椪柑果酒釀造工藝參數的優化

蔣繼豐，方 偉，張海龍，王登宇

（1.懷化學院生物與食品工程學院湖南懷化418000；2.民族藥用植物資源研究與利用湖南省重點實驗室湖南懷化418000）

椪柑果酒釀造工藝參數的優化

蔣繼豐1,2，方 偉1,2，張海龍1,2，王登宇1,2

（1.懷化學院生物與食品工程學院湖南懷化418000；2.民族藥用植物資源研究與利用湖南省重點實驗室湖南懷化418000）

以啤酒酵母為試驗菌株，以麻陽椪柑為原料，通過單因素試驗和正交試驗，研究了柑橘果酒的釀造工藝。結果表明，椪柑果酒釀造工藝條件為椪柑果汁初始糖度22%、啤酒酵母接種量7%、發酵溫度22℃、椪柑果汁初始pH 4.0和發酵時間7 d；再經陳釀1個月并離心澄清（4 000 r/min，25 min）后，所得椪柑果酒酒精度為10.4%vol，殘糖量為1.89%，椪柑果酒口味純正、香氣濃郁、澄清透明。

椪柑果酒；釀造工藝；參數優化

椪柑是亞熱帶喜溫水果[1]，是柑橘類植株作物中生長習性最為優良的一個重要品類[2]，椪柑大都在11月中下旬至12月上旬采收，上市供應期則自采收期至次年3月份[3]。椪柑在湖南、湖北及江西等地廣泛種植，而麻陽椪柑遠近聞名，目前全縣種植面積達到了20余萬畝，產量達12萬t。隨著麻陽及周邊地區種植面積的不斷擴大，近年來常常出現椪柑滯銷，導致了“豐產不豐收”的現象，而椪柑富含胡蘿卜素、類黃酮、果膠、膳食纖維等多種活性成分和糖、檸檬酸、磷、鉀、鈣、鐵、鋅等營養，是開發保健食品的良好原料[4]。鄭君曉等[5]研究了以釀酒活性干酵母為菌種制備椪柑果酒技術，得到的果酒酒精度9.5%vol。本研究以麻陽椪柑為原料，以啤酒酵母為菌種生產椪柑果酒的生產工藝，該研究將為椪柑的深加工提供新的方向，實現“產業支撐資源”的目的，從而促進椪柑產業的健康發展。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

椪柑：麻陽縣錦和鎮白巖坪村柑桔協會提供；啤酒酵母菌種：懷化學院生物與食品工程學院提供；葡萄糖（98%）：吳江市俊發化工有限公司；硫代硫酸鈉（分析純）：沈陽瑞豐精細化學品公司。其他試劑均為國產分析純。

1.2 儀器與設備

DNP-9162型電熱恒溫培養箱：上海精宏實驗設備有限公司；HR2826型榨汁機：飛利浦公司；MASTER-53M糖度計：ATAGO公司；754紫外/可見光分光光度計、JA5003型電子精密天平：上海舜宇恒平有限公司；HHS-26型電熱恒溫水浴鍋：上海東星建材試驗設備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 椪柑果酒釀造工藝流程及操作要點[6-13]

原料椪柑的選擇→清洗→去皮→破碎榨汁→濾清汁→添加SO2→成分調整→接種→恒溫發酵→陳釀→澄清→調配→灌裝→成品

原料椪柑的選擇：應選取具有充分成熟、無創傷、無霉變的果實作為釀酒的原料。

清洗：用水清洗，除去附著在果實上的泥土、雜物、殘留的農藥和微生物。

破碎榨汁：將去皮后的椪柑破碎去籽，再榨汁，過濾出果渣留濾清汁備用。

添加SO2：SO2在果酒生產中有抑制雜菌的生長繁殖和護色作用[8]。椪柑榨汁后立即添加硫代硫酸鈉（以SO2計，質量濃度為80 mg/L）。

成分調整：椪柑果汁中的糖度較低，若僅用果漿（汁）發酵則酒精度較低，應適當添加葡萄糖以提高發酵酒精度；適度調整椪柑果汁酸度在酵母生長最適初始pH值范圍內。

接種：把經分離馴化的啤酒酵母用椪柑果汁進行擴大培養，制成發酵菌種，再按試驗方案接入調整成分后的果汁中。

恒溫發酵：將接種后的椪柑果汁在恒溫條件下進行發酵，每天測定糖度觀察漿汁液表面變化，以保證發酵正常進行。

陳釀：將發酵出的新酒經過一定時間的存放老熟，以提高椪柑果酒的品質和穩定性。

1.3.2 菌種的活化

取斜面菌種1環至裝有50 mL酵母浸出粉胨葡萄糖培養基（yeast extract peptone dextrose medium，YEPD）的250 mL三角瓶中，25℃靜置培養24 h。按照10%的比例接入裝有YEPD的500 mL三角瓶中，在25℃條件下恒溫培養5～7 d，待不能發酵時停止發酵，備用。

1.3.3 單因素試驗

本研究選擇了接種量（3.5%、4.5%、5.5%、6.5%和7.5%）、初始糖度（16%、18%、20%、22%和24%）、發酵溫度（16℃、18℃、20℃、22℃和24℃）和初始pH（3.0、3.4、3.8、4.2、4.6）為考察因素，以發酵過程中的殘糖量和發酵終止時的果酒的感官評分為評價指標，探討各因素變化對椪柑果酒發酵的影響。

1.3.4 正交試驗

在單因素試驗的基礎上，以發酵終止時果酒的感官評價結果為依據，以菌種的添加量、發酵溫度、初始糖度和初始pH值為考察因素，以發酵至第7天時，發酵果酒品質評分結果為評價指標作L9（34）正交試驗，確定最佳工藝參數。

1.3.5 測定方法

（1）理化指標測定方法

酒精度的測定采用密度瓶法，總酸的測定采用指示劑法，還原糖的測定采用費林試劑法，參照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的方法執行；可溶性固形物測定采用折光儀法。

（2）感官指標評價方法

聘請固定的、經驗較豐富的20位老師和學生，參照中國葡萄酒品評標準，在專業實驗室中對樣品的色澤、香氣、滋味、澄清度和典型性分別進行打分，每人的各項指標得分相加為總分，匯總時去掉1個最高分和1個最低分后，取余下18人總分的平均值為該樣品得分。在參考了NY/T1508—2007《綠色食品果酒》、GB/T15038—2006《葡萄酒、果酒通用試驗方法》的基礎上，設計了發酵椪柑果酒的感官評分標準表，詳見表1。

表1 發酵椪柑果酒的感官評分標準Table 1 Sensory evaluation standard of fermented Ponkan fruit wine

2 結果與分析

2.1 椪柑果酒發酵的單因素試驗研究

2.1.1 接種量對椪柑果酒發酵殘糖及品質的影響

將椪柑果汁原始發酵液糖含量調整為20%，初始pH值3.8及溫度為22℃的條件下，選擇3.5%、4.5%、5.5%、6.5%和7.5%五個酵母接種量水平，從發酵24 h開始每12 h監測1次，研究不同接種量對發酵液中殘糖含量的影響，結果見圖1。取在上述發酵條件下各樣品第7天部分發酵液，經4 000 r/min離心去除沉淀物得發酵原果酒，即為感官鑒評樣品。通過20位評委對樣品的色澤、香氣、滋味等的評分，以平均分為依據鑒定酒質的優劣，結果見圖2。

圖1 不同接種量對椪柑果酒發酵殘糖的影響Fig.1 Effects of different inoculum on residue sugar in Ponkan fruit wine

圖2 不同接種量對發酵7 d時各樣品品質評分的影響Fig.2 Effects of different inoculum on sensory evaluation score of Ponkan fruit wine fermented for 7 d

由圖1可知，自發酵開始至48 h期間，雖然發酵糖消耗整體較慢，但隨接種量的增加糖消耗量略有加快；自48 h到144 h期間發酵活躍，糖消耗量速率較快；自144 h之后發酵糖消耗量降低并均趨于穩定。當接種量增加到7.5%時，椪柑果酒發酵殘糖最低，達到2.1%左右，糖消耗量不再變化。而不同接種量對酒品質的影響結果表明，隨接種量的增加，其發酵酒品質也越來越好，但接種量超過6.5%時酒品反而下降。因此，選擇最佳的接種量為6.5%。

2.1.2 發酵溫度對椪柑果酒發酵殘糖及酒品質的影響

調整椪柑果汁原始發酵液糖度為20%，初始pH 3.8，在接種量為6.5%的條件下，選擇溫度為16℃、18℃、20℃、22℃和24℃五個水平進行試驗，從發酵24 h開始每隔12 h監測1次，研究發酵溫度對發酵液中糖含量和發酵7 d時各酒品質的影響，結果分別見圖3、圖4。

圖3 不同發酵溫度對椪柑果酒發酵殘糖的影響Fig.3 Effects of different fermentation temperature on residual sugar in Ponkan fruit wine

圖4 不同發酵溫度對發酵7 d時各樣品感官評分的影響Fig.4 Effects of different fermentation temperature on sensory evaluation score of Ponkan fruit wine fermented for 7 d

由圖3可知，發酵溫度對椪柑果酒發酵的影響趨勢與不同接種量的影響態勢相近，即前2 d較慢，而后加快，到第6天后又放緩；同時還可以看出糖消耗速率隨著溫度的增加而增快，在溫度為20℃、22℃和24℃發酵時的殘糖最低，接近2.0%，發酵不再深化。而由圖4可知，隨發酵溫度的升高，其發酵酒品也越來越好，但超過22℃時果酒品質反而下降。分析認為發酵溫度越高，酵母衰老越快，影響了酵母的糖酒轉化量[5]。因此，椪柑果酒適宜的發酵溫度為20～24℃。

2.1.3 初始糖度對椪柑果酒發酵殘糖及酒品質的影響

在接種量為6.5%，發酵溫度20℃，初始pH 3.8的條件下，將椪柑果汁初始糖含量按16%、18%、20%、22%和24%五個水平進行調整，從發酵24 h開始每隔12 h監測1次，研究不同初始糖度對椪柑果酒發酵殘糖和發酵7 d時各酒品質的影響，結果分別見圖5、圖6。

圖5 不同初始糖度對椪柑果酒發酵殘糖的影響Fig.5 Effects of different initial sugar content on residual sugar in Ponkan fruit wine

圖6 不同初始糖度對發酵7 d時各樣品感官評分的影響Fig.6 Effects of different initial sugar content on sensory evaluation score of Ponkan fruit wine fermented for 7 d

由圖5可知，在發酵至第6～7天時檢測，初始糖度為16%的一組最終殘糖量為2.3%，其他兩組殘糖量均達到了2.1%。而由圖6可知，三個樣品的品質評價結果較接近，均在91.5～91.9分之間，但初始糖度20%一組評分最高，為91.9分。由此可見：初始糖度選取20%～22%、發酵時間在6～7 d左右較適合椪柑果酒發酵。

2.1.4 初始pH對椪柑果酒發酵殘糖及酒品質的影響

選擇接種量為6.5%，發酵溫度20℃，初始糖度20%的條件下，取初始pH 3.0、3.4、3.8、4.2、4.6五個水平進行發酵試驗，采用如上相同的方法研究不同初始pH對椪柑果酒發酵殘糖及酒品質的影響，結果分別見圖7、圖8。

由圖7可知，四組試驗的發酵趨勢基本相同，但初始pH為3.4、3.8和4.2三組的糖消耗速率較pH值為4.6組的高，其中pH3.8和4.2兩組糖消耗量接近且殘糖量相對較低，說明pH3.8至4.2更適合椪柑果酒發酵。由圖8可知，當初始pH為4.6時椪柑果酒品質評分最低，因此，椪柑果酒適宜的發酵初始pH為3.8～4.2。

圖7 不同初始pH對椪柑果酒發酵殘糖的影響Fig.7 Effects of different initial pH on fermentation of Ponkan fruit wine fermentation

圖8 不同初始pH對發酵7 d時各樣品感官評分的影響Fig.8 Effect of different initial pH on sensory evaluation score of Ponkan fruit wine fermented for 7 d

2.1.5 椪柑果酒發酵時間的選擇

綜合分析圖1～圖8的試驗結果，認為發酵至168 h（即第7天）時椪柑果酒發酵基本完成，殘糖量變化量已不顯著，且在此時發酵酒的品質最好，故取最佳主發酵時間為168 h，即認為椪柑果酒發酵至第7天達到發酵終點。

2.2 椪柑果酒發酵的正交試驗研究結果

根據上述單因素試驗結果和正交試驗結果，選取接種量、發酵溫度、初始糖度和初始pH四個因素為考察對象，以發酵至第7 d的酒的品質評分為依據，設計了4因素3水平正交試驗。椪柑果酒發酵正交試驗設計及結果見表2，正交試驗結果方差分析見表3。

由表2可以看出，在影響椪柑果酒發酵質量的因素中，發酵溫度影響最為顯著，其次是初始糖度和接種量，即B＞C＞A＞D；由表3可知，接種量、發酵溫度和初始糖度對椪柑果酒發酵質量有顯著影響（P＜0.05），初始pH對結果影響不顯著（P＞0.05）。綜上考慮，可以得出椪柑果酒發酵最佳工藝參數組合為A3B2C3D2，即接種量7%、發酵溫度22℃，初始糖度22%、初始pH 4.0。

表2 椪柑果酒發酵條件優化正交試驗結果與分析Table 2 Results and analysis of orthogonal experiments for ponkan wine fermentation conditions optimization

表3 正交試驗結果方差分析Table 3 Variance analysis of orthogonal experiments results

2.3 驗證試驗

選擇了在接種量7%、發酵溫度為22℃、初始糖度22%和初始pH 4.0的條件下發酵椪柑果酒，在發酵7 d時，采用離心法（4 000 r/min，25 min）凈化酒液后品嘗評價，平均得分為93.48，經檢驗，此椪柑發酵果酒的酒精度達到了10.4%vol，發酵液中殘糖量為1.89%，證明上述正交試驗結果可信。

2.4 產品指標

2.4.1 感官指標

發酵好的椪柑果酒澄清透明，色澤橙黃，酒味濃郁，具有椪柑特有的香氣，酸味柔和。

2.4.2 理化指標

乙醇含量≥8.5%，總酸（以檸檬酸計）2～4 g/L，總糖（以葡萄糖計）5～6 g/L。

2.4.3 微生物指標

符合GB 2758—2012《食品安全國家標準發酵酒及其配制酒》的規定。

3 結論

通過對椪柑果酒相關工藝技術條件的研究，在單因素試驗的基礎上，通過正交試驗優化，得出了椪柑果酒的最佳發酵工藝參數為接種量7%、發酵溫度22℃、初始糖度22%、初始pH 4.0，主發酵時間7 d，再經陳釀1個月并離心澄清（4 000 r/min，25 min）酒體，就可得到酒精度為10.4%vol，殘糖量為1.89%，口味純正、香氣濃郁、澄清的發酵椪柑果酒。

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Optimization of brewing technology parameters of Ponkan fruit wine

JIANG Jifeng1,2,FANG Wei1,2,ZHANG Hailong1,2,WANG Dengyu1,2(1.College of Biological and Food Engineering,Huaihua University,Huaihua 418000,China;2.Key Laboratory of Research and Utilization of Ethnical Medicinal Plant Resources of Hunan Province,Huaihua 418000,China)

UsingSaccharomyces cerevisiaeas experimental strain and Mayang Ponkan as raw material,the brewing technology of fruit wine was studied through single factor and orthogonal experiments.The results showed that the optimal technology parameters were initial sugar content 22%,S. cerevisiaeinoculum 7%,fermentation temperature 22℃,juice initial pH 4.0 and fermentation time 7 d.After one month aging,the wine was centrifugated at 4 000 r/min for 25 min,it was transparent with pure-taste and strong flavor,the alcohol content and residue sugar content was 10.4%vol and 1.89%,respectively.

Ponkan fruit wine;brewing technology;parameters optimization

TS262.7

0254-5071（2017）01-0186-05

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.01.039

2016-07-05

湖南省科技廳2012年科技計劃（2012NK3114）

蔣繼豐（1966-），男，教授，本科，主要從事農產品加工和保健食品的研究和教學工作。