漯河至岳阳火车时刻表:香蕉果酒酿造和矿质元素保留研究

付卓荣
专业：食品科学与工程   学 号：2007464201  指导老师：温海祥
摘要：本实验将熟透的香蕉打成香蕉浆，利用酵母菌发酵成果酒。在发酵过程中每天测定其酸碱度、糖度以及总酸的变化情况。发酵完进行取样，利用火焰原子光谱法测定果酒中钾、磷、钙、镁元素的含量。最终得出结论，钾元素保留在香蕉果酒的保留率是49.76%；钙元素保留在香蕉果酒的保留率是49.87%；磷元素保留在香蕉果酒的保留率是30.94%；镁元素保留在香蕉果酒的保留率是52.12%。
关键词：香蕉；果酒；发酵；矿质元素
Abstract：It taken the bananas to the fruit wine by yeast ferment and measured the pH, sugar content and total sour everyday until the fermentation was over in my experiment . I gained the samples which were used the atoms of the spectroscopic method to determine the content of potassium, phosphorus, calcium, magnesium in the fruit wine. Finally , I found that potassium retained in the banana wine was a 49.76% retention rate; calcium retained in the banana fruit was a 49.87% retention rate; phosphorus retained in the banana fruit is a 30.94% retention rate; magnesium retained in the banana fruit was the retention rate of 52.12 %.
Key words：banana; fruit wine; ferment; mineral element
香蕉（Masa parasdisiac）也叫弓蕉、大蕉、金蕉等，属芭蕉群（Scitamineae）芭蕉科(Musaceae)芭蕉属，是世界四大水果之一，也是世界上栽培最为广泛的热带水果，盛产于热带与亚热带地区。香蕉集营养与功能于一身，浑身是宝，除风味鲜美，营养丰富外，香蕉不含胆固醇，脂类含量低，是一种低脂肪、低胆固醇、低盐的食品，同时香蕉果肉富含K、Ca、维生素C等人体必要的活性物质，日益成为人类的健康食品，并恰好针对现代病。2005年被世界水果大会评为“新水果之王” [1]。
但由于香蕉成熟后糖含量高、酸偏低，使得其保鲜时间短、容易腐烂变质，不耐贮藏，因此造成大量的浪费。而香蕉果酒是一种能更有效地保留原果汁的风味和营养的新产品[2]。纵观，果酒在中国有2000多年悠久的历史，加上我国是世界水果生产大国，水果产量居世界首位，使果酒开发有了丰富的原料基础。目前，果酒以果实形态结构和利用特征，并结合生长习性可大致划分为以下6类：1.浆果类有葡萄、草莓、树莓、猕猴桃、无花果、醋栗、越橘等；2.仁果类 有梨、苹果、花红、山楂、榅桲等；3.核果类有桃、李、杏、梅、樱桃和枣等；4.柑果类有柑、橘、橙、柚、柠檬等柑橘类；5.坚果类 有核桃、山核桃、板栗、榛、香榧、银杏、扁桃、腰果等；6.亚热带和热带果实类有龙眼、荔枝、芒果、椰子、香蕉、菠萝、番木瓜、油梨等[3]。而现在果酒市场上以葡萄酒居多，占据着很大的市场份额。随着人民生活水平的提高以及果酒生产者等各方面的共同努力，最近几年我国果酒业发展呈现出良好的态势，如广东省投资建设了数家以荔枝为原料的果酒加工厂，浙江宁波地区也建成了杨梅酒和桑椹酒生产基地。另外，西北地区的枸杞酒、天津的果酒也都进行了规模化生产和管理。这些，都显示着我国的果酒业正在健康地向前发展。而且，随着人们健康意识的加强，果酒正以其低酒度、高营养、好口感的特点而越来越被众多消费者认同和接受[4]。所以，像香蕉这样具有保健功能的植物资源也越来越多地加入到果酒生产中[5]。
据调查，香蕉果酒在果酒市场上还是算比较新的果酒产品，相对于葡萄酒来说，无论是从市场份额，还是酒产量，两者之间的距离还是比较大的。但和葡萄比较，香蕉本身有着不可多得的营养价值，香蕉果实含有丰富的淀粉、蛋白质、脂肪、果胶、胡萝卜素、维生素B1、B2、C、E及钙、磷铁等。中医认为，香蕉性味甘寒，生吃可以止烦渴、润肺肠、通血脉、补精益髓，治疗便秘、醉酒、发热、热疖肿毒等症，熟吃(用冰糖炖服)可治咳嗽。而每100克香蕉的可食部分中含有水分77.1克、蛋白质1克、脂肪0.6克、碳水化合物19.5克、钾259毫克、粗纤维0.9克、钙9毫克、磷31毫克、铁0.6毫克、胡萝卜素0.25毫克、硫胺素0.02毫克、核黄素O.05毫克、尼克酸0.7毫克、抗坏血酸6毫克。此外，香蕉中还含有丰富的果胶、少量的5-羟色胺及去甲肾上腺素等。香蕉中钾、磷、钙、镁元素的含量是非常丰富的，而钾是人体内不可缺少的常量元素，一般成年人体内约含钾元素150克左右，其作用主要是维持神经、肌肉的正常功能。至于磷是机体极为重要的元素之一，因为它是所有细胞中的核糖核酸、脱氧核糖核酸的构成元素之一，对生物体的遗传代谢、生长发育、能量供应等方面都是不可缺少的。人们可以通过对香蕉的摄食来补充人体需要的钾、钙、磷元素。除此之外，香蕉中含有丰富的5-羟色胺，这种物质具有保护胃黏膜，减少胃酸分泌的作用；丰富的铁质和胡萝卜素，这两种物质能促进人体血液中血红蛋白的生成，可以防治贫血[6]。
香蕉有这么好的营养价值，但我们不知道香蕉制成香蕉果酒后香蕉本身所具有的营养成分的去向是怎样的，在酒液当中保留下来的会有多少。所以本论文就香蕉中含量较多的矿质元素钾、磷、钙、镁元素为研究对象，从发酵培养酿制而成的香蕉果酒中，分别在原料、酒液和酒渣这三个阶段进行取样，送到华南农业大学检测中心进行检测，从结果中分析香蕉中矿质元素钾、钙、磷、镁在香蕉果酒的保留率，从而为香蕉果酒的生产提供理论基础。
1 材料与方法
1.1.材料
1.1.1.试验菌种
佛山科学技术学院食品科学与工程系微生物实验室收集的酿酒酵母澳洲R2。
1.1.2.试验材料
香蕉：南海区大沥镇大沥市场购买；
砂糖：南海区大沥镇大沥市场购买；
马铃薯：南海区大沥镇大沥市场购买。
1.1.3.试验试剂
1％酚酞指示剂、1％氢氧化钠
1.1.4.试验设备
手提式压力蒸汽灭菌锅 ，YX-280B型 ，江阴滨江医疗设备厂
电子天平BS323 ，精确度0.001g，北京赛多利斯仪器系统有限公司
霉菌培养箱 ，MJX-250B-Z型 ，上海博讯实业有限公司医疗设备厂
LD24型号低速离心机，北京时代北利离心机有限公司
振荡培养箱 HZQ-XL ，哈尔滨市东联电子技术开发有限公司
PHB-3便携式pH计，专利号：98223786.3，上海云南南路293号8楼
无菌操作台，上海博迅实业有限公司医疗设备厂
振荡培养箱，中国哈尔滨市东联电子技术开发有限公司
酒精计，试管，三角瓶，漏斗，烧杯，量筒，移液管，酒精灯，打浆机，发酵罐，糖度计。
1.2.方法
1.2.1. 香蕉果酒酿造工艺
1.2.1.1.香蕉果酒酿造工艺流程
挑选熟透的香蕉→将香蕉洗净，去皮，用打浆机打成香蕉浆→添加配制好备用的酵母液→恒温发酵培养→发酵72h后添加白砂糖，调节糖度→恒温发酵培养→过滤→陈酿[7]。
1.2.1.2. 澳洲R2酵母液制备
将马铃薯去皮、洗净、切成小块，称取200g加入1000ml蒸馏水，煮沸20min，用纱布过滤，滤液用蒸馏水定容至1000ml，再加入葡萄糖20g，融化后用锥形瓶分装，121°C灭菌20min，冷却后在无菌操作台中澳洲R2酵母菌接种到培养基中，混匀，放在震荡仪中震荡培养48h，备用。
1.2.1.3.香蕉的前处理
挑选熟透的香蕉，而且无病斑，无霉烂，然后将香蕉去皮，切块，按照料水比为2:1，用打浆机把去皮香蕉打成匀浆，取样。
1.2.1.4.添加配置好备用的澳洲R2酵母液
将香蕉浆分装，每1kg为一发酵罐，分装3罐，各加入200ml澳洲R2酵母液，混合均匀。
1.2.1.5.恒温培养发酵
将分装好的香蕉浆放置在30°C的恒温培养箱中进行发酵培养[8]，发酵周期为7d。
1.2.1.6.调节糖度
发酵液发酵72h后，添加发酵液6%的白砂糖，调节糖度，然后继续发酵。
1.2.1.7.香蕉果酒酒液过滤
用已经过消毒的纱布叠成8层，放在漏斗上，将香蕉果酒发酵液倒在纱布上进行过滤，收集酒液和酒渣，从酒液和酒渣中进行取样。
1.2.2. 香蕉果酒相关指标测定
1.2.2.1.酸碱度测定
定时取定量的发酵液用离心机进行分离，取香蕉酒液10ml，4000r/min离心10min，取上清液，用pH测量仪进行测定。重复测3次。
1.2.2.2.糖度的测定
定时取定量的发酵液用离心机进行分离，取上清液用糖度计测量发酵液的糖度。
1.2.2.3.总酸度测定
取香蕉酒液1mL定容到10mL置于100ml三角瓶中，滴加2滴1％酚酞指示剂，用0.1mol/LNaOH溶液滴定，直至出现粉红色（30S不脱色即可）。记录消耗 0.1mol/LNaOH溶液的毫升数(V1)。重复测3次。
总酸以每kg样品中酸的g数表示,按下列公式计算:
式中:X——每kg样品中酸的克数,g/kg(或 g/L)；
c——氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,mol/L；
V1——滴定试液时消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积,ml；
F——试液的稀释倍数；
m(V0)——试样的取样量,g 或 ml；
K——酸的换算系数。本实验的酸的换算系数为酒石酸 0.075[9]。
1.2.2.4.香蕉果酒酒精度测定
取发酵好的发酵液100ml，置于蒸馏器中，并加入500ml蒸馏水，然后加热蒸馏，准确收集蒸馏出100ml的蒸馏液，待蒸馏液冷却在室温20℃下用酒精度计进行酒精度的测定。
1.2.3.香蕉果酒矿质元素保留研究
1.2.3.1.收集样品
从香蕉的前处理到香蕉果酒的发酵培养完成这一期间内，要收集的样品有三个，分别如下：（1）香蕉浆，料水比是2:1；（2）发酵完成后过滤所得的滤液，即酒液；（3）过滤后所剩下的浆渣，即酒渣。样品收集后要贴好标签，并且贮存好，以备送检。
1.2.3.2.送检
将收集到的3个样品，送到华南农业大学检测中心检测，采用火焰原子光谱法，需要检测的项目是钾、磷、钙、镁元素分别在香蕉浆、酒液和酒渣中的含量。计算保留率。
保留率（%）=
2 结果与分析
2.1. 香蕉果酒酿造结果
2.1.1.香蕉果酒酸碱度的测定结果
香蕉果酒发酵培养期间，pH值测定结果如图1所示，发酵液在发酵期间pH值的变化稳定在3.8—4.0之间，而且随着时间的推移，pH值逐渐下降，并出现连续四天维持稳定的现象。而酵母发酵最适合pH值条件是pH3.6-pH4.2之间[10]，这说明酵母菌处于将糖转化为酒精的正常状态，产出来的果酒品质会较好。
图1香蕉果酒pH值变化测定结果
2.1.2.香蕉果酒糖度的测定结果
香蕉果酒发酵培养期间，糖度测定结果如表1所示，香蕉果酒的糖度是逐渐降低的，这说明酵母菌充分地将糖分转化为其他物质。而香蕉果酒属于干型果酒，参照由中华人民共和国农业部2007年12月18日发布的，2008年3月1日实施的果酒行业标准NY/T1508-2007中果酒总糖度的标准要求是总糖度（以葡萄糖计，g/L）≤4.0，而香蕉果酒最终的总糖度为3.3≤4.0，所以香蕉果酒总糖度符合果酒行业标准。
表1香蕉果酒糖度变化
天数
1
2
3
4
5
6
7
糖度
11
8.3
4.16/9
7.16
6.16
4.16
3.3
注：第三天的时候，斜杠前的数字是第三天的糖度，斜杠后的数字是再次调节糖度后的糖度
2.1.3.香蕉果酒总酸度测定结果
香蕉果酒发酵培养期间，总酸度测定结果如图2所示，随着发酵时间的推移，发酵液中的总酸度逐渐提高，参照由中华人民共和国农业部2007年12月18日发布的，2008年3月1日实施的果酒行业标准NY/T1508-2007中果酒总酸度的标准要求是总酸度（以酒石酸计，g/L）的范围在4.0-9.0，发酵结束时，香蕉果酒的总酸度是7.2，在果酒行业标准中总酸度要求的范围中，所以香蕉果酒总酸度符合果酒行业标准。
图2：香蕉果酒总酸度测定结果
2.1.4. 香蕉果酒酒精度的测定结果
香蕉果酒的酒精度测定结果如表2所示。参照由中华人民共和国农业部2007年12月18日发布的，2008年3月1日实施的果酒行业标准NY/T1508-2007中果酒酒精度的标准要求是酒精度（20℃，%体积百分数）的范围在7.0-18.0，而本实验的香蕉果酒的酒精度均在果酒行业标准中酒精度要求的范围中，所以香蕉果酒的酒精度符合果酒行业标准。
表2香蕉果酒酒精度测定结果
1
2
3
4
5
酒精度（%）
8.2
8.5
9.5
8.8
8.2
2.2.香蕉果酒矿质元素保留研究
从表3数据分析知道，在香蕉果酒中酒液、酒渣的钾、钙、镁元素含量几乎相等，也就是这三个元素在香蕉酿造成香蕉果酒后保留在酒液和酒渣的保留率近乎相等。而磷元素在酒液和酒渣中的差异就比较大，可以说明磷元素大部分留在了酒渣当中，留在酒液的只占很少的一部分。通过计算分析，钾、磷、钙、镁元素在酒液和酒渣的保留率如表4所示，香蕉中的钾元素保留在酒液的保留率是49.76%；磷元素保留在酒液中的保留率是30.94%；钙元素的保留率是49.87%；镁元素保留在酒液的保留率是52.12%。
表3样品中钾、磷、钙、镁元素含量
项目
钾（mg/kg）
磷（mg/kg）
钙（mg/kg）
镁（mg/kg）
香蕉浆
1.95*103
190.439
19.6
246
酒液
2.10*103
95.9061
19.9
283
酒渣
2.12*103
525.553
20
260
表4钾、磷、钙、镁元素百分比
项目
钾（%）
磷（%）
钙（%）
镁（%）
酒液
49.76
30.94
49.87
52.12
酒渣
50.24
69.06
50.13
47.88
3 讨论
3.1.参照中华人民共和国农业部2007年12月18日发布，2008年3月1日实施的果酒行业标准的理化指标标准，如表5所示，本实验发酵培养出来的香蕉果酒理化指标的检测结果符合果酒行业标准。
表5果酒理化指标
项目
指标
酒精度（20°C）,%(体积百分数)
7~18
滴定酸（以酒石酸计），g/L
4.0~9.0
挥发酸（以乙酸计），g/L
≤1.5
总糖（以葡萄糖计），g/L
干型
≤4.0
半干型
4.1~12.0
半甜型
12.1~50.0
甜型
≥50.1
干浸出物，g/L
≥9.0
总二氧化硫，mg/L
≤250
铁（以Fe计），mg/L
≤8.0
注1：酒精度（20°C）允许误差为标示值的土1.0（体积百分数%）。
注2：如已有相应国家或行业标准的果酒，其浸出物要求可按其相应规定执行。
3.2.通过本实验，我们可以初步地了解到了香蕉中含量相对较多的矿质元素钾元素、磷元素、钙元素、镁元素，在香蕉发酵培养成香蕉果酒后的去向分析，通过送到华南农业大学检测中心利用火焰原子光谱法进行测定[11]，汇总结果计算后得出以下的结论：钾元素保留在香蕉果酒的保留率是49.76%；钙元素保留在香蕉果酒的保留率是49.87%；磷元素保留在香蕉果酒的保留率是30.94%；镁元素保留在香蕉果酒的保留率是52.12%。
3.3.目前对于香蕉果酒的研究，主要的研究方向是放在香蕉果酒生产工艺方面，例如研究果胶酶对果汁质量的影响、发酵温度对发酵的影响、不同酵母菌对发酵的影响、酸碱度对香蕉果酒发酵的影响、如何防止维生素C的流失等[12]。随着生产企业和研究人员对香蕉果酒的深入研究，在加工生产工艺上寻求突破和创新，加上香蕉本身得天独厚的营养价值，相信香蕉果酒在未来的果酒市场上必将会占有一席之地。
4 结论
通过本次的毕业设计，香蕉中含量丰富的矿质元素钾、磷、钙、镁，在酿造成香蕉果酒后保留在酒液的保留率是钾元素49.76%；钙元素49.87%；磷元素30.94%；镁元素52.12%。这些数据可以为香蕉果酒工艺研究提供理论基础。
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