碭山梨酒發酵工藝的研究

賈 娟，王德良

(1.漯河職業技術學院食品工程系，河南漯河462002;2.中國食品發酵工業研究院釀酒部，北京100027）

碭山梨酒發酵工藝的研究

賈 娟1，王德良2

(1.漯河職業技術學院食品工程系，河南漯河462002;2.中國食品發酵工業研究院釀酒部，北京100027）

以碭山梨為主要原料，經榨汁、護色、酶解后，酵母菌發酵后制成梨果酒。梨汁護色正交試驗的最佳工藝組合為：偏重亞硫酸鉀為0.03%、檸檬酸為0.03%和異抗壞血酸鈉濃度為0.07%時護色效果最好。正交試驗酒精發酵過程的最佳工藝組合為：初始糖度16%、酵母添加量為0.6%、發酵溫度為27℃，發酵時間為7 d。采用本方法可釀制出顏色金黃、澄清透明、果香宜人、風味純正、性質穩定、營養豐富的碭山梨果酒。

碭山梨； 果酒； 工藝流程； 酒精發酵

碭山梨是我國果品中的名產，以果實碩大、黃亮美色、皮薄多汁、肉多核小、甘甜酥脆等為特點。碭山梨營養十分豐富，含有85%左右的水分、6%～9.7%的果糖、1%～3.7%的葡萄糖、0.4%～2.6%的蔗糖以及蛋白質、脂肪、維生素（胡蘿卜素、C、B1、B2）和礦物質（鈣、磷、鐵），此外還含有一定量的蘋果酸[1]。目前碭山梨以鮮食為主，由于梨品加工水平受限、綜合利用率較低等因素，導致大量鮮果浪費及加工下腳料不能充分利用，尤其是在豐收年，梨品價格低、銷售困難等因素致使果實浪費、腐爛問題更為嚴重。果酒是一類低酒精度、高營養、益腦健身，并具有保健功效的飲料酒[2]。近年來隨著果酒在我國市場的興起，各種果酒相繼上市[3]。本實驗對碭山梨果酒生產工藝進行了研究，通過正交試驗確定發酵工藝條件，釀造出符合要求的碭山梨果酒，為碭山梨產品開發提供了新思路。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

1.1.1 原料

碭山梨，購于漯河市水果批發市場。

1.1.2 試劑

果酒專用酵母，安琪酵母股份有限公司；異抗壞血酸鈉，鄭州拓洋實業有限公司；偏重亞硫酸鉀，意大利拉曼公司；檸檬酸，濰坊美軒實業有限公司；EX-V果膠酶，曼森商貿有限公司；DNS試劑、NaOH均為分析純；白砂糖為食品級。

1.1.3 儀器與設備

HR1871 Philips Avance系列榨汁機，飛利浦電子香港有限公司；SHHW21.600A(I)電熱恒溫水溫箱，廣州市典銳化玻實驗儀器有限公司；XSE105DU電子秤，深圳市盛美儀器有限公司；LHP-250型恒溫恒濕培養箱，上海三發科學儀器有限公司；比重瓶,上海壘固儀器有限公司；WYT型糖度計，北京紫金光儀器有限公司；PHS-2C型酸度計，上海智光儀器儀表有限公司；721型分光光度計，上海天普儀器有限公司；WSC-S型測色色差計，伍豐科學儀器(大連)有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程

工藝流程見圖1。

圖1 碭山梨果酒工藝流程

1.2.2 工藝要點

1.2.2.1 原料與預處理

選擇新鮮、成熟、外觀良好、無病蟲害的碭山梨為原料，清洗干凈，切塊后稱重。

1.2.2.2 護色、打漿

切塊后的果肉用榨汁機進行榨汁，然后用紗布粗濾，再用100目篩過濾，即可得到澄清梨果原汁，在梨汁加入設定(按梨汁重量)的焦亞硫酸鉀、異抗壞血酸鈉和檸檬酸溶液進行護色[4-5]。

1.2.2.3 果膠酶處理

將護色后的梨汁用果膠酶進行處理。

1.2.2.4 酵母粉活化

稱取20 g酵母，加入5%糖水無菌水稀釋至100 mL，以37～38℃活化15～20 min，制得0.2 g/mL酵母活化液[6]。

1.2.2.5 酒精發酵

將擴培好的酵母液按量接入碭山梨果汁中，攪拌均勻，控溫發酵，每天攪拌1～2次，溫度設定為25～29℃[6]，發酵6～9 d，用120目濾布過濾得酸漿原酒[7]。

1.2.3 分析及測定方法

1.2.3.1 透光率的測定

用UV-2000型紫外分光光度計在625 nm波長條件下，測定透光度，用透光度值表示其透光率，值越大，表明澄清效果越好[8]。

1.2.3.2 檢測方法

酒精度測定，采用密度瓶法；pH值測定，采用酸度計法；還原糖測定，采用直接滴定法；干浸出物測定，采用密度瓶法；揮發酸測定，采用蒸餾與指示劑法；總酸測定，采用指示劑法；游離二氧化硫，采用直接碘量法；總二氧化硫測定，采用直接碘量法[9]。

2 結果與分析

2.1 碭山梨汁護色方案的確定

2.1.1 梨汁護色單因素試驗

以偏重亞硫酸鉀、異抗壞血酸鈉和檸檬酸3種護色劑對梨汁進行護色。偏重亞硫酸鉀護色濃度分別為0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%；異抗壞血酸鈉護色濃度分別為0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%；檸檬酸的護色濃度分別0.30%、0.60%、0.90%、1.20%、1.50%；按照上述的濃度梯度進行護色效果的單因素試驗，每個濃度做3個平行實驗，測定其吸光度，取平均值。結果見圖2、圖3、圖4。由試驗結果可知：梨果果汁的吸光值基本都是隨著3種護色劑濃度的增大而減小，即護色效果隨護色劑濃度的增大而增強。偏重亞硫酸鉀成本低，效果較好，但是用量過大會造成殘留SO2過多；異抗壞血酸鈉本身具有提高酸度和護色的功能，但是添加量過高成本也過高；檸檬酸用量過多會造成酸度過高，影響口感[10]。

2.1.2 梨汁護色正交試驗

通過單因素的研究，以偏重亞硫酸鉀、檸檬酸和異抗壞血酸鈉3種護色劑進行正交優化，結果與分析見表1。正交試驗結果表明：3因素組合實驗的吸光度小于0.5，都對護色起到了較好的效果。影響梨汁護色效果的3個因素中C＞B＞A，即異抗壞血酸鈉對護色效果響度最大，其次為檸檬酸和偏重亞硫酸鉀，最佳組合為A2B2C3，即偏重亞硫酸鉀為0.03%，檸檬酸為0.03%，異抗壞血酸鈉濃度為0.07%時，護色效果最好。

圖2 偏重亞硫酸鉀添加量對梨汁吸光度的影響

圖3 異抗壞血酸鈉添加量對梨汁吸光度的影響

圖4 檸檬酸添加量對梨汁吸光度的影響

2.2 碭山梨果酒發酵工藝參數確定

2.2.1 發酵工藝單因素試驗

2.2.1.1 初始糖度對果酒品質的影響

在酵母接種量、發酵時間、主發酵溫度相同的條件下，將初始糖度調整為12%、14%、16%、18%、20%進行碭山梨酒發酵。初始糖度對果酒品質的影響見圖5。從圖5可以看出，隨著初始糖度的增加，酒精度也相應上升，當初始糖度為16%時，酒精度最大。當初始糖度小于16%時，隨著添加量的增加，果酒品質顯著提高，酒精度也相應上升。初始糖度大于16%時，酒精度呈現下降趨勢，可能因糖度太高，會導致滲透壓的增強，酵母代謝活動發生改變，產物發生改變，對酵母有一定的抑制作用，使酒精產量降低。所以，初始糖度確定為16%。從中選取15%、16%、17%、18%作為正交試驗水平。

表1 梨汁護色最佳工藝正交試驗設計及結果

圖5 初始糖度對果酒品質的影響

2.2.1.2 酵母添加量對果酒品質的影響

在初始糖度、發酵時間、主發酵溫度相同的條件下，將酵母添加量調整為0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%進行碭山梨酒發酵。酵母添加量對果酒品質的影響見圖6。從圖6可以看出，隨著酵母用量的增大，酒精度不斷上升；當酵母用量達到0.6%時，酒精度達到最大。當酵母用量超過0.6%時，產品酒精度反而下降。所以，酵母接種量確定為0.6%。從中選取0.5%、0.55%、0.6%、0.65%作為正交試驗水平。

圖6 酵母添加量對果酒品質的影響

2.2.1.3 主發酵溫度的確定

在初始糖度、酵母添加量、發酵時間相同的條件下，分別在25℃、26℃、27℃、28℃、29℃發酵。發酵溫度對果酒品質的影響見圖7。從圖7可以看出，隨著發酵溫度逐漸升高，酒精的含量也略微上升，當發酵溫度為28℃時，酒精度最大。當發酵溫度大于28℃及以上時，果酒品質降低，香氣減少且酒精度呈現下降趨勢。這可能是由于酵母呼吸作用的最適溫度為28℃左右，當溫度大于或低于此溫度時，不利于酵母菌的厭氧發酵。所以，發酵溫度確定為28℃。從中選取26℃、27℃、28℃、29℃作為正交試驗水平。

圖7 發酵溫度對果酒品質的影響

2.2.1.4 主發酵時間的確定

在初始糖度、酵母添加量、主發酵溫度相同的條件下，分別在3 d、4 d、5 d、6 d、7 d、8 d測定酒精含量。發酵時間對果酒品質的影響見圖8。從圖8可知，隨著發酵時間的延長，酒精度也相應地上升，在發酵前期發酵速度較快，酒精含量上升較快，6 d時為酒精含量的高峰期，當發酵時間大于6 d時，酒體香味變淡，果香氣逐漸降低，這可能與碭山梨汁中糖類有一定關系，在發酵前期，糖等營養物質充足，為酵母提供充足的營養物質進行酒精發酵，但是當發酵時間超過6 d時，營養物質消耗殆盡，酒精又被酵母菌利用導致酒精含量下降。所以，主發酵時間確定為6 d。從中選取4 d、5 d、6 d、7 d作為正交試驗水平。

圖8 發酵時間對果酒品質的影響

2.2.2 碭山梨果酒發酵工藝的正交試驗

正交試驗結果見表2。發酵參數正交試驗結果方差分析見表3。

從表2和表3可知，4個因素的方差分析結果為：初始糖度表現為差異顯著，酵母添加量表現為顯著，所以在試驗工藝中初始糖度酵母添加量都是關鍵因子。4個因素對產品感官指標的影響程度順序為A＞B＞D＞C，即初始糖度＞酵母添加量＞發酵溫度＞發酵時間；果酒的最適配方為A2B3C4D2，即初始糖度16%，酵母添加量為0.6%，發酵溫度為27℃，發酵時間為7 d時，產品質量最好。由于試驗設計中未出現該組合，因此需要做驗證試驗[11-12]。

2.2.3 驗證試驗

由正交試驗結果分析可知，A2B3C4D2為最佳工藝條件，與評分中的酒精度含量最高組合A2B4C3D2不一致，通過不同方案進行感官評分，驗證試驗最佳工藝酒精度為11%vol，高于試驗設計中的最高分組合，最終確定A2B3C4D2為最終組合，即初始糖度16%，酵母添加量為0.6%，發酵溫度為27℃，發酵時間為7 d。

表2 正交試驗結果表

表3 發酵參數正交試驗結果方差分析

3 產品質量指標

3.1 感官指標

色澤：金黃色；澄清度：澄清透明，無明顯的懸浮物和沉淀物；香氣：果香宜人，無異味；滋味：甜酸基本平衡；酒體純正，潤口飽滿。

3.2 理化指標

酒精度≥10%vol；pH4.08；還原糖（以葡萄糖計）為6.03 g/L；干浸出物測定：20.78 g/L；揮發酸（以醋酸計）：0.64 g/L；總酸（以酒石酸計）：4.78 g/L；游離二氧化硫：5.04 mg/L；總二氧化硫：43.84 mg/L。

3.3 微生物指標

細菌總數≤50 cfu/mL；大腸桿菌≤3 MPN/100 mL；致病菌不得檢出。

4 結論

（1）從梨汁護色試驗結果來看，偏重亞硫酸鉀、檸檬酸和異抗壞血酸鈉3因素組合實驗的吸光度小于0.5，都對護色起到了較好的效果。影響梨汁護色效果的因素主次順序為：異抗壞血酸鈉、檸檬酸和偏重亞硫酸鉀，最佳組合為A2B2C3，即偏重亞硫酸鉀為0.03%，檸檬酸為0.03%，異抗壞血酸鈉濃度為0.07%時，對果酒的護色效果最好。

（2）從正交試驗結果看，酒精發酵過程的最佳工藝組合為A2B3C4D2，即A：初始糖度16%，B：酵母添加量為0.6%，C：發酵溫度為27℃，D：發酵時間為7 d。

（3）碭山梨果酒具有較高營養價值，內含豐富的維生素、礦物質等成分，該產品的開發和研制是合理可行的，為碭山梨的深加工開辟了一個新途徑，利于企業增加產品種類、降低產品成本，增加經濟效益。

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Fermentation Process of Dangshan Pear Wine

JIA Juan1and WANG Deliang2
(1.Department of Food Engineering,Luohe Vocational Technology College,Luohe,He'nan 462002;2.Liquor-making Department,China National Research Institute of Food and Fermentation Industries,Beijing 100027,China）

Dangshan pear was used as raw material,after juicing,color maintenance,enzymolysis,and yeast fermentation,Dangshan pear wine was finally produced.The best color maintenance conditions were determined through orthogonal experiments as follows:0.03%potassium sulfate,0.07%isoascorbic acid sodium,and 0.03%citric acid.The best fermentation conditions were summed up by orthogonal experiments as follows:the initial sugar content was 16%,the adding level of yeast was 0.6%,fermentation temperature was at 27℃,and fermentation time was 7 d.Under above conditions,the produced wine was golden yellow in color,clear and transparent,with pure taste,enjoyable aroma and rich nutrition.

Dangshan pear;fruit wine;technical process;alcohol fermentation

TS262.7；TS261.4

A

1001-9286（2017）07-0084-06

10.13746/j.njkj.2017062

2017-03-20

賈娟（1979-），女，副教授，研究方向為食品加工及新產品的研發。

優先數字出版時間：2017-05-25；地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20170525.1308.004.html。