菠萝酒酿造工艺与香气成分

编辑:小玲  发布时间:2020/5/16 8:41:51  浏览次数:1251  信息分类:酒文化  

 

  菠萝(Ananas comosus?L.?Merr.)俗称凤梨、草菠 萝,是着名热带、亚热带特色水果之一。菠萝糖酸含量协调、香气浓郁、风味独特、汁液丰富且营养价值高,是加工酒类产品的良好原料1-2。

  菠萝酒是以菠萝为原料,经发酵酿制而成的低酒精度饮料酒,不仅具有菠萝独特的香气和风味,还保留了菠萝果实中部分营养成分,具有保健功效。菠萝酒的 品质取决于其酒精度、糖和酸浓度以及挥发性香气物质等的种类和含量。挥发性香气成分是影响菠萝酒品质和典型性的重要因素,包括高级醇、酯、 酸、醛和酮类等。菠萝果实中含有这些香气物质, 部分是酒精发酵过程中酵母的代谢产物3-4。我国菠萝年生产量大,但菠萝生产季节性强,成熟收获期较为集中,且果实含水量高,不耐储存。受保藏条件和深加工能力等因素的制约,菠萝采后无法销售而造成的经济损失。开发菠萝酒不仅是菠萝深加工的重要方向,可解决菠萝浪费严重的问题, 还能扩展果酒市场,满足不同消费者对果酒市场的需求5。目前我国对菠萝酒的开发还处于初步阶段,因此对菠萝酒的酿造工艺及香气成分的研究情况进行综述,对菠萝酒酿造和品质深入研究具有重要参考价值。

  1菠萝酒的酿造工艺

  1.1酵母的筛选 ? ?

  筛选优良菌种进行纯种发酵,可以提高果酒的生产效率与品质6-8。优质酵母菌不仅对发酵环境抗逆性强,还能产生大量有益副产物,有效保留原果香。为此,国内外大量研究者对适于菠萝酒酿造的酵母菌的选育进行了探讨。 ??

  适用于果酒发酵的酵母通常分为两大类:酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和非酿酒酵母(nonSaccharomyces cerevisiae)。酿酒酵母产酒精能力强, 但所得产品香气单一,风味不足;非酿酒酵母产香能力强,但发酵能力相对较弱。因此,选育产香能力和发酵能力同样强的菠萝酒酵母极其重要。

  不同酿酒酵母在不同基质中发酵性能也不同, 因此要从现有葡萄酒酵母中挖掘具备菠萝酒酿造潜力的菌株。张爱红等9对5株葡萄酒用活性干酵母在菠萝汁中的酿造潜力进行比较分析,从中筛选出发酵能力强、所酿果酒质量z好的2#菌株。冼嘉雯等10通过研究4株酵母菌在菠萝汁中的生长特征以及分析菠萝酒的理化性质和感官特性,z终筛选出酿造菠萝果酒的优良菌株4号酵母菌(威尔)。 本课题组前期对7株安琪商业酵母的菠萝酒酿造潜力进行分析,发现7株菌产酒能力相当,但产香能力差异较大,D254菌株产风味物质种类和总量z高,?BV818菌株产特征风味物质种类z多,VIC菌株产酯比例z高。从环境中分离、筛选优良菌株是常用菠萝酒酵母选育方法。从菠萝自身及其生长或发酵环境入手,是选育菠萝酒酵母较佳条件11-13。 然而利用其他基质进行菠萝酒酵母筛选,也是可行有效的方法。Chilaka等14比较分析了利用棕榈酒 中分离出来的酿酒酵母(S. cerevisiae)、粟酒裂殖酵 母(Schizosaccharomyces octoporus)、毕赤酵母(Pichia spp.)和奇异酵母(Saccharomyces paradoxus)发酵而成的菠萝酒,发现所得菠萝酒的理化性质有明显差异,其中Pichia spp.酿造的菠萝酒酒精度z低,S.  octoporus酿造的菠萝酒酸度z低,而S. cerevisiae酿造的菠萝酒酒精度z高、酸度z高、挥发酸浓度z低。Baidya等15利用从天然棕榈汁中分离得到的酵母菌株Y4和Y7以及标准酿酒酵母MTCC170分别发酵菠萝酒,比较发现发酵过程固形物含量、总酸、pH、发酵率、菌体浓度和酒精度等变化差异明显,认为菌株Y7更适合做发酵剂。不同产区不同品种菠萝所适用的酵母菌株不同。Chanprasartsuk 等16研究发现葡萄汁有孢汉逊酵母(Hanseniaspora  uvarum)和季也蒙毕赤氏酵母(Pichia guilliermondii), 是泰国和澳大利亚产区菠萝果汁发酵中的优势菌种,对菠萝酒的理化性质具有重要影响;从泰国菠萝中还分离出伊萨酵母属(Issatchenkia)酵母,该属酵母可以利用乙醇作为碳源,从而影响菠萝酒的酒精含量。Ezeronye17研究发现,棕榈酒酵母OW-11 与其他葡萄酒酵母在营养利用和生长方面性能相当,且棕榈酒酵母发酵菠萝酒等热带果酒获得的认可度更高。 ??

  上述研究都是集中于菠萝酒单一酵母菌种的选育,而采用酿酒酵母与非酵母属酵母混合发酵,使不同的菌种“取长补短”是当前果酒发酵的一个研究热点。彭球生等18分别采用单一酵母菌种As2.346和混合菌种As2.346、As2.399发酵菠萝酒,发现混合酵母菌种酿造出的菠萝酒香气更突出。进一步通过优化发酵工艺,得到一款香气浓郁,品质的菠萝酒。贾言言等19通过梅奇酵母 (Metschnikowia agaves)与S. cerevisiae混合发酵,大大提升了菠萝酒风味特征。上述混菌发酵的方式在其他种类果酒的发酵中被应用的也愈加广泛。

  因此,无论是选育菠萝酒酿造专用酵母还是采用混菌发酵,对改善菠萝酒理化性质,提高菠萝酒香气的典型性、复杂性,提升菠萝酒的品质而言都极为重要。梅奇酵母、热带假丝酵母、毕赤酵母等非酵母属酵母是饮料酒酿造呈香的主体,通过改变酿酒酵母和上述非酿酒酵母的接种顺序或接种比例,灵活调节菠萝酒理化特性和酒体风格,可从源头上保证菠萝酒发酵和满足品质要求。

  1.2工艺的优化 ??

  大量研究表明,菌种接种量、初始糖度、酸度、SO2添加量、发酵温度和发酵时间等因素对果酒酿造过程和果酒品质均有不同程度的影响20-22。 刘畅等23通过正交试验对菠萝酒的发酵工艺进行优化,确定了酵母接种量6%、糖含量240g/L、SO2添加量80?mg/L、果胶酶用量120mg/L、主发酵温度22 ℃和发酵时间6d,在此条件下经后酵和陈酿得到香气浓郁、色泽亮艳、品质较佳的菠萝酒。李静等 24同样探讨了不同发酵条件对菠萝酒发酵的影响, 确定了菠萝酒酿造的z佳工艺条件,z终得到酒度 8.5°、酒体呈金黄色、澄清透亮、口感细腻、具有典型的果酒风味的优质菠萝酒。王玲等25利用单因素试验结合二次回归旋转组合设计,确定了自制菠萝酒活性干酵母发酵菠萝酒的z佳发酵工艺,z终得到酒香纯正、果香丰满的优质菠萝酒。郑静26通过优化酵母用量、含糖量、发酵温度和发酵时间等因素,确定了营养丰富、典型性突出的低度菠萝酒的酿造工艺。钟姝霞等27确定了半干型菠萝酒发酵工艺条件,z终酿制得到酒精度达14%vol,含糖量7.4?g/L,澄清透亮,酒体丰满,口感醇厚,酸甜适中,具有浓郁的菠萝果香和独特的酒香的优质菠萝酒。此外,不同SO2供给方式和供给量对菠萝酒感官品质具有重要影响28。 ??20~22°Brix是果酒发酵较理想的初始糖度,在合适的发酵时间下,该初始糖度菠萝酒的酒精度和口感更易被大众所接受。本课题组研究发现,酵母接种量、氮源种类和添加量以及发酵温度的改变对菠萝酒挥发性风味物质的含量影响较大,从而改变了酒体中风味物质的比例;澄清剂的种类和添加量对菠萝酒外观影响较大,z终影响菠萝酒感官品质。因此控制0.3%左右的酵母接种量,22~25℃的主发酵温度,选择适宜的氮源(如1.0g/L磷酸氢二胺)和澄清剂(如60mg/L果胶酶),可从过程上保证菠萝酒酿造的进行,对z终菠萝酒理化性质、香气种类和含量以及感官特性的呈现都有重要作用。

  1.3稳定性的改善 ??

  果酒的稳定状态是指在一定时间内,酒体不产生不理想的物理、化学和感官变化29。酒体的稳定性是判断果酒品质好坏的重要指标之一。果酒的稳定性被破坏,通常会产生以下变化:酒色破坏或呈褐色,酒体变浑浊甚至产生沉淀,气味和味觉改变等。影响果酒稳定性的因素主要分为生物性因素和非生物学因素30-31。 ??

  提高果酒生物稳定性的方法主要为装瓶前精滤,通过巴氏或过滤来控制微生物的生长繁殖32。菠萝酒过滤使用的机器设备需严格执行卫生操作标准,达到彻底。此外,工作人员应保证生产环境的卫生,及时清洗滤片、过滤膜和过滤设备,防止设备堵塞甚至击穿过滤膜。 ??

  提高果酒非生物稳定性的方法主要为净化处 理,即去除果酒中的悬浮颗粒、胶体颗粒和不稳定的蛋白质或其他使果酒变质的聚合大分子物质,可使用冷冻处理和热稳处理,也可通过延长澄清透明的时间和添加澄清剂来提高果酒稳定性33-35。常用的澄清剂有单宁、皂土、琼脂、果胶酶、明胶和菠萝蛋白酶等。澄清剂的种类和添加量对菠萝酒澄清效果都不同,其中壳聚糖、果胶酶是较好的单一澄清剂,这两中澄清剂的添加还可以较好保持果酒的营养物质36-37;果胶酶-皂土、明胶-丹宁是较好的符合澄清剂,对果酒外观、口感、香气方面均具有积极影响38-40。使用单一澄清剂很难达到对果酒的彻底澄清,应多研究混合澄清剂对菠萝酒的澄清效果,通过改变混合澄清剂组成和配比,进一步提升菠萝酒稳定性。 ? ?

  除使用澄清剂外,离心、过滤、超滤等机械澄清技术也被广泛运用。Wirote等41使用管状陶瓷膜对菠萝酒进行微滤处理,大大降低了菠萝酒的浊度,经过微滤后的酒体呈明亮黄色透明状。 Cattaruzza等42认为超滤不仅能有效降低果酒总胶体含量,同时可除去果酒中的酚类物质。这些技术能够很好的弥补使用澄清剂效果的不足之处。因此, 在实际运用时可结合果酒的特性及现实条件选择适合、方便而又的澄清方式。

  1.4? 菠萝混合果酒的开发 ? ?

  菠萝是z适合果酒生产的单一基质之一。随着酿酒技术不断革新,按照消费者与市场的需求,研究者开发了具有丰富的独特风味的菠萝混合果酒。 菠萝混合果酒是指用菠萝和其他水果等原料以不同比例混合,经共同发酵制成的新型果酒。菠萝混合果酒不仅能弥补单一菠萝酒在色、香、味上的欠 缺,感官品质更佳,而且营养成分较单一菠萝酒更 丰富,营养与保健价值更高。菠萝分别与甜瓜、草 莓、猕猴桃、刺梨、苹果、香蕉、芒果、菠萝蜜等多种水果为原料的混合果酒酿造工艺均有报道, 得到多款色香味俱佳、风格独特的菠萝混合果酒15,? 43-47。此外,基于菠萝酒进一步开发了新型饮料龙眼-菠萝和枸杞-菠萝复合果酒,进

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