木棉花全汁發(fā)酵酒生產(chǎn)工藝的研究

張鐘，黃冬玲

（廣東石油化工學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，廣東茂名525000）

木棉花全汁發(fā)酵酒生產(chǎn)工藝的研究

張鐘，黃冬玲

（廣東石油化工學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，廣東茂名525000）

以木棉花為原料，采用全汁發(fā)酵技術(shù)，開(kāi)發(fā)出新型木棉花發(fā)酵酒。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)木棉花酒的發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間、含糖量和釀酒酵母的接種量進(jìn)行了優(yōu)化，通過(guò)4因素4水平的正交試驗(yàn)，確定發(fā)酵條件的最佳組合。通過(guò)試驗(yàn)得到的最佳發(fā)酵工藝參數(shù)為發(fā)酵最佳時(shí)間5d，發(fā)酵溫度25℃，酵母接種量0.2%，糖的含量15%；4因素的顯著影響程度為含糖量>發(fā)酵溫度>發(fā)酵時(shí)間>酵母接種量。最終得到的成品的感官指標(biāo)、理化指標(biāo)及衛(wèi)生指標(biāo)均滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)。

木棉花酒；全汁發(fā)酵；生產(chǎn)工藝

木棉花（Bambax malabaricumDC.）為木棉科木棉屬植物，在我國(guó)已經(jīng)有2 000多年的栽培歷史。主要分布在云南、貴州、廣西、廣東及金沙江流域，是廣州市市花[1]。

木棉全身都是寶，其皮、花、根均可入藥，為常用中藥。其花朵含有豐富的碳水化合物，其中多糖是木棉花的重要成分[2]，含有各種微量元素[3]。陳紅英等[3]認(rèn)為木棉花中的微量元素有可能與有機(jī)成分產(chǎn)生協(xié)同作用，發(fā)現(xiàn)木棉花中含豐富的Ca、Mg、K元素，Zn元素含量也較高。木棉花甘、涼，具有清熱利濕、解毒、止血等功效。主治泄瀉、痢疾、血崩、瘡毒、金創(chuàng)出血等[4]，治療胃癌、食管癌等消化道腫瘤[5]。制作花酒有釀造法和浸泡法2種。通過(guò)木棉花全汁發(fā)酵以及優(yōu)化其生產(chǎn)工藝，研制出具有功能性的保健低度酒。目前，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)采用全原花汁液為原料進(jìn)行發(fā)酵的木棉花酒，為木棉花的深加工提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

木棉花：摘自廣東石油化工學(xué)院校內(nèi)新鮮無(wú)腐爛，成熟度為80%以上鮮紅木棉花。

白砂糖：市售的一級(jí)白砂糖。

檸檬酸（分析純）：天津市百世化工有限公司；果膠酶：上海源聚生物科技有限公司；釀酒果酒酵母：安琪酵母股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

AUY220電子天平：日本島津公司；HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋：常州博遠(yuǎn)試驗(yàn)分析儀器廠(chǎng)；HPX-9162MBE數(shù)顯電熱培養(yǎng)箱：上海博遠(yuǎn)實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠(chǎng)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 測(cè)定項(xiàng)目及方法

酒精度測(cè)定采用酒精計(jì)法、糖度測(cè)定采用手持糖度計(jì)法、總酸測(cè)定采用pH計(jì)直接測(cè)量[6]；感官評(píng)價(jià)由10人組成評(píng)定組，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[7]。

1.3.2 感官評(píng)價(jià)方法

通過(guò)對(duì)成品木棉花酒感官特性的全面分析，綜合色澤、香氣、滋味、外觀(guān)幾個(gè)方面進(jìn)行感官評(píng)分（滿(mǎn)分10分），評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 木棉花酒感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory score criteria of kapok wine

1.3.3 研究方法

確定最佳木棉花采摘期：在4∶00-6∶00點(diǎn)采摘初綻、盛開(kāi)期的木棉花，對(duì)采摘的木棉花花香進(jìn)行感官評(píng)分。木棉花花香影響發(fā)酵酒的品質(zhì)和檔次，所以要保證木棉花香的質(zhì)量。

木棉花酒發(fā)酵條件的優(yōu)化：影響成品酒風(fēng)味的因素有發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度、含糖量、酵母接種量，對(duì)酵母菌生長(zhǎng)的時(shí)間、溫度、含糖量、接種量進(jìn)行優(yōu)化，選擇合適的發(fā)酵條件生產(chǎn)出高質(zhì)量的木棉花發(fā)酵酒，通過(guò)正交試驗(yàn)確定適宜的發(fā)酵條件，正交試驗(yàn)因素與水平見(jiàn)表2。

表2 發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 2 Factors and levels of fermentation conditions optimization

1.3.4 木棉花酒工藝流程

1.3.5 操作要點(diǎn)

選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)間采選木棉花。收集完畢后清水浸泡30min，主要是去除落花表面的泥沙、各種污染物及大部分微生物，減少落花表面污染的物質(zhì)對(duì)原汁的污染[8]。清洗、晾干、剪碎，添加約0.3%的質(zhì)量濃度為2.5g/100mL的檸檬酸護(hù)色，恒溫水浴鍋60℃蒸120s（鈍化酶），再將木棉花打漿，添加約0.8%的果膠酶，45℃酶解120min[9]。

稱(chēng)量后定量裝入具塞錐形瓶進(jìn)行巴氏殺菌，消毒完畢后測(cè)定原料糖度和pH值，為保證酒的質(zhì)量和口味，要控制好殘?zhí)橇?，添加約占原料量0.2%的果酒酵母，在25℃條件下發(fā)酵數(shù)天。將發(fā)酵好的木棉花酒過(guò)濾、倒罐、殺菌、陳釀、檢測(cè)。

2 結(jié)果與分析

2.1 木棉花原汁的含糖量與pH值的測(cè)定

分別對(duì)木棉花原汁液的含糖量和pH值進(jìn)行測(cè)定，做空白對(duì)比，得到的結(jié)果如表3所示。

表3 原料糖度和pHTable 3 Sugar content and pH of raw material

從表3可知，木棉花原汁所含的糖分不高，若要研制出品質(zhì)較好的木棉花全汁發(fā)酵酒需要外加糖的方式調(diào)整含糖量。通過(guò)pH計(jì)直接測(cè)定木棉花原汁的pH值為3.5，偏酸性，因此在發(fā)酵酒期間要適合控制糖酸比值。

2.2 最佳木棉花采摘期的確定

分別在4∶00-6∶00、8∶00-9∶00、11∶00-12∶00、14∶00-15∶00點(diǎn)采花，在15℃、光線(xiàn)較暗的條件下進(jìn)行感官品評(píng)，結(jié)果如表4。

表4 不同時(shí)間木棉花香的差異Table 4 Difference of kapok aroma in different time

由表4可知，木棉花香隨著空氣的干燥、溫度的升高，花香物質(zhì)也開(kāi)始向外散發(fā)，積累在花中的香味物質(zhì)開(kāi)始減少。所以采摘時(shí)間也是影響花香物質(zhì)的一個(gè)重要因素，要選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)間采摘，最好在日出之前采摘，采用重瓣、花瓣肥厚的紅色品種，須在朝霧未退時(shí)摘花，要求花外觀(guān)良好，表面有光澤，顏色鮮紅，成熟度適中且沾滿(mǎn)露珠，因?yàn)檫@時(shí)花還未受到陽(yáng)光強(qiáng)烈照射，故香味尚未散發(fā)而最濃郁，采摘鮮花并及時(shí)攤放于陰涼通風(fēng)處進(jìn)行降溫處理。

2.3 發(fā)酵條件的確定

2.3.1 發(fā)酵時(shí)間的確定

將處理好的木棉花漿液添加約占原料量0.2%的果酒酵母，調(diào)整糖度為15%并置于25℃條件下發(fā)酵數(shù)天，結(jié)果見(jiàn)表5。

由表5可知，發(fā)酵前3d酒精度幾乎無(wú)變化，說(shuō)明酵母大量繁殖，幾乎不發(fā)生發(fā)酵反應(yīng)，消耗的糖量較少，pH值未變化，從發(fā)酵第3天開(kāi)始，開(kāi)始產(chǎn)生大量氣泡，酵母發(fā)酵，pH值有所上升。從第3天起開(kāi)始測(cè)試發(fā)酵液的各項(xiàng)指標(biāo)，發(fā)酵過(guò)程中糖含量不斷下降，酒精含量逐漸升高，發(fā)酵第5天后，酒精含量升高不明顯，因此發(fā)酵時(shí)間為5～7d比較好。

表5 發(fā)酵時(shí)間對(duì)酒品質(zhì)的影響Table 5 Effect of fermentation time on wine quality

2.3.2 發(fā)酵溫度的確定

將處理好的木棉花漿液添加約占原料量0.2%的果酒酵母調(diào)整糖度為15%，置于不同溫度條件下發(fā)酵5d，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 發(fā)酵溫度對(duì)酒品質(zhì)的影響Table 6 Effect of fermentation temperature on wine quality

由表6可知，在25℃發(fā)酵時(shí)，酒精度比較高，糖酸比例控制適中，同時(shí)感官評(píng)分也比較好，而當(dāng)溫度升至30℃時(shí)，酒精度下降的同時(shí)酒色也較差、pH值較小、含酸較多。在溫度過(guò)低時(shí)，酵母無(wú)法進(jìn)行代謝和繁殖，而發(fā)酵溫度過(guò)高，酵母的繁殖力反而下降，易衰老和死亡，使酒液易受雜菌浸染而影響品質(zhì)。因此在溫度為25℃時(shí)發(fā)酵情況最好，酒精度含量及口味都最好。

2.3.3 果酒酵母菌接種量的確定

將處理好的含糖量為15%的木棉花漿液接種不同含量的果酒酵母菌，置于25℃發(fā)酵5d，結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 果酒酵母不同接種量對(duì)酒品質(zhì)的影響Table 7 Effect of different inoculation amount of wine yeast on wine quality

由表7可知，當(dāng)果酒酵母接種量為0.2%時(shí)，酒精度最高，而當(dāng)酵母接種量增加至0.4%時(shí)，酒精度最低，含糖量減少，說(shuō)明糖分被酵母大量消耗并沒(méi)有進(jìn)行發(fā)酵作用，因?yàn)楫?dāng)添加量0.2%以上時(shí)，主發(fā)酵時(shí)間縮短，終點(diǎn)發(fā)酵液酒精度反而會(huì)略有下降。分析認(rèn)為，可能是酵母添加量增加會(huì)促進(jìn)酵母迅速繁殖，但繁殖速度過(guò)快會(huì)加快呼吸作用，過(guò)早消耗醪液中的糖分，不利于酒精度的積累[10]。隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，一部分乙醇又進(jìn)入乙酸發(fā)酵，加上雜菌的生長(zhǎng)繁殖，因此在發(fā)酵過(guò)程中發(fā)酵醪的酸度一直在緩慢上升，pH值有所下降。

2.3.4 糖含量的確定

將處理好的木棉花漿液接種0.2%的果酒酵母，按一定的比例加入白砂糖，充分?jǐn)嚢杈鶆?，置?5℃恒溫培養(yǎng)箱中，發(fā)酵5d，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 不同糖含量對(duì)酒品質(zhì)的影響Table 8 Effect of different sugar content on wine quality

由表8可知，隨著糖含量增多，酵母發(fā)酵能量得以補(bǔ)充，從而產(chǎn)生更多的酒精，酒香味更加濃郁，當(dāng)糖含量達(dá)到10%時(shí)，酵母發(fā)酵最活躍，產(chǎn)生很多上升的氣泡，酒精度達(dá)到最高，當(dāng)達(dá)到15%時(shí)，酒精度幾乎沒(méi)變化。10%～15%的含糖量能促進(jìn)酵母發(fā)酵。

2.4 最佳工藝水平參數(shù)的確定

以發(fā)酵溫度、果酒酵母菌接種量、發(fā)酵時(shí)間、糖含量為4個(gè)因素進(jìn)行L16（44）正交試驗(yàn)。并組成評(píng)定小組對(duì)色澤、氣味、口感進(jìn)行評(píng)分，正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9，方差分析見(jiàn)表10。

由表9可知，4因素對(duì)木棉花酒的影響大小為D>B>A>C，即糖含量的影響最大，其次是發(fā)酵溫度，再次是發(fā)酵時(shí)間，酵母菌接種量影響較小，其最佳組合為A3B2C2D4即發(fā)酵最佳時(shí)間為5d，發(fā)酵溫度為25℃，酵母接種量為0.2%，糖含量為15%的條件下，木棉花酒的感官品質(zhì)和發(fā)酵效果最好。經(jīng)驗(yàn)證試驗(yàn)，在此最優(yōu)條件下的木棉花酒的感官評(píng)分為9分。

由表10可知，糖含量對(duì)結(jié)果的影響具有顯著性，其余因素影響不顯著。

最后所得的成品其酒精度、含糖量、酸度均符合GB 2758—2012《發(fā)酵酒及其配制酒》[11]的要求。

表9 木棉花酒的發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 9 Result and analysis of orthogonal experiment for fermentation conditions optimization of kapok wine

表10 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 10 Variance analysis of orthogonal experiment results

2.5 木棉花全汁發(fā)酵酒產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)確定

對(duì)木棉花原料進(jìn)行預(yù)處理，處理完畢后，在發(fā)酵溫度25℃，發(fā)酵時(shí)間5d，含糖量15%，酵母接種量0.2%的條件下進(jìn)行發(fā)酵，生產(chǎn)木棉花發(fā)酵酒。

感官指標(biāo)：色澤淺黃色至淺紅棕色。外觀(guān)澄清透明，均勻一致、色澤明亮、無(wú)明顯懸浮物。香氣和滋味，具有純正、濃郁、和諧的花香與酒香。具有甘甜醇厚的口味和陳釀的酒香味，酸甜適宜、諧調(diào)，酒體豐滿(mǎn)。具有木棉花突出的典型風(fēng)格。

理化指標(biāo)：糖含量＜5.1%；pH值為4.3～5.2；酒精度為5.8%vol。

衛(wèi)生指標(biāo)符合GB 2758—2012《發(fā)酵酒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中要求。

3 結(jié)論

經(jīng)優(yōu)化木棉花全汁發(fā)酵酒的最佳發(fā)酵工藝參數(shù)為發(fā)酵時(shí)間5d，發(fā)酵溫度25℃，酵母接種量0.2%，糖含量15%；4因素的影響程度為含糖量＞發(fā)酵溫度＞發(fā)酵時(shí)間＞酵母接種量。

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[15]黃時(shí)浩.藥食兩宜木棉花[J].藥膳食療，2004（3）：4.

Kapok wine fermentation technology

ZHANG Zhong,HUANG Dongling
(College of Chemistry and Life Science,Guangdong University of Petrochemical Technology,Maoming 525000,China)

Taking kapok as raw material,a new fermentation production of kapok wine was developed with juice fermentation.On the basis of single factor experiment,the fermentation temperature,time,sugar content and yeast inoculum were optimized.Through four factors of four levels orthogonal experiment,the optimum combination of fermentation conditions was determined as follows:fermentation time 5 d,fermentation temperature 25℃,yeast inoculum 0.2%,sugar content 15%.The significant influence of the four factors in order was sugar content,fermentation temperature,fermentation time and yeast inoculum.The finished product can meet the national standard in sensory indexes,physicochemical indexes and hygienic indexes.

kapok wine;full juice fermentation;production technology

TS262.91

B

0254-5071（2014）04-0154-04

10.3969/j.issn.0254-5071.2014.04.037

2014-01-23

茂名市科技計(jì)劃項(xiàng)目（2011B01019）

張鐘（1962-），男，教授，本科，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工。