野生火棘果酒釀造方法研究

聶中良，徐玉巧，劉江，王金華

（西南林業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，云南昆明650224）

火棘果在自然界儲量豐富，我國的野生火棘果資源占世界的70%，且分布集中，便于采摘利用[1]。火棘果作為一種藥食兩用的野生植物資源，它含有豐富的營養(yǎng)成分，含有多種維生素、氨基酸和有益微量元素，同時(shí)還含有花青素、多酚等對人體大有裨益的類黃酮成分[2]。更重要的是，其多生長于天然無污染的地區(qū)，生長過程中沒有受到化肥、農(nóng)藥等污染，是一種安全的保健野生果品資源。火棘果具有巨大的功能食品的開發(fā)潛力，具有良好的應(yīng)用前景[3]。由于火棘果本身有機(jī)酸成分含量高，糖分含量較少，釀造后造成火棘果果酒過酸、口味不夠協(xié)調(diào)等問題，因此，對火棘果果酒的發(fā)酵工藝參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化是未來火棘果加工發(fā)展的主要趨勢。

目前，以火棘果為原料的果酒產(chǎn)品較少，國內(nèi)對火棘的研究多在生態(tài)、果樹砧木、鮮果食用、盆景、化工以及藥用等方面[4-8]。傳統(tǒng)的果酒產(chǎn)品特色風(fēng)味不突出，阻礙了火棘果果酒的發(fā)展[9]。本研究以野生火棘果為原料，對火棘果進(jìn)行深加工，通過微生物發(fā)酵的方法將其制成口感香甜、營養(yǎng)價(jià)值高的火棘果果酒，深入研究了火棘果酒產(chǎn)品的加工工藝，通過對其配方、加工工藝的深入研究優(yōu)化，使其成為一種新型營養(yǎng)、保健、高維生素的時(shí)尚飲品，為火棘資源開發(fā)和利用提供有效途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

采自昆明高原地區(qū)火棘果，試驗(yàn)選用飽滿、完整無缺的新鮮火棘果，置于低溫冰箱中備用；酵母菌（安琪牌葡萄酒干酵母）：購自安琪酵母股份有限公司。

料理機(jī)（JYL-C051）：九陽股份有限公司；電熱恒溫培養(yǎng)箱（HH.BII-BS-Ⅱ）：上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司；高精度恒溫水浴鍋（CS601）：上海博訊實(shí)業(yè)有限公司；手持糖度計(jì)（WTY）：成都豪創(chuàng)光電儀器有限公司；精密電子天平（SQP）：賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；酒精計(jì)：武強(qiáng)縣勝啟儀表廠；pH計(jì)（C220-CN）：上海精密儀表有限公司。葡萄糖（AR）：西隴科學(xué)股份有限公司；焦亞硫酸鉀（AR）：煙臺帝伯士自釀機(jī)有限公司；活性炭：昆明展躍經(jīng)貿(mào)有限公司；檸檬酸（食品級）：河南萬恒生物科技有限公司；食鹽（食品級）：云南省鹽業(yè)有限公司；果膠酶（酶活力為30 000 U/g）：河南樂泰食品有限公司；硅藻土（食品級）：煙臺帝伯士自釀機(jī)有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)流程[10-12]

適時(shí)采果→清洗、除雜→去皮、脫澀處理→打漿機(jī)破碎榨汁→果膠酶酶解→硫處理→過濾除渣→初糖度調(diào)整→初始pH值調(diào)整→殺菌滅酶→酵母活化→接種→主發(fā)酵→后發(fā)酵→澄清過濾→陳釀→消毒灌裝→冷卻→野生火棘果果酒成品

1.2.2 SO2濃度單因素試驗(yàn)方法

預(yù)處理階段，添加偏重亞硫酸鉀溶液使果汁中最終 SO2含有量分別為 0、30、40、50、60、70、80 mg/L 做單因素試驗(yàn)，每個試驗(yàn)做3個對照，發(fā)酵完成后測其酒精度。

1.2.3 果膠酶濃度單因素試驗(yàn)方法

在室溫條件下，分別添加 0、5、10、15、20、25、30mg/L的果膠酶，作用2 h探究對火棘果的出汁率和吸光度影響，每個試驗(yàn)做3個對照。

1.2.4 野生火棘果果酒發(fā)酵工藝優(yōu)化試驗(yàn)方法

以預(yù)試驗(yàn)為基礎(chǔ)，分別設(shè)置初始糖度（13%、14%、15%、16%、17%），初始 pH（4、5、6、7、8），酵母添加量（0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%）；發(fā)酵溫度（20、22、24、26、28℃）進(jìn)行單因素試驗(yàn)，而后以酒精度作為評價(jià)指標(biāo)，以野生火棘果果酒發(fā)酵工藝的單因素試驗(yàn)為依據(jù)，對影響火棘果果酒發(fā)酵的主要因素，初始可溶性固形物（糖）含量（%），初始pH值，酵母添加量（%），發(fā)酵溫度（℃），采用四因素三水平正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)以酒精度作為評價(jià)指標(biāo)，優(yōu)化火棘果果酒發(fā)酵的工藝參數(shù)。

表1 果酒發(fā)酵工藝優(yōu)化L9（34）正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for alcoholic fermentation technology optimization

1.2.5 指標(biāo)測定

試驗(yàn)過程中測定果酒的酒精度[13]、澄清度[14]、糖度[15]、pH 值[16]、SO2濃度[17]。

1.2.6 感官指標(biāo)

對產(chǎn)品進(jìn)行感官評價(jià)，要求評定人員在評定每項(xiàng)樣品前必須漱口，對樣品從色澤、香氣、口感、風(fēng)格4個方面進(jìn)行評價(jià)[16]。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵初期試驗(yàn)條件

2.1.1 SO2添加量對發(fā)酵效果的影響

SO2添加量對發(fā)酵效果的影響見表2。

由表2可知，SO2過多或是過少都會影響發(fā)酵效果。添加過多會抑制酵母的活性，延長主發(fā)酵時(shí)間，口感偏苦，有刺激性氣味，影響果酒的整體效果。不添加或者添加得過少也影響發(fā)酵效果，果酒酒精度數(shù)較低并且果酒口感酸澀，甚至有異味，整體效果更不好。SO2添加量在50 mg/L～70 mg/L的發(fā)酵效果較好。所以，在火棘果果酒的發(fā)酵過程中，SO2添加量以50 mg/L～70 mg/L較為適宜，SO2添加量為70 mg/L時(shí)酒精度最高。

表2 SO2添加量與發(fā)酵效果的關(guān)系Table 2 The relationship between SO2addition and fermentation effect

2.1.2 不同果膠酶濃度對火棘果果酒的影響

不同果膠酶濃度對火棘果果酒的影響見表3。

表3 果膠酶濃度對火棘果果酒的影響Table 3 The effect of pectinase concentration on the fruit wine

從表3可以看出適量的果膠酶能大大提高火棘果的出汁率，當(dāng)使用果膠酶20 mg/L時(shí)，火棘果出汁率最高，而且吸光度也最低，表明澄清度最好。

2.2 火棘果果酒發(fā)酵的工藝研究

2.2.1 初始糖度對酒精發(fā)酵的影響

初始糖度對最終酒精度的影響見圖1。

圖1 初始糖度對野生火棘果果酒發(fā)酵的影響Fig.1 Effect of initial sugar degree on the fermentation of wild Pyracantha fortuneana fruit wine

隨著初始糖度的增加，火棘果果酒的酒精度不斷提高而后下降。由圖1分析初始糖度對火棘果果酒發(fā)酵的影響，可以發(fā)現(xiàn)，火棘果果酒的酒精度隨著初始糖度的增大，酒精度隨之提高，在初始糖度為16%時(shí)發(fā)酵酒精度達(dá)到最高值。隨著初始糖度的增加，酒精發(fā)酵加快，酒精轉(zhuǎn)化率提高，因此，適當(dāng)?shù)某跏继嵌扔欣诰凭l(fā)酵，但當(dāng)初始糖度超過一定數(shù)量時(shí)，會抑制酵母的活性，進(jìn)而會對酒精發(fā)酵產(chǎn)生抑制作用，通過比較分析，試驗(yàn)最終確定將16%作為火棘果果酒發(fā)酵的最佳初始糖度水平。

2.2.2 酵母添加量對酒精發(fā)酵的影響

酵母添加量對最終酒精度的影響見圖2。

圖2 酵母添加量對野生火棘果果酒發(fā)酵的影響Fig.2 Effect of yeast addition on the fermentation of wild Pyracantha fortuneana fruit wine

由圖2分析可知，火棘果果酒的酒精度隨著酵母添加量的增大而提高，當(dāng)酵母添加量為0.6%時(shí)，酒精度也達(dá)到最大值，而后酵母添加量增加，酒精度下降，這可能是因?yàn)檫m當(dāng)?shù)慕湍柑砑恿靠梢杂行Т龠M(jìn)酒精發(fā)酵，提高酒精轉(zhuǎn)化率，但過量的添加酵母，則會阻礙酵母活化的效率，進(jìn)而抑制酒精發(fā)酵，因此，將0.6%作為火棘果果酒發(fā)酵的最佳酵母添加量水平。

2.2.3 發(fā)酵溫度對酒精發(fā)酵的影響

發(fā)酵溫度對最終酒精度的影響見圖3。

圖3 發(fā)酵溫度對野生火棘果果酒發(fā)酵的影響Fig.3 Effect of fermentation temperature on the fermentation of wild Pyracantha fortuneana fruit wine

發(fā)酵溫度是影響酒精發(fā)酵的重要因素，從圖3分析可知，發(fā)酵溫度越高，酒精轉(zhuǎn)化率越高，在26℃時(shí)酒精度達(dá)到最大值，而后溫度升高，酒精發(fā)酵轉(zhuǎn)化率降低，這可能是因?yàn)檫^高的溫度會對酵母活性產(chǎn)生影響，對酒精發(fā)酵造成抑制，適當(dāng)?shù)陌l(fā)酵溫度可以促進(jìn)酵母的活化。因此，試驗(yàn)最終確定將26℃作為火棘果果酒發(fā)酵的最佳發(fā)酵溫度水平。

2.2.4 初始pH值對酒精發(fā)酵的影響

酵母添加量對最終酒精度的影響見圖4。

圖4 初始pH值對野生火棘果果酒發(fā)酵的影響Fig.4 Effect of initial pH on the fermentation of wild Pyracantha fortuneana fruit wine

由圖4分析初始pH值對火棘果果酒發(fā)酵的影響，可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)初始pH值增加時(shí)，酒精的發(fā)酵速度也相應(yīng)加快，酒精轉(zhuǎn)化度提高，進(jìn)而火棘果果酒的酒精度增加，當(dāng)初始pH值為6.0時(shí)，酒精度達(dá)到最大值，而后初始pH值雖有增加，但酒精發(fā)酵的酒精度下降，這可能是因?yàn)檫^高的初始pH值條件使得酵母活化受到抑制，阻礙酒精發(fā)酵的進(jìn)行，只有在最適的pH值條件下，酵母才能夠得到充分的活化。因此，適當(dāng)?shù)某跏紁H值條件更有利于酒精發(fā)酵，試驗(yàn)最終確定將pH6.0作為火棘果果酒發(fā)酵的最佳初始pH值條件。

2.3 野生火棘果果酒發(fā)酵工藝的優(yōu)化

以野生火棘果果酒發(fā)酵工藝的單因素試驗(yàn)為依據(jù)，對影響火棘果果酒發(fā)酵的主要因素，初始糖度（%），初始pH值，酵母添加量（%），發(fā)酵溫度（℃）采用四因素三水平正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以酒精度作為評價(jià)指標(biāo)，優(yōu)化火棘果果酒發(fā)酵的工藝參數(shù)。表4是基于單因素試驗(yàn)進(jìn)行的正交試驗(yàn)結(jié)果。

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Arrangement and the results of orthogonal experiment

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Arrangement and the results of orthogonal experiment

由表4可知，火棘果果酒發(fā)酵的最佳工藝條件是A2B3C3D3，即初始16%，酵母添加量0.7%，發(fā)酵溫度27℃，初始pH值7.0；通過極差分析發(fā)現(xiàn)，初始糖度、酵母添加量、發(fā)酵溫度與初始pH值4個因素對火棘果果酒發(fā)酵的影響順序?yàn)镃＞B＞A＞D，即發(fā)酵溫度＞酵母添加量＞初始糖度＞初始pH值。在野生火棘果果酒發(fā)酵中發(fā)酵溫度對發(fā)酵效果的影響最為顯著，這是因?yàn)榘l(fā)酵溫度直接影響酵母的活性，在適宜溫度下，酵母能夠更好地發(fā)揮作用，促進(jìn)酒精發(fā)酵的進(jìn)行；酵母添加量對火棘果果酒發(fā)酵的影響較為顯著，主要是因?yàn)榻湍甘侵鲗?dǎo)發(fā)酵進(jìn)行的主要因素，其添加量對發(fā)酵會產(chǎn)生較大的影響，而初始pH值條件對火棘果果酒發(fā)酵的影響最小，這是因?yàn)樵诎l(fā)酵過程中，pH值會發(fā)生變化，實(shí)際對酒精發(fā)酵的影響較小。根據(jù)優(yōu)化的最佳工藝條件制作果酒產(chǎn)品，對其進(jìn)行酒精度驗(yàn)證，驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果如表5。

表5 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Validation experiments

經(jīng)過驗(yàn)證得到在正交試驗(yàn)優(yōu)化的最佳工藝條件下，酒精度平均為9.38%。最優(yōu)條件下所得到的火棘果酒與正交試驗(yàn)第五組相比，酒精度含量相近，酒體顏色較紅亮，口感更加醇厚，酒體中含有的火棘風(fēng)味更加濃厚。

2.4 野生火棘果果酒產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)

火棘果果酒呈明亮紫紅色，色澤鮮艷，透明澄清有光澤；具有純正果酒香味，同時(shí)兼具火棘果果香，整體氣味協(xié)調(diào)，有火棘果特有的香味，余味濃郁；口感醇厚，酒體飽滿；具有火棘果果酒的獨(dú)特風(fēng)格，果酒香味協(xié)調(diào)，具有獨(dú)特性。

3 結(jié)論與討論

酒精發(fā)酵是果酒生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，關(guān)系到果酒的整體品質(zhì)。原料處理階段，果膠酶濃度為20 mg/L，SO2濃度為70 mg/L時(shí)，酒精產(chǎn)量和澄清度最高。通過試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，初始糖度、酵母添加量、發(fā)酵溫度與初始pH值都會對火棘果果酒發(fā)酵產(chǎn)生影響，根據(jù)火棘果果酒發(fā)酵工藝正交試驗(yàn)表明，火棘果果酒發(fā)酵的最佳工藝條件是初始糖度16%，酵母添加量0.7%，發(fā)酵溫度27℃，初始pH7.0。根據(jù)最佳工藝條件制成的野生火棘果果酒產(chǎn)品呈鮮亮紫紅色，透明澄清有光澤，具有純正果酒香味，整體氣味協(xié)調(diào)，較好地保留了火棘果原有的風(fēng)味和營養(yǎng)成分，香氣濃郁，有火棘果特有的香味，口感醇厚，口感清爽，酸甜適口、口感柔和協(xié)調(diào)、酒體飽滿，具有火棘果果酒的獨(dú)特風(fēng)格，果酒香味協(xié)調(diào)，具有獨(dú)特性。

將水果作為酒精發(fā)酵的原料，充分利用野生火棘果資源，開發(fā)新型產(chǎn)品，提高其附加值，是火棘果加工利用的一條途徑。隨著人們對果酒功能認(rèn)識的逐漸加深，果酒愈加受到人們的歡迎，具有廣闊的市場發(fā)展前景。火棘果果酒的加工促使火棘果的營養(yǎng)成分與果酒結(jié)合，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的營養(yǎng)價(jià)值，同時(shí)改善了產(chǎn)品的品質(zhì)。

火棘果果酒在加工過程中，酒精發(fā)酵是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，對其色澤、香味、口感、風(fēng)格等都會產(chǎn)生影響，對其加工工藝進(jìn)行優(yōu)化可以提升產(chǎn)品品質(zhì)，除了發(fā)酵工藝參數(shù)，產(chǎn)品的配方也會對產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生一定的影響，如何優(yōu)化果酒生產(chǎn)的配方，控制好產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)；如何在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下提高產(chǎn)品的營養(yǎng)價(jià)值；如何延長產(chǎn)品貨架期等都需要后續(xù)的進(jìn)一步深入研究。