不同核桃材料混合酿制果酒的研究

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  摘要 以核桃花、核桃叶、分心木及核桃壳为主要原料,以核桃花∶核桃叶∶分心木∶分心木和核桃壳浸出液=10∶5∶1∶400比例混合,接种酿酒酵母后经发酵酿制成一种新型的具有一定保健功能的果酒。通过优化工艺条件,获得最优培养条件为常温条件(20 ℃)、pH=3.7、酵母接种量为0.07%、主发酵8 d。产品适合于对酒精含量有一定要求的中老年人群,工艺操作简单,可用于大规模产业化生产。
  关键词 果酒;核桃花;核桃叶;分心木;核桃壳
  中图分类号 TS262.7 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)16-0249-02
  Abstract In this paper,walnut flowers,walnut leaves,distracted wood and walnut shells were used as raw materials to explore a novel fruit wine by enzymolysis and fermentation.Walnut flowers,walnut leaves,distracted wood and an extract from distracted wood and walnut shells were mixed at the ratio of 10∶5∶1∶400 in weight.This kind of fruit wine was of high value in nutrient and medical effects.By optimizing process conditions,we determined that the best condition was as follows:pH value of 3.7,inoculated wine yeast of 0.07%,then 8 days primary fermentation at normal temperature(20 ℃).The product is suitable for the middle-aged and aged people who have certain requirements of the alcohol content.The process is simple and can be used in the factory production.
  Key words fruit wine;walnut flower;walnut leaf;distracted wood;walnut shell
  核桃植株全身都是寶,除了核桃仁可以直接食用之外,核桃花、核桃叶、核桃青皮、核桃壳、分心木均可入药[1],核桃花富含蛋白质、黄酮及维生素等多种成分,有保护细胞膜、维持细胞正常功能的作用,具有保护视器官、抗肿瘤、清除自由基、增强免疫力、抗感染抗衰老等保健功能;核桃叶,性温、味甘,能杀虫、解毒、治疗白带异常等[2],核桃叶中富含黄酮、VC等有效成分,其所含的多酚复合物具有良好的抗癌、抗病毒作用;分心木富含黄酮,具有抗氧化性和抑菌活性[3];核桃壳能清除羟基自由基,并可有效地抑制脂质过氧化[4]。
  核桃在日常食用过程中,分心木连带核桃壳都作为食材废料丢弃,核桃花、核桃叶利用率也极低,而我国核桃产量较大,由此会产生严重的浪费。较好的解决方法就是结合市场需要,对其进行综合深加工,将巨大的资源优势转化为经济优势。论文研究旨在提高核桃树的综合利用效率,以核桃花、核桃叶、分心木、核桃壳为原料,突出产品的抗氧化性、清除自由基的能力以及抑菌活性等效果,研制出核桃花、核桃叶、分心木和核桃壳混合酿制的具有一定保健功能的果酒。
  1 材料与方法
  1.1 材料与仪器设备
  核桃花、核桃叶(均采自于山东师范大学校园的核桃树);核桃壳、分心木(购自超市的核桃取其核桃壳和分心木);植物蛋白水解复合酶(购自河北百味生物科技有限公司);果酒酵母(购自安琪酵母股份有限公司);蔗糖、氢氧化钠、柠檬酸均为食品级,取自实验室。
  JSB6-02电子计重称(上海浦春计量仪器有限公司);ARB120电子天平(梅特勒-托利多仪器上海有限公司);DK-S12型电热恒温水浴锅(上海森信实验仪器有限公司);TD5M低速大容量离心机(上海卢湘仪离心机仪器有限公司)。
  1.2 试验方法
  1.2.1 核桃花、核桃叶、分心木和核桃壳混合酿制的果酒的工艺流程。具体见图1。
  1.2.2 核桃花、核桃叶、分心木和核桃壳混合酿制的果酒的技术操作要点。
  (1)原料选择。选取收集来的新鲜核桃花(3—4月的花最佳),经烫漂处理后放置于冰箱冷藏,备用;采集新鲜、无虫咬的核桃叶(9月的抗氧化效果最佳),经烫漂处理后放置于冰箱冷藏,备用;收集分心木及核桃壳。配料用水取自济南黑虎泉的泉水。
  (2)原料的预处理。用流动水对原料进行清洗,沥干水后破碎处理;将分心木、核桃壳和泉水按照1∶25∶400的质量比例,采用沸水浸提10 min,得到分心木和核桃壳的浸泡液。浸提后回收分心木供配料时使用。核桃花在一定温度和pH值条件下先进行蛋白酶解5 h,酶解结束后进行灭酶处理,冷却至室温备用。对核桃花采用植物蛋白水解复合酶酶解:准确称取一定质量的核桃花,用泉水将核桃花配制成浓度为190 g/L的底物溶液,用1 mol/L的NaOH调节pH值为7.4,迅速升温至85 ℃,保持15 min,降温至60 ℃加入1.20%的植物蛋白水解复合酶,酶解5 h;酶解后升温至90 ℃,保持 20 min灭酶处理;冷却至室温备用[5]。
  (3)配料。按照核桃花∶核桃叶∶分心木∶分心木和核桃壳浸出液=10∶5∶1∶400的质量比例进行配料。   (4)调整糖度和pH值。添加蔗糖将糖度调整至25°Bx,用氢氧化钠和柠檬酸调整pH值至3.7。
  (5)接种、主发酵。按照0.07%的接种量给料液接种果酒酵母。用2层纱布封口发酵,发酵液不超过容器的80%,在20 ℃的环境中,每天搅拌1次,主发酵时间为8 d。
  (6)倒酒。发酵结束分离酒渣。先用2层纱布过滤,初步除去颗粒较大的残渣,再用300目纱布过滤除去颗粒较小的残渣。
  (7)后发酵、澄清。过滤后密封发酵。在此过程中,温度保持在20 ℃,时间5 d。发酵结束后,取上清液,4 000 r/min离心10 min,得到半透明的浅黄色果酒,酒味清香,回味甘甜。
  (8)调配,灌装,灭菌。对成品果酒的酒精度、糖度进行调配;将酒液灌入灭菌的玻璃瓶中,密封;将成品果酒在70 ℃水温中加热20 min,进行巴氏杀菌。
  1.3 产品质量指标
  1.3.1 感官指标。色泽:核桃花、核桃叶、分心木和核桃壳混合酿制果酒的外观呈浅黄色,澄清透亮无杂质;香气:兼顾核桃花和核桃叶的独特气味,产品具有其特有的清香;滋味:口感温厚,苦涩味适中,气味协调,酒体丰满。
  1.3.2 理化指标。酒精度:8~9°;残糖:10~12°Bx。
  1.3.3 微生物指标。执行GB 2758—2012食品安全国家标准发酵酒及其配制酒(表1)。
  1.4 原料配比的确定
  在初始糖度为25°Bx、pH=4.0、接种量为0.08%、20 ℃条件下,主发酵9 d,后发酵5 d,设计单因素试验,获得核桃花、核桃叶和分心木的最佳质量配比。通过添加不等的分心木和核桃壳浸出液,研究不同配比对果酒发酵的影响。
  1.5 果酒发酵条件的优化
  为了优化核桃花、核桃叶、分心木和核桃壳混合酿制的果酒的发酵工艺条件,确定其最佳工艺条件,在20 ℃下选择了发酵pH值、酵母添加量、主发酵时间3个因素对果酒发酵的影响,进行3因素3水平的正交试验,根据产品的酒精度、糖度、澄清度、色泽、香气、口感来进行感官评分(酒精度10分、糖度10分、澄清度10 分、色泽10分、香气 20 分、口感40分)。选定食品专业20人作为感官评分小组,依据评分标准,对各组试验结果进行品评打分,采用极差分析方法确定果酒的最佳发酵条件。
  2 结果与分析
  2.1 原料的选择及营养机理
  核桃干花蛋白质含量21%,比核桃仁中蛋白质含量高出50%,其中谷氨酸含量占总氨基酸含量的 23.11%。谷氨酸在大脑、肌肉、肝脏等组织中发挥解毒作用[1]。
  核桃花中黄酮含量丰富,β-胡萝卜素和V■、VE及VC含量较高,核桃花乙醇提取物对DPPH自由基的清除作用最好[6]。Ebrahim等发现核桃雄花醇提物能提升糖尿病小鼠胰岛素水平,降低血糖降低谷草转氨酶和碱性磷酸酶活性[7]。核桃花中K、Fe、Mn、Zn、Se的含量高,Fe有助于维持机体的酸碱平衡以及预防和治疗高血压,并参与造血和能量代谢、抗体的产生;Mn是多种酶的成分,参与体内脂肪、碳水化合物的代谢;Zn与免疫功能、味觉、虚症及清热功能有关;Se保护细胞膜免受损害,维持细胞的正常功能,还有促进生长、保护视觉器官以及抗肿瘤的作用[1]。
  核桃叶中含有大量的VC、VE、胡萝卜素、挥发油、鞣质,核桃醌、胰岛素多糖、有机酸、无机盐、高抗炎的多酚复合物以及抗氧化的黄酮类物质等。对患维生素缺乏症、喉头炎、淋巴结、甲状腺肿大、结核病、黄胆病、妇科病、皮肤病等均有较好的疗效[2]。核桃叶煎水可治全身瘙痒;叶中所含的多酚复合物具有良好的抗癌作用;核桃叶的煎剂,有加速体内糖的同化及降低血糖的作用,并可提高内分泌等体液调节能力;核桃叶提取物具有显著抗氧化作用和良好的清除自由基效果,其抗氧化的主要成分有鞣质类、黄酮类、植物甾醇及萜类;试验证明,采用70%乙醇提取核桃叶中黄酮效果最好[8],另外核桃叶乙醇提取物还具有较强抑菌作用[9]。
  核桃分心木富含黄酮,含量高达6.259%[10],采用50%乙醇提取黄酮效果最佳[11];还富含多糖、酚酸类、苷类以及鞣质等近10种有效成分。核桃分心木的药用价值较高,药理上具有治疗及改善肾虚、肾炎、慢性肾炎等作用[12]。分心木所具有的涩精缩尿、止血止带的作用,可以用于治疗遗精滑泻、尿频遗尿、崩漏带下等症状[13]。核桃分心木还可以治疗牙根出血、口腔溃疡等疾病。研究发现,核桃分心木的乙醇提取物抑菌效果显著,已有学者利用此功效将其制成阴道栓,可有效治疗宫颈炎[14]。
  核桃壳有清除羟基自由基的作用,其水提物可有效地抑制亚油酸的脂质过氧化[4]。民间偏方采用核桃壳煮水治疗咽炎、胃溃疡。
  济南黑虎泉水为偏弱碱性,含有丰富的微量元素,如锶、锂、硒、偏硅酸、钙、镁较多,还有其他如钾、钠、铁、锰、铜、锌、氟化物、碘化物、重碳酸盐也非常丰富,作为配料用水可以补充人体中缺乏的微量元素,以达到增强免疫力、防病治病、延年益寿的效果。
  以具有药用兼保健功能的核桃花、核桃叶、分心木、核桃壳和济南黑虎泉的泉水为原料,采用一定的酿造工艺,酿制出具有保健功能的果酒,集果酒饮用价值和保健功能于一身,具有饮用滋补双重作用,为消费者提供了一种全新的果酒品种。
  2.2 原料配比的确定
  参考大量相关文献,设计多组单因素试验,经综合评定得出核桃花∶核桃叶∶分心木的最佳质量配比为10∶5∶1。在初始糖度为25 °Bx、pH=4.0、接种量为0.08%、20 ℃下,主发酵9 d,后发酵5 d,添加不等的分心木和核桃殼的浸提液,通过对果酒进行感官评价,得出最优的原料配比为核桃花∶核桃叶∶分心木∶浸出液=10∶5∶1∶400。原料配比试验见表2。
  2.3 果酒发酵条件的优化   在常温条件(20 ℃)下,选择发酵pH值、酵母添加量、主发酵时间3个因素(表3),作为果酒发酵的主要影响因素,进行3因素3水平的正交试验,试验结果见表4。
  由表4可以看出,各因素对核桃花混合果酒品质的影响主次顺序为RC>RB>RA。即主发酵时间对核桃花、核桃叶、分心木和核桃壳混合酿制的果酒的影响最大,酵母添加量次之,pH值影响最小。
  通过表4中K值的比较,得出理论最优组合为A1B1C1,与感官评价结果的最优组合相符,無需进行验证试验。综上分析可得,核桃花、核桃叶、分心木和核桃壳混合酿制的果酒,在20 ℃下的最佳工艺条件为A1B1C1。即在pH=3.7、酵母添加量为0.07%、主发酵时间为8 d的条件下,制得的果酒品质最优。
  3 结论
  试验以核桃花、核桃叶、分心木、核桃壳和济南黑虎泉泉水为原料。核桃花经蛋白酶酶解,用泉水将分心木和核桃壳煮沸制得的浸出液作为酿酒用水。4种原料以10∶5∶1∶400比例混合,所得核桃花、核桃叶、分心木和核桃壳混合酿制的果酒口感最佳。
  试验获得最优果酒发酵条件为20 ℃下、pH=3.7、酵母接种量为0.07%、主发酵时间8 d;经过滤、后发酵、离心、灌装、灭菌,可得到风味独特、口感温厚的果酒。
  试验选用了日常生活中废弃的天然原料,研制出一种核桃花、核桃叶、分心木和核桃壳混合酿制的果酒,对核桃资源的全方位开发以及相关产业的发展具有良好的推动作用。原料赋予果酒一定的的药用与保健功能,使得果酒具有良好的滋补保健作用。产品酿制过程中利用核桃叶和分心木本身具有的抑菌活性,无需添加防腐剂等化学试剂,工艺可操作性强,适合工厂化大规模生产。
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