CN107841420A - 一种根霉与酿酒酵母混合一步发酵酿制板栗果酒的方法 - Google Patents

一种根霉与酿酒酵母混合一步发酵酿制板栗果酒的方法 Download PDF

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李邹楠
曹娟娟
龙丽芳
王蔚新
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Abstract

本发明提供一种根霉与酿酒酵母混合一步发酵酿制板栗果酒的方法。本方法直接利用微生物控制板栗果酒发酵的整个过程，用根霉替代淀粉酶去完成糖化。同时精准控制根霉与酿酒酵母的添加量、添加比例。与传统的先糖化再发酵的酿制工艺相比，直接加入根霉与酿酒酵母，一步完成整个糖化发酵过程。既简化了工艺步骤、节约了成本，又提高了原料利用率。而且板栗果酒的香味更浓，口感更好，能够满足当下人们对酒精饮品的消费需求。

Description

一种根霉与酿酒酵母混合一步发酵酿制板栗果酒的方法
技术领域
本发明涉及酿酒领域，具体涉及一种根霉与酿酒酵母混合一步发酵酿制板栗果酒的方法。
背景技术
现有的酿制板栗果酒的方法主要是用淀粉酶、果胶酶、糖化酶或其他种类的酶先对板栗进行糖化，再接种酵母菌进行酒精发酵。
板栗中淀粉含量和性质同糯米和高粱等作物有较大区别，板栗中淀粉含量较高，研究表明南方板栗还具有高直链淀粉含量和低峰值黏度的特点。此外，板栗果中还含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素、胡萝卜素以及Ca、Fe、Sn等矿物质；传统酒曲微生物种类复杂，发酵难以控制。市售酒曲主要是针对大米或糯米的发酵，发酵所采用的原料不同，需要的菌种和菌种比例也不尽相同。市面上还没有专门的酿制板栗果酒的酒曲，且用市售酒曲制作板栗果酒结果不成功。
现有的酿制板栗果酒的相关报道中，发酵前必须调整发酵液的pH(因为α-淀粉酶的最佳pH为5.6-5.8，β-淀粉酶最佳pH为5.4-5.5，将发酵液调整为弱酸性，能够促进淀粉酶的作用)；已有的酿制板栗果酒的报道中，都是先采用淀粉酶完成糖化过程；且南方板栗具有高直链淀粉含量的特点；高直链淀粉含量容易在发酵过程中造成淀粉回生，从而导致发酵不良。
发明内容
本发明提供了一种根霉与酿酒酵母混合一步发酵酿制板栗果酒的方法，本方法采用了直接利用微生物控制板栗果酒发酵的整个过程的方法，用根霉替代淀粉酶去完成糖化过程，并充分利用根霉发酵过程中生成代谢中间产物提高果酒的风味，同时能精准控制根霉与酿酒酵母的添加量、添加比例。
本发明具体技术方案如下：
一种根霉与酿酒酵母混合一步发酵酿制板栗果酒的方法，其特征在于：步骤如下：
(1)将板栗煮熟冷却后，去壳、去皮，按照质量体积比为板栗仁：
蒸馏水＝1g：2-8ml的比例加水混合、捣碎，得到板栗匀浆；
(2)将食用白砂糖加入到板栗匀浆中调糖度，使其含糖量为8％—22％；
(3)将上步所得板栗匀浆密封后于温度为121℃、蒸汽压力为1kg/cm2的条件下灭菌20min；
(4)待上步所得密封的板栗匀浆温度降至30℃时，接种根霉孢子悬液和酿酒酵母，置于28—36℃恒温培养箱中密封发酵2—8天，得到发酵液；所述根霉孢子悬液和酿酒酵母体积比为1：0.5—3，所述根霉孢子悬液和酿酒酵母的总接种量为板栗匀浆总体积的8％—22％；
(5)将上步所得发酵液进行抽滤、用巴氏灭菌法灭菌，即得成品板栗果酒。
作为优选项：所述步骤(1)中板栗煮熟冷却的方法如下：新鲜板栗洗净后，置于水中煮熟，水的量刚好没过板栗,然后将煮好的板栗置于常温水中，冷却。
作为优选项：所述步骤(4)中酿酒酵母的制备方法如下：将酿酒酵母菌株于YPD液体培养基中活化，置于温度28℃、150rpm摇床培养至对数生长期，取菌液在4℃条件下离心10-15min，取细胞沉淀，用无菌水冲洗后重悬得种子液。
作为优选项：所述步骤(4)中根霉的制备方法如下：将根霉于PDA固体斜面中培养70-72h，取质量体积浓度为8.5mg/1mL灭菌生理盐水，加入到培养好的根霉斜面培养基中，搅拌并用灭菌滤纸过滤，调整孢子悬液的浓度为106个/mL。
作为优选项：所述步骤(1)中板栗仁与蒸馏水的质量体积比为1g：5mL。
作为优选项：所述步骤(2)中含糖量为10％。
作为优选项：所述步骤(4)根霉孢子悬液和酿酒酵母体积比为1：1；所述根霉和酿酒酵母的总接种量为板栗匀浆总体积的16％。
作为优选项：所述步骤(4)中恒温培养箱温度为30℃；
作为优选项：所述步骤(4)密封培养6天。
本发明中板栗(学名：Castaneamollissima)，又名栗、板栗、栗子、风栗，是壳斗科栗属的植物；栗子营养丰富，维生素C含量比西红柿还要高，更是苹果的十几倍；栗子中的矿物质也很全面，有钾、锌、铁等，比苹果等普通水果高得多，尤其是含钾量比苹果高出3倍；而实验所用原料为大别山地区板栗，其果仁中富含淀粉、蛋白质、脂肪、钙、磷、铁以及维生素A、B、C等物质，尤其是富含维生素B1，B2，其中B2含量是大米的4倍，所含蛋白质比大米高30％,脂肪比大米高20倍；虽然大别山区盛产板栗，但板栗副产品的开发力度仍不够、精深加工缺乏技术支持，板栗作为主要的经济林品种和地方标志产品，不能为广大栗农脱贫增收。一方面，单纯的生售途径价格便宜，提供不了板栗更高的价值；另一方面，板栗不耐贮藏，极易腐烂，造成浪费；板栗果酒的开发，很好地解决了上述问题，极大地提高了板栗产品的附加值，提高了板栗产业的科技水平，为板栗产业的发展提供了良好的产业化前景。
有益技术效果：1.根霉和酿酒酵母在发酵过程中存在协同作用，与酿酒酵母单纯发酵相比，产物的香味更浓，口感更好，能够满足当下人们对酒精饮品的消费需求；2.与淀粉酶相比较，根霉在产生淀粉酶的同时，能够产生延胡索酸、乳酸等有机酸；根霉产生的酸刚好为淀粉酶提供了一个良好的弱酸环境；该方法克服了现有酿制板栗果酒中必须用化学药品调整发酵液酸度的问题，简化了发酵步骤提高了生产效率；根霉在酿酒时主要起糖化作用，根霉能产生丰富的糖化型淀粉酶，能将淀粉结构中的α-1,4键和α-1,6键切断,使淀粉绝大部分转化为可发酵性糖。另因根霉含有酒化酶系，故能边糖化边发酵,使淀粉利用率提高，利用根霉去完成糖化过程，其效率更高，利用率更强，且中间代谢产物极大提高了果酒的风味；3.利用根霉和酿酒酵母混合发酵，可以精准控制根霉和酿酒酵母的接种量，发酵比例，探究其在发酵不同阶段的能效与作用，这样做既节约了成本，又提高了原料利用率，还使产物的风味更佳。本实验用根霉和酿酒酵母混合发酵，利用根霉迅速繁殖产生的生物活性酶和有机酸，以抑制淀粉的回生和加速糖化，保证发酵的顺利进行；同已报道的板栗果酒的酿制方法相比，本方法能有效抑制淀粉回生和加速糖化，并增强果酒风味，为现有技术中未探究的内容；(4)本发明中采用根霉和酿酒酵母混合一步协同发酵制作板栗果酒，且根霉能够边发酵边糖化，简化了现有技术的先糖化后发酵的生产工艺，提高了淀粉的利用率。
说明书附图
图1为本发明流程图；
图2为酿酒酵母生长曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
1、板栗的挑选与煮熟
实验所用板栗为新鲜或冷藏保鲜储存的大别山区板栗。于冰箱中取出板栗(饱满，无破碎)，用常温水洗净，取400g板栗于1000ml烧杯中，加水至刚好完全没过板栗。用保鲜膜封口，减小褐变度，置于微波炉中，调“中高火”，煮30min。
2、去壳与打浆
将煮好的板栗置于常温水中，冷水浴30min，待板栗冷却，去壳，去皮，取板栗仁(m/g)：蒸馏水(v/ml)为1：5，置于组织捣碎机中，捣2min。
3、调糖度
借助糖度计调糖度，用食用白砂糖调糖度至10％。
4、装瓶灭菌
取250ml三角瓶，装板栗匀浆100mL，于121℃，1kg/cm2压力下蒸汽高温灭菌20min。
5、菌种的处理
5.1酿酒酵母
将酿酒酵母菌株于YPD液体培养基中活化，置于温度28℃、150rpm摇床培养，培养至对数生长期，取菌液于4℃离心机中4000rpm离心10min，取细胞沉淀，用无菌水冲洗后重悬得种子液。
5.2根霉
根霉孢子悬液的制备：将根霉于PDA固体斜面中28℃静置培养3天，取10mL浓度为0.85％灭菌生理盐水，加入到培养好的根霉斜面培养基中，搅拌并用灭菌滤纸过滤，用血球计数板计数，并调整孢子悬液的浓度为106个/mL，接种量以体积计。
6、发酵液的制备与培养
将灭菌后密封的板栗匀浆置于超净工作台里，等温度降至30℃，按接种量(体积百分数)为根霉孢子悬液10％+酿酒酵母10％接种，置于30℃隔水式恒温培养箱中，密封培养6天。
7、后处理
将发酵好的板栗果酒，用1mL抽滤瓶，借助布什漏斗和真空泵抽滤；
采用巴氏灭菌法进行灭菌；
细菌总数，大肠杆菌和致病菌的检测；
酒精度测定，总糖度以及pH测定；
密封保藏。
制作工艺的探究(注：以下所有实验数据都是取三次实验平均值)1、水料比的控制
确定每个250ml三角瓶中装板栗匀浆100ml，控制水料比1:2，1:3，1:4，1:5，1:6，1:7,1:8，得到成品之后测其理化指标，并进行感官检验，确定最适水料比。
料水比的控制对板栗果酒品质的影响：
从表1可以看出，料水比过小，反应体系中各物质浓度非常大，反而抑制反应的进行；料水比过大，反应体系中各物质浓度变小，导致反应不能最大程度的进行，并且成品的酒精度被稀释；控制料水比为1:5时，成品得到最高的酒精度，感官评分也最高，可见最适料水比为1:5。
表1料水比对果酒发酵的影响
2、发酵前糖度的控制
板栗匀浆的含糖量直接决定发酵液的酒精度。板栗经处理成浆之后，测得糖度为4％，用食用白砂糖调糖度至6％，8％，10％，12％，14％，16％，18％，20％，22％，检验含糖量与酒精含量之间的关系，得到成品之后测其理化指标，并进行感官检验，确定最适发酵糖度。
添加糖度对板栗果酒品质的影响：
通过实验得出，总体上板栗匀浆的糖度越大，最终发酵液的糖度就会越大，当板栗匀浆的糖度在4％-16％之间时，发酵液的酒精度一直大幅度增长，但是当板栗匀浆的糖度到达18％时，发酵液的酒精度不再增长，可见反应液中糖度太高，多余的糖无法产生转化，结合感官评价，得出板栗匀浆的最适糖度为10％(表2)。
表2糖度对板栗果酒品质的影响
3、接种量的控制
较大的接种量能够使得发酵进程加快，提高生产效率。实验中接种根霉和酿酒酵母体积比为1：1，控制总接种量分别为8％，10％，12％，14％，16％，18％，20％，22％，得到成品后测其理化指标，并进行感官检验，确定最适接种量。
总接种量对板栗果酒品质的影响：
板栗匀浆发酵的速度，主要取决于发酵液的体积和发酵菌剂的添加量，在保持发酵液体积不变的基础上，控制菌种的总接种量，能提高发酵液的反应速度。实验表明，接种量对糖度和pH值的影响相对较小，对酒精度及感官评价较大。糖度维持在7％-9％水平，而pH保持在3.57-4.35，接种量为8％时，pH最高，而接种量为16％时，pH最低，当接种量在8％-16％之间时，成品的酒精度及感官评分较高，当接种量大于16％时成品的品质反而在下降，综合酒精度及感官评价，确定菌种的最适接种量为16％(表3)。
表3总接种量对板栗果酒品质的影响
4、根霉和酿酒酵母接种比例的控制
在发酵的总过程中，根霉主要负责糖化淀粉，产生风味物质，酿酒酵母主要是将糖类转化为酒精，但是二者在发酵过程中是相互影响的，探究根霉和酿酒酵母的接种比例，具有重要的意义。过程中总接种量不变，控制根霉：酿酒酵母＝1:3，1:2.5，1:2，1:1.5，1:1，1:0.5，探究菌种比例对实验结果的影响，得到成品后测其理化指标，并进行感官检验，确定最适合的菌种接种比例。
最适菌种比例对果酒发酵的影响：
在发酵的总过程中，根霉主要负责糖化淀粉，产生风味物质，酿酒酵母主要负责产生酒精，但两者的反应过程也是相辅相成，相互影响的。通过实验，我们可以看出，当根霉和酿酒酵母添加量为1:1时，我们可以得到最高的酒精度，最佳的感官评分，由于反应过程十分复杂，原因仍需深入探究(表4)。
表4最菌种比对果酒发酵的影响
5、发酵温度的控制
温度对发酵进程的影响也很大。实验中，分别控制发酵温度在28℃，30℃，32℃，34℃和36℃，得到成品后测其理化指标，并进行感官检验，确定最适发酵温度。
发酵温度的优化：
适宜的发酵温度，给发酵的进程提供了良好的环境，当温度在28℃-32℃之间时，果酒品质一直在提升，但是当温度超过32℃之后，酒精度在降低，感官评分也在降低，也说明了温度过高也不利于发酵的进行，结合感官评分，我们可以得出，最佳的发酵温度为30℃(表5)。
表5发酵温度对板栗果酒品质的影响
6、发酵天数的控制
实验中，控制发酵天数为2d，3d，4d，5d，6d，7d，8d，得到成品后测其理化指标，并进行感官检验。确定最适发酵天数。
发酵时间对果酒品质的影响
从表6可以看出，果酒的酒精度也是随着发酵天数先上升再下降，在第五天时达到最大的酒精度，但是通过感官检验和各方面综合检测，得出果酒发酵6天时品质最佳，由此确定板栗果酒最佳发酵天数为6天。
表6发酵时间对板栗果酒品质的影响
7、正交实验
选择三个对结果影响较大的单因素，分别是调糖度、接种量和发酵温度，利用L9(34)正交表进行正交实验。
正交实验确定最佳发酵条件
根据方差分析，得出影响产品品质的主次因素：调糖度>接种量>发酵温度。
8、感官评价
对成品进行色，香，味三方面的感官评定，品评人员为固定的10个相关专业的同学，感官评定表见下表：
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种根霉与酿酒酵母混合一步发酵酿制板栗果酒的方法，其特征在于：步骤如下：
(1)将板栗煮熟冷却后，去壳、去皮，按照质量体积比为板栗仁：蒸馏水＝1g：2-8ml的比例加水混合、捣碎，得到板栗匀浆；
(2)将食用白砂糖加入到板栗匀浆中调糖度，使其含糖量为8％—22％；
(3)将上步所得板栗匀浆密封后于温度为121℃、蒸汽压力为1kg/cm2的条件下灭菌20min；
(4)待上步所得密封的板栗匀浆温度降至30℃时，接种根霉孢子悬液和酿酒酵母，置于28—36℃恒温培养箱中密封发酵2—8天，得到发酵液；所述根霉孢子悬液和酿酒酵母体积比为1：0.5—3，所述根霉孢子悬液和酿酒酵母的总接种量为板栗匀浆总体积的8％—22％；
(5)将上步所得发酵液进行抽滤、用巴氏灭菌法灭菌，即得成品板栗果酒。
2.如权利要求1所述的酿制板栗果酒的方法，其特征在于：所述步骤(1)中板栗煮熟冷却的方法如下：新鲜板栗洗净后，置于水中煮熟，水的量刚好没过板栗,然后将煮好的板栗置于常温水中，冷却。
3.如权利要求1所述的酿制板栗果酒的方法，其特征在于：所述步骤(4)中酿酒酵母的制备方法如下：将酿酒酵母菌株于YPD液体培养基中活化，置于温度28℃、150rpm摇床培养至对数生长期，取菌液在4℃条件下离心10-15min，取细胞沉淀，用无菌水冲洗后重悬得种子液。
4.如权利要求1所述的酿制板栗果酒的方法，其特征在于：所述步骤(4)中根霉的制备方法如下：将根霉于PDA固体斜面培养基中培养70-72h，取质量体积浓度为8.5mg/1mL灭菌生理盐水，加入到培养好的根霉斜面培养基中，搅拌并用灭菌滤纸过滤，调整孢子悬液的浓度为106个/mL。
5.如权利要求1所述的酿制板栗果酒的方法，其特征在于：所述步骤(1)中板栗仁与蒸馏水的质量体积比为1g：5ml。
6.如权利要求1所述的酿制板栗果酒的方法，其特征在于：所述步骤(2)中含糖量为10％。
7.如权利要求1所述的酿制板栗果酒的方法，其特征在于：所述步骤(4)根霉孢子悬液和酿酒酵母体积比为1：1；所述根霉和酿酒酵母的总接种量为板栗匀浆总体积的16％。
8.如权利要求1所述的酿制板栗果酒的方法，其特征在于：所述步骤(4)中恒温培养箱温度为30℃。
9.如权利要求1所述的酿制板栗果酒的方法，其特征在于：所述步骤(4)密封培养6天。
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