三種不同催陳方法對西瓜酒的影響

謝炎福

（洛陽師范學院 生命科學系，河南 洛陽 471022）

西瓜具有解熱消暑，除煩止渴等功效，河南省是我國西瓜產量最大的省份，每年可達約60億kg[1]。西瓜成熟期集中，大規模的集中上市不利于西瓜價格的穩定，農民常常遭遇賣瓜難的問題，極大打擊了農民的種瓜積極性，由此造成的西瓜價格波動幅度較大，也不利于市場的穩定[2]，所以加大西瓜的深加工研究成為一項迫切的任務。西瓜釀酒不僅可保留其原有的營養成分，而且其中的酒精還能增加人的血液循環，改善和增加人體對營養的吸收能力，并可以提高農產品的附加值，增加瓜農的經濟收入，保護瓜農的生產積極性[3]。西瓜原酒口味較為刺激，味道不夠醇厚，通過傳統的自然陳釀可以解決這個問題，但存在資金積壓、時間長、貯存占地面積大等弊端，很難適應時代的要求[4]。近年來，微波、超聲波、冷熱催陳等方法相繼在白酒和葡萄酒的陳化過程中的到得了廣泛應用，實踐證明這些方法具有一定的催陳效果[5-9]，而對于西瓜酒的催陳方法國內尚無報導，本實驗就西瓜酒的釀制和催熟工藝進行研究，以期在一定程度上填補這一空白。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

西瓜：本地自產充分成熟的新鮮西瓜，有光澤，西瓜香味充足。

亞硫酸鈉、二氯甲烷、酒石酸亞鐵、酒石酸鉀鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、無水硫酸鈉、氫氧化鈉等均為分析純，蔗糖（市售）。

酵母：從自然發酵的西瓜汁中篩選、誘變而得，能耐受較高的酒精度。

1.2 儀器與設備

DY-400SD型多頻超聲波細胞粉碎儀：上海德洋意邦有限公司；HMG-2010K型微波發生器：成都紐曼和瑞微波技術有限公司；UV-2401PC分光光度計：日本島津公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 西瓜酒的制備

先將西瓜洗凈并瀝干水分，然后去皮搗爛榨汁，榨出的西瓜汁用紗布過濾，出汁率約為65%，濾出的西瓜汁倒入硬質玻璃容器中，75℃滅菌，保持20min左右備用。待西瓜汁冷卻澄清后，用手持糖度計測定西瓜汁中的含糖量，加入純凈白糖將西瓜汁含糖量調整為20%～22%，先用少量西瓜汁溶解后加入前篩選得到的西瓜酵母（酵母預先培養菌數為108個/mL），加入量為1/250（體積比）。為防止酸敗，加入少量亞硫酸鈉，其用量為每100kg西瓜汁加11～12g，將調配好的西瓜汁充分攪拌均勻后裝入玻璃缸中，缸口用雙層封口膜封口，并置于23℃的環境中進行酒精發酵，每天觀察、品嘗，待液面無氣泡冒出2d后，過濾除渣準備催陳處理[10]。

1.3.2 西瓜酒的微波處理

在250mL三角瓶中裝入150mL釀制好的西瓜酒，置于微波發生器內，分別用200W、400W和600W的微波功率處理西瓜酒原酒液，每次微波10s間隔20s，處理最高溫度控制在60℃內，全程處理時間為1min。選取透光率最高的處理功率，再次采用工作10s間隔20s的辦法，總處理時間分別為0.5min、0.75min、1min、1.25min、1.5min，然后放入15℃冰箱中陳釀。3d后測定西瓜酒的各項理化指標，并進行感官評定。

1.3.3 西瓜酒的超聲波處理

取150mL西瓜原酒于燒杯中，將燒杯放入循環水浴，以保持溫度恒定，然后將超聲波粉碎儀探頭調節到燒杯西瓜酒液面以下1cm處，分別用200W、400W、600W和800W的超聲功率處理，工作2min后間歇1min，全程處理時間為12min。選取透光率最高的處理功率，再次采用工作2min后間歇1min的方式，全程處理時間分別為4min、8min、12min、16min、20min、24min，然后放入15℃冰箱中，3d后測定各項理化指標，并進行感官評定。

1.3.4 西瓜酒的紫外線處理

取150mL西瓜酒放于燒杯中，置于40W紫外燈下30cm處的垂直位置，分別連續處理5min、10min、15min、20min、25min，3d后分別測定各項理化指標。

1.3.5 主要理化指標的測定[11]

西瓜酒總酯含量測定采用皂化法；總酸含量測定采用酸堿滴定法；酒精度測定采用密度瓶法；透明度采用分光光度計法。

1.3.6 西瓜酒感官評價方法[12]

采用分析型感官評定。由9位品嘗人員對不同處理的酒樣進行感官評定，評定項目有透明度、顏色、香氣、醋香、酸味、澀味、苦味、氧化味和酒體，滿分為20分。

表1 西瓜酒感官試驗評分標準Table 1 Sensory test criteria of watermelon wine

2 結果與討論

2.1 西瓜酒催陳效果的評價

常用的酒類評價方法主要分為兩類，感官評價和理化檢驗的方法。兩種方法各有優點，人的嗅覺及味覺極其靈敏，能辨別出細膩復雜的香味，這是化驗分析難以做到的。然而，品評時存在濃度差、溫度差、溶媒差、異位差、異地差、掩蓋作用和人的身體狀況等影響因素，而且品評難以名詞化和數字化[13]。所以，酒的風味質量的判斷應以品評與分析測試相結合，酒的陳釀效果應依據有兩方面：一是感官指標，二是理化指標，兩者缺一不可[14]。

2.2 不同超聲波和微波功率對西瓜酒透光率的影響

分別在200W、400W、600W和800W超聲波功率條件下處理西瓜酒12min，如圖1所示，在不同的超聲波功率條件下西瓜酒的透光率無顯著變化，超聲波功率為400W時透光率達到最大值。分別用200W、400W、600W功率的微波對西瓜酒處理1min，不同的功率對西瓜酒的透光率有較明顯影響，微波功率為400W時透光率達到最大值，故選擇400W作為超聲波和微波的催陳處理功率。

圖1 超聲波、微波功率對西瓜酒透光率的影響Fig.1 Effect of ultrasonic wave and microwave on light transmittance of watermelon wine

2.3 超聲波催陳對西瓜酒理化因子的影響

由圖2、圖3可知，西瓜酒總酯含量先增高后降低，酒精度則相反，先降低后升高，超聲波處理20min時總酯含量達到最大值2.38g/L。超聲波增強了各類物質的分子活化能，提高了分子間的有效碰撞率，使酯化反應加速進行，這是超聲和熱協同作用的結果[15]，表現為總酯含量的增加和酒精度的下降。繼續增加超聲波處理時間，總酯含量下降而酒精度升高，可能是由于超聲波處理時間過長時，成酯作用逆反應加大致使乙醇含量上升或者西瓜酒中酯等風味物質揮發量增加，導致西瓜酒中總酯含量下降。

圖2 超聲波處理時間對西瓜酒總酸總酯的影響Fig.2 Effect of ultrasonic processing time on total acidity and total ester of watermelon wine

圖3 超聲波處理時間對西瓜酒酒精度和透光率的影響Fig.3 Effect of ultrasonic processing time on alcohol content and light transmittance of watermelon wine

圖4 超聲波處理時間對西瓜酒感官品質的影響Fig.4 Effect of ultrasonic processing time on sensory quality of watermelon wine

由圖2可知，隨著處理時間的延長，總酸含量經歷了一個先降低后升高的一個過程，由于超聲波促進了西瓜酒的酯化作用，有機酸和乙醇生成乙酸乙酯、乳酸乙酯等，導致最初總酸略微下降。隨著超聲波作用時間的延長，超聲波的空化作用加速了醇類氧化，使乙醇氧化為醛，再進一步氧化為酸的作用加劇，從而使酸的含量有所增加，最后氧化作用和成酯作用達到平衡。經超聲波處理后，西瓜酒的透光率均有不同程度的提高，超聲波促進了酒液極性分子的整齊排列以及低分子化合物的聚合與縮合反應，使原來難溶的分子集團有機融合，相互滲透，提高了透明度。

由圖4可知，在處理時間達16min時，感官得分最高，這和總酸、總酯等理化指標的測定是基本一致的。超聲波具有加速低沸點成分揮發的作用，由于分子動能的增加，使可能存在的硫化氫、乙醛等成分加速從酒液中逸出，降低了新酒入口的糙辣和邪雜味；酯類物質是西瓜酒香氣和風味的重要組成成分，酸是西瓜酒的重要呈味物質，與其他呈味物質共同組成西瓜酒特有的芳香，最終導致西瓜酒感官品質的變化，表現為酒味的協調性增強，也更清新爽口，更適合飲用。在實驗中也注意到，超聲波處理時間過長（≥18min），酒的透光率、總酸含量下降，感官品嘗有雜味，可能是再次的成酯反應和分子過度吸收熱量后某些化學反應過度活躍的結果。所以超聲波處理西瓜酒時間不宜過長。

2.4 微波催陳對西瓜酒理化因子的影響

圖5 微波處理時間對西瓜酒總酸總酯的影響Fig.5 Effect of microwave processing time on total acidity and total ester of watermelon wine

由圖5～圖7可知，微波對西瓜酒的催陳作用和超聲波處理基本類似，總酯、總酸均逐漸升高，總酯在1.25min時達到最大，總酸在1.5min時達到最大；透光率逐漸上升，在0.75min時達到最大，而酒精度先降后升，感官評分在1.25min時達到最佳。酒體吸收微波能后，分子的內能增加，加速了酯化等反應的進行。微波產生的高頻振蕩能破壞酒體中原有的水分子、乙醇分子締合群，有利于水分子和乙醇分子重新組合，使原來難溶的分子集團有機融合，結成穩定的締合分子群[16]；微波處理對酒的顏色變化影響較小，新酒經過微波催陳處理，酒的香味增加，香氣變得協調和醇郁，有些雜味還由于氧化還原反應而減弱或消失，從而實現了酒的催陳。實驗過程中也注意到微波相比較超聲波來說具有強烈的加熱功能，為避免酒的溫度過度升高影響酒的風味，每次微波處理時間不能過長。

圖6 微波處理時間對西瓜酒酒精度和透光率的影響Fig.6 Effect of microwave processing time on alcohol content and light transmittance of watermelon wine

圖7 微波處理時間對西瓜酒感官品質的影響Fig.7 Effect of microwave processing time on sensory quality of watermelon wine

2.5 紫外線催陳對西瓜酒理化因子的影響

圖8 紫外線處理時間對西瓜酒總酸總酯的影響Fig.8 Effect of ultraviolet processing time on total acidity and total ester of watermelon wine

圖9 紫外線處理時間對西瓜酒酒精度和透光率的影響Fig.9 Effect of ultraviolet processing time on alcohol content and light transmittance of watermelon wine

圖10 紫外線處理時間對西瓜酒感官品質的影響Fig.10 Effect of ultraviolet processing time on sensory quality of watermelon wine

西瓜酒經紫外線照射后，總酸度在4.6～5.9g/L之間波動，總酯含量上升，在20min時達到最大值，酒精度直線下降，透光率上升。在紫外線作用下，可產生少量的初生態氧，促使一些成分的氧化。紫外線具有較高的化學能量，經紫外線照射后，酒體中醇、酸等分子能量提高，使分子間的有效碰撞率增加，使酯化、縮合、氧化還原等反應加速進行。酒的總酯含量上升，總酸含量的升降變化也是內部酯化反應和乙醇氧化反應的結果。在照射20min時，西瓜酒的感官評分達到最大值，紫外光幾乎不會令酒體升溫，故能較好地保持風味，但處理時間過長，也會如超聲波處理一樣有邪雜味的產生。

3 總結

酒的陳釀過程非常復雜，參加反應的分子種類有百余種，甚至有許多不為人了解的成分存在。對于西瓜酒的催陳，超聲波、微波分別在400W功率條件下處理16min和1.25min取得最佳效果，紫外線處理20min取得最佳效果。超聲波處理后香氣濃郁，感官風味更為醇厚，微波催陳的西瓜酒顏色最好，紫外線處理酒體不會升溫，最為簡單方便，3種方法對西瓜酒均有催陳效果。綜合比較，以超聲波功率400W處理16min效果為最好，總酯含量（2.37g/L）和透光率（59.7%）基本達到最大值，酒體呈淺紅色，具有西瓜酒特有的果香，無其他雜味，感官評分達16.8分。

[1]霍治邦.糧食核心區建設背景下開封西瓜產業的思考[J].北方園藝，2010（5）：202-203.

[2]王 堅.試論“賣瓜難”的成因及其解決途徑[J].中國瓜菜，2006（5）：1-3.

[3]戴思慧，孫小武，熊興耀，等.西瓜綜合利用研究進展及深加工發展趨勢[J].中國園藝文摘，2010（10）：57-59.

[4]郭文杰，盧建春，呂朝貴，等.白酒的陳化、老熟與容器和時間關系[J].釀酒科技，2001（6）：53-55.

[5]肖利民，曾新安，陳 勇，等.電磁場催陳新鮮干紅葡萄酒紅外光譜分析[J].食品科學，2004，25（1）：152-155.

[6]沈麗堯，冷云偉，葉 輝.黃酒的老熟機理與催陳因子的選擇[J].中國釀造，2011，30（6）：179-181.

[7]勵建榮，傅月華，顧振宇，等.高壓催陳黃酒的研究[J].食品與發酵工業，1999，25（3）：36-38.

[8]梁承紅，蔣耀庭，邢紅宏.酒的物理方法催陳[J].中國釀造，2007，26（7）：5-7.

[9]劉學軍，殷涌光，范松梅，等.高壓脈沖電場催陳葡萄酒香氣成分變化的GC-MS 分析[J].食品科學，2006，27（12）：654-656.

[10]胡曉冰，楊生玉，張彭湃，等.西瓜酒發酵工藝的研究[J].釀酒，2007，25（3）：98-103.

[11]李鵬飛.實用果酒釀造技術[M].北京：中國社會出版社，2007.

[12]李 卉，王 頡，呂 燁，等.超聲波催陳對干紅葡萄酒感官指標、花色素、色度、色調和總酸濃度變化的影響[J].河北農業大學學報，2007，30（4）：114-119.

[13]周恒剛，劉洪晃.評品與分析[J].釀酒，1995（5）：1-6.

[14]張惠芩，李翠榮，關紫烽，等.催陳酒理化指標的跟蹤分析[J].大連大學學報，2003，24（4）：42-44.

[15]王毓寧，李鵬霞，胡花麗，等.橡木片與超聲波催陳黑莓干紅酒的研究[J].江蘇農業科學，2012，40（11）：261-264.

[16]萬子玲，鄭 華，林 捷，等.低度砂糖桔果酒的人工催陳技術研究[J].現代食品科技，2010，26（10）：1127-1129.