安琪30年
葡萄酒及果酒

苹果酒发酵中酵母菌株的筛选

发布人:酿造及生物能源事业部    发表时间:2013-10-29

   苹果酒发酵中酵母菌株的筛选

  目  录

  摘要…………………………………………………………………………….…..........1

  关键词………………………………………………………………………….…..........1

  前言 .……………………………………………………………………………………1

  1  果酒酵母的研究……………………………………………………………….…..........2

  1.1  酵母的研究与应用现状 ……………………………………………….….............2

      1.1.1  酵母的研究现状 ……………………………………………………….......2

      1.1.2  酵母的应用现状 ……………………………………………………...........2

  1.2  苹果酒的开发现状 …………………………………………………….….............3

  1.3  果酒酵母的研究意义 …………………………………………………..…............4

  2  材料与方法 …………………………………………………………….…....................5

  2.1  实验材料 ……………………………………………………………...……...........5

      2.1.1  苹果原料 ……………………………………………………………….......5

      2.1.2  活性干酵母菌种 ……………………………………………………….......5

      2.1.3  试剂与辅料 …………………………………………………………...........5

      2.1.4  实验仪器 ……………………………………………………………….......5

  2.2  实验方法 ………………………………………………………...……...................6

      2.2.1  果酒活性干酵母产品质量的测定 …………………………………….......6

      2.2.2  果酒活性干酵母的活化和扩大培养 ………………………………….......6

      2.2.3  酿酒工艺 ……………………………………………………………….......7

  2.3  分析方法 ……………………………………………………………......................9

      2.3.1  糖度的测定 …………………………………………………………...........9

      2.3.2  酒精度的测定 ………………………………………………………...........9

      2.3.3  残糖的测定 …………………………………………………………...........9

      2.3.4  总酸的测定 …………………………………………………………...........9

      2.3.5  二氧化硫的测定 ……………………………………………………...........9

      2.3.6  酵母性能的测定 ………………………………………………….…..........9

      2.3.7  原酒评价:感官品评鉴定法 …………………………………………..........9

  3  结果与分析…………………………………………………………..….........................9

  3.1  酵母产品质量的测定………………………………………………………............9

  3.2  发酵性能实验………………………………………………………………...........11

     3.2.1  酿酒实验………………………………………………………………..........11

     3.2.2  果酒质量分析……………………………………………………........…......11

  4  讨论 ……………………………………………………………….…….......................13

  5  结论 ................................................................................................................................14

  参考文献 ……………………………………………………………………..................14

   

   

                苹果酒发酵中酵母菌株的筛选

  许引虎

  安琪酵母股份有限公司,湖北 宜昌,443003   

  摘  要:酵母菌的性能是决定果酒品质的关键因素之一,本实验以苹果酒为研究对象,采用安琪酵母公司研发中心菌种保藏室收藏的10株果酒酵母(3#~11#,522#)为备选菌株,在干型苹果酒生产发酵工艺的指导下,通过系统的对比实验和结果评价,包括酵母菌理化指标的测定、发酵力测定、发酵实验和发酵原酒品评,确定出9#酵母菌最适合苹果酒的酿造,其具体的使用参数还有待以后的进一步研究总结。本实验的初步研究成果具有一定的生产应用价值,对指导企业生产具有重大的社会效益和经济效益。

   

  关键词: 苹果酒;果酒酵母;酵母;发酵果酒

   

  The Apple Cider Ferments Yeast Strain Screening
Author: Xu Yinhu  Tutor: Yuan Chunlong 

   Cooperates Tutor: Li Zhijun Liu Daiwu

  Abstract: Saccharomycetes' performance is resolved one of ratafia quality keyaspects, this experiment take the apple cider as the research object,uses the angel company to research and develop the coretype culture collection room collection 10 ratafia yeast (3#---11#,522#) for prepares chooses the strain, in under the doing apple ciderproduction fermentation process instruction, through the systemcontrast experiment and the result appraisal, including thesaccharomycetes physics and chemistry quota determination, thefermenting power determination, the fermentation test and ferments theoriginal liquor appraisal, determined the 9# saccharomycetes most suitthe apple cider brewing, its specific operating parameter also willwait for the later further research summary. This experimentalpreliminary study achievement has the certain production application value, to instructs the enterprise to produce has the significantsocial efficiency and the economic efficiency.

  Key word: Apple cider;Ratafia yeast;Yeast; Fermentation ratafia

  前言

  酵母菌是一种单细胞微生物,属真菌类。从酵母菌分类系统来讲属于真酵母属(Saccharomyces) ,通常以出芽方式进行繁殖,繁殖速度较霉菌快;有坚韧的细胞壁,不同于原生动物;菌体较大,多为圆形、卵形、椭圆形或腊肠形等;内有细胞核和颗粒物质,形态复杂[1]。酵母菌广泛地存在于自然界之中,是发酵工业的重要微生物,能分解碳水化合物产生酒精和二氧化碳等成分,是酵母属中酿酒酵母种,凡是有糖的地方就可能存在着酵母菌。

  早在公元前3000多年前,人类就开始利用酵母来制作发酵产品。因酵母菌在发酵过程中起着重要的生理生化作用,其发酵力的好坏,副产物的多少,直接影响生产的高低,间接影响产品的风味,因此具有重大的研究价值[2]。

  1  果酒酵母的研究

  1.1  酵母的研究与应用现状

  1.1.1  酵母的研究现状

  酵母菌和人类的关系源源流长。早在八千年前,人类就会利用酵母来制作面食产品,酿造葡萄酒,啤酒和清酒等,只是当时人们还没有能从科学的角度来认识酵母的发酵活性及其产生的机理。法国微生物学家巴斯德(Pasteur)是酿酒微生物学的奠基人,他的研究首次真正的阐述了微生物(酵母菌)在发酵和腐烂过程中的主要作用,同时也带动了后来学者们投入到酵母菌的研究之中[3]。

  到了20世纪末,酵母菌已作为一种模式生物在生物化学,遗传学和分子生物学等方面担任了重要的角色。自从1978年建立酵母菌遗传转化技术以来,酵母菌已成为生产异源蛋白及其生物学分析方面最有用的真核微生物,酵母菌的生物学研究进展取得了巨大的进步。1996年完成了酿酒酵母菌全基因组的序列测定,已建立了相关的数据库,如SGD(酿酒酵母基因组数据库) ,YPD(酵母蛋白质组数据库)等,这些数据库容纳了有关酵母菌的6000多个基因和其蛋白质功能,结构和相互间的关系等大量信息.随着分子生物学研究的深入发展,对酵母菌的应用开发研究及优良酵母菌的选育已成了其研究的热点和前沿,已有众多的具有不同优良特性的酵母菌株问世并造福于人类,在酿酒行业更为如此[4] 。可以肯定的是,选育出在特殊领域和特殊环境下生存的酵母菌将是未来探索的重点和难点[5] 。

  1.1.2  酵母的应用现状

  酵母是一种可食用的、营养丰富的单细胞微生物,它是人类利用最早,应用范围最广,当前人类直接食用量最多(以百万吨计算)的一种微生物。目前,世界上酵母工业已经形成了独立的产业体系,生产规模比较大,尤其是活性干酵母(ADY)的生产已经成为酵母工业中的骨干产业,1996~1997年度世界酵母年产量达到300多万吨。我国酵母生产开始于1922年的上海大华利酵母厂。随着上世纪80年代安琪酵母股份有限公司(原中国生物开发中心宜昌食用酵母基地)等酵母公司的相继投产,标志着我国活性干酵母工业化生产达到了国际先进水平。尤其是安琪酵母年产量接近5万吨,其产品质量、规格、种类和公司的研发能力、推广能力均处于国内领先地位,在国内外市场上具有很大的竞争力。

  在国民经济和人们实际的生产生活中,酵母的用途非常广,在食品行业、医药行业、化工行业、畜牧业都已得到了长期而广泛的应用。 酵母作为优良的发酵剂,尤其是在食品行业的酿酒领域,发挥着显著而不可替代的作用。随着相关行业的快速发展,对酵母尤其是活性干酵母的需求大幅度上升。但作为一种工业,从最初的啤酒酵母泥开始在市场上销售算起,酵母工业的发展历史仅仅只有200多年。因此经过数十年来的发展,目前的活性酵母的生产和应用作为一个古老而又新兴的产业,在酵母工业中具有相当重要的地位[6]。

  1.2  苹果酒(apple cider)的开发现状

  苹果是人们最喜爱的水果之一,其营养成分丰富(表1)。苹果中17种氨基酸,其中7种为人体必需但自身又无法合成的氨基酸。苹果中含有维生素H,是其它果实中所罕见的,它在人体生理功能的作用主要是人体中糖、蛋白质和脂肪的中间代谢的一种重要辅酶,参与很多羧化反应。此外,苹果中还含有多种其他微量元素,如氯、锌、钙、磷

  等。目前用于工业加工产品的原料仅占苹果产量的20 %左右,与发达国家水果加工量50 %~60 %相比还有很大差距。

  表1 苹果中的一般成分 单位:mg/100g

  成分

  水分(%)

  蛋白质

  脂肪

  总糖

  粗纤维

  热量(千卡)

  含量

  84.6

  200~400

  500~600

  1300~500

  100~120

  58

  苹果酒是以苹果为主要原料,经破碎、压榨、低温发酵、陈酿调配而成的果酒。苹果酒作为一种饮料,在世界上已经有很长的历史。在公元1367年Sussce的记录中,就有3吨苹果酒卖55先令的史料。目前,苹果酒的生产和消费在欧洲、美洲和澳洲等传统的葡萄酒生产国家已经非常普及。苹果酒是仅次于葡萄酒的世界第二大果酒。在法国,苹果酒的年产量约为30万吨,在英国年产量1996年就高达52.8万吨。美国干型苹果酒(hard Cider)的消费到2000年底可以达到1100万加仑。

      新中国成立以后,我国的酿酒技术有了长足的进步,苹果酒生产也有了很大的发展。苹果酒作为果酒中佼佼者也曾有过短暂的辉煌。在1963年、1979年和1984年全国评酒会上,辽宁的熊岳苹果酒被评为国家优质酒。1981年,一种半甜型的起泡酒—烟台苹果香槟在胶东半岛问世,它标志着我国苹果酒的开发迈上了一个新的台阶(见表2、表3)。近年来,葡萄酒热的兴起也带动了果酒业的发展,陆续出现了一批营养丰富、档次较高

  苹果酒产品。这类高档果酒的开发一方面是市场需求的结果,另一方面也反映了我国酿

  酒技术的提高,它标志着我国果酒业的发展又进入了一个新的繁荣时期。河南省济源市宫殿酒业公司,从1996年下半年开始苹果干酒的开发,并于1998年春节前夕推出了苹果干白。张裕、天津挂月、青岛琅琊台、烟台金波浪、泰山生力源等企业在最近几年,也相继开发出各具特色的苹果酒,并且得到市场的认可。2000年上半年,世界上最大的苹果酒生产商—英国的HPBulmer公司与曲阜三孔啤酒厂合资,生产世界闻名的“啄木鸟”牌苹果酒。目前,陕西、河南、甘肃等地又有一批苹果酒项目陆续上马,表现出行业发展的良好势头[7~9]。可以看出苹果酒发展空间巨大,有着无限的发展前景和市场价值。

  表2  感官指标

  色   泽

  呈金黄色或淡黄色

  澄 清 度

  外观澄清透明,无悬浮物

  香  味

  具有清晰、幽雅、协调的苹果香与酒香

  口   味

  清新爽口,酒体醇厚,余味幽长

  典 型 性

  具有苹果酒的典型风格

  表3  理化指标 单位:g/L

  指标

  干型

  半干型

  酒精度%(20℃v/v)

  11.5± 0.5

  11.5± 0.5

  总糖(以葡萄糖计)

  4.0

  4.1~12.0

  总酸(以苹果酸计)

  4.5~4.7

  4.5~7.5

  挥发酸(以乙酸计)

  1.1

  1.1

  游离SO2(g/L)

  50

  50

  总SO2(mg/L)

  250

  250

  干浸出物

  12

  12

  铅(mg/L)

  0.5

  0.5

  1.3  果酒酵母的研究意义

  随着国民经济的发展,人民的生活水平不断提高,对饮用酒的习惯和要求也发生了改变,追求时尚和健康的饮品渐成主流。近年来我国的水果产业发展迅猛, 2001年,我国的苹果栽培面积240.1 万公顷,产量2400.7万吨,占世界苹果总面积和总产量的42.2%和38.2%,均位居世界首位。尤其是在作为全世界唯一符合苹果生产七项生态指标的黄土高原,截止2005年,陕西的苹果种植面积达到43万公顷,居全国第一位,产量突破580万吨,市场占有率达到全国的27%和全球的9.8%。在市场开发力度几乎饱和的情况下,供大于求、卖果难已成现实,并逐渐成为阻碍农村经济发展的屏障。因此,在大力倡导水果深加工的趋势下,把苹果转化为价值含量最高的苹果酒意义重大。酿酒业要求实现的四个转变,其中一项就是实现粮食酒向果实酒的转化,节约粮食资源,符合国家战略需要,国家在税制上也实行限制与优惠并举的政策。苹果酒价格比葡萄酒低,消费群体较大,且易于接受。因此,苹果酒的生产既符合国家产业政策,创造较高的经济效益,又能带来广泛的社会效益,因此开发苹果酒前景广阔[10]。

  苹果原料和酿酒酵母是决定苹果酒质量和档次的两大基本因素。其他果酒也不例外。酵母品种是酿造果酒的关键因素之一,尤其是在生产高档优质苹果酒中,当苹果原料的质量已经确定的前提下,酵母的性能就会成为影响酒的质量的最关键的因素之一。因此,我们有必要结合当地苹果资源的实际情况,通过实验,选定适合当地苹果酒酿造的优质酵母,这样效果最佳。选择与确定了自身要素的苹果原料相匹配的酿酒酵母生产意义重大。国外特别是法国在这方面做的非常细致,已经细化到针对不同原料,不同工艺,各种特殊要求如色度、香气、酒精度来选择相适应的酿酒酵母[11~15]。目前国内使用的发酵苹果酒的酵母多是葡萄酒等其他果酒酿酒专用酵母,而苹果酒酿造专用酵母却很少。

  本实验以苹果酒为研究对象,采用安琪酵母公司研发中心菌种保藏室收藏的10株果酒酵母菌种(3#~11#,522#)为备选菌株, 在苹果酒生产发酵工艺的指导下,通过系统的对比实验和结果评价,包括酵母菌理化指标的测定、发酵力测定、发酵实验和发酵原酒品评来确定出苹果酒所适用的酵母菌株及其使用参数。其实验成果具有很高的生产应用价值,对指导企业生产、节约外汇具有重大的社会效益和经济效益[16]。

  2  材料与方法

  2.1  实验材料

  2.1.1  苹果原料

  市场购买。根据不同的收获时间确定酿造用的苹果品种是一个先决条件,这一点与葡萄相似。生产工艺要求选择脆性苹果适合加工干式苹果酒,而有的苹果因其水分少就不适宜。在现有苹果品种中,因地制宜地选出早期苹果以“新红星”为主,后期则以“富士”苹果为主的原则。进厂苹果要求充分自然成熟,做到有序进厂和加工,避免出现果品积压现象[17,18]。

  2.1.2  果酒活性干酵母菌株

  根据对果酒酵母3#~11# 、522# (安琪生物集团研发中心菌钟保藏室提供)进行小型发酵试验,确认最适合于苹果酒发酵的酵母菌株 。

  2.1.3  试剂与辅料

  测糖试剂:啡啉试剂A 、B液, 葡萄糖标准液,甲基蓝指示剂等

  测酒精度试剂:NaOH溶液等

  测二氧化硫试剂:硫酸溶液,淀粉指示剂等

  测酸试剂:NaOH标准液,酚酞指示剂等 (以上皆为分析纯)

  柠檬酸,Vc,偏重亚硫酸钾,果胶酶,精制蔗糖,PVPP,硅藻土等

  2.1.4 实验仪器

  灭菌锅,1.5升三角瓶10个,齿式破碎机,过滤装置,酒精计,蒸馏装置滴定装置,LI567型全自动分析天平,酒精计,手持糖量计,恒温培养箱,电炉碘量瓶,温度计,塑料桶若干,贮酒瓶若干等

  注意:各种辅助设备在使用之前准备好,必须洗刷干净,室内及容器使用前均需消毒。

  2.2  实验方法

  2.2.1  果酒活性干酵母产品质量的测定

  2.2.1.1  总活细胞数和活细胞率的测定 

  称取葡萄糖2.5克于250ml的三角瓶中,添加无菌水100ml,溶解后在电炉上加热沸腾,冷却至35~40℃。准确称量果酒活性干酵母菌株0.25g溶解于上述的葡萄糖溶液中,维持在35℃复水30min,在30℃培养箱里活化20 min。当酵母细胞开始出芽生殖时,用水稀释至500 ml,用美蓝染色法和血球计数法测定总活细胞数和活细胞率。

  2.2.1.2 含水量的测定 

  在恒重的称量瓶里,称取1g左右样品,于103℃的干燥箱中烘3h,冷却30min后称重,在放入干燥箱中烘1h,再称重,直至恒重,测定活性干酵母产品的含水量[19]。

  把测定数据与安琪酵母股份有限公司企业生产标准(表4、表5、表6所示)进行

  比较,分析结果。

  表4  感官指标

  项     目

  指      标

  色 泽

  淡黄至淡棕色

  气     味

  具有酵母的特殊气味,无腐败,无异臭味

  杂     质

  无异物

  粒    度

  颗粒

  表5 理化指标

   

  项      目

  指    标

  优 级

  一  级

  二 级

  细胞总数    个/g  ≥

  2×1010

  1.5×1010

  1.0×1010

  酵母活细胞率 %  ≥

  80

  70

  60

  保 存 率     %  ≥

  80

  水    份     %  ≤

  6.0

  重金属(以Pb计)mg/kg  ≤

  20

  表6  卫生指标

  项   目

  指      标

  细菌总数  个/g

  ≤1×105

  致病菌(肠道致病菌)

  不得检出

  2.2.2  果酒活性干酵母的活化和扩大培养

  酒用活性干酵母属高科技生物技术产品,是以固体干物质形式存在而不失活性的微生物产品。相比于酵母纯培养基技术显示出了强大的生命力和优越性,使用方便,不受接种时间的限制,已广泛的应用于白酒、黄酒、啤酒和果露酒的酿造,效果显著,故非常适宜于普及应用。

  自然状态的酵母含水量多在70%以上,而活性干酵母要长期保存,含水量一般在5%以下。因此,在活性干酵母使用前必须让其吸收大量水分一恢复至自然状态的细胞含水量,使其恢复原有生理活性,以增强其发酵活力。如果直接把活性干酵母加到发酵醪中,很长时间内它仍保持原来完整的颗粒状态,即使搅拌在一段时间内活性干酵母的颗粒仍然会悬浮在发酵醪里[20]。因此掌握最佳的果酒活性干酵母复水活化工艺可节约酵母用量,得到较好的发酵结果。

  2.2.3  酿酒工艺

  2.2.3.1  工艺流程

  原   料

  

  分选  去核

  添加Vc和SO2护色

  打浆压榨,分离皮渣

  

                                  优质汁

  ←SO250mg/L

  ←膨润土1g/L

  澄   清(24小时)

  ←测糖,含酸量

  澄清葡萄汁

  ←活性干酵母  200mg/L

  酒精发酵(16-20℃)

  ←酒精发酵触发后

  加糖、倒罐

  

  酒精发酵监控

  ←测温度,比重,含糖量

  11%(V/V)苹果酒,还原糖<4g/L

  保持50mg/LSO2

  分离倒罐

  ←游离SO230mg/L

  ←成分分析

  澄    清

  

  密封储藏

  ←贮藏陈酿、游离SO230mg/L

  分析评价

  

  装    瓶

  2.2.3.2  工艺操作要点

  果品中的水分是以游离水、胶体结合水、化合水这3 种状态存在于果实的组织中,葡萄的游离水比苹果多,所以容易分离果汁。而苹果则不然,它的水分大多被蛋白质、果胶及微量淀粉等亲水胶体所束缚,能自行分离的果汁很少,必须采用加压的手段才能挤出果汁,但要注意两点:一是尽量把果核去除干净,否则会给果汁带进异杂味;二是避免过于破碎而形成果浆一样的极细混合物,其榨汁效果也不会好,反而影响了出汁率,难以保证果汁质量。

  原料的机械处理:将清洗后的苹果原料去核打浆。为防止苹果汁严重褐变,可在去核的过程中选用SO2 5 0~70mg/L +1 0mg/LVC +1 g/L柠檬酸进行护色,同时SO2还具有杀菌、澄清等综合作用,打浆压榨后立即加入50mg/LSO2 ,并搅拌均匀。SO2 的使用形态应为>5%的亚硫酸溶液或偏重亚硫酸钾(以50%的SO2)。如果原料未经冷处理,则SO2  的用量应加大到70 mg/L。

  苹果汁的澄清:盛装苹果汁的容器,应在使用前用SO2处理。将苹果汁的温度降到1~2℃,加入500mg/L PVPP,摇匀后,静止澄清12~24小时。苹果本身野生状态的酵母少,再加上漂洗以及自然温度低。所以,澄清时间可适当延长,一般为1~2天,不产生发酵现象之前分离最合适。防止在澄清过程中使用果胶酶。这一方面是果胶酶在低温下作用不明显,另一方面是影响对不同苹果原料的沉渣量的观测。

  澄清汁的分离:将澄清苹果汁与沉渣用虹吸或其他方式分开。并在分离过程中加入膨润土1.5g/L,摇匀,同时以200mg/L的标准对活性干酵母进行活化,然后添加到发酵醪液中。

  发酵容器:用于小试的发酵容器最好是大于1.5L的玻璃瓶,因为,所酿造的葡萄酒还要用于取样分析、感官质量分析、品评鉴定以及陈酿实验。在发酵容器中,苹果汁的量约为容量的3/4,并用水封发酵栓封闭,这样可及时有效地控制发酵醪中氧气的含量。

  加糖:加糖方法:加糖数量(kg)=[要求发酵酒度17.5g/l- 果汁含糖量(g/l)]×果汁入罐量(T)×出汁率(70%);加糖时间:发酵旺盛时,即苹果汁的糖度比入罐时原始糖度降低了20%左右。加糖后应混合均匀。

  酒精发酵:酒精发酵的温度控制在15~19 ℃,此温度下可酿造优质的高档苹果酒。在这种温度下,发酵时间持续约2周左右。在发酵过程中,如果发酵速度异常缓慢,则应摇动发酵瓶,并升高温度。这个时期要仔细地进行发酵原始数据的记录并及时绘制发酵曲线。

  酒精发酵后的管理:当发酵醪中的糖度降到5g/L以下,即表示酒精发酵结束,将苹果酒与酒泥分离,并加入适量的SO2使其总的含量保持在50mg/L 的水平 。

  分离转罐:酒精发酵结束后,如果苹果酒的酸度太高,可在分离时用碳酸钙进行降酸。2周后,进行第一次分离换瓶,并在此后对苹果酒进行分析检测和蛋白质的稳定试验,同时进行第一次品评分析和质量鉴定。根据试验结果,如果需要,可进行一次澎润土处理;第二次分离的时间,可根据观测结果决定。在第二次分离后,苹果酒应在玻璃瓶中陈酿3个月,以使之稳定成熟。

  注意: 在酒精发酵结束后的整个陈酿过程中,应保证苹果酒的游离二氧化硫在30~40mg/L。在装瓶时,将澄清苹果酒通过膜过滤,接装瓶。酒瓶应事前清洗、杀菌、烘干。苹果酒装瓶时的游离SO2浓度应保持在35mg/L[21~26]。

  2.3  实验分析方法

  2.3.1 糖度的测定: 糖度计直接测定法   

  2.3.2 酒精度的测定: 酒精计法

  2.3.3 残糖的测定: 非林试剂热滴定法

  2.3.4 总酸的测定: 直接滴定法

  2.3.5 二氧化硫的测定: 直接碘量法

  2.3.6 酵母性能的测定: 显微镜,血球计数板等综合测定法

  2.3.7 原酒评价:感官品评鉴定法

   注:以上皆采用葡萄酒、果酒通用实验方法[27]测定。

  3  结果与分析

  3.1  酵母产品质量的测定  

  为满足酿酒工业的需要,尤其是在特殊产品领域和特殊的环境条件下,优良的活性干酵母产品应具备表7的优良特性[19].

  表7  优良的果酒活性干酵母产品应具备的特性

  特

  性

  含

  水量

  蛋

  白质

  细

  胞数

  活细

  胞率

  一年失活率

  保

  质期

  备     注

  20℃

  4℃

  指

  标

  <5%

  40~45%

  25~45

  ×109个/g

  >80%

  20%

  5~

  10%

  24

  个月

  生长速率快;耐高糖;耐SO2;耐酒精、耐高/低温;发酵平稳,产率高;残糖<4%

  本次实验所要用到的10个酵母菌株的感官指标、理化指标和卫生指标如表8、表9、表10:

   

  表8  果酒酵母10个菌种感官指标

  项     目

  指      标

  色    泽

  乳白色至淡棕黄色

  气    味

  具有酵母的特殊气味,无腐败,无异臭味

  杂    质

  无异物

  粒 度

  颗粒,

  表9  果酒酵母10个菌种小罐试制干酵母理化指标

  指标

  水份%

  蛋白质%

  P2O5%

  海藻糖%

  活细胞率%

  细胞总数亿/克

  3#

  6.46

  37.04

  2.47

  14.12

  85

  435

  4#

  4.53

  43.54

  2.99

  14.52

  72

  458

  5#

  7.92

  45.66

  2.73

  15.46

  88

  445

  6#

  7.2

  40.78

  2.57

  15.18

  74

  536

  7#

  7.25

  45.12

  2.68

  15.98

  86

  500

  8#

  4.42

  33.40

  2.38

  12.12

  74

  402

  9#

  7.28

  39.92

  2.29

  16.22

  72

  321

  10#

  6.16

  43.6

  2.6

  14.98

  78

  318

  11#

  4.87

  37.96

  2.38

  16.49

  79

  511

  522#

  3.24

  39.43

  2.27

  19.43

  75

  379

  表10  果酒酵母10个菌种卫生指标

  项   目

  指      标

  细菌总数 个/g

  ≤1×105

  致病菌(肠道致病菌)

  未检出

  由表8、9、10可知:这10个酵母菌株的感官指标和卫生指标完全符合微生物分析国际标准。其理化指标上产生的微小差异和不足的原因可能是:一、不是同批次的产品,生产工艺、时间、环境有差异;二、保存包装不严格,放置时间过久;三、实验室生产条件不同于实际生产情况。

  活性干酵母复水活化工艺的最佳温度为30~35℃,活化时间为20~30min,活化时的糖度为5%左右,活化液的用量是活化酵母用量的20~30倍。在此条件下,上述10个酵母菌株在发酵过程中性能表现见表11。

  由表11可看出,酵母菌株3#、4#起发快,活力强,但凝集性一般,这对生产高档优质苹果酒来说不是很有利;10#、11#菌株起发较快,但酵母凝集性一般,7#酵母不但活力较强,凝集性也好,符合生产要求;5#、6#、8#、9#、522#酵母起发较慢,但8#、

  9#凝集性好,可根据具体要求和实际情况来选择适用的酵母。

  表11  不同酵母菌株在苹果酒发酵过程中性能表现

  酵母

  活化过程中

  发酵完毕

  3#

  易活化,起发快,泡沫多

  凝集性一般

  4#

  易活化,起发快,泡沫多

  凝集性较好

  5#

  活化较慢

  凝集性一般

  6#

  起发较慢

  凝集性一般

  7#

  起发较快

  沉降力好 , 凝集性好

  8#

  活化较慢

  沉降力好 , 凝集性好

  9#

  起发较快

  凝集性较好

  10#

  起发较快, 泡沫明显

  凝集性较好

  11#

  起发较快, 泡沫明显

  凝集性一般

  522#

  活化较慢

  凝集性较差

  3.2  发酵性能实验

  3.2.1  酿酒实验

  为方便实验室操作,本实验采用容量为1.5L的大三角瓶作为发酵容器,实验的基本条件如下:

  起始糖度:210g/L ,目标酒度11%(v/v)。苹果汁中含糖量较低时以精致蔗糖来补充差额糖度;

  装液量:总发酵醪液的体积为1.2L;

  接种量:各果酒活性干酵母以200 mg/L的标准来添加;

  发酵条件:由于外界自然环境温度对此实验影响较大,所以接种后把其置于18℃的生化培养箱中发酵;

  发酵期间:每天分早晚两次测定发酵醪液的发酵失重(本实验采取测糖度的方法)。当糖度降至4 g/L以下后,主发酵结束,进行酒的分离装瓶等相关处理,同时测定原酒的各项感官指标和理化指标。

  3.2.2  果酒质量分析

  3.2.2.1  感官指标

  色泽、滋味、香气、澄清度、典型性是评价苹果酒质量的重要感官指标。色泽和澄清度成为外观质量。

  在品评酒的过程中,外观是苹果酒包括其他酒类给人的第一印象,也是苹果酒品质好坏的第一个信号,优质的苹果酒具有澄清透明的液相和美观健康的颜色,要给人以赏心悦目的享受,诱发饮用者的需求欲望.而暗淡失光、浑浊甚至产生沉淀的酒体则说明该苹果酒可能存在一定程度的缺陷,难以诱发人们的好感。

  苹果酒的香气极为复杂多样,它是由苹果自身的香气、发酵产生的香气以及陈酿产生的香气混合组成,既和原料质量、工艺条件、所用的辅料和陈酿环境等综合因素密切有关。优质的苹果酒香气应该是浓郁的、纯正的、幽雅的、细腻的,要有果香、酒香和陈酿香气,少不应该存在异味,如酸败味、氧化味、酒精刺激味等。

  苹果酒的滋味包括各种味感,如酸、甜、苦、咸以及综合味感的迭加。优质的苹果酒应是各味协调平衡、口感舒顺、后味绵长。后味最重要,往往体现了苹果汁的含量和质量,后味淡的苹果酒往往是由于苹果汁含量少,质量较差。

  典型性是对酒的综合评价,它是苹果酒外观、香气、滋味等感官特性是一个酒的个性化尺度,代表了与众不同。总之,优质的苹果酒应该具有独特的风格,使人舒适、愉快,给人美好的享受和回忆[28,29]。10株酵母菌株发酵制得的苹果酒的感官品质如表12:

  表12  不同酵母菌株发酵苹果酒的感官评价

  指标

  色泽

  香气

  滋味

  澄清度

  典型性

  3#

  禾杆黄

  酒香不足

  酸味较重单薄

  浑浊

  苹果酒风味弱

  4#

  浅金黄

  果香酒香浓郁

  口感清爽

  后味明显

  澄清

  典型苹果酒风格

  5#

  禾杆黄

  果香浓郁

  酒香一般

  口感绵长,较丰富

  较澄清

  苹果酒风格较明显

  6#

  黄色

  典型果香,有酒香

  酒体清爽,口感协调

  较澄清

  典型苹果酒风格

  7#

  金黄色

  有干燥气味

  果酒香一般

  较平淡,酸味重

  澄清透明

  苹果酒风味弱

  8#

  金黄色

  果香明显

  酒香浓郁

  酒体清爽

  结构感强

  澄清透明

  典型苹果酒风格

  9#

  浅金黄

  较好果香,酒香

  清爽,后味较淡

  澄清

  苹果酒风味明显

  10#

  禾杆黄

  果香好酒香弱

  口感较淡协调性好

  较澄清

  苹果酒风格较弱

  11#

  浅金黄

  酒味重

  平淡,味较酸

  澄清

  苹果酒风味弱

  522#

  禾杆黄

  果香明显,酒味弱

  有酸味,酒体纯厚

  较浑浊

  苹果酒风味较弱

  由表12可以看出, 4#、6#、8#、9#、酵母菌株发酵的苹果酒原酒色泽呈金黄或浅金黄色,具有很好的发酵酒香和苹果香气,酒体透明、澄清、美观、优雅,有典型的苹果酒风味;3#、7#、11#酵母菌株对糖的发酵能力较好,酒味明显,但果香保留的欠佳,在发酵结束过程中,3#酵母的凝集性也很差,酒体浑浊;5#、10#、522#酵母菌株差别不明显,果香较好,但酒味不明显,典型性一般, 522#发酵结束时的凝集性也较差,酒体欠美观。

  3.2.2.2  理化指标

  酵母菌株通过发酵主要产生乙醇,另有一些酯类物质。酒精度是酵母发酵实验的一个重要指标,它是指在20℃时100ml苹果酒中纯酒精所占的比重。在没有外加糖的时,酒精度的高低可反映出苹果汁的含糖量情况,同时也反映酵母降糖发酵能力。总糖是指苹果汁中含各类糖的总量;还原糖是总糖中的葡萄糖和果糖的总量,这两种糖可在酵母的作用下发酵产生酒精。苹果酒的残糖量影响苹果酒的口感和风味,是酿酒工业中控制生产和决定工艺的重要参数。滴定酸是苹果酒里很重要的呈味物质,是苹果酒感官指标的重要体现。滴定酸过高或过低都会对酒质产生不良的影响(表13)。

  表13  不同酵母菌株发酵苹果酒的理化指标

  酵母

  主酵 天  数

  酒精度

  (v/v)

  残总糖

  (g/L)

  残还原糖

  (g/L)

  总酸

  苹果酸 /(g/L)

  游离SO2

  (mg/L)

  总SO2

  (mg/L)

  3#

  17

  9.8

  5.0

  5.0

  6.60

  8.50

  83.53

  4#

  15

  10.5

  9.6

  9.5

  5.13

  6.42

  69.40

  5#

  15

  10.4

  11.4

  11.2

  5.72

  7.72

  83.55

  6#

  15

  10.7

  15.0

  14.8

  6.31

  8.38

  93.81

  7#

  13

  10.5

  7.7

  7.4

  5.32

  8.35

  74.54

  8#

  13

  10.7

  10.7

  8.7

  5.91

  9.12

  115.66

  9#

  12

  11.8

  2.9

  2.8

  5.13

  8.35

  82.25

  10#

  17

  9.7

  13.3

  13.2

  6.41

  8.00

  78.39

  11#

  13

  10.7

  6.6

  6.0

  6.21

  8.21

  87.38

  522#

  17

  10.5

  13.2

  13.2

  6.70

  7.07

  82.25

  由表13可知,10株酵母菌株发酵的苹果酒原酒酸度、游离SO2差别不大;5#、6#、10#、522#酵母菌株发酵的苹果酒残总糖、残还原糖含量高(大于10 g/L),不符合优良果酒酵母的要求;11#、7#、4#、8#发酵力次之,残总糖、残还原糖含量较高(5.0~10 g/L),但7#、8#、11#的酒度较高;3#、9#发酵力最强,残总糖、残还原糖含量低,尤其是9#酵母菌株的发酵转化能力强,残糖低,酒度高,酸度也不明显,符合实际生产的需要。

  4  讨论

  1 酵母的发酵力是酵母所有性能里最重要的指标之一。作为生产发酵产品的催化剂,若酵母的发酵力好,它的其他性能如活细胞率、细胞数、各物质含量应该没有大的问题;反之,若酵母的发酵力差,那么它的其他性能再好也没有什么大的价值。因此,酵母菌株的质量优劣主要决定于发酵力的高低。

  2 此次实验用的10株酵母菌株其感官指标、理化指标和卫生指标基本符合标准。但由于准备不足及实验条件所限,本实验没有对每个酵母菌株同时做两个发酵实验,即平衡(对照)实验,所以其实验结果带有一定的偶然性。

  3 苹果酒发酵分主发酵和后发酵两个阶段。主发酵阶段要注意每天轻轻的摇动发酵容器和短时间的通气或放气,保证发酵顺利进行,后发酵阶段要注意及时倒瓶,除出死的酵母细胞和果渣等沉降物,倒瓶时要尽量减少苹果酒与空气的接触时间,就免氧化和杂菌污染。

  4 不同的酵母菌株对同一种果汁进行发酵的结果是明显不同的。在苹果原料和生产工艺已经确定的条件下,优良的酵母菌株不但要能产生浓郁优雅的果香、酒香,健康悦目的外观,发酵力强,还要有在特殊环境(如高温、高酒度、高SO2浓度)条件下维持正常发酵的优良性能。

  5 在实际生产应用中,优良的果酒酿酒酵母不但要注重其活化性能、发酵力和发酵产品的质量,同时也要考虑在使用过程中酵母的耐酒精能力、耐SO2程度、最佳使用量、适用温度等其它指标。由于实验条件的影响,这些方面的研究还要在以后的实验中继续开展,不断探索,争取筛选出最适于酿造苹果酒的酵母菌株及其最佳的使用参数。

  5  结论

  通过系统的对比实验和结果评价,包括酵母菌理化指标的测定、发酵力测定、发酵实验和发酵原酒品评表明,9#酵母的感官、理化,卫生等自身指标基本符合安琪酵母股份有限公司企业生产标准:Q/YB.J02.05—2001;在应用于苹果酒的过程中表现出起发迅速、旺盛,发酵持续、平稳,残糖含量低,发酵原酒色泽优美,香气醇正,有典型的苹果酒风格,所以9#酵母比较适合酿造苹果酒。其最理想的使用指标等特性还有待于在以后的实验研究中继续验证。

   

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