红茶菌水蜜桃酒的发酵工艺优化.pdf
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1、红茶菌又称“胃宝”,古籍称“醋蛾子”,是以糖茶水为原料,通过醋酸菌、乳酸菌、酵母菌发酵而形成的复合菌共生体1,红茶菌的产生可以追溯到我国秦朝,是一种有着悠久历史的传统酸性饮料。红茶菌富含多种营养物质2-3,具有帮助肠道消化、促进新陈代谢、改善睡眠、降低胆固醇等保健作用4-5。水蜜桃营养丰富,富含大量铁元素,可以增加人体的血红蛋白含量,改善缺铁性贫血6,同时水蜜桃还含有蛋白红茶菌水蜜桃酒的发酵工艺优化鄢孙鹤,刘晓媛,汪雅馨,张士博,张阳阳(信阳农林学院食品学院,河南 信阳464000)摘要:以红茶菌发酵液、信阳水蜜桃为生产原料,拟开发一种新型发酵型水蜜桃酒。以酒精度和感官评分为响应值,在单因素试
2、验的基础上,采用Box-Behnken法进行三因素三水平响应面优化设计试验,对红茶菌水蜜桃酒的发酵工艺进行探究。结果表明红茶菌发酵液1 L,水蜜桃汁500 mL,初始糖度21 Brix,SO2添加量45 mg/L,发酵时间9 d,在此条件下得到红茶菌水蜜桃果酒的酒精度为12.70.02%(体积分数),感官评分为800.4分。采用SPME-GC-MS技术对此条件下发酵的果酒进行主要挥发性成分分析,测得果酒具有乙酸乙酯、正丁醇等8种物质,此条件下制得的红茶菌水蜜桃果酒具有浓郁的水果香气,酒体协调。关键词:水蜜桃酒;红茶菌;发酵;响应面;挥发性成分中图分类号:TS 255.46文献标识码:A文章编号
3、:1007-6395(2023)04-0056-08Optimization of Fermentation Technology of Kombucha Honey Peach WineSUN He,LIU Xiaoyuan,WANG Yaxin,ZHANG Shibo,ZHANG Yangyang(College of Food Science,Xinyang Agriculture and Forestry University,464000 Xinyang Henan,China)Abstract:A new type of fermented nectarine wine is pr
4、oposed to be developed with the fermented liquor ofkombucha and Xinyang nectarine as raw materials.Based on the single factor test,the Box-Behnken method wasused to carry out the three-factor and three-level response surface optimization design test to explore the fermen鄄tation process of kombucha n
5、ectarine wine with the response value of wine precision and sensory score.The finalexploration is that 1 L of kombucha fermentation broth,500 mL of nectarine juice,at the initial sugar content of21 Brix,45 mg/L of SO2addition,and fermentation time of 9 days.Under these conditions,the wine precision
6、ofkombucha nectarine wine is 12.7 0.02%(Volume fraction),and the sensory score is 80 0.4 points.SPME-GC-MS technology was used to analyze the main volatile components of the fruit wine fermented under this con鄄dition,and it was found that the fruit wine contained 8 substances,such as ethyl acetate a
7、nd n-butanol.The redtea fungus peach wine prepared under this condition has rich fruit aroma and harmonious wine body.Key words:honey peach wine,black tea fungus,fermentation,response surface,volatile components鄢基金项目:信阳农林学院青年基金项目(QN2022029);河南省高等学校重点科研项目(22B550015);河南省高等学校青年骨干教师培养计划(2020GGJS262);信阳农
8、林学院青年基金项目(QN2022027)收稿日期:2023-03-03作者简介:孙鹤(1991-),男,助教,硕士,研究方向为水产品加工及贮藏工程。通信作者:张阳阳(1987-),女,讲师,硕士,研究方向为食品微生物发酵技术。质、维生素等,可增强人体免疫力,起到养阴生津、润肺补气的作用7。水蜜桃柔软多汁,产销时间短、产量大、贮运性差,容易出现滞销造成水蜜桃浪费的情况,为了解决目前水蜜桃市场供求不平衡的现状,水蜜桃果酒是水蜜桃理想的使用途径和模式8。单一红茶菌发酵液发酵后产生的酒精含量相对较低,通过醋酸菌、酵母菌和乳酸菌等共同发酵后的红茶菌发酵液可以在一定程度上抑制了杂菌的污染,但也因为红茶菌在
9、发酵过程中形成了大量有机酸,使口感偏酸,而显得口味比较单调。而水蜜桃汁的加入恰好能够改变单一红茶菌发酵酒口味单调,且口感偏酸的弊端。将水蜜桃汁与红茶菌发酵液混合进行发酵酿酒,以期为水蜜桃果酒的生产提供理论依据,对开发红茶菌的利用渠道及拓展水蜜桃的深加工方式56粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工23年第48卷第4期粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加
10、工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工表1单因素试验设计水平表因素水平初始糖度/Brix1416182022发酵时间/d68101214红茶菌发酵液添加量/L0.50.7511.251.5SO2添加量/(mg/L)3040506070SO2、果胶酶调糖、调酸水蜜桃分选清洗去核压榨混合成分调整主发酵澄清过滤调配红茶菌发酵液酵母菌具有深远意义。1材料与方法1.1材料与试剂水蜜桃:信阳潢川水蜜桃基地;红茶菌发酵液,信阳农林学院食品学院发酵实验室;安琪果酒酵母(RW型),湖北安琪酵母股份有限公司;信阳红茶,信阳云尖茶叶有限公司
11、;食用一级白糖(食品级),信阳市副食品公司;偏重亚硫酸钾(含量95.0%),郑州派尼化学试剂厂;无水乙醇(国产分析纯),郑州派尼化学试剂厂;果胶酶(酶活10万U/g),河南万邦实业有限公司。1.2仪器和设备YH-M3003分析天平,五鑫衡器有限公司;SPX-150-BS-生化培养箱,北京中兴伟业世纪仪器有限公司;JYL-Y29高速破壁调理机,九阳股份有限公司;GC7700气相色谱仪,阜阳远大计量检测有限公司;HGA-2L空气发生器,北京汇龙公司;KCD-239冰箱,河南冰熊电器股份有限公司;HW远红外干燥箱,北京科伟永兴仪器有限公司。1.3试验方法1.3.1红茶菌水蜜桃酒工艺流程1.3.2操作
12、要点:(1)水蜜桃汁的制备:选择成熟、香气浓郁,品质好的水蜜桃,水蜜桃洗净后劈桃、去核、破碎打浆。(2)红茶菌发酵液:取实验室的红茶菌菌膜,放入玻璃发酵罐中,加入糖茶水(将红茶3 g/L加入到煮沸的饮用水中浸提15 min,结束加入白砂糖100g/L,冷却到室温),28 下静置发酵9,待发酵液液面上长出新菌膜,厚度大概为3 mm时停止发酵10,过滤出红茶菌发酵液灭菌后备用。(3)果汁处理:添加偏重亚硫酸钾产生SO2,起到保鲜、杀菌及抗氧化的作用11,在水蜜桃汁中添加果胶酶以提高出汁率12。(4)混合:将水蜜桃汁与红茶菌发酵液按一定的体积比例混合。(5)成分调整13:对混合后的发酵液进行糖度及酸
13、度调整,加入白砂糖调整糖度,加入柠檬酸调整酸度至pH为3.4。(6)酵母活化:用30 温水活化安琪果酒酵母,活化时间为20 min14,搅拌,放置10 min,当表面有气泡开始上升即可15。(7)主发酵:加入活化后的酵母(0.3 g/L),在22培养箱中培养8 d16,当酒精度及残糖含量持续3 d不变时,发酵结束。(8)过滤澄清:用8层干纱布反复对水蜜桃果酒体进行多次过滤,除去多余酵母粒及发酵物残渣,使成品酒体透亮并有光泽。(9)调配:对澄清处理过的红茶菌水蜜桃果酒的糖度以及酸度进行适当的调配,得到口感更趋协调、风味也更加纯正、特点突出的水蜜桃果酒17。1.4单因素试验以感官评价和酒精度为评定
14、指标,以水蜜桃汁500 mL为计,选择发酵时间、初始糖度、红茶菌发酵液添加量和SO2添加量4个因素进行单因素试验。具体设计见表1。1.5分析方法1.5.1酒精度测定依据GB 5009.2252016食品安全国家标准酒中乙醇浓度的测定中的酒精计法进行测定。1.5.2主要挥发性成分测定样品预处理:量取100 mL酒样,装入蒸馏装置,加入50 mL蒸馏水,进行蒸馏,吸取4.9 mL蒸馏得到的液体于具塞试管中17,用进样针吸取100 L内标物(乙酸丁酯)加入到液体中,盖上试管塞,振摇使二者充分混合。气相色谱、质谱的检测条件:设置色谱柱程升速率15/min、终止温度为200维持时间为15min、初始时间
15、3 min,进样器的设定温度200、保护温度220,柱炉的设定温度55、保护温度200,进样器的设定温度220、保护温度240,载气为氮气16。57粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工23年第48卷第4期粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工表2红茶菌水蜜桃酒感官评分标准项目评价标准分值/分色泽淡黄色、酒液清亮、无明显沉淀物和浑浊现象1520(20分
16、)淡黄色、酒液较清亮、较少沉淀物和浑浊现象1015深黄色、酒液浑浊,有较多沉淀物10香气有水蜜桃特有的香气,酒香浓郁2030(30分)果香和酒香不足1020无果香与酒香,气味不良10口感酒质口感柔和,酸甜适当2030(30分)酒体协调,纯正无杂味1020酒体寡淡不协调,口感有明显缺陷10典型性典型明确,风格良好1520(20分)有典型性,风格不突出1015无典型性101.5.3感官评价参考GB/T 150382006葡萄酒、果酒通用分析方法制定水蜜桃酒感官评定标准,具体见表2。邀请10位具有食品专业背景的人员,从水蜜桃酒的色泽、香气、口感及典型性4方面对水蜜桃酒进行全面综合鉴定评分。1.6数据
17、处理试验结果均用“平均值标准偏差”表示,采用Design Expert 8.0.6软件进行响应面试验设计,并运用SPSS 20.0统计软件对实验结果进行方差分析。每组试验均重复3次。2结果与分析2.1单因素试验结果分析2.1.1红茶菌发酵液的确定设置红茶菌发酵液添加量为0.5、0.75、1.00、1.25、1.50 L,在SO2的添加量为50 mg/L,初始糖度为18 Brix,发酵时间为10 d的前提下,分析红茶菌发酵液添加量对果酒品质的影响。由图1可知,随着红茶菌发酵液添加量的增多,红茶菌中的营养物质及抗氧化物质对于红茶菌水蜜桃酒品质及口感等方面都有改善,而红茶菌中的酵母菌也使得酒精度得到
18、很好的提升。当红茶菌发酵液添加量为1 L时,酒精度为10.50.03%(体积分数),感官评分为880.8分,均为最大值,但是当红茶菌发酵液添加量大于1 L时,红茶菌水蜜桃酒的口感变差,感官评分降低,因此初步判断红茶菌水蜜桃果酒的最佳红茶菌发酵液添加量为1 L。2.1.2发酵时间对酒精度及感官评分的影响主发酵时间为6、8、10、12、14 d,SO2的添加量为50 mg/L,初始糖度为18 Brix,红茶菌发酵液添加量为1 L,分析发酵时间对果酒品质的影响。由图2可知,当发酵时间为8 d的时候,酒精度达到9.80.02%(体积分数),感官评分为850.5分图1红茶菌发酵液添加量对酒精度及感官评分
19、的影响均为最大值。当发酵时间低于8 d时,红茶菌水蜜桃酒并未发酵充分,口感稍差,酒精度偏低;当发酵的时间超过8 d时红茶菌水蜜桃果酒的品质开始有下降,这是因为发酵的时间如果过长就会导致酵母细胞自身发酵能力降低,自溶率增加18,色泽及口感变差,感官评分下降。因此初步判定红茶菌水蜜桃果酒的最佳发酵时间为8 d。图2发酵时间对酒精度及感官评分的影响2.1.3初始糖度对酒精度及感官评分的影响初始糖度设置为14、16、18、20、22 Brix,SO2的58粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工23年第48卷第4期粮 食 加 工粮
20、 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工620.4680.3700.5720.7620.5700.5700.8720.5650.7720.8750.5750.7780.8800.5780.8770.5780.89.20.0310.30.0410.20.0210.10.049.30.0110.20.0210.30.0210.10.03
21、9.50.0410.40.0110.50.0210.30.03130.0313.30.0313.10.0212.80.04130.0488886610106610108888830305050404040403050305040404040401822182218221822202020202020202020表4红茶菌水蜜桃酒发酵工艺优化响应面试验设计及结果试验号ABCY1/%Y2/分1234567891011121314151617表3Box-Behnken试验因素水平表ABC因子初始糖度/BrixSO2添加量/(mg/L)发酵时间/d1183060204081225010图3初始糖度对酒
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