CN111961553B

CN111961553B - 一种低醇果酒的动态酿造方法

Info

Publication number: CN111961553B
Application number: CN202010748698.0A
Authority: CN
Inventors: 李二虎; 余策; 钟武; 潘思轶
Original assignee: Huazhong Agricultural University
Current assignee: Huazhong Agricultural University
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2020-07-30
Publication date: 2023-03-21
Anticipated expiration: 2040-07-30
Also published as: CN111961553A

Abstract

本发明公开了一种低醇果酒的动态酿造方法，先将酵母液通入发酵罐，使酵母附着于发酵板的板式超滤膜上，然后向发酵罐的底部通入灭菌后的果汁，控制发酵罐内的温度为15‑25℃，果汁流速为5‑20ml/min，使果汁与板式超滤膜上的酵母充分接触并进行酒精发酵，收集通过最顶部一层发酵板的果汁即为低醇果酒。本发明实现了果酒的动态酿造，与常规的酿造方法相比可以显著缩短酒精发酵所需的时间，降低果酒中的酒精度，同时保留一定的糖度，因此具有更好的感官体验，有利于保证消费者的健康和安全。

Description

一种低醇果酒的动态酿造方法

技术领域

本发明属于食品饮料领域，具体涉及一种低醇果酒的动态酿造方法。

背景技术

果酒因其独特的口感，令人愉悦的色泽以及鲜明的香味特征而受到广大消费者的喜爱，随着生活品质的日渐提升，人们对于果酒的品质也愈发看重。目前果酒制造业中，一般选择成熟度较高的鲜果进行发酵，初始发酵液中糖度较高，从而使得酒精发酵结束后果酒有着较高的酒精度。果酒不同于其它酒类，当酒精含量过高时很有可能会直接导致发酵停滞，这主要是由于发酵中所选用的酵母当处于超过18％(v/v)的酒精度环境中就会出现生长停滞，甚至出现细胞死亡的现象。同时高浓度酒精还会增加果酒中的辛辣感，减少酸味呈现，并且会掩饰一些重要的挥发香气如醇、酯、单萜类物质，从而破坏酒体平衡，并且给消费者带来不好的感官体验。早在2006年2月中国酿酒工业协会就发布了《关于减少酒精饮料危害计划的紧急通知》，其中指出“高度酒向低度酒转变，蒸馏酒向酿造酒转变，粮食酒向水果酒转变”，呼吁减少酒精危害，保证消费者的健康和安全，而低醇果酒正是响应了这一号召，在满足消费者对果酒消费的同时，也满足其对健康和营养的需求。

目前对于低醇果酒的生产方法主要为物理法和生物法，物理法效果较为显著，但会对果酒品质造成无法挽回的劣变影响，同时工艺复杂，设备昂贵，会极大增加果酒的生产成本，生物法则是对菌株的要求更高，现有研究发现一些非酿酒酵母也可用来果酒发酵，成本低，并且更具竞争力。一些基因工程菌株也可用于低醇果酒的酿造，但其尚无法实现工业化生产，因此寻找到可以用来自然发酵形成低度果酒的酵母就显得尤为重要。非酿酒酵母在最初被认为是引起污染的主要原因，随着研究的深入，发现非酿酒酵母可以在发酵过程中发挥完全不同于或者优于酿酒酵母的作用，尤其是对于特定香味物质的促进作用，已有研究表明毕赤酵母在发酵过程可以显著生成某些特定挥发性物质如苯乙醇等。

果酒发酵过程中糖度被大量消耗，一是用于维持酵母生长所需，二是用来产生酒精，这会导致原果汁中的糖酸平衡被急剧打破，从而给果酒带来极度不平衡的过酸过涩口感，破坏感官体验，降低消费购买力。一些生产厂家会在果酒生产后期额外添加糖分，虽然可以改善口感，但是会在一定程度上破坏掉酒体的平衡和独有风味，这样的酒是不具备品鉴和购买价值的。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的缺陷，提供一种低醇果酒的动态酿造方法。

上述目的是通过如下技术方案实现的：

一种低醇果酒的动态酿造方法，包括以下步骤：

1)将新鲜水果洗净去皮，榨汁后添加果胶酶进行酶解处理，然后过滤取汁，巴氏灭菌后待用；

2)将酵母活化培养至含菌量为10⁷-10⁸CFU/mL，离心后收集酵母细胞并用无菌生理盐水洗涤至无异味，然后无菌水调整菌液浓度为10¹⁰-10¹²CFU/mL；

3)将酵母液通入发酵罐，所述发酵罐内上下相互交错地设有若干层发酵板，所述发酵板由板式超滤膜和设在板式超滤膜上方的气液分离膜组成，所述板式超滤膜和气液分离膜之间设有液体通道，首先使酵母附着于发酵板的板式超滤膜上，然后向发酵罐的底部通入步骤1)灭菌后的果汁，控制发酵罐内的温度为15-25℃，果汁流速为5-20ml/min，使果汁与富集在板式超滤膜上的酵母充分接触并进行酒精发酵，反应后的果汁经过液体通道继续向上流动并继续进行发酵，发酵过程中产生的气体则透过气液分离膜直接向上排出，收集通过最顶部一层发酵板的果汁即为低醇果酒。

优选地，步骤1)中所述果胶酶的添加量为新鲜水果重量的0.1-0.5％，酶解处理的时间为2-3h。

优选地，所述酵母为非酿酒酵母，进一步优选为毕赤酵母菌JT-1-3。申请人于实验室中以采自橘园的土壤为原料进行酵母菌的分离和筛选，得到一株发酵性能优良的非酿酒酵母，通过鉴定，确认该菌株为毕赤酵母菌(Pichia fermentans strain)，将其分类命名为Pichia fermentans strain JT-1-3，该菌株已在CN 108676736 A的专利文献中公开。申请人对该菌株进行深入研究，结果发现毕赤酵母菌JT-1-3在产酒精能力和发酵性能方面均表现出良好的应用潜力，尤其适合用于果酒发酵以制备低醇、高糖的果酒产品。

优选地，所述板式超滤膜的孔径为5-50nm。

优选地，所述气液分离膜是厚度为0.1mm的TPU薄膜。

优选地，所述发酵罐内的温度为20℃，果汁流速为10ml/min。

优选地，步骤3)中，所述果汁与酵母液的体积比为1:0.01～0.05。

最佳地，步骤3)中，所述果汁与酵母液的体积比为1:0.03。

本发明的有益效果是：

本发明实现了果酒的动态酿造，与常规的酿造方法相比，本发明可以显著缩短酒精发酵所需的时间，降低果酒中的酒精度，同时保留一定的糖度，因此具有更好的感官体验，有利于保证消费者的健康和安全。本发明还能增加果酒中增香物质的含量，从而赋予果酒更加独特的风味。另外，本发明还可以完整保留果汁中的氨基酸、黄酮类物质，从而使果酒具有很高的营养价值。

附图说明

图1是本发明所使用的酿造装置的结构示意图。

图2是发酵板的结构示意图。

图3是不同菌株的产酒精能力测试结果。

图4是不同菌株的发酵能力测试结果。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。

实施例1菌株产酒精能力测试

TTC平板：0.5g/L TTC，5g/L葡萄糖，15g/L琼脂。

YPD平板：10g/L酵母浸粉，20g/L酵母蛋白胨，20g/L葡萄糖，20g/L琼脂。

申请人利用前期筛选得到的一株毕赤酵母菌JT-1-3(该菌株已在CN 108676736 A的专利文献中公开)，还有实验室另外两株普通酿酒酵母RV002和NP-7-5进行试验。

将JT-1-3，RV002和NP-7-5涂布于YPD平板上，于28℃下培养60h，然后将保温50℃的TTC平板覆盖于YPD平板上，于暗处28℃保温3h，拍照记录结果。无色的TTC可以在酵母产酒精过程中被还原成红色的TTF，颜色越深，表示酵母产酒精能力越强，结果如图2所示，从图中可以看出，JT-1-3表现出弱于普通酿酒酵母的产酒精能力。

实施例2菌株的发酵能力测试

VHG培养基:200g/L葡萄糖，8g/L酵母蛋白胨，10g/L酵母浸粉。

本实验将JT-1-3，RV002和NP-7-5接种于稍高于果汁中糖浓度的VHG培养基中，对其发酵能力进行实验以期判断其在果酒发酵中的潜力。将JT-1-3，RV002和NP-7-5以3％(v/v)的接种量接种于VHG培养基中，于28℃，120r/min条件下培养，每隔12h对其进行称重，直到其质量不再下降时停止实验。结果表明，JT-1-3的起酵速度稍弱于普通酿酒酵母，但在72h也能进入发酵稳定期，并且在发酵后期JT-1-3的发酵失重稍大于酿酒酵母。

实施例3：猕猴桃果酒的发酵实验

下面以猕猴桃果酒为例进一步对本发明的动态酿造方法进行详细说明。

1)将新鲜猕猴桃洗净去皮，榨汁后添加0.2％果胶酶酶解处理3h，然后过滤取汁，巴氏灭菌后待用；

2)将非酿酒酵母——毕赤酵母菌JT-1-3活化培养至含菌量为10⁷-10⁸CFU/mL，离心后收集酵母细胞并用无菌生理盐水洗涤至无异味，然后无菌水调整菌液浓度为10¹⁰-10¹²CFU/mL；

3)将调整好浓度的酵母液通入发酵罐(结构如图1所示)，所述发酵罐内上下相互交错地设有若干层发酵板，所述发酵板由板式超滤膜和设在板式超滤膜上方的气液分离膜组成，所述板式超滤膜的孔径为10nm，材质为PA，购自厦门国初科技有限公司，所述气液分离膜是厚度为0.1mm的TPU薄膜，液体无法通过该薄膜而气体能通过，所述板式超滤膜和气液分离膜之间设有液体通道(结构如图2所示)。

酵母液进入发酵罐以后自下向上流动，在经过板式超滤膜时，酵母液中的酵母被超滤膜截留并富集在超滤膜上，而水则能顺利通过超滤膜并经过液体通道流出，当酵母液逐层经过最顶部一层发酵板后，液体中的含菌量很少从而通过成品罐排出，检测排出的酵母液中含菌量，当浓度低于预设值时即可进行发酵作业，当浓度高于预设值时则回收进入酵母液储存罐继续富集。当酵母完全富集于发酵板的板式超滤膜以后，向发酵罐的底部通入步骤1)灭菌后的果汁，控制发酵罐内的温度为20℃，果汁流速为10ml/min，使果汁与富集在板式超滤膜上的酵母充分接触并进行酒精发酵，反应后的果汁经过液体通道继续向上流动并继续进行发酵，而发酵过程中产生的气体则透过气液分离膜直接向上排出，收集通过最顶部一层发酵板的果汁即为低醇果酒。

所述果汁与酵母液的体积比为1：0.03。

下面对发酵罐的工作原理进行详细说明：

发酵前，先将待发酵的果汁存放于果汁储存罐，将酵母菌经活化培养并配制成一定浓度的酵母液，将其存放于酵母液储存罐。然后打开酵母液储存罐下方的阀门，使酵母液通过蠕动泵进入发酵罐。酵母液进入发酵罐以后自下向上流动，在经过板式超滤膜时，酵母液中的酵母被超滤膜截留并富集在超滤膜上，而水则能顺利通过超滤膜并经过液体通道流出，当酵母液逐层经过最顶部一层发酵板后，液体中的含菌量很少从而通过成品罐排出，检测排出的酵母液中的含菌量，当浓度低于预设值时即可进行发酵作业，当浓度高于预设值时则回收进入酵母液储存罐继续富集。操作时通过蠕动泵调节酵母液的流速，使酵母尽量充分地富集在超滤膜上。

接着打开果汁储存罐下的阀门，果汁经过蠕动泵进入发酵罐，果汁进入发酵罐以后自下向上流动，在经过发酵板时，由于果汁的分子量比超滤膜的截留分子量小，因此能顺利通过板式超滤膜并与富集在超滤膜上的酵母反应完成酒精发酵，反应后的液体经过液体通道继续向上流动，而发酵过程中产生的气体(CO₂)则透过气液分离膜直接向上排出。发酵板交错设置有利于延长果汁与板式超滤膜的接触时间，使发酵反应更加充分，果汁经过逐层反应当经过最顶部一层发酵板后已经发酵充分从而可通过成品罐进行收集，检测成品罐中果酒的含醇量和含糖量，符合要求的果酒即为成品。

发酵时需严格控制发酵罐内的温度和果汁的流速，以保证果酒发酵的充分进行，因此需要向发酵罐罐壁的夹层内通入一定的温度的循环水，同时控制蠕动泵的转速以调节果汁在发酵板上的流速(图1中箭头所示的方向)。

结果表明发酵所得猕猴桃酒中酒精含量为4.23％(v/v)，明显低于普通静态发酵制备的果酒；总糖(以葡萄糖计)含量为4.33g/100g，明显高于普通静态发酵制备的果酒；2-甲基-1-丁醇，癸醛，2-十一碳烯醛，亚油酸乙酯，正十六酸，(E)-9-十八烯酸等特异增香物质的含量均有明显的上升，同时总黄酮含量还有所上升(见表1和表2)，该酿造方法的生产周期比静态发酵更短，生产效率更高。

表1猕猴桃酒中氨基酸和特异增香物质的含量变化

n.d.：未检测到。

表2猕猴桃酒中总黄酮的含量变化

实施例4

步骤1)和2)与实施例1相同。

步骤3)将酵母液通入发酵罐，使酵母附着于发酵板的板式超滤膜上，板式超滤膜的孔径为20nm，然后向发酵罐中通入果汁，控制发酵罐内的温度为25℃，果汁流速为15ml/min，果汁与酵母液的体积比为1：0.01，使果汁与富集在板式超滤膜上的酵母充分接触并进行酒精发酵，收集通过最顶部一层发酵板的果汁即为低醇果酒。

实施例5

步骤1)和2)与实施例1相同。

步骤3)将酵母液通入发酵罐，使酵母附着于发酵板的板式超滤膜上，板式超滤膜的孔径为5nm，然后向发酵罐中通入果汁，控制发酵罐内的温度为18℃，果汁流速为8ml/min，果汁与酵母液的体积比为1：0.02，使果汁与富集在板式超滤膜上的酵母充分接触并进行酒精发酵，收集通过最顶部一层发酵板的果汁即为低醇果酒。

实施例6

步骤1)和2)与实施例1相同。

步骤3)将酵母液通入发酵罐，使酵母附着于发酵板的板式超滤膜上，板式超滤膜的孔径为50nm，然后向发酵罐中通入果汁，控制发酵罐内的温度为15℃，果汁流速为20ml/min，果汁与酵母液的体积比为1：0.05，使果汁与富集在板式超滤膜上的酵母充分接触并进行酒精发酵，收集通过最顶部一层发酵板的果汁即为低醇果酒。

实施例7

步骤1)和2)与实施例1相同。

步骤3)将酵母液通入发酵罐，使酵母附着于发酵板的板式超滤膜上，板式超滤膜的孔径为30nm，然后向发酵罐中通入果汁，控制发酵罐内的温度为22℃，果汁流速为5ml/min，果汁与酵母液的体积比为1：0.04，使果汁与富集在板式超滤膜上的酵母充分接触并进行酒精发酵，收集通过最顶部一层发酵板的果汁即为低醇果酒。

表3实施例4-7的检测结果

	含醇量(％)	含糖量(％)	总黄酮含量(mg/mL)
				实施例4	5.01	3.85	0.084
实施例5	4.73	4.17	0.091
				实施例6	5.23	4.20	0.085
实施例7	5.67	3.69	0.076

Claims

1.一种低醇果酒的动态酿造方法，其特征在于包括以下步骤：

2)将非酿酒酵母——毕赤酵母菌(Pichia fermentans strain)JT-1-3活化培养至含菌量为10⁷-10⁸CFU/mL，离心后收集酵母细胞并用无菌生理盐水洗涤至无异味，然后无菌水调整菌液浓度为10¹⁰-10¹²CFU/mL；

3)将调整好浓度的酵母液通入发酵罐，所述发酵罐内上下相互交错地设有若干层发酵板，所述发酵板由板式超滤膜和设在板式超滤膜上方的气液分离膜组成，所述板式超滤膜的孔径为10nm，材质为PA，所述气液分离膜是厚度为0.1mm的TPU薄膜，液体无法通过该薄膜而气体能通过，所述板式超滤膜和气液分离膜之间设有液体通道，

酵母液进入发酵罐以后自下向上流动，在经过板式超滤膜时，酵母液中的酵母被超滤膜截留并富集在超滤膜上，而水则能顺利通过超滤膜并经过液体通道流出，当酵母液逐层经过最顶部一层发酵板后，液体中的含菌量很少从而通过成品罐排出，检测排出的酵母液中含菌量，当浓度低于预设值时即可进行发酵作业，当浓度高于预设值时则回收进入酵母液储存罐继续富集，当酵母完全富集于发酵板的板式超滤膜以后，向发酵罐的底部通入步骤1)灭菌后的果汁，控制发酵罐内的温度为20℃，果汁流速为10ml/min，使果汁与富集在板式超滤膜上的酵母充分接触并进行酒精发酵，反应后的果汁经过液体通道继续向上流动并继续进行发酵，而发酵过程中产生的气体则透过气液分离膜直接向上排出，收集通过最顶部一层发酵板的果汁即为低醇果酒，

所述果汁与酵母液的体积比为1：0.03。