甘蔗果酒发酵特性及工艺研究

【摘要】本文以甘蔗清汁为原料,主要对发酵前甘蔗汁的果胶酶处理条件、发酵过程中发酵工艺条件、发酵动力学方程,以及甘蔗酒的澄清工艺和香气成分进行了系统的研究。主要研究内容及结果如下：1.对甘蔗汁的理化指标进行了测定,并通过单因素实验和正交实验对果胶酶的酶解条件进行了优化。实验表明,甘蔗原汁的可溶性固形物含量为14%-16%,透光率为39%,总糖含量为159.30g/L,还原糖含量为13.06g/L,总酸含量1.68g/L(以酒石酸计),蛋白质含量为0.26mg/mL,总酚含量为419.82μg/mL。用果胶酶对甘蔗汁进行酶解,通过对甘蔗汁透光率的测定来确定对甘蔗汁中果胶的酶解效果。通过实验,酶解的最佳工艺条件是：加酶量为0.25%,酶解pH4.0,在50℃酶解4h。在最佳酶解条件下经果胶酶处理后,甘蔗原汁的澄清度会明显提高,透光率由39%提高到80%以上,酶解效果较好。2.选择了五种发酵菌种进行发酵特性比较,分别是安琪耐高温酿酒高活性干酵母、安琪果酒酿酒酵母SY、安琪果酒酿酒酵母RW,LalvinICVD-254酵母、LalvinRHONE-2323酵母。通过对五种酵母发酵特性及发酵结果的比较,发现果酒酿酒酵母SY作为发酵菌种,发酵速度适中,所得酒液酒精度较高,理化和感官性质都较理想,所以确定果酒酿酒酵母SY作为甘蔗酒发酵的最佳菌种。然后在甘蔗清汁中接种果酒酿酒酵母SY进行发酵,采用响应面分析法对甘蔗酒发酵过程中的条件进行了优化。通过实验确定的发酵最佳工艺条件为：发酵初始糖度22%,酵母活化液接种量1%,发酵pH4.5,在25℃的温度下发酵5天,所得甘蔗新酒酒精度平均值为13.1,酒体呈褐黄色、澄清透明、香气柔和。应用DesignExpert软件进行多元回归拟合分析,得出酒精度与发酵工艺各因素变量的二次方程模型为：Y1=13.16+0.51*X1+0.13*x2+0.54*x3-0.025*x1*x2.0.10*x1*x3+0.075*2×3-0.66*x12-0.23*x22-0.25*x32,其中Y1为酒精度,X1为发酵液初始糖度,X2为酵母活化液的接种量,X3为发酵液的初始pH。3.通过对发酵过程中发酵液的理化指标的测定,建立了甘蔗果酒发酵过程的动力学方程。使用Logistic方程拟合发酵过程中的菌体生长规律,得到菌体生长动力学方程。然后利用Luedeking-Pieret方程通过数学推理和计算,得到产物生成动力学方程和底物消耗动力学方程。利用origin8.0软件所得方程如下所示：菌体生长动力学方程为：产物生成动力学方程为：底物消耗动力学方程为：4.采用几种常用的果酒澄清方法进行澄清实验,对甘蔗酒的澄清工艺进行初步的研究。结果表明,采用壳聚糖溶液效果较好,能达到很高的澄清度,且对酒的影响较小。最佳澄清方法为：1%的壳聚糖溶液,添加量为1.2%,添加后静置121h,透光率能达到97.8%。5.对甘蔗汁和甘蔗新酒的香气成分进行GC-MS分析。先用固相微萃取的方法对甘蔗原汁和五种不同酵母菌种发酵所得酒液的香气进行萃取,然后对其中的香气物质进行分析鉴定。结果剔除杂质组分后,从甘蔗原汁中鉴定出22种组分,其中包括醇类7种,酯类2种,醛类8种,酮类3种,烯类1种,酚类1种；从发酵所得酒中共鉴定出74种挥发性香气物质,主要是醇类、酯类、醛类,以及一些酸类和酮类物质,其中醇类和酯类的物质种类以及相对含量最高。果酒酿酒酵母SY发酵所得果酒中相对含量大于1%的香气物质有14种,这些物质构成了甘蔗酒的特征香气。
【作者】鲁龙；
【导师】张惟广；
【作者基本信息】西南大学，食品科学，2014，硕士
【关键词】甘蔗汁；发酵工艺；发酵动力学；澄清；香气成分；

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