苹果白兰地生产工艺的研究

苹果白兰地生产工艺的研究程晓齐西北农林科技大学陕西杨凌712100摘要:苹果白兰地是一种以苹果为原料经过破碎、打浆、发酵、蒸镏得到的一种类似于中国传统白酒的白兰地.众所周知，我国是白酒生产大国，每年消耗大量的粮食。所以，苹果白兰地的规模化生产有利于减轻我国因传统甴酒生产需要消耗大量粮食的压力。同时，有利于促进我国苹果产业的发展本文主要研究了苹果白兰地的生产工艺为规模化生产提供一定的理论依据。关键词：苹果白兰地酿造工艺引言：我国是苹果生产大国，苹果产量约占世界苹果总产量的1/3。2004年我国苹果产量为2367.5万t,2005年为2401.1万t,到2006年我国苹果产量达到2605.9万t，08年苹果产量达到了一个高峰，全国很多浓缩汁厂出现大量存货亏损的现【1】。虽然国家对此做出了调整，但是作为直接食用的鲜果在许多地区出现饱和，价格低廉，损害了果农的经济利益，同时也阻碍了苹果产区地方经济的发展。随着苹果种植业的蓬勃发展和产量的迅猛增长，对其进行深加工提高附加值已成为迫在眉睫的任务。而对于我国苹果生产大省——山东省来说任务尤为迫切。山东省的苹果栽培面积62万公顷，占全国苹果栽培面积的22%，总产量570万吨，占全国苹果产量的37%【2】。山东省作为苹果生产大省应该将苹果资源丰富这一条件充分利用起来，进行苹果深加工充分提高其附加值，引领苹果行业快速向前发展。1.国内外研究现状我国苹果深加工存在以下问题：苹果产量大而深加工能力不足，苹果加工以浓缩为主过于单一且产销不平衡。世界发达国家农产品产值的70%以上是通过产后的贮运、加工等环节实现的。而我国苹果加工经过近几年的发展也仅达到23%左右，低于世界苹果加工转化率平均水平25%，与其他苹果加工大国相比有更大差距【3】。自20世纪90年代以来，我国开始从美国、瑞士等国大量引进苹果榨汁生产线，浓缩汁己经成为苹果最主要的加工品和出口产品。但由于我国苹果的自身特征，酸度较低，不符合国际市场的需求，价格一直处于低位，加之国内果汁生产厂家激烈竞争和国外的反倾销，苹果浓缩汁价格连续下跌，出口效益大幅下滑，导致许多中、小果汁生产厂家亏损或倒闭。据国家有关单位统计资料表明，全国每年用以生产白酒消耗的粮食约1800万t。尽管我国是一个农业大国，但粮食问题仍然是大问题。由于我国人口的不断增长，预计到2030年将达到16亿，粮食需求猛增长，因而，以粮食为原料酿酒已不可取【4】。从产业政策来看，国家在宏观上制定了“粮食酒向水果酒转变”的发展策略，并开始运用经济杠杆和政策措施抑制白酒的过度发展，鼓励开发丰富的果业资源，发展果酒产业。2008年世界粮食危机，不得不让我们考虑充足的粮食储备满足世界1/5人口的需求。我国有丰富的苹果资源，而且苹果是世界上四大水果之一，其含有丰富的糖类、有机酸、酯类和维生素等，香气浓郁，糖酸适中，易于榨汁，是酿制水果白兰地的优质原。所以利用苹果发酵生产苹果白兰地代替粮食白酒，减少粮食的消耗有重要的意义。2.本研究的目的和内容2.1本研究的目的通过改进完善工艺，稳步提高苹果白兰地质量及建立并加强产品质量监控是逐步解决存在问题的核心。本项目研究的方向就是针对上述问题从酿造工艺和质量评价方面展开的。2.2本研究的内容2.2.1选种方法从苹果原料品种、酿酒酵母的选择使用、发酵方式、蒸馏方式等方面进行分析研究，为苹果白兰地质量的提高及工艺的改进提供依据和指导。2.2.2检测与比较运用GC/MS分析研究酒类主要质量评价指标（甲醇含量、乙酸乙酯含量、总酷、总酸等)，对苹果白兰地和粮食白酒做一个比较。为消费者的消费选择提供一些科学依据3.研究制作工艺3.1清洗将非商品苹果果实包括带疤、破损、轻度霉变的果实用清水进行清洗，洗去污垢和霉变部位。3.2破碎打浆清洗后的苹果经切分后，用打浆机打成匀浆，并按照100mg/L的添加剂量添加果胶酶，于30℃恒温箱中酶解24h。3.3酒精发酵将保藏酵母菌F-15用YPD培养基进行扩大培养后，按照果浆体积的4.0%接种并于30℃条件下高温发酵，每日测定可溶性固形物含量，直至不变为止停止发酵。3.4蒸馏将酒液进行压榨过滤后进行蒸馏操作，采用掐头去尾法去除2%的酒头，并且收集约占发酵液40%的初蒸液，初蒸液酒精度在15~20%vol之间。将初蒸液进行二次蒸馏，采取同样的比例获得50%vol左右的高度苹果原白兰地，并收集约30%原体积的尾液可作为勾兑用料。3.5陈酿将蒸馏所得的原酒放在玻璃瓶中，按照每升3g的量加入橡木片，避光放置在15℃的酒窖中，陈酿1年。3.6勾兑、封装以二次蒸馏所得的尾酒作为勾兑用料，将陈酿得到的原酒勾兑得到42%vol苹果白兰地，加盖封装后得到酒体清亮，风味独特，口感醇厚的成品酒。4.苹果白兰地人工陈酿工艺研究与品质分析白兰地酿造工艺精湛，特别讲究陈酿时间与勾兑的技艺，其中陈酿时间的长短更是衡量白兰地酒质优劣的重要标准。一般来说，白兰地在橡木桶中贮存时间越长，质量就越好。白兰地品格越柔顺，香气也越精美。木桶陈酿的目的在于汲取橡木的精华和赋予白兰地一定程度的氧化【5】。经橡木桶陈酿的原白兰地，具有特有的“橡木香”和独特的风格。对于同等质量的原白兰地，在橡木桶中陈酿的时间越长(不超过50年)，质量就越好。在陈酿过程中，原白兰地的颜色、体积、酒度、比重、表面张力等都要发生变化，橡木中某些微量成分的溶出和酒体的挥发，是两个相反的物理过程，但对陈酿白兰地都是有益的，橡木的溶出物增加了白兰地的香气，改善了白兰地的品质：酒体挥发，使一部分乙醇和低沸点物质和醚类、硫化物等挥发，减少了白兰地的辛、辣和苦味，酒中许多成分得以浓缩和调整，香气更加协调、浓郁。白兰地陈酿过程中起主要作用的是氧化现象。氧化反应是白兰地增加酒#和木香的动力，氧化陈酿是白兰地优雅、成熟的标志【6】。白兰地的老熟陈化过程是缓慢氧化过程。通过缓慢的氧化作用，白兰地成分发生了很大的变化，主要包括橡木成分的萃取作用、化学变化、物理变化和物理、化学变化。橡木的成分之间和原白兰地的成分之间要发生氧化还原反应，橡木木质素的降解产物和白兰地成分之间也要发生氧化还原反应。根据氧化原理，酒中的水分子和有机化合物分予在贮存过程中缓慢电离和激发，产生自由基和分子产物。在有氧的情况下，氧将ho2形成的自由基慢慢转变成活性较高的ho2自由基和h2o2。相对于稀溶液来讲，过氧化氢是一种强氧化剂，它使酒中的乙醇脱水成为乙醛，醛可以氧化成酸，羧酸与醇作用脱水而生成酯【7】。橡木不仅是白兰地某些成分的来源，而且同时是化学变化过程的催化因素【8】。在白兰地陈酿过程中，水分子和酒精分子之间的氢键缔合作用就是一个物理化学过程，醇水缔合体系建立在有质子IT存在的条件下，对改善口感起一定的作用。白兰地在橡木桶陈酿过程中主要的化学成分变化还有：醛类、糠醛、酸类及醋类等。酿造白兰地很讲究存酒所使用的橡木桶。最好的橡木是来自于干邑地区利穆赞和托塞斯两个地方的特产橡木。按照橡木桶生产工艺要求，制桶橡木需要八十年甚至一百年以上的树龄，因为只有这种老橡树，木质略硬、年轮紧密，含有对白兰地有益的单宁和芳香物质含量才足够丰富。同时，盛装白兰地的木桶，不渗不漏是最起码的工艺要求，要做到这一点，制桶时对板材的挑选非常严格，要求取橡木心材制成板材，导致板材的利用率占不到圆木的20%，造成极大的资源浪费【9】。为了节省购置木桶和建造酒库的投资，缩短白兰地陈酿所需要的时间，提高陈酿白兰地的品质，克服木桶贮藏白兰地成本过高的缺陷，多年来，人们一直在寻找替代木桶贮藏的方法。其目的是为了既能达到木桶It藏效果，缩短生产周期，又能降低木桶藏的成本。目前这项工艺还不够成熟5.结论5.1苹果白兰地优良酵母菌株的筛选通过耐乙醇度、生长速率以及发酵速率的测定等试验，从中筛选出了适合苹果白兰地酿造的7#酵母。其主要性能特点为:菌落乳白色、圆形、饱满、湿润有光泽、细胞椭圆形，周边出芽繁殖，繁殖速度快；耐乙醇能力强，在乙醇含量为18%(V/V)的发酵醪液中仍能正常的发酵；发酵过程稳定，发酵速率曲线波动较小；糖分的利用率高，发酵醪的残糖含量较低(16.4g/L);恒温发酵7d所得的原酒酒精度可达到13.8%(V/V)。5.2苹果品种的选择与发酵醇的调配通过测定山东现有主要苹果品种的可溶性糖、可溶性酸、单宁、淀粉的含量与理想酿酒发酵醪成分进行比较调配。当海棠果的添加量为12%时最优，此时苹果原白兰地显现出香气纯正，浓郁；口感柔和，饱满，协调的典型特征。5.3果胶酶添加量以及添加条件的确定果胶酶（活力单位为2万U/mL的液态果胶酶）添加的最佳工艺参数为：PH4.0、温度40°C、果胶酶的用量为0.3ml/L,处理时间90min。与未优化前得工艺条件相比较，果胶酶的用量略有增加，处理时间有所延长，但是处理温度却降低了10*C，pH更接近于果浆的自然pH值，且出酒率提高了大约3%,出汁率提高了11%。5.4苹果白兰地发酵工艺模型的建立对酒精度测定结果进行回归分析建立的酒精度指标模型为：Yi=12.6653-0.2643Xi+0.2520X3-0.5806X,2-0.73750对该方程求导可得模型的最大值点，根据实际生产要求验证了苹果白兰地发酵工艺的最佳参数组合为：糖度为27.3%、发酵温度为24.10，此时方程的最大响应值为15.9%(v/v)c5.5苹果白兰地人工陈酿试验及酒质分析通过感官品评、理化分析及仪器分析，得出了橡木片陈酿苹果白兰地的最优条件为：橡木片添加量为5%o,陈酿温度为5(TC,原苹果白兰地的陈酿酒精度为50%(V/V),陈酿时间为10d。在此条件下陈酿的苹果白兰地呈赤金黄色，橡木香浓郁，优雅细腻，酒体协调，口味醇厚丰满圆润。对苹果白兰地进行气-质色谱分析结果显示，成品苹果白兰地的香味物质种类比较丰富，含量比例比较协调。通过感官评定结果显示，苹果白兰地果香浓郁，口感饱满，口味协调、颜色赤金黄色，具有白兰地的典型口味。参考文献[1]SchreierPJDrawertF.SchmidM.Changesinthecompositionofneutixi]volatilecomponentsduringtheproductionofapplebrandy[J].SciFdAgric,1978,29:728-732.[2]NicoleLk,Mavise.Redwineandfractionatednoliccompoundspreparedfromredwineinhibitlowsitylipoproteinoxidationinvitro[J].Atheroscler1997，135(1):93-102.'[3]马惠玲，弓弼，唐静成，等.苹果酿造酒工艺流程及酒精生成规律的研究[J].食品发酵工业，2001,27(5)：24-27.[4]赛嘉，李暗，李莲梅.高档白兰地葡萄的发酵过程[J].中外葡萄与葡萄酒，2006,(4)：39-41.[5]陈志周，张子德，牟建楼，等.苹果酒生产技术研究[J].食品科技，2005,(6)：64-66.[6]徐抗震，宋纪蓉，伍星，等•发酵生产苹果酒的放大和动力学研究[J].食品科学，2005,26(4)：27-31.[7]文连奎，张健，冯永巍，等.人参果白兰地的研制[J].食品科学，2005,26(增）：215-216.[8]李明亮，周广麒•巨峰葡萄白兰地的研制.大连轻工业学报[J]，2007,26(2)：132-135.[9]黄洁，宋纪蓉，张建刚.苹果白兰地生产工艺的研究[J].西北大学学报（自然科学版)，2001,31