本發(fā)明涉及釀酒技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種咖啡果皮的加工方法及制得的咖啡果皮發(fā)酵酒。

背景技術(shù)：

咖啡果皮是咖啡初加工過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，2015年產(chǎn)咖啡果皮等40余萬(wàn)噸，其后將以15萬(wàn)噸/年增加，預(yù)計(jì)到2020年，咖啡果皮等副產(chǎn)物將達(dá)到100萬(wàn)噸以上。我國(guó)咖啡副產(chǎn)物利用率較低，除少部分作為肥料還田外，大量的堆積廢棄，既是對(duì)資源的浪費(fèi)，又會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

咖啡果皮營(yíng)養(yǎng)豐富，富含纖維素和果膠，此外還含有蛋白質(zhì)、脂肪等營(yíng)養(yǎng)成分?？Х裙?lái)源廣闊，咖啡產(chǎn)區(qū)果皮隨手可得，原料成本低。利用咖啡果皮發(fā)酵生產(chǎn)咖啡果酒是咖啡果皮綜合利用的有效途徑之一，但咖啡果皮中主要成分為纖維素和果膠，此外還含有蛋白質(zhì)、脂肪等營(yíng)養(yǎng)成分，并不能直接被釀酒酵母利用生產(chǎn)咖啡果酒，因此在發(fā)酵之前需對(duì)咖啡果皮進(jìn)行糖化處理，將纖維素、果膠等糖化降解，轉(zhuǎn)化為能被釀酒酵母利用的小分子糖類(lèi)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種咖啡果皮的加工方法及制得的咖啡果皮發(fā)酵酒。該方法縮短了生產(chǎn)時(shí)間、降低了生產(chǎn)成本、提高了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和口感風(fēng)味。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種咖啡果皮的加工方法，包括如下步驟：

步驟1：取咖啡果皮粉碎后，與水、酶混合后微波處理，獲得微波處理后的產(chǎn)物；

步驟2：取步驟1制得的酶解產(chǎn)物調(diào)整糖度、SO₂濃度以及pH值后，滅菌后接入菌種發(fā)酵；

步驟3：取步驟2獲得的發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)高靜壓催陳。

在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方案中，所述的加工方法步驟1中所述粉碎的目數(shù)為100～150目。

在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方案中，所述的加工方法步驟1中所述微波的頻率為10～100w。

在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方案中，所述的加工方法步驟1中所述酶解采用的酶為纖維素酶、果膠酶和胰酶中的一種或兩者以上的混合物；所述纖維素酶酶活20000u/g，添加量為0.01～0.1g/g微波處理后的產(chǎn)物；果膠酶酶活20000u/g，添加量為0.01～0.1g/g微波處理后的產(chǎn)物；胰酶酶活4000u/g，添加量為0.01～0.1g/g微波處理后的產(chǎn)物。

在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方案中，所述的加工方法步驟1中所述酶解為在溫度為30℃～50℃，pH值為4～7條件下酶解1h～3h。

在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方案中，所述的加工方法步驟2中所述糖度為18Brix～24Brix；

步驟2中所述SO₂濃度為20～35mg/L；

步驟2中所述pH值為5.0～7.0。

在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方案中，所述的加工方法步驟2中所述接菌為接種釀酒酵母10～100mL/L所述酶解產(chǎn)物，所述釀酒酵母的活菌數(shù)為5.0×10⁷cfu/ml～5.0×10⁸cfu/ml。

在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方案中，所述的加工方法步驟2中所述發(fā)酵的氧含量不高于10％，所述發(fā)酵的攪拌頻率為50～250rpm。

在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方案中，所述的加工方法步驟3中所述高靜壓催陳的壓力200MPa～400MPa，時(shí)間10min～40min。

本發(fā)明還提供了所述的加工方法制得的咖啡果皮發(fā)酵酒。

本發(fā)明提供的方法縮短了生產(chǎn)時(shí)間、降低了生產(chǎn)成本、提高了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和口感風(fēng)味。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明公開(kāi)了一種咖啡果皮的加工方法及制得的咖啡果皮發(fā)酵酒，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以借鑒本文內(nèi)容，適當(dāng)改進(jìn)工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)。特別需要指出的是，所有類(lèi)似的替換和改動(dòng)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，它們都被視為包括在本發(fā)明。本發(fā)明的方法及應(yīng)用已經(jīng)通過(guò)較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述，相關(guān)人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對(duì)本文所述的方法和應(yīng)用進(jìn)行改動(dòng)或適當(dāng)變更與組合，來(lái)實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)。

本發(fā)明旨在提供一種利用咖啡果皮為原料，較短生產(chǎn)時(shí)間、低生產(chǎn)成本、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)提高、口感風(fēng)味提高的咖啡果酒制備方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案，具體按照以下步驟實(shí)施：果皮超微粉碎、低頻微波/酶法協(xié)同糖化降解、添加輔料滅菌接菌種、低氧攪拌快速發(fā)酵、發(fā)酵結(jié)束滅菌密封保存。

1.果皮超微粉碎

將干燥的咖啡果皮，進(jìn)行超微粉碎，粉碎粒度在100目～150目。

2.低頻微波/酶法協(xié)同糖化降解

采用10w～100w的低頻微波輔助酶法將咖啡果皮降解成小分子的、能直接利用發(fā)酵的糖類(lèi)。使用的酶為纖維素酶、果膠酶和胰酶，纖維素酶酶活20000u/g，添加量為0.01～0.1g/g；果膠酶酶活20000u/g，添加量為0.01～0.1g/g；胰酶酶活4000u/g，添加量為0.01～0.1g/g；在溫度為30℃～50℃，pH值為4～7條件下作用1h～3h。

快速糖化降解，主要有三種方式組成，一是低頻微波，在常規(guī)酶解的基礎(chǔ)上，利用酶的特性，利用微波震蕩，增加酶與底物的接觸機(jī)率，加速降解過(guò)程；二是原料粉碎目數(shù)增大，將大大擴(kuò)大原料的比表面積，增加酶與底物的接觸機(jī)率，加速降解過(guò)程；三是除去干擾因素，原料中除了纖維素和果膠，還含有蛋白質(zhì)、脂肪和淀粉，三者總含量約為咖啡果皮的20％～25％，其中以蛋白質(zhì)為主約16％～20％，本專(zhuān)利添加胰酶，可將原料中的蛋白質(zhì)、脂肪和淀粉全部降解為小分子物質(zhì)，增加纖維素和果膠與酶接觸的幾率，增加降解率。

經(jīng)過(guò)對(duì)比試驗(yàn)分析可知：在相同酶添加量和反應(yīng)條件下，本專(zhuān)利比常規(guī)反應(yīng)結(jié)束提前半小時(shí)左右，使用手持糖量計(jì)檢測(cè)，糖度增加5％～10％。

3.添加輔料滅菌接菌種

以糖化液為原料，添加白砂糖將糖度調(diào)整為18Brix～24Brix，添加亞硫酸氫鈉使發(fā)酵液中SO₂濃度為20～35mg/L，調(diào)整pH為5.0～7.0。調(diào)整后在121℃下滅菌20min，冷卻到室溫接入活化好的釀酒酵母10～100mL/L，所述釀酒酵母的活菌數(shù)為5.0×10⁷cfu/ml～5.0×10⁸cfu/ml。

4.低氧攪拌快速發(fā)酵

采用抽氣機(jī)抽走發(fā)酵罐中的空氣，同時(shí)通過(guò)無(wú)菌空氣過(guò)濾膜通入氮?dú)?，降低氧含量到低?0％以下，同時(shí)采用低頻攪拌，增加釀酒酵母與原料的接觸率，加快發(fā)酵速率。

本發(fā)明利用釀酒酵母發(fā)酵原理，利用抽濾和充入氮?dú)?，盡快降低發(fā)酵罐中氧氣含量，達(dá)到低氧的目的，使釀酒酵母盡快進(jìn)入乙醇發(fā)酵(釀酒酵母在有氧環(huán)境下生成二氧化碳和水，在厭氧環(huán)境下生成乙醇)，攪拌是為了加快釀酒酵母與發(fā)酵液接觸的幾率，在自然情況下，釀酒酵母自然沉淀，堆積在發(fā)酵罐底部，僅有堆積層上層可與發(fā)酵液接觸產(chǎn)生乙醇，攪拌是使發(fā)酵液中釀酒酵母均勻分散到發(fā)酵液中，使釀酒酵母均可以與發(fā)酵液接觸，產(chǎn)生乙醇，達(dá)到快速發(fā)酵的目的。發(fā)酵時(shí)間3d～7d，即可達(dá)到常規(guī)發(fā)酵的效果。

5.高靜壓催陳

發(fā)酵結(jié)束滅菌后采用高靜壓催陳，壓力200MPa～400MPa，時(shí)間10min～40min。

本發(fā)明的特征優(yōu)點(diǎn)是：

1.生產(chǎn)時(shí)間短

在常規(guī)發(fā)酵中，接種進(jìn)釀酒酵母后密封，不進(jìn)行任何處理靜置發(fā)酵，一般發(fā)酵時(shí)間較長(zhǎng)，達(dá)到15～30天。本發(fā)明中采用多種方式來(lái)減少生產(chǎn)時(shí)間，一是果皮超微粉碎后酶解，使酶解時(shí)間僅為1-3小時(shí)，就可完成；二加入活化好的釀酒酵母菌，以減少加入發(fā)酵罐中活化時(shí)間，使減氧快速進(jìn)入發(fā)酵成為可能；三是減氧快速發(fā)酵，常規(guī)發(fā)酵中接入釀酒酵母后發(fā)酵罐中還存在少量氧氣，以使釀酒酵母有氧發(fā)酵增殖，進(jìn)入穩(wěn)定期，本專(zhuān)利中利用無(wú)菌濾膜減少氧氣含量到10％以下，促進(jìn)乙醇發(fā)酵；已達(dá)到快速進(jìn)入發(fā)酵的目的；(釀酒酵母發(fā)酵過(guò)程分為有氧發(fā)酵和厭氧發(fā)酵，在有氧發(fā)酵過(guò)程中釀酒酵母將糖轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，在厭氧發(fā)酵過(guò)程中釀酒酵母轉(zhuǎn)化為乙醇。)四是攪拌發(fā)酵，常規(guī)發(fā)酵為靜置發(fā)酵，時(shí)間較長(zhǎng)，本專(zhuān)利中利用低速攪拌使釀酒酵母與發(fā)酵液時(shí)刻保持充分接觸，防止沉淀堆積，加快發(fā)酵速率。五高靜壓催陳，可使果酒在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到陳年果酒的風(fēng)味和口感。經(jīng)過(guò)該系列方法處理的咖啡果酒從原料到產(chǎn)品僅需3.5天，生產(chǎn)時(shí)間短。

2.生產(chǎn)成本低

本專(zhuān)利以初加工副產(chǎn)物咖啡果皮為原料，該原料目前尚未有合理利用，以堆積丟棄為主，且每年有數(shù)十萬(wàn)噸之巨，本專(zhuān)利中以其為原料，可謂生產(chǎn)原料成本極低；在生產(chǎn)過(guò)程中，僅添加酶，以酶解液為基質(zhì)，添加部分糖調(diào)節(jié)糖度，所需的成本也是極低的；高靜壓催陳為物理法進(jìn)行催陳，不需要特別的添加；從整個(gè)釀造生產(chǎn)的過(guò)程中來(lái)看咖啡果酒生產(chǎn)成本極低。

3.營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)提高口感風(fēng)味提高

利用纖維素酶、果膠酶和胰酶將咖啡果皮中纖維素、果膠、蛋白質(zhì)、脂肪和淀粉降解成小分子的物質(zhì)，使咖啡果酒中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)更加多樣。發(fā)酵結(jié)束后，利用高靜壓催陳咖啡果酒，大量的小分子物質(zhì)，促進(jìn)了咖啡果酒陳化的進(jìn)行，使咖啡果酒口感更加柔和，風(fēng)味更加豐富。

本發(fā)明提供的咖啡果皮的加工方法及制得的咖啡果皮發(fā)酵酒中所用原料及試劑均可由市場(chǎng)購(gòu)得。

下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明：

實(shí)施例1

1.果皮超微粉碎

將干燥的咖啡果皮，進(jìn)行超微粉碎，粉碎粒度在110目。

2.低頻微波/酶法協(xié)同糖化降解

采用10w的低頻微波輔助酶法將咖啡果皮降解成小分子的、能直接利用發(fā)酵的糖類(lèi)。使用的酶為纖維素酶、果膠酶和胰酶，纖維素酶酶活20000u/g，添加量為0.05g/g；果膠酶酶活20000u/g，添加量為0.07g/g；胰酶酶活4000u/g，添加量為0.01g/g；在溫度為30℃，pH值為5.5條件下作用1.5h。

3.添加輔料滅菌接菌種

以糖化液為原料，添加白砂糖將糖度調(diào)整為22Brix，添加亞硫酸氫鈉使發(fā)酵液中SO₂濃度為27mg/kg，調(diào)整pH為6.5。調(diào)整后在121℃下滅菌20min，冷卻到室溫接入活化好的釀酒酵母100mL/L，釀酒酵母的活菌數(shù)為5.0×10⁷cfu/ml。

4.低氧攪拌快速發(fā)酵

采用抽氣機(jī)抽走發(fā)酵罐中的空氣，同時(shí)通過(guò)無(wú)菌空氣過(guò)濾膜通入氮?dú)?，降低氧含量到低?0％為止，同時(shí)采用低頻攪拌，增加釀酒酵母與原料的接觸率，加快發(fā)酵速率。

5.高靜壓催陳

發(fā)酵結(jié)束滅菌后采用高靜壓催陳，壓力400MPa，時(shí)間10min。

實(shí)施例2

1.果皮超微粉碎

將干燥的咖啡果皮，進(jìn)行超微粉碎，粉碎粒度在150目。

2.低頻微波/酶法協(xié)同糖化降解

采用50w的低頻微波輔助酶法將咖啡果皮降解成小分子的、能直接利用發(fā)酵的糖類(lèi)。使用的酶為纖維素酶、果膠酶和胰酶，纖維素酶酶活20000u/g，添加量為0.08g/g；果膠酶酶活20000u/g，添加量為0.01g/g；胰酶酶活4000u/g，添加量為0.05g/g；在溫度為40℃，pH值為7條件下作用3h。

3.添加輔料滅菌接菌種

以糖化液為原料，添加白砂糖將糖度調(diào)整為18Brix，添加亞硫酸氫鈉使發(fā)酵液中SO₂濃度為20mg/kg，調(diào)整pH為7.0。調(diào)整后在121℃下滅菌20min，冷卻到室溫接入活化好的釀酒酵母75mL/L，釀酒酵母的活菌數(shù)為1.0×10⁸cfu/ml。

4.低氧攪拌快速發(fā)酵

采用抽氣機(jī)抽走發(fā)酵罐中的空氣，同時(shí)通過(guò)無(wú)菌空氣過(guò)濾膜通入氮?dú)?，降低氧含量到低?0％為止，同時(shí)采用低頻攪拌，增加釀酒酵母與原料的接觸率，加快發(fā)酵速率。

5.高靜壓催陳

發(fā)酵結(jié)束滅菌后采用高靜壓催陳，壓力270MPa，時(shí)間20min。

實(shí)施例3

1.果皮超微粉碎

將干燥的咖啡果皮，進(jìn)行超微粉碎，粉碎粒度在135目。

2.低頻微波/酶法協(xié)同糖化降解

采用100w的低頻微波輔助酶法將咖啡果皮降解成小分子的、能直接利用發(fā)酵的糖類(lèi)。使用的酶為纖維素酶、果膠酶和胰酶，纖維素酶酶活20000u/g，添加量為0.1g/g；果膠酶酶活20000u/g，添加量為0.04g/g；胰酶酶活4000u/g，添加量為0.1g/g；在溫度為50℃，pH值為6條件下作用1h。

3.添加輔料滅菌接菌種

以糖化液為原料，添加白砂糖將糖度調(diào)整為24Brix，添加亞硫酸氫鈉使發(fā)酵液中SO₂濃度為35mg/kg，調(diào)整pH為5.5。調(diào)整后在121℃下滅菌20min，冷卻到室溫接入活化好的釀酒酵母40mL/L，釀酒酵母的活菌數(shù)為2.0×10⁸cfu/ml。

4.低氧攪拌快速發(fā)酵

采用抽氣機(jī)抽走發(fā)酵罐中的空氣，同時(shí)通過(guò)無(wú)菌空氣過(guò)濾膜通入氮?dú)猓档脱鹾康降陀?0％為止，同時(shí)采用低頻攪拌，增加釀酒酵母與原料的接觸率，加快發(fā)酵速率。

5.高靜壓催陳

發(fā)酵結(jié)束滅菌后采用高靜壓催陳，壓力220MPa，時(shí)間30min。

實(shí)施例4

1.果皮超微粉碎

將干燥的咖啡果皮，進(jìn)行超微粉碎，粉碎粒度在100目。

2.低頻微波/酶法協(xié)同糖化降解

采用80w的低頻微波輔助酶法將咖啡果皮降解成小分子的、能直接利用發(fā)酵的糖類(lèi)。使用的酶為纖維素酶、果膠酶和胰酶，纖維素酶酶活20000u/g，添加量為0.01g/g；果膠酶酶活20000u/g，添加量為0.1g/g；胰酶酶活4000u/g，添加量為0.03g/g；在溫度為45℃，pH值為4條件下作用2.5h。

3.添加輔料滅菌接菌種

以糖化液為原料，添加白砂糖將糖度調(diào)整為20Brix，添加亞硫酸氫鈉使發(fā)酵液中SO₂濃度為30mg/kg，調(diào)整pH為5.0。調(diào)整后在121℃下滅菌20min，冷卻到室溫接入活化好的釀酒酵母10mL/L，釀酒酵母的活菌數(shù)為5.0×10⁸cfu/ml。

4.低氧攪拌快速發(fā)酵

采用抽氣機(jī)抽走發(fā)酵罐中的空氣，同時(shí)通過(guò)無(wú)菌空氣過(guò)濾膜通入氮?dú)猓档脱鹾康降陀?0％為止，同時(shí)采用低頻攪拌，增加釀酒酵母與原料的接觸率，加快發(fā)酵速率。

5.高靜壓催陳

發(fā)酵結(jié)束滅菌后采用高靜壓催陳，壓力200MPa，時(shí)間40min。

實(shí)施例5

本發(fā)明實(shí)施例1～4提供的咖啡果皮的加工方法通過(guò)高靜壓作為咖啡果酒催陳技術(shù)，具有顯著的效果，且不對(duì)咖啡果酒風(fēng)味造成影響。

檢測(cè)內(nèi)容主要為口感和風(fēng)味，結(jié)果見(jiàn)表1、表2。

表1營(yíng)養(yǎng)組分變化

注：采用Duncan's multiple range test方法分析，同一列不同字母表示顯著性差異，(小寫(xiě)字母表示P<0.05，n＝3；大寫(xiě)字母表示P<0.01，n＝3)

表2風(fēng)味物質(zhì)變化(采用半定量模式，以化合物峰面積表示其含量)

注：采用Duncan's multiple range test方法分析，同一列不同字母表示顯著性差異，(小寫(xiě)字母表示P<0.05，n＝3；大寫(xiě)字母表示P<0.01，n＝3)

實(shí)施例6

本發(fā)明實(shí)施例1～4提供的咖啡果皮的加工方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，縮短了生產(chǎn)時(shí)間、降低了生產(chǎn)成本。結(jié)果見(jiàn)表3。

表3生產(chǎn)時(shí)間和生產(chǎn)成本的比較結(jié)果

*表示顯著差異(P<0.05)，**表示極顯著差異(P<0.01).

由表3結(jié)果顯示，本發(fā)明實(shí)施例1～4提供的咖啡果皮的加工方法制得果酒與常規(guī)發(fā)酵釀制果酒相比，極顯著縮短了生產(chǎn)時(shí)間，極顯著降低了生產(chǎn)成本。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。