蜂蜜酒的研究进展!
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蜂蜜酒(mead)是一种由稀释蜂蜜发酵得到,酒精度在8%vol~18%vol的酒精饮料。蜂蜜酒是世界上最古老的酒精饮料,最早的蜂蜜酒是由于蜂蜜储存于陶罐中自然发酵得到的,具有超过5000年的饮用历史,甚至早于葡萄酒和啤酒。蜂蜜酒在东欧和波罗的海地区广为流行,在英国、德国和非洲国家也被大众所喜爱。蜂蜜酒的饮用传统起源于古代,新婚夫妇举行婚礼后的一个月称之为蜜月(honeymoon),每天都要饮用由蜂蜜发酵制成的饮料,以祈求在婚礼9个月后诞下一个孩子。
在我国蜂蜜酒的酿造和饮用也有悠久的历史,伟大诗人苏轼的《蜜酒歌》:“一日小沸鱼吐沫,二日眩转清光活。三日开瓮香满城,快泻银瓶不须拨。”记载了蜂蜜酿酒事宜,可见蜂蜜酿酒在我国古代曾盛行一时,历史的变迁造就传统饮食文化的遗失,现今我国市场上蜂蜜酒已不多见,甚至少有人知道蜂蜜曾经用于酿酒。在过去的几年,随着蜂蜜酒在美国的流行,需求量出现一个巨大的高峰,还专门成立一个组织——美国蜂蜜酒酿造协会(The American Mead MakersAssociation),意于促进和推动蜂蜜酒事业的发展。
1蜂蜜酒的分类
蜂蜜酒是以蜂蜜为主要原料,经发酵等生产工艺等到的含酒精饮料。目前国内外市场上和科研机构研究报道的蜂蜜酒种类较多,目前尚无统一分类标准,按照常见酒类分类方法,将蜂蜜酒的种类和特点大致归纳如下。
1.1按照生产方式分类
按照不同的生产方式,可将蜂蜜酒分为纯蜂蜜发酵酒、纯蜂蜜发酵蒸馏酒和配制酒三大类。
第一类纯蜂蜜发酵酒,纯蜂蜜稀释液,经发酵、澄清、过滤和陈酿等步骤制成。纯蜂蜜发酵酒的酒精度一般在6%vol~18%vol,口感酸甜适中、蜜香浓郁,最大程度保留了蜂蜜本身的芳香和营养成分。
第二类纯蜂蜜发酵蒸馏酒,即纯蜂蜜发酵酒再经蒸馏得到,酒精度一般在20%vol~55%vol,但在蒸馏过程中蜂蜜的香味损失也较大,因此蜂蜜发酵蒸馏酒的风味较单一。
第三类蜂蜜配制酒,以上述两种蜂蜜酒作为酒基,添加果蔬汁、香料或中草药制成的特殊风味或具有一定保健作用的饮料酒。果蔬汁和香料的添加,可起到改善风味、使酒体柔和协调的作用。添加中草药,可增强蜂蜜酒的保健功能,如高玉荣研究开发了一款低度蜂蜜保健酒。除此之外,还有一种蜂蜜酒在酒吧等场所常见,由蜂蜜水与其他含酒精饮料直接混合调配而成的鸡尾酒,不经发酵,需在短时间内饮用。
1.2按照酒精含量分类
按照酒精含量的不同,可将蜂蜜酒分为低度蜂蜜酒、中度蜂蜜酒和高度蜂蜜酒三大类。
第一类低度蜂蜜酒,酒精含量为0.5%~18.0%(V/V)。低于5%(V/V)的酒通常是家庭自酿,或是酒吧调配的酒精配制酒,因酒精度过低保质期较短。
第二类中度蜂蜜酒,蜂蜜中度酒的酒精含量(V/V)为18.0%~40.0%。由可食用酒精配制的酒和由纯蜂蜜发酵蒸馏而成的酒组成,市场上常见的蜂蜜中度酒大多是配制酒。
第三类高度蜂蜜酒,蜂蜜高度酒的酒精含量高,酒精含量范围为40.0%~55.0%(V/V),因其酒精度较高,保质期较长。
1.3按照含糖量分类(以葡萄糖含量计,g/L)
按照含糖量由低到高,可将蜂蜜酒依次分为干型蜂蜜酒、半干型蜂蜜酒、半甜型蜂蜜酒、甜型蜂蜜酒和浓甜型蜂蜜酒五大类。
第一类干型蜂蜜酒,含糖量≤4.0 g/L,残糖含量低,发酵后稍有苦、涩等异味。
第二类半干型蜂蜜酒,含糖量为4.1~12.0g/L,保质期较短,保藏条件要求较高。
第三类半甜型蜂蜜酒,含糖量为12.1~50.0g/L,保质期较短,容易被杂菌污染
第四类甜型蜂蜜酒,含糖量为50.0~150.0g/L,种类繁多,保质期较不稳定,因而对发酵后的处理要求较高。
第五类浓甜型蜂蜜酒,含糖量一般不小于150.0 g/L,酒精度≥10%vol,由于含糖量高,发酵较困难,需选用耐高渗酵母发酵。
2蜂蜜酒的生产工艺
蜂蜜酒的酿造一直以来靠的是经验传承,近10年在国外逐渐被采用科学的手段进行研究。蜂蜜酒的酿造过程大致如图1所示,蜂蜜稀释至固形物含量20~23°Bx,补充营养物质氮源和矿物质等,必要时调节pH至适宜酸度,杀菌或添加硫化物起到阻止杂菌的生长的作用,随后加入干酵母或已活化好的酵母菌进行发酵,控制好发酵温度,一般在22~25℃。发酵时间的长短因培养液营养物质种类和含量、发酵液体积和发酵条件而异。发酵结束后,采用膨润土、明胶、蛋清等进行澄清再过滤,可去除其中蛋白质以保持酒液澄清。澄清过滤后的酒液进一步陈酿熟化,可去除部分辛辣、酸等不良风味,使酒体变得柔和芳香。
总结来说,目前蜂蜜酒酿造工艺存在两大问题:一是蜂蜜酒发酵周期长达数周甚至几个月,因蜂蜜成分和发酵菌种的不同而有所差异,这使得商业化的生产成本增加,不利于蜂蜜酒的产品化开发;二是蜂蜜酿酒过程中产生不良风味,这使得蜂蜜酒品质难以满足人们对愉悦感受的追求。国内蜂蜜酒的酿造工艺大都处于试验研究阶段,市面上少见蜂蜜酒产品。
图1 蜂蜜酒的生产工艺
2.1国外蜂蜜酒酿造工艺研究进展
2.1.1蜂蜜酒发酵周期长的问题
总结来说,导致蜂蜜酒发酵时间长的原因有两点:一是蜂蜜自身的问题,蜂蜜的高渗透压和低pH抑制大部分微生物的生长,蜂蜜缺乏酵母生长所需的营养物质如氮源和矿物质,蜂蜜缺乏缓冲能力,发酵一段时间pH下降到3.0以下时酵母的生长受到抑制;二是与发酵的菌种及发酵温度有关,菌种的抗性能力的强弱、适应性的好坏、菌种接种量以及发酵温度与发酵进程和成品品质密切相关。
根据测定数据显示,糖类物质是蜂蜜的主要成分,占总量的75%以上,其中葡萄糖和果糖占总糖的85%~95%,除此之外还有蔗糖、麦芽糖、异麦芽糖等20余种糖类。蜂蜜的高渗透压使微生物难以生长,在发酵前蜂蜜要经过稀释至合适的浓度才能用于发酵。稀释比例对蜂蜜酒的发酵过程很重要,稀释比例低时抑制酵母生长;稀释比例高时酵母生长缓慢,转化成酒精的糖类有限,难以达到理想的酒精度。由此,稀释比例对发酵时长产生影响。国外研究报道较多的蜂蜜稀释比例1∶1,2∶1和3∶1(水/蜂蜜),也有报道比例为1∶0.5的,稀释比例再低时高渗透压使酵母无法生长或生长缓慢。
蜂蜜主要成分除水分和糖类以外,还有少量蛋白质、酸类、矿物质、维生素和芳香物质等,总量不到5%,蛋白质含量仅为0.10%~2.42%,有机酸含量0.1%左右,矿物质含量0.04%~0.06%,因蜂蜜种类不同而有所差异,一般深色蜂蜜比浅色蜂蜜所含矿物质的量更高且pH更高。蜂蜜中用以酵母生长所需的氮源和矿物质的不足,影响酵母发酵进程。
mogrovi ová等研究了不添加任何营养物质发酵蜂蜜酒,发酵用时60~90d,而Pereira等添加无机氮源(NH4)2HPO4,发酵仅需5d。Maria等采用商业化的营养剂,发酵13d得到蜂蜜酒。在我国,添加剂的使用要遵照《食品添加剂使用标准》中规定执行,其中关于发酵用营养物质有明确规定,如磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、硫酸铵等可以用作发酵营养物质。
根据Antonio等综述总结,从蜂蜜自然发酵中筛选出来的菌种的发酵能力,并不比已商业化生产的菌种强。目前,研究使用较多的蜂蜜发酵商业菌种为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。酿酒酵母通过糖酵解途径将葡萄糖和果糖转化成丙酮酸,丙酮酸脱羧基生成乙醛,再经氧化生成乙醇。Pereira等研究S.cerevisiae发酵蜂蜜稀释液时发现,增加接种量有助于缩短发酵时间,同时也会导致蜂蜜酒愉悦风味物质的减少。因此,菌种的接种量对蜂蜜发酵过程及成品的风味息息相关,是研究蜂蜜发酵工艺时必要考虑的条件。
发酵温度对发酵时长也有影响,发酵温度高于25℃可加速糖类和其他营养物质的消耗,从而缩短发酵时间;发酵温度低于25℃时,最终葡萄糖和果糖的含量分别高于3.5g/L和10g/L,并且可能由此导致不良的二次发酵。而 mogrovi ová等研究结果表明,低温可以使发酵过程更稳定,使更多风味物质形成,提高成品的口感品质,但发酵时间长达2~3个月。
2.1.2发酵过程产生不良风味的问题
蜂蜜酒的风味来自于蜂蜜本身、酵母发酵及发酵工艺。挥发性香气物质对蜂蜜酒品质起着决定性的作用,不良风味的产生严重影响蜂蜜酒的品质。据研究报道,蜂蜜酒的不良风味物质主要来自于发酵不完全导致的二次发酵,蜂蜜酒的不良风味与乙酸乙酯、辛酸和己酸的含量有关,这些挥发性物质导致蜂蜜酒感官品质的下降,尤其是香气和味道。
除此之外,过滤不完全导致部分酵母残留于酒中,也会产生不良风味。还有研究表明,果汁、矿物质和酸类的添加使蜂蜜酒的风味更饱满丰富。Roldan等将花粉(10~50 g/L)加入蜂蜜稀释液中酿造蜂蜜酒,花粉的添加不仅改善了成品的风味,还增加了发酵速率,提高酒精生成率。
蜂花粉主要成分为糖类、蛋白质、脂肪、矿物质、维生素等。Almeida-Muradian等研究了巴西南部采集的10种蜂花粉,其主要成分糖类平均含量37%、蛋白质平均含量20%、矿物质平均含量2.2%,缺少维生素。因此,蜂花粉的加入可以补充蜂蜜培养基中缺乏的营养物质。
2.2国内蜂蜜酒酿造工艺研究进展
我国市场上销售的蜂蜜酒几乎全都是进口,国产蜂蜜酒基本属于空白,但也有少数蜂蜜酒的相关研究报道。史莹等研究了山乌桕蜂蜜酒酿造用酵母的筛选、鉴定及应用,从天然蜂蜜中筛选得到1株适合山乌桕蜂蜜酒酿造的毕赤酵母属酵母,该酵母在以山乌桕蜜作为原料、30%(W/W)糖、20%(V/V)酒精、200mg/L Na HSO3、pH4.0条件下发酵7d,产酒精13%vol,酒香浓郁,并分析了蜂蜜酒的香味成分。
孙洪浩等以神农架野花蜜作为原料,采用黑曲、清酒酵母复配酿造风味独特的蜂蜜酒,并采用单因素试验和响应面试验,优化酿造工艺条件:蜂蜜汁糖度24%,酒母用量32%,酵母营养剂0.2g/L,发酵温度25℃,发酵时间14d。最终得到酒精度14%vol~15%vol,总酸6.5~6.8 g/L,残糖6~7g/L醇厚丰满的蜂蜜酒。
在此基础上,李从军等研究了发酵型桂花蜂蜜酒的酿造工艺,采用浸提鲜桂花得桂花汁用于蜂蜜酒酿造,初始可溶性固形物含量22%、接种量0.1%的果酒酵母、发酵温度25℃和时间7d。最终桂花蜂蜜酒的酒精度11.6%vol,残糖0.95g/100mL。邹璐研究了发酵型红枣蜂蜜酒的澄清剂稳定性。
3蜂蜜酒的风味和感官评价
3.1蜂蜜酒的风味
蜂蜜酒的风味物质主要来源于蜂蜜本身、酵母及发酵和陈酿过程中产生的风味物质。蜂蜜的风味对感官品质的影响至关重要,蜂蜜的风味相当复杂,因产地不同和花蜜来源不同,成分有着巨大的差异。并非蜂蜜中的所有成分都会对香气产生影响,只有当物质的浓度超过嗅觉阈值时才会产生影响。蜂蜜的感官特征主要有花香、果香、木头香、柑橘香、发酵香、酸、辛辣、草本味、蜡状、脂状、膏状等。
还有研究者鉴定出了来自单一蜜源的蜂蜜中对感官特征有贡献的一些挥发性物质,例如:柑橘蜂蜜具有新鲜水果和柠檬香气,其中含有大量的芳樟醇衍生物;桉树蜂蜜具有乳酪和干草香气,其中主要含有羟基酮和对伞花烃衍生物。有研究表明不同产地板栗蜜的香气和成分都有所不同,产自西班牙东北部的板栗具有草本、木质和辛辣气味,主要含有醛类、醇类、内酯类和挥发性酚类,而产自西班牙西北部的板栗蜜具有花香和果香,其中萜烯类、酯类和苯衍生物的含量更高。
在酒精发酵过程中,酵母通过新陈代谢产生对一系列蜂蜜酒风味具有重要贡献的化合物。研究表明酵母种类、接种量、发酵条件、蜂蜜成分及添加物都对发酵过程中产生的风味物质有影响。这些由酵母产生的挥发性的化合物主要有醇类、有机酸、酯类、不稳定的脂肪酸、羰基化合物和挥发性酚类等。
3.2蜂蜜酒的感官评价
目前食品品质的评价方法主要有两种,一是食品中香气成分的定性和定量分析,另一种是基于人对食品品质的感官评价,前者是客观分析手段,后者是更为主观的判断。目前对蜂蜜酒中香气成分的定性和定量分析的报道较多,但是对蜂蜜酒的感官品质的研究较少见。
Koguchi等分别采用紫云英蜂蜜和荞麦蜂蜜制作蜂蜜酒并对其进行了感官测试,结果发现紫云英蜜酿造的蜂蜜酒风味宜人,荞麦蜜酿造的蜂蜜酒则令人难以接受。Ukpabi选择9个食品专家分别对新鲜和陈酿的蜂蜜酒进行感官评价,结果发现蜂蜜酒的颜色和口感都较佳,而蜂蜜酒的特征性后味苦味对风味既有积极的意义也有存在不良影响。
Vidrih等研究对比了几种蜂蜜酿造蜂蜜酒的风味,结果发现板栗蜜酿造的蜂蜜酒经专业训练的评价员感官评价得分最高,其中蜂蜜酒中残糖的甜味能够覆盖掉来自板栗蜜中的苦味。建立蜂蜜酒中香气成分和感官特征之间的联系对蜂蜜酒的感官评价至关重要,目前这方面的研究较少见。
4蜂蜜酒的保健功效
蜂蜜酒的保健功效主要来自于蜂蜜原料,添加的其他辅料如果蔬汁、中草药等,以及发酵过程中酵母代谢产生的一些功能成分。目前有关蜂蜜酒的保健功效的研究报道较少,翟文俊检测蜂蜜酒中营养成分并对比了蜂蜜和蜂蜜酒酒中,结果发现蜂蜜酒不仅保留了蜂蜜中的营养成分,其中氨基酸、维生素和矿物质的含量还有所增加,可能是由发酵过程中酵母自溶引起的。
还有一些研究者报道了蜂蜜酒的抗氧化活性,蜂蜜酒的抗氧化活性取决于所用蜂蜜的来源及种类,蜂蜜酒中的酚类物质主要来自于蜂蜜原料。 vecová等研究发现蜂蜜酒中添加的果汁、中草药能够提升其中酚类物质的含量,添加黑醋栗的蜂蜜酒中没食子酸和咖啡酸含量大大增加,添加中草药的蜂蜜酒中阿魏酸的含量丰富。
5结语与展望
蜜蜂养殖是我国一项传统的畜牧业,蜂蜜也一直是我国人民喜爱甚至推崇备至的药食两用食材,但随着现代人们饮食习惯的改变,肥胖逐渐成为越来越多人的健康隐患,蜂蜜含糖量达75%以上,占干物质的95%~99%,人们在食用蜂蜜时也有更多的担忧。蜂蜜的深度加工产品研发就显得尤为重要,蜂蜜酒的研发不仅能解决这一问题,还能大大提升蜂蜜的附加值,这对蜜蜂养殖业的转型发展尤为关键。
国外蜂蜜酒酿造研究有大量报道,技术较成熟,而国内蜂蜜酒的酿造技术研究较少见,针对我国丰富的蜜源蜂蜜进行筛选适用于蜂蜜酒酿造的种类,筛选蜂蜜酒专用酵母,并优化酿造技术,以生产具有我国特色的蜂蜜酒,是亟待科学研究的一项重要课题。
(来源:食品工业. 2021,42(12),蜂蜜酒的研究进展,浙江省丽水市农林科学研究院)
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