毕业论文果酒加工工艺的研究

果酒加工工艺的研究摘要：酒具有水果的天然香味，富含多种维生素和氨基酸，极具保健功能。本文主要综述了果酒酿造的工艺流程，加工过程中果酒澄清方法，发酵影响因素研究，果汁改良，酿酒新工艺介绍并对我国果酒存在问题以及前景作了讨论。关键词：果酒；加工工艺；酿造0引言果酒营养丰富，除乙醇外，还有糖、有机酸、酚类及维生素等，因而具有保健功能。不仅可以促进血液循环和机体的新陈代谢，控制体内胆固醇水平，改善心脑血管功能，还具有利尿、激发肝功能和抗衰老的功能，而且其中大量的多酚物质能抑制脂肪在人体中的堆积作用。我国是世界水果生产第一大国，2009年，我国水果总产量为1.2亿吨，同比增长9%。目前我国水果深加工能力有限，加工成的果汁、果类制品、果酒等产品只占水果总量的10%左右，未能及时消化造成的水果损失高达20%～25%。以苹果为例，损失率占到总产量的20%左右。大力发展果酒产业，不仅可以降低水果的高损失率，节约资源，也能带动我国种植业的升级，创造新的就业机会，特别是能增加农业人口的收入。1果酒酿造的工艺流程鲜果→分选→破碎、除梗→果浆→分离取汁→澄清→清汁→发酵→倒桶→贮酒→过滤→冷处理→调配→过滤→成品2加工工艺2.1果酒澄清由于果酒中含有较多的蛋白质、单宁、果胶、色素等,所以在长期的储藏过程容易发生混浊并发生氧化变质,使果酒品质下降。因此,需用澄清法以除去一部分或大部分上述易形成沉淀的成分,保持酒体在较长时间内的澄清状态,使果酒获得好的风味,并且保持长期的稳定性。下面以菠萝蜜果酒为列进行讨论。2.1.1自然澄清法。取菠萝蜜果酒样8份，每份50mL，于室温下密闭保存，分别放置0、2、4、6、8、10、15、20d后，取上清液测其透光率。自然法澄清效果图1显示：新酿制的菠萝蜜果酒的透光率较低约为20％，含有较多的杂质。在自然澄清过程中随着静置时间的增加，果酒中的杂质逐渐沉淀，透光率逐渐上升，但处理时间超过8d后透光率上升不明显，说明8d后澄清效果得不到提高。因此，认为自然澄清法的最佳澄清天数为8d。［1］2.1.2离心澄清法。取菠萝蜜果酒样8份，每份50mL，以3000r/rain的转速离心，分别处理0、3、6、9、12、15min，离心后取上清液测透光率。离心法澄清效果图2表明：当离心转速一定时，离心时间越长果酒的澄清效果越好。但当离心时间超过9min后，果酒的透光率几乎不再增加。因此，认为离心澄清法的最佳条件为3000r/min离心9min。［1］2.1.3壳聚糖澄清法。取菠萝蜜果酒样8份．每份50mL，分别加入适量的10g/L的壳聚糖柠檬酸溶液，使壳聚糖的含量分别为0,0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4g/L，摇匀后静置24h，取上清液测果酒的透光率。壳聚糖的澄清效果由图3可看出:随着壳聚糖用量的增加菠萝蜜果酒的透光率逐渐增大澄清效果较好．最终果酒的透光率可达90.2％，但当壳聚糖用量超过1.0g/L时，果酒透光率增加不明显，所以壳聚糖的最佳用量为1.0g/L。［2］2.1.4明胶澄清法。以10倍质量的软化水浸泡明胶不少于4h。待充分膨胀后手感软稀时水浴溶化至无疙瘩残留为止，配成10g/L的均匀溶液。取菠萝蜜果酒样8份，每份50mL,分别加入明胶，控制明胶加入量分别为：0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5g/L，加入后均剧烈振荡在室温下静置24h。取上清液测定果酒的透光率。明胶的澄清效果图4表明:明胶对菠萝蜜果酒的澄清效果不甚理想。果酒最终透光率不超过40％。随着明胶用量的增加菠萝蜜果酒的透光率没有明显增加基本维持在较低水平。［1］2.1.5琼脂澄清法。将琼脂放入去离子水中水浴溶解配成1g/L的溶液。取50mL的菠萝蜜果酒样共9份，加入琼脂，控制其含量分别为0、0.50、1.00、1.25、1.50、1.75、2.00、2.25、2.50g/L，加入后均剧烈振荡然后在室温下静置24h，取上清液测定果酒的透光率。琼脂对菠萝蜜果酒的澄清效果由图5可知:琼脂对菠萝蜜果酒的澄清效果明显，用少量就有很好的澄清效果。随着琼脂用量的增加，果酒的透光率逐渐增大，在1.00g/L左右时透光率达到最大值，用量超过1.00g/L对澄清效果的改进不明显。［2］2.1.6几种方法的澄清效果比较由表1可知:自然澄清法和离心澄清法对菠萝蜜果酒的还原糖和总酸的保存率较好,能较好地保持果酒的品质。但其澄清效果不如壳聚糖和琼脂；而明胶的澄清效果非常差,不适宜用于菠萝蜜果酒的澄清；而壳聚糖与琼脂对菠萝蜜果酒的澄清效果都比较理想。琼脂比壳聚糖的效果略优，再考虑二者价格，选择琼脂作为澄清剂更为经济。因此，确定菠萝蜜果酒的理想澄清工艺条件为选择琼脂作为澄清剂，其最佳用量为1.00g/L。［3］表1几种澄清方法的澄清效果分析2.2影响发酵的因素2.2.1温度温度是影响酵母生长、繁殖、发酵的主要环境因素。酵母只有在一定的温度范围内才能生长并起发酵作用。在低于10℃的温度条件下,酵母或孢子一般不发芽或极缓慢地发芽随；着温度的升高,发芽速度逐渐加快,以20℃为最适繁殖温度；若温度升高至20℃,则发芽速度更快,但细胞逐渐衰老,酵母数随之降低；当温度超过35℃时,酵母繁殖受阻,到40℃时酵母停止发酵。酿酒酵母在最适培养温度(25~28℃)时发酵速度最大,但酵母衰老也快,产品酒度低,风味不好。所以,生产中通常选择低温发酵、低温陈酿,以最大程度地保留水果中固有的风味物质、营养成分,提高酒精含量,增加酒味的柔和性、果味的浓郁感。代同现认为,苹果汁发酵温度以15~22℃为宜,带果渣发酵原酒则可调到18~25℃。对于猕猴桃等水分含量较高、果味较淡的水果,发酵温度可控制在27~32℃的较高温度范围内。研究表明,猕猴桃果酒在7~10℃低温发酵,VC的保存率达到58%~73%,同时较好地保留了猕猴桃果肉汁的天然色泽和果香。杨幼慧等认为,同种水果酿制的甜型酒温度要比酿制干型酒高1~2℃,带渣发酵的甜型酒温度比不带渣发酵的高了3℃左右,后发酵的温度则低于主发酵温度5℃左右。［4］发酵过程中,产生的热量会使发酵液的温度上升。生产中,通常利用发酵罐中的冷却管、蛇行管或双层发酵罐罐体的外夹层套输送冰水或制冷介质,来达到降温的目的。2.2.2氧气与一切生物一样,酵母发育生长需要有氧的存在,但酵母能在一定的时间内处于嫌气状态。根据巴斯德的发酵理论,好气生活是呼吸。氧的存在是酵母繁殖及维持其功能所必不可少的,因而在酵母发酵初期应适当通入无菌气。有微量O2的存在,有利于酵母的生长繁殖和酵母各种功能的保持,但若发酵液中的氧气过多,则会使发酵液中多酚类物质氧化而导致发酵液的色泽升高,从而影响成品酒的感官质量,不利于果酒的陈酿。因此,在发酵的初期应适当地通入无菌空气。杨幼慧等认为,若在果酒发酵初期添加10mg/L,则可加速果汁的起始发酵,2d左右即进入主发酵阶段,此时应停止通气。［4］陈酿贮藏期间,为防止酒液出现病害,必须保证酒液不与空气接触。所以,新酒必须添满酒桶且密封贮存,或在不满的酒桶中充CO2或SO2气体。［5］2.2.3SO2SO2在果酒酿造中的主要作用为抑菌剂和抗氧化剂在抑制有害微生物的同时,SO2可最大程度地保留原料原有的成分,如氨基酸、VC等［6］。SO2还能抑制对果酒发酵起不良影响的微生物。如果皮上的野生酵母、霉菌及其他杂菌能使对SO2抵抗力较强的人工酵母繁殖,保证醪液的正常发酵。由于SO2自身易被氧化而消耗汁液中的O2,从而使芳香物质、色素、单宁、VC等不易被氧化,抑制了氧化酶的活力,起到了停滞或延缓果酒氧化的作用,避免果酒颜色过深和失光,保持了酒的香气。陈酿时,如果果酒中分子态氧含量较高,则会产生氧化产物乙醛,使得果酒丧失新鲜感。少量的SO2可和乙醛反应生成甘油,是果酒获得饱满口感的先决条件。在罐装时保持酒中有少量的SO2存在,可使装瓶后的果酒保持较低的氧化还原电位,以保持其良好的风味和口感。所以,在添加SO2时应注意量的要求。大多数国家将200mg/LSO2作为最高允许添加量。少量的SO2不会影响果酒的正常发酵。优良酿酒酵母可耐受100mg/LSO2。若SO2添加量过大,则会延迟起酵,甚至可能造成不起酵,而且过量的SO2会生成亚硫酸加成物一硫醇(羟基磺酸盐),影响酒的风味。酿制果酒时可直接加SO2气体、亚硫酸或亚硫酸盐。［5］2.3果汁改良2．3.1糖度调整糖是酵母菌生长繁殖的碳源。不同品种的水果原有的糖度不同，为了发酵的顺利进行，保证适合的口感和风味，应相应添加适量的蔗糖，但糖浓度的高低会影响酵母的生长和发酵速度。鲜果含糖量为12.8％左右，若仅用鲜果浆(汁)发酵则酒度较低。因此，应适当添加蔗糖以提高发酵酒度。生产中通常是按每17g/L蔗糖经酵母发酵产生1％酒精添加糖［7］。当酵母在l%~2%的低糖浓度下生长时，发酵速度最快；当含糖量超过15%时，就会对酵母的生长产生抑制作用，糖浓度超过25%时发酵出现延滞，到70%左右大部分酵母不能生长和发酵。杨幼慧认为要使酵母尽快起酵，在发酵前只加入60%的蔗糖比较适宜，当发酵的糖浓度下降至8%（°Brix）左右再补加另外40%的蔗糖。尽管酿酒酵母在微酸性（pH4）的环境下生长和发酵比在（pH3）的环境下好，但较低的pH值可以保证添加的SO2以较多游离态存在，更好地起到抑制有害微生物的作用。［8］2.3.2酸度调整滴定酸对果酒的酿造及品质具有重要的意义。滴定酸影响发酵液的pH，从而影响酵母细胞的繁殖、细胞的活性、细胞膜电位、胞内酶活性、细胞对营养物质的吸收、产物的代谢和分泌。实际生产中，往往控制pH在3.3~3.8之间。未经调整的果汁，其pH一般达不到要求。如果果汁的pH太低，可以通过添加碳酸钙，或者在接种酿造酒酵母后，再接种裂殖酵母使之发酵。若果汁的pH值太高，则可添加果实中的主体酸，使得柠檬酸含量达到5.5g/L~6.5g/L。酸对发酵的影响因酸的性质、强度不同而不同。无机酸的影响一般比有机酸明显。汁液改良后的pH值是影响枇杷果酒色泽的最主要因素，其次为游离SO2浓度，汁液的酸度越高、游离SO2含量越大，则发酵停止时果酒的色泽越浅，色度越低；汁液在制备过程添加抗坏血酸会使酒的陈酿过程色度增大，色泽加深；果酒的色泽与可溶性固形物、发酵容器充满系数无显著相关［9］。姚德坤等建议pH值太低的果汁，可添加CaCO3或在接种酿酒酵母6h后，再接种裂殖酵母，使之发酵，两种方法降酸效果均很明显。pH值太高，可用柠檬酸或酒石酸钾中和多余的酸，用量需通过化学分析来确定。［10］3果酒酿造新工艺3.1冷冻浓缩技术传统的葡萄酒冷冻浓缩技术是让葡萄在葡萄树上自然冷冻，然后手工采摘、榨汁，得到极少量糖度较高的葡萄汁，最后接入酵母进行低温发酵。INA细菌是一类能产生冰核活性很强的特异性冰蛋白的细菌。该蛋白先以冰核活性很低的单体形式合成，然后在细胞中聚合成冰核活性很强的蛋白复合物，作为水分子冷冻的模板,在零下较高温度下诱发和加速水的冷冻过程，获得高质量的浓缩果汁。［11］虽然目前这种技术处于实验阶段，但是与传统技术相比它的工艺简单，劳动量小，效率高，因此在冷冻浓缩果汁生产中应用INA细菌一定会有美好的前景。3.2固定化酵母技术目前，关于固定化技术在果酒发酵中应用的研究非常广泛。比如，白雪莲进行了固定化酵母低温发酵苹果酒研究，实验结果显示固定化酵母发酵速度比游离酵母快，在一定的低温条件下可以克服发酵速度过于缓慢的缺点，利用固定化酵母低温发酵法能获得高档次质量的苹果酒［12］。汪钊等进行了固定化生长酵母桔子酒发酵的研究，实验采用搅拌罐反应器对桔子酒连续发酵进行了探索，取得了较好的结果。［13］3.3陈化新工艺果酒酿造中陈酿工序非常重要，陈酿时间必须充分，果酒品质才能得以保证，为了提高生产效率，加速果酒陈化，可采用的物理方法有电催陈、光催陈、磁化催陈，化学方法有微氧化和采用催化剂。杨华峰、曾新安等研究了采用高强电磁场人工催陈新鲜葡萄酒，通过采用高强电场处理设备对2002年产新鲜干红葡萄酒进行了人工催陈研究，发现当处理电场强度为3kv/cm，频