CN109593627A

CN109593627A - 一种沙棘枸杞保健果酒的电场强化酿造工艺

Info

Publication number: CN109593627A
Application number: CN201910128896.4A
Authority: CN
Inventors: 贺丹; 王福鑫; 刘双
Original assignee: Jiangsu Runzhi Agricultural Technology Service Co Ltd
Current assignee: Zebra Tongda Anhui Technology Co ltd
Priority date: 2019-02-21
Filing date: 2019-02-21
Publication date: 2019-04-09
Anticipated expiration: 2039-02-21
Also published as: CN109593627B

Abstract

本发明公开了一种沙棘枸杞保健果酒的电场强化酿造工艺，其工艺流程包括原料预处理、酶解、成分调整、酵母细胞固定化、电场强化酒精发酵、澄清、过滤除菌、催陈、灌装，利用固定化酿酒酵母，采用电场强化液体发酵的方式将沙棘和枸杞混合果汁发酵成低酒精度果酒，再通过后续处理获得沙棘枸杞保健果酒饮品。固定化酵母接种后适应期短，可节约总发酵时间，还能够重复利用，省略了间歇式发酵中每批次的重新接种、发酵罐灭菌等繁琐操作，降低了生产成本、提高了生产效率；电场强化液体发酵技术可以促进酵母细胞生长代谢，解决酒精生成速率慢、转化率低、发酵周期长的问题，还可使果酒品质得到显著提升，具有广泛的实用性。

Description

一种沙棘枸杞保健果酒的电场强化酿造工艺

技术领域

本发明涉及一种沙棘枸杞保健果酒的电场强化酿造工艺，属于食品加工领域。

背景技术

沙棘是胡颓子科沙棘属植物，又名醋柳、黄酸刺、酸刺、黑刺、酸溜溜、海鼠李等，其果实是一种小型浆果，含有维生素C、维生素E、类胡萝卜素、氨基酸、不饱和脂肪酸、黄酮类化合物、磷脂类化合物、甾醇类化合物、微量元素、蛋白质等营养成分，其中维生素C、维生素E含量居一切水果蔬菜之首，被称为“维生素宝库”。沙棘果具有突出的食用和药用价值，常食可以增强人体免疫力、降血压、降胆固醇、缓解心绞痛发作，还可以防治冠状动脉粥样硬化性心脏病，此外沙棘果还有祛痰、止咳、平喘和治疗慢性气管炎的作用，还能治疗胃和十二指肠溃疡以及消化不良等症。在我国，沙棘的种植面积十分广泛，但是沙棘果采摘期较短且不易贮存，上市受季节限制，人们很难一年四季都能品尝到新鲜的沙棘果，而且沙棘果实较小，味道较酸，直接食用并不能被所有人接受。

枸杞是茄科枸杞属植物，其果实又称枸杞子、红耳坠、甜菜子，是驰名中外的名贵中药材，早在《神农本草经》中就被列为上品，称其为“久服轻身不老、耐寒暑”，有延衰抗老的功效，又名“却老子”。枸杞具有多种保健功效，是***批准的药食两用食物。枸杞中含有丰富的枸杞多糖、氨基酸、甜菜碱、玉蜀黍黄素、酸浆果红素、β-胡萝卜素、维生素E、黄酮等营养成分，具有抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、免疫调节、降血压、降血糖、降血脂等多种功效。但是新鲜枸杞不易保存，通常是经过烘干、晾晒后贮存，也常常由于环境条件的影响出现生虫、发霉、变色等现象。

果酒是指以新鲜的水果或者果汁为原料，经调糖、调酸等工艺，全部或部分发酵而成的具有较低酒精度的发酵酒。果酒中的酒精含量比白酒和葡萄酒等要低，一般在5%~10%，稍微高的也只有14%左右，适当的饮用果酒可促进机体新陈代谢、血液循环，起到平稳血压、预防动脉硬化等功效。因此将沙棘和枸杞经一定的酿造工艺制成果酒，不仅容易贮存，还能够很好的保持其营养成分，并赋予果酒一定的保健功能，是集卫生、营养、保健、安全于一身，并能够长期食用的一种保健饮品。目前，我国的果酒市场仍然存在着种类少，产量低，生产规模小，品质低等问题，没有形成一定的消费规模。随着人们生活水平的日益提高，人们对于健康的重视也是日渐加强，因此保健消费在市场中所占的份额也越来越大，而具有保健功能的果酒饮料也逐渐引起了人们的注意。今后，随着人们对于保健型果酒认识的逐渐加深，果酒将成为一种新的经济增长点，具有巨大的发展前景。

我国的水果资源品种丰富、近年来由于政策支持，陆续出现许多果酒生产厂家，但是果酒生产企业规模偏小，导致果酒生产的技术装备与现代化的操作水平要求还相差甚远，能够进行的仍只是简单的机械化操作，生产效率低，产品质量不能得到保障，无法塑造品牌产品，不能够形成产业优势进行做大做强。果酒酿造工艺中的发酵过程是关键技术环节之一，但是在现有技术中，存在着发酵条件控制不够完善、菌种利用率低、酒精生成速率慢、转化率低、发酵周期长等问题。因此对于果酒的酿造来说，需要不断优化工艺条件，同时采用一些国内外的先进技术，提高我国果酒生产的工艺水平，以促进果酒产业朝着规模化、现代化方向发展。

发明内容

针对现有果酒酿造技术中存在的一些问题，本发明提供了一种引入固定化细胞技术的沙棘枸杞保健果酒的电场强化酿造工艺，从而解决酒精发酵过程中生成速率慢、转化率低、发酵周期长的问题，还能提高企业生产效率，降低生产成本。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种沙棘枸杞保健果酒的电场强化酿造工艺，其特征在于，其工艺流程包括以下步骤：

（1）原料预处理：选用新鲜成熟的沙棘和枸杞，去除次果和坏果，并用清水洗净，分别将清洗好的鲜果置于打浆机中，加3倍质量的水打浆1min 左右，得沙棘果浆和枸杞果浆；

（2）酶解：分别向沙棘果浆和枸杞果浆中添加质量分数为0.1~0.2%的复合酶，于50℃条件下酶解2~3h，再于65℃条件下灭酶15~20min，冷却后过滤；

（3）成分调整：将沙棘果汁和枸杞果汁按一定比例混合，加入葡糖糖和蔗糖调节可溶性固形物浓度，使其初始糖度达到20~22%，加入柠檬酸钠调节pH，使其pH值达到3.7~4.3，再添加0.04~0.06%抗坏血酸、0.9~1.1%谷胱甘肽；

（4）酵母细胞固定化：将酿酒酵母菌种增殖培养后，通过离心分离获得酵母细胞，重悬于无菌水中制备成菌悬液；配制由聚乙烯醇、海藻酸钠、聚乙烯吡咯烷酮组成的混合溶液，在100℃左右的水浴锅中加热搅拌呈均一状态后放置冷却，将冷却至30℃以下的混合溶液与菌悬液按1:1体积比混合，搅拌均匀，然后倒入培养皿中，厚度在 3~4 mm 之间，放入-20℃的冰箱中冷冻12h后放入4℃解冻12h，经过3次循环的冷冻解冻，切成4~5mm的小块，用无菌水充分清洗后备用；

（5）电场强化酒精发酵：先将步骤（3）所得混合果汁于气升式发酵罐中经70~75℃杀菌处理10min，冷却至室温后以无菌操作的方式接入固定化酿酒酵母，搅拌均匀进行酒精发酵，发酵温度控制在23~25℃，溶氧量控制在2~4mg/L，在发酵11~15h后开始电场强化处理，电极材料为石墨电极，电场作用强度为150V/m，每天于相同时间段通电2h，总发酵时间为4~6d，酒精度达到8.2~8.5%vol；

（6）澄清、过滤除菌：将上述发酵液放出到无菌容器中，在不断搅拌下缓慢加入浓度为2~2.5%的壳聚糖溶液，在24~28℃静置5-6h，得到澄清的酒液，将酒液进行超滤膜过滤除菌；

（7）催陈、灌装：将上述滤液采用超高压技术进行催陈，压力为200~300MPa，时间为35~45min，并将所得酒液在真空无菌环境下装罐，检验罐装合格后，即为沙棘枸杞保健果酒成品。

所述步骤（2）中复合酶的成分为果胶酶5份，纤维素酶2份，单宁酶1份。

所述步骤（3）中沙棘果汁和枸杞果汁的比例为3:2。

所述步骤（4）中增殖培养的方法为：将酿酒酵母菌种接入无菌YPD液体培养基中，于28℃，150r/min摇床中振荡培养48~72h。

所述步骤（4）中离心的参数为：转速8000r/min，时间5min。

所述步骤（4）混合溶液中聚乙烯醇质量浓度为8%，海藻酸钠质量浓度为1%，聚乙烯吡咯烷酮质量浓度为1.5%。

所述步骤（5）中固定化酵母的接种量为0.6~0.8%。

所述步骤（6）中超滤膜过滤除菌的操作为：在压力为8~10MPa条件下，将酒液经过孔径为0.45μm的超滤膜过滤得到滤液。

所述步骤（5）中，当发酵液达到酒精度要求后经过滤网放出，固定化酿酒酵母仍保留在发酵罐内，向发酵罐中加入下一批次经杀菌处理的混合果汁进行电场强化酒精发酵，固定化酿酒酵母可重复利用30批次左右。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明利用固定化酿酒酵母进行酒精发酵，接种后酵母细胞生长停滞时间短，细胞密度高，可以在较长时间内保持活性，发酵过程稳定，产品易于分离纯化；固定化酵母可以重复利用30批次左右，减少了设备清洗、灭菌、接种等重复操作，缩短了发酵周期，还可以降低污染几率，提高设备利用率，从而大大提高生产效率，降低生产成本。

2、本发明将电场强化液态发酵技术应用于果酒的酿造工艺，适当强度的电场处理能够促进酵母细胞生长繁殖，使酵母数量大量增加，还能够提高酵母细胞代谢速率，促进有益次生代谢产物生成，解决了酒精发酵过程存在的生成速率慢、转化率低、发酵周期长的问题。

3、本发明采用超滤膜技术对酒液进行过滤除菌，采用超高压技术对酒液进行催陈，相对于传统高温杀菌工艺和自然陈酿，减少了营养成分的损失，缩短了陈酿时间。

4、本发明的果酒酿造工艺设计合理，绿色环保，极大地保留了沙棘和枸杞的营养成分使得生产出来的果酒具有较高的营养价值和较强的保健功能，同时也拓宽了沙棘和枸杞的开发利用途径。

附图说明

图1显示为初始糖度对果酒发酵的影响；

图2显示为固定化酵母接种量对果酒发酵的影响；

图3显示为发酵温度对果酒发酵的影响；

图4显示为电场作用强度对果酒发酵的影响；

图5显示为固定化酵母的重复利用效果分析。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明中选用的所有原辅材料、试剂和仪器、设备都为本领域熟知选用的，但不限制本发明的实施，其他本领域熟知的一些试剂和设备都可适用于本发明以下实施方式的实施。

实施例1

一种沙棘枸杞保健果酒的电场强化酿造工艺，其工艺流程包括以下步骤：

（2）酶解：分别向沙棘果浆和枸杞果浆中添加质量分数为0.1~0.2%的复合酶，复合酶的成分为果胶酶5份，纤维素酶2份，单宁酶1份，于50℃条件下酶解2~3h，再于65℃条件下灭酶15~20min，冷却后过滤；

（3）成分调整：将沙棘果汁和枸杞果汁按3:2的比例混合，加入葡萄糖和蔗糖调节可溶性固形物浓度，使其初始糖度达到21%，加入柠檬酸钠调节pH，使其pH值达到4.0，再添加0.05%抗坏血酸、1.0%谷胱甘肽；

（4）酵母细胞固定化：将酿酒酵母菌种（活性干酵母，购自安琪酵母股份有限公司）接入无菌YPD液体培养基中，于28℃，150r/min摇床中振荡培养72h后，通过离心（转速8000r/min，时间5min）分离获得酵母细胞，重悬于无菌水中制备成菌悬液；配制聚乙烯醇质量浓度为8%，海藻酸钠质量浓度为1%，聚乙烯吡咯烷酮质量浓度为1.5%的混合溶液，在100℃左右的水浴锅中加热搅拌呈均一状态后放置冷却，将冷却至30℃以下的混合溶液与菌悬液按1:1体积比混合，搅拌均匀，然后倒入培养皿中，厚度在 3~4 mm 之间，放入-20℃的冰箱中冷冻12h后放入4℃解冻12h，经过3次循环的冷冻解冻，切成4~5mm的小块，用无菌水充分清洗后备用；

（5）电场强化酒精发酵：先将步骤（3）所得混合果汁于气升式发酵罐中经70~75℃杀菌处理10min，冷却至室温后以无菌操作的方式接入固定化酿酒酵母，接种量为0.7%，搅拌均匀进行酒精发酵，发酵温度控制在24℃，溶氧量控制在3mg/L，在发酵13h后开始电场强化处理，电极材料为石墨电极，电场作用强度为150V/m，每天于相同时间段通电2h，总发酵时间为5d，酒精度达到8.2~8.5%vol；

（6）澄清、过滤除菌：将上述发酵液放出到无菌容器中，在不断搅拌下缓慢加入浓度为2~2.5%的壳聚糖溶液，在24~28℃静置5-6h，得到澄清的酒液，在压力为8~10MPa条件下，将酒液经过孔径为0.45μm的超滤膜过滤除菌得到滤液；

（7）催陈、灌装：将上述滤液采用超高压技术进行催陈，压力为250MPa，时间为40min，并将所得酒液在真空无菌环境下装罐，检验罐装合格后，即为沙棘枸杞保健果酒成品；

（8）测定：对沙棘枸杞保健果酒成品进行酒精度和感官评分测定，感官评分标准见下表1。

实施例2 初始糖度对果酒发酵的影响

在实施例1的基础上，将步骤（3）中的初始糖度分别设定为 15%、17%、19%、21%和23%，对最终果酒成品进行酒精度和感官评分测定，结果如图1所示。从图1可以看出，随着初始糖度的增加，果酒成品的酒精度和感官评分呈现先升后降的趋势，当初始糖度为21%时，果酒成品的品质最佳，此时酒精度为8.36%，感官评分为80.1分，这可能是由于酿酒酵母以糖分为原料进行生长代谢并生成酒精和脂类等风味物质，因而果酒的酒精度和风味会随着初始糖含量的增加而逐步提高，当初始糖含量超过一定范围时，会对酿酒酵母的生长代谢产生抑制，进而导致果酒的酒精度和感官评分有所降低，因此，21%为最佳初始糖度。

实施例3 固定化酵母接种量对果酒发酵的影响

在实施例1的基础上，将步骤（5）中的固定化酵母接种量分别设定为0.3%、0.5%、0.7%、0.9%和1.1%，对最终果酒成品进行酒精度和感官评分测定，结果如图2所示。从图2可以看出，随着固定化酵母接种量的增加，果酒成品的酒精度也逐渐提高，当接种量为0.7%时，酒精度达到8.42%，此后随着接种量的增加，酒精度变化不大；而果酒的感官评分随着接种量的增加呈现先升后降的趋势，当接种量为0.7%时，感官评分达到81.7分，显著优于其他接种量，这可能是由于接种量低时，果酒发酵速度较慢，发酵不完全进而影响酒精度和风味；而接种量过高时，导致残留较多的杂醇而影响果酒口感，降低感官评分，因此，0.7%为最佳固定化酵母接种量。

实施例4发酵温度对果酒发酵的影响

在实施例1的基础上，将步骤（5）中的发酵温度分别设定为20℃、22℃、24℃、26℃和28℃，对最终果酒成品进行酒精度和感官评分测定，结果如图3所示。从图3可以看出，随着发酵温度的升高，果酒成品的酒精度和感官评分呈现先升后降的趋势，当发酵温度为24℃时，果酒成品的品质最佳，此时酒精度为8.39%，感官评分为79.8分，这可能是由于发酵温度会影响酵母生长代谢速率；当温度过低时，酵母生长代谢缓慢，进而影响果酒酒精度和口感；而温度过高时，酵母生长代谢过于旺盛，造成糖类未能完全被彻底转化为酒精，造成酒精度有所降低，进而影响果酒品质，因此，24℃为最佳发酵温度。

实施例5电场作用强度对果酒发酵的影响

在实施例1的基础上，将步骤（5）中的电场作用强度分别设定为100V/m、150V/m、200V/m、250V/m和300V/m，以不加电场强化处理（0V/m）作为对照组，对最终果酒成品进行酒精度和感官评分测定，结果如图4所示。从图4可以看出，当电场作用强度为100V/m、150V/m、200V/m时，果酒成品的酒精度和感官评分均高于对照组，且当电场作用强度为150V/m时，果酒成品的品质最佳，此时酒精度为8.45%，感官评分为80.7分；当电场作用强度为250V/m和300V/m时，果酒成品的酒精度和感官评分均低于对照组。这可能是由于不同电场作用强度对酵母生长代谢的影响不同，适当的电场作用强度能够促进酵母细胞生长繁殖，使酵母数量大量增加，还能够提高酵母细胞代谢速率，促进有益次生代谢产物生成，而过高的电场作用强度会抑制酵母细胞生长代谢，不利于果酒发酵，因此150V/m为最佳电场作用强度。

实施例6固定化酵母的重复利用效果分析

在实施例1的基础上，当步骤（5）中发酵液达到酒精度要求后经过滤网放出，固定化酿酒酵母仍保留在发酵罐内，向发酵罐中加入下一批次经杀菌处理的混合果汁进行电场强化酒精发酵，如此重复利用40批次，以实施例1作为对照组，分别对第10、第20、第30、第40批次的最终果酒成品进行酒精度和感官评分测定，结果如图5所示。从图5可以看出，当重复利用30批次时，其果酒成品的酒精度为8.30%，感官评分为79.9，与对照组相比有所下降，但仍能达到酒精度标准，当重复利用40批次时，其果酒成品的酒精度为8.05%，未能达到标准，因此固定化酵母可重复利用30批次左右。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims

1.一种沙棘枸杞保健果酒的电场强化酿造工艺，其特征在于，其工艺流程包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种沙棘枸杞保健果酒的电场强化酿造工艺，其特征在于，所述步骤（2）中复合酶的成分为果胶酶5份，纤维素酶2份，单宁酶1份。

3.根据权利要求1所述的一种沙棘枸杞保健果酒的电场强化酿造工艺，其特征在于，所述步骤（3）中沙棘果汁和枸杞果汁的比例为3:2。

4.根据权利要求1所述的一种沙棘枸杞保健果酒的电场强化酿造工艺，其特征在于，所述步骤（4）中增殖培养的方法为：将酿酒酵母菌种接入无菌YPD液体培养基中，于28℃，150r/min摇床中振荡培养48~72h。

5.根据权利要求1所述的一种沙棘枸杞保健果酒的电场强化酿造工艺，其特征在于，所述步骤（4）中离心的参数为：转速8000r/min，时间5min。

6.根据权利要求1所述的一种沙棘枸杞保健果酒的电场强化酿造工艺，其特征在于，所述步骤（4）混合溶液中聚乙烯醇质量浓度为8%，海藻酸钠质量浓度为1%，聚乙烯吡咯烷酮质量浓度为1.5%。

7.根据权利要求1所述的一种沙棘枸杞保健果酒的电场强化酿造工艺，其特征在于，所述步骤（5）中固定化酵母的接种量为0.6~0.8%。

8.根据权利要求1所述的一种沙棘枸杞保健果酒的电场强化酿造工艺，其特征在于，所述步骤（6）中超滤膜过滤除菌的操作为：在压力为8~10MPa条件下，将酒液经过孔径为0.45μm的超滤膜过滤得到滤液。

9.根据权利要求1所述的一种沙棘枸杞保健果酒的电场强化酿造工艺，其特征在于，所述步骤（5）中，当发酵液达到酒精度要求后经过滤网放出，固定化酿酒酵母仍保留在发酵罐内，向发酵罐中加入下一批次经杀菌处理的混合果汁进行电场强化酒精发酵，固定化酿酒酵母可重复利用30批次左右。