西瓜皮葛根果酒加工工藝

曹冠華，李澤東，趙榮華，李進(jìn)波，柏旭，楊果果，賀森，*

（1.云南中醫(yī)學(xué)院中藥學(xué)院，云南昆明650500；2.西雙版納州農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，云南西雙版納666100；3.曲靖師范學(xué)院生物資源與食品工程學(xué)院，云南曲靖655011）

西瓜皮葛根果酒加工工藝

曹冠華1，李澤東1，趙榮華1，李進(jìn)波2，柏旭3，楊果果1，賀森1，*

（1.云南中醫(yī)學(xué)院中藥學(xué)院，云南昆明650500；2.西雙版納州農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，云南西雙版納666100；3.曲靖師范學(xué)院生物資源與食品工程學(xué)院，云南曲靖655011）

以西瓜皮、葛根和白砂糖為主要原料，經(jīng)酵母菌發(fā)酵后制成西瓜皮葛根保健果酒。通過(guò)預(yù)試驗(yàn)確定選用葡萄酒安琪酵母進(jìn)行發(fā)酵。采用單因素試驗(yàn)確定了酒精發(fā)酵過(guò)程中較適宜的糖度為21%～23%，最佳酒精發(fā)酵時(shí)間為8 d，酵母用量為3%，pH值為3.0～5.0。正交試驗(yàn)確定酒精發(fā)酵的最佳工藝組合為：葛根粉與西瓜皮質(zhì)量比為1∶40，糖度為24%，酵母菌添加量為3%，pH值為5。

果酒；西瓜皮；葛根粉；工藝流程；酒精發(fā)酵

果酒是人們現(xiàn)代生活中比較受歡迎的一種保健飲品，消費(fèi)符合健康潮流，同時(shí)作為世界通暢型產(chǎn)品，在世界酒飲品中占有15%～20%的比例。果酒種類(lèi)眾多，風(fēng)味獨(dú)特，營(yíng)養(yǎng)豐富，具有一定的保健功能[1]。隨著人們生活水平的提高和健康養(yǎng)生意識(shí)的增強(qiáng)，人們對(duì)酒品的消費(fèi)也發(fā)生了重大的變化，許多人對(duì)酒品的選擇逐漸由高度、刺激大、濃烈型白酒轉(zhuǎn)向低度、營(yíng)養(yǎng)、健康型的酒產(chǎn)品，如果酒、瓜酒、黃酒等。目前，占有較大市場(chǎng)份額的以果酒為主，如桑葚酒、黑莓酒、石榴酒、山楂酒、廣柑酒、香梅酒、蘋(píng)果酒、荔枝酒等，但是，以果蔬與藥食兩用食材進(jìn)行混合發(fā)酵的果酒制品比較少見(jiàn)。在我國(guó)，果酒企業(yè)眾多，但存在規(guī)模小、品牌不突出、產(chǎn)品種類(lèi)單一等不足。云南果蔬資源豐富，藥材種類(lèi)齊全，為果酒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

西瓜皮來(lái)源為葫蘆科植物西瓜的外層果皮，別名西瓜翠衣，占西瓜全重的30%以上，含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，包括果糖、葡萄糖、蔗糖、粗蛋白、氨基酸、膳食纖維、蘋(píng)果酸、黃酮、硫胺素、煙酸、維生素C和礦物質(zhì)（如磷、鐵和鈣等），其中總糖含量占21%左右[2-3]。西瓜皮具有利尿作用，可治療腎炎水腫、肝病黃疸、糖尿病、小便短少、水腫、口舌生瘡等疾病。西瓜皮具有解暑清熱、開(kāi)胃生津等功效，含糖量較低，適于各類(lèi)人群食用[4]。

粉葛又名葛根，是多年生藤本豆科植物，分布于廣東、廣西、四川、貴州、云南、陜西、甘肅等地。一般的粉葛質(zhì)韌，粉性強(qiáng)，含粉率在25%～30%，因含葛粉多而得名粉葛，可作藥食兩用，是中國(guó)南方一些省區(qū)的常食蔬菜，其味甘涼可口，常作煲湯之用。葛根其主要成分為淀粉，此外還含有約12%的黃酮類(lèi)化合物，包括大豆（黃豆）甙苷、大豆甙元、葛根素等10余種，并含有胡蘿卜甙、氨基酸、香豆素類(lèi)等[5]。葛根粉性涼味甘辛，有解表退熱，生津、透疹、升陽(yáng)止瀉等多種功能，可治外感發(fā)熱頭痛、口渴、消渴、麻疹不透、熱疹、泄瀉等多種疾病。此外，葛根還具有滋身健體、抗衰老、降壓、降糖、降脂、增加皮膚彈性等功效[6]。

西瓜皮和葛根對(duì)人體具有一定的保健功效，通過(guò)發(fā)酵工藝可以更好地發(fā)揮和利用其功效成分。本試驗(yàn)以此為出發(fā)點(diǎn)，以西瓜皮、葛根為主要原料通過(guò)發(fā)酵工藝研制出具有清熱解暑、利水消腫等功能的西瓜皮葛根保健果酒，對(duì)于提高西瓜皮的利用率，解決資源浪費(fèi)問(wèn)題，具有較強(qiáng)的實(shí)踐意義和應(yīng)用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料

西瓜：在昆明水果市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)，外皮顏色鮮艷、紋路清楚，深淡分明，帶有光澤無(wú)病變畸形，無(wú)蟲(chóng)害，皮厚且脆的花皮類(lèi)西瓜；葛根：在昆明藥材市場(chǎng)買(mǎi)，干燥塊根，呈長(zhǎng)圓柱形的葛根切片，白色或淡棕色，無(wú)臭，味甘，質(zhì)堅(jiān)、色白、粉性足；白砂糖、檸檬酸等輔料：購(gòu)于超市，均為食品級(jí)；菌種（葡萄酒安琪酵母、安琪甜酒曲、雅大牌水果酒曲）：均購(gòu)于超市。

1.2 儀器及設(shè)備

TM-767Ⅲ榨汁機(jī)：廣州雷邁機(jī)械設(shè)備有限公司；LDZX-40BI立式自動(dòng)電熱壓力蒸汽滅菌器：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司；SW-CJ-2D雙人單面凈化工作臺(tái)：蘇州凈化設(shè)備有限公司；LT10KA-1電子天平：常熟市天量?jī)x器有限責(zé)任公司；ZHWY111B振蕩器、ZHWY-103D恒溫震蕩箱：上海智成儀器有限公司；MC酒精計(jì)：河北省武強(qiáng)縣同輝儀表廠(chǎng)；WYT糖度計(jì)：北京紫金光儀器有限公司；PHS-2C酸度計(jì)：上海智光儀器儀表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 工藝要點(diǎn)

1.3.2.1 葛根粉的制備

打粉、過(guò)80目篩，備用。

1.3.2.2 西瓜皮葛根汁的制備

把新鮮的西瓜去瓤取皮，洗凈，切成2 cm～3 cm的方形塊，加入葛根粉后加入飲用純凈水（西瓜皮∶純凈水1∶1，質(zhì)量比），打漿[7]。

1.3.2.3 西瓜皮葛根汁的成分調(diào)整

先用糖度儀準(zhǔn)確測(cè)定樣品糖度，再適量加入白砂糖飽和糖液調(diào)整糖度為試驗(yàn)所需糖度，用酸度計(jì)準(zhǔn)確測(cè)定樣品pH值，最后添加檸檬酸調(diào)整到所需的pH值。

1.3.2.4 灌裝殺菌

將調(diào)配好的西瓜皮葛根汁灌裝在事先消過(guò)毒的容器內(nèi)用保鮮膜密封，100℃沸水中保持10min，冷卻至室溫待接種。

1.3.2.5 菌種的活化

取配制好的5%的糖溶液適量，加入干酵母配制成酵母含量為10%的酵母液，搖勻，于恒溫震蕩箱內(nèi)培養(yǎng)20min～30min，溫度設(shè)置為32℃。期間每隔5min搖動(dòng)或攪拌1次[8]。

1.3.2.6 發(fā)酵

將密封好的樣品置于恒溫震蕩箱內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)，溫度設(shè)定為27℃[9]。

1.3.2.7 檢驗(yàn)

發(fā)酵后取樣品測(cè)其糖度、pH值和酒精度[10-11]。

1.3.3 預(yù)試驗(yàn)

在基本配方（初始糖濃度21%，酵母添加量3%，初始pH4，葛根粉與西瓜皮質(zhì)量比1∶20）的基礎(chǔ)上，以葡萄酒安琪酵母、安琪甜酒曲、雅大牌水果酒曲為候選菌株，通過(guò)預(yù)試驗(yàn)篩選出最適合本試驗(yàn)發(fā)酵的酵母，并通過(guò)每2天測(cè)定一次酒精度確定最佳發(fā)酵時(shí)間。

1.3.4 感官指標(biāo)

西瓜皮葛根果酒的感官評(píng)價(jià)見(jiàn)表1。

表1 西瓜皮葛根果酒的感官評(píng)價(jià)Table1 Sensory evaluation standard ofwatermelon peelpuerarin fruitwine

1.4 單因素試驗(yàn)

1.4.1 因素的選擇

選取影響西瓜皮葛根果酒品質(zhì)和感官質(zhì)量的4個(gè)主要因素即[12]：初始糖度（%）、pH值、葛根粉與西瓜皮質(zhì)量之比和酵母添加量（%），進(jìn)行單因素試驗(yàn)[13]。

1.4.2 初始糖度的確定

取200mL經(jīng)預(yù)處理后的樣品5份，分別調(diào)整糖度為15%、18%、21%、24%、27%，其他條件為酵母添加量3%，pH值為4，葛根粉與西瓜皮質(zhì)量比為1∶20；于恒溫震蕩箱內(nèi)發(fā)酵8 d，溫度設(shè)定為27℃，后取樣測(cè)定其酒精度[14]。

1.4.3 酵母添加量的確定

取200mL經(jīng)預(yù)處理后的樣品5份，調(diào)整糖度為21%，再分別加入1%、2%、3%、4%和5%的活性干酵母，其他條件為pH值為4，葛根粉與西瓜皮質(zhì)量比為1∶20；于恒溫震蕩箱內(nèi)發(fā)酵8 d，溫度設(shè)定為27℃，后取樣測(cè)定其酒精度[11-12]。

1.4.4 pH值的確定

取200mL經(jīng)預(yù)處理后的樣品5份，調(diào)整糖度為21%，再加入3%的活性干酵母，再用檸檬酸分別調(diào)整其pH值為2、3、4、5、6，葛根粉與西瓜皮質(zhì)量比為1∶20；于恒溫震蕩箱箱內(nèi)發(fā)酵8 d，溫度設(shè)定為27℃。后取樣測(cè)定其酒精度。

1.4.5 葛根粉與西瓜皮質(zhì)量之比的確定

取200mL經(jīng)預(yù)處理后的樣品各5份調(diào)，其中葛根粉與西瓜皮質(zhì)量之比分別為1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50，調(diào)整糖度為21%，再加入3%的活性干酵母，調(diào)整pH至4，于恒溫震蕩箱內(nèi)發(fā)酵，溫度設(shè)定為27℃，發(fā)酵8 d，后取樣測(cè)定其酒精度。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel2007，正交設(shè)計(jì)助手3.1和sigmaplot 11.0處理，并進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 酵母篩選及發(fā)酵時(shí)間確定

預(yù)試驗(yàn)結(jié)果表明，葡萄酒安琪酵母試驗(yàn)組酒精度相比其他的兩組都要高，感官性狀也更好，味道更香醇。同時(shí)由圖1可知，最佳發(fā)酵時(shí)間為8 d。

圖1 發(fā)酵時(shí)間與酒精度的關(guān)系Fig.1 The relationship between timeand ferm entation alcohol

2.2 初始糖度對(duì)酒精度的影響

初始糖度可以影響發(fā)酵過(guò)程的發(fā)酵進(jìn)度和酒精的生成量，對(duì)發(fā)酵樣的酒精度與初始糖度的關(guān)系進(jìn)行檢測(cè)分析，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 酒精度與初始糖度的關(guān)系Fig.2 The relationship between alcoholand initial concentration of sugar

由圖2可知當(dāng)糖度達(dá)到25%左右時(shí)測(cè)得酒精度最高，果酒質(zhì)量最佳。

2.3 酵母用量對(duì)酒精度的影響

酵母接種量可以影響發(fā)酵過(guò)程的發(fā)酵進(jìn)度和酒精的生成量，對(duì)發(fā)酵過(guò)程中酵母接種量與酒精生成量的關(guān)系進(jìn)行了考察。酒精度與酵母添加量的關(guān)系見(jiàn)圖3。

由圖3可知當(dāng)酵母添加量在3%左右的時(shí)候果酒酒精度最高，果酒質(zhì)量最佳。

2.4 pH值對(duì)酒精度的影響

發(fā)酵體系的酸度會(huì)影響酵母生長(zhǎng)和酒精生成量。對(duì)發(fā)酵過(guò)程中酸度與酒精生成量的關(guān)系進(jìn)行了考察，酒精度與pH值的關(guān)系見(jiàn)圖4。

圖3 酒精度與酵母添加量的關(guān)系Fig.3 The relationship between alcoholand additive volum eof yeas

圖4 酒精度與pH值的關(guān)系Fig.4 The relationship between alcoholand pH value

由圖4可知當(dāng)pH在3左右時(shí)，果酒酒精度最高，果酒質(zhì)量最佳。

2.5 葛根粉與西瓜皮質(zhì)量之比對(duì)酒精度的影響

葛根粉與西瓜皮質(zhì)量之比會(huì)影響酵母生長(zhǎng)和發(fā)酵產(chǎn)生酒精，對(duì)發(fā)酵過(guò)程中酸度與酒精生成量的關(guān)系進(jìn)行了考察，酒精度和中藥與西瓜皮質(zhì)量之比的關(guān)系見(jiàn)圖5。

圖5 酒精度與葛根粉與西瓜皮質(zhì)量之比的關(guān)系Fig.5 The relationship between alcoholand thequantity ratio of thepuerarin powder and waterm elon skin quality

由圖5可知，葛根粉與西瓜皮質(zhì)量之比對(duì)酒精度影響不大，酒精度均在6%vol左右，總體變化幅度不明顯，當(dāng)葛根粉與西瓜皮質(zhì)量比為1∶40時(shí)，果酒質(zhì)量稍好。

2.5 正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)確定葛根粉與西瓜皮質(zhì)量之比為1∶40為最佳，對(duì)酒精度影響較為明顯的因素有3個(gè)，分別是A：為初始糖度（%）、B：pH、C：酵母添加量（%）。因素水平表見(jiàn)表3，正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4，方差試驗(yàn)見(jiàn)表5。

由表4可知，影響西瓜皮葛根果酒的因素主次順序?yàn)锳＞C＞B，選取空白列作為為誤差所在項(xiàng)，由表5可知，初始糖度的F值大于F0.05（2，2），具有顯著性，即初始糖度對(duì)西瓜皮葛根果酒的酒精度具有顯著影響。確定酒精西瓜皮葛根果酒發(fā)酵的最佳工藝組合為A2B3C3，即初始糖度為24%，pH值為5，酵母添加量為3%。根據(jù)驗(yàn)證試驗(yàn)可知，當(dāng)初始糖度為24%，pH值為5，酵母添加量為3%時(shí)，酒精度為6.6%vol，該果酒品質(zhì)最佳。

表3 因素水平Table3 Levelsand factorsoforthogonal test

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果Table4 The resultof orthogonal test

表5 正交試驗(yàn)方差分析Table5 Orthogonalexperim ental resultsvarianceanalysis

3 結(jié)果

對(duì)西瓜皮葛根果酒加工工藝進(jìn)行了研究。通過(guò)預(yù)試驗(yàn)、單因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)和方差分析，得到果酒發(fā)酵過(guò)程的最佳工藝組合為：初始糖度為24%、pH值為5、酵母添加量為3%，葛根粉與西瓜皮質(zhì)量比為1∶40。西瓜皮和葛根對(duì)人體具有一定的保健作用，通過(guò)發(fā)酵工藝可以更好地發(fā)揮和利用西瓜皮和葛根中的功效成分[15]。本試驗(yàn)主要利用西瓜皮和葛根釀造果酒，通過(guò)試驗(yàn)證明進(jìn)行西瓜皮葛根果酒的開(kāi)發(fā)和研制是合理可行的，既增加了果酒產(chǎn)品的種類(lèi)，又開(kāi)發(fā)了新的食品原料資源，同時(shí)有利于環(huán)境保護(hù)，增加西瓜的附加值，為西瓜皮的深加工開(kāi)辟了一個(gè)新的途徑，同時(shí)也為西瓜皮和葛根的進(jìn)一步研究和利用提供了理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。

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Study on Critical Processing Technology ofWatermelon Peel Pueraria FruitWine

CAOGuan-hua1，LIZe-dong1，ZHAORong-hua1，LIJin-bo2，BAIXu3，YANGGuo-guo1，HESen1，*
（1.College ofPharmaceutical Science，Yunnan University of TraditionalChineseMedicine，Kunming 650500，Yunnan，China；2.Xishuangbanna State AgriculturalEnvironmentalProtection Monitoring Station，Xishuangbanna666100，Yunnan，China；3.CollegeofBiologicalResourcesand Food Engineering，Qujing NormalUniversity，Qujing655011，Yunnan，China）

Watermelon peel，Pueraria and sugarwere used asmain raWmaterials to produce watermelon peel Pueraria fruitwineby yeast fermentation.Determined by preliminary experiments to choosewineangel yeast fermentation.The suitable technical parameterswere determined by single factor experiments as follows：21%-23%sugar content，8 d alcoholic fermentation time，3%addition ofyeastand pH value between 3.0-5.0.The optimum technicalparameterswere summed up as followsby orthogonalexperiments：themass ratioof Pueraria lobata powder towatermelon skinwas1：40；the additive amountofyeastwas3%；the initialsugar concentrationwas24%and pH valuewas5.

fruitwine；watermelon peel；Pueraria lobata powder；processing；alcoholic fermentation

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.07.014

2016-08-27

南藥研究協(xié)同創(chuàng)新中心項(xiàng)目（30270100800）；國(guó)家自然科學(xué)基金（81560612）；云南省科技廳青年項(xiàng)目（2014FD034）；南藥研究協(xié)同創(chuàng)新中心項(xiàng)目子項(xiàng)目（30270101100）

曹冠華（1985—），男（漢），實(shí)驗(yàn)師，碩士，研究方向：中藥資源開(kāi)發(fā)利用與食品微生物。

*通信作者：賀森（1984—），男（漢），副教授，博士，研究方向：中藥資源開(kāi)發(fā)利用與食品生物技術(shù)。