC、還原糖含量作為輔助評(píng)價(jià)因子,建立不同因子對(duì)人參果果酒釀造影響模擬回歸方程。人參果果酒酒精度初步預(yù)期模型(PredictiveModelforY1):Y1=12.675-0.225x1+0.05x2+0.925x3-0.7x4+0.125x5+0.05x6+0.9x7(1)該預(yù)期模型相關(guān)系數(shù)100%,說明該方程可以很好的解釋這七個(gè)因素對(duì)酒精度的影響,模型擬合程度良好。由表3可見,各因素對(duì)人參果果酒酒精度影響的順序依次為:x3>x7>x4>>x1>x5>x2>x6,即發(fā)酵溫度>發(fā)酵時(shí)間>糖添加量>>酵母添加量>SO2添加量>pH值>CaCl2添加量,據(jù)此通過降維分析優(yōu)選出三個(gè)對(duì)人參果果酒酒精度影響最主要的因素分別為:發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間、糖添加量。3cacl2添加量人參果果酒發(fā)酵過程中,單因素研究結(jié)果表明,最佳糖添加量為20%,pH為4.0