番茄蜂蜜果酒的發(fā)酵工藝研究

東莎莎，于斌，王春燕，蘇娟

（1.中華全國供銷合作總社濟(jì)南果品研究院，山東濟(jì)南250014；2.煙臺(tái)南山學(xué)院，山東煙臺(tái)265713）

番茄有很高的營養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值，含有人類必需的多種維生素，鉬、鉻、泛酸、膽堿、鋅、鐵，以及番茄紅素、谷胱甘肽等營養(yǎng)物質(zhì)。其中的番茄紅素具有很強(qiáng)的抗氧化性，能防止細(xì)胞氧化、抑制癌細(xì)胞數(shù)目增長、增強(qiáng)免疫力[1]。谷胱甘肽能防止色素沉積、淡化斑點(diǎn)，具有美白功效。另外，番茄也是一種比較受歡迎的減肥食品。番茄種植面積大，果實(shí)產(chǎn)量高，但成熟期較集中，易腐爛，對(duì)貯存的條件要求高，不宜長時(shí)間貯藏和長途運(yùn)輸，市場供應(yīng)不均衡。目前市場上，番茄大部分供鮮食，少量進(jìn)行再加工。番茄加工產(chǎn)品主要有番茄醬、番茄干蜜餞、番茄汁和膨化食品等，用于釀酒工藝的很少。

國外的番茄酒生產(chǎn)是小規(guī)模的，無大批量生產(chǎn)的報(bào)道。我國果酒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不斷進(jìn)步，但大多都是葡萄酒的生產(chǎn)，番茄發(fā)酵酒是近幾年才發(fā)展起來，技術(shù)不成熟，所以研究報(bào)道較少，余健[2]以番茄為原料經(jīng)過酒精發(fā)酵研究生產(chǎn)番茄紅素保健果酒的工藝。另有關(guān)于番茄復(fù)合酒的研究，如肖長元等[3]研發(fā)的紅棗番茄保健酒、何惠等[4]研發(fā)的番茄竹蓀混合發(fā)酵酒、肖春玲等[5]研發(fā)的櫻桃番茄果酒等，但是番茄蜂蜜果酒的研發(fā)卻沒有相關(guān)報(bào)道。本研究以番茄蜂蜜作為原料，研究了番茄在加入蜂蜜后的發(fā)酵工藝，在不斷優(yōu)化中提高蜂蜜番茄酒的品質(zhì)，并將蜂蜜的營養(yǎng)成分和保健功能轉(zhuǎn)移到番茄酒中，增加酒中的營養(yǎng)成分，充分利用我國番茄資源豐富的優(yōu)勢，生產(chǎn)出既美味可口又營養(yǎng)豐富的保健飲品，滿足人們食品要求提高的消費(fèi)觀念。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮番茄，購于煙臺(tái)某蔬菜商場。蜂蜜為槐花蜜，購于重慶市唐氏蜂業(yè)有限公司。

檸檬酸，常州環(huán)保化工有限公司；亞硫酸鈉，上海一研生物科技有限公司；葡萄酒酵母，廣東丹寶利酵母有限公司；果膠酶，邢臺(tái)市太和生物化學(xué)技術(shù)有限公司；磷酸氫二鈉，天津賽德利斯實(shí)驗(yàn)分析儀器公司；斐林試劑A、B液、鹽酸、硫酸、淀粉指示劑、甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液等，天辰化學(xué)產(chǎn)品有限公司；以上試劑均為食品級(jí)。

1.2 儀器與設(shè)備

組合式榨汁攪拌機(jī)，W135，上海賽康電器有限公司；恒溫水浴鍋，HH-W600，歐來博實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；分光光度計(jì)，HH-W600，歐來博實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；酒精計(jì)，JKX-SJ02，北京中慧天誠科技有限公司；糖度計(jì)，RHB-10ATC，四川天金儀表成套有限公司；酸度計(jì)，pHS-25，上海雷磁實(shí)驗(yàn)儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

新鮮番茄→預(yù)處理→榨汁→酶解→過濾→調(diào)整糖度（加蜂蜜）→接種（加葡萄酒酵母）→主發(fā)酵→后發(fā)酵→陳釀→澄清過濾→殺菌→質(zhì)檢→成品

1.3.2 操作要點(diǎn)

（1）材料預(yù)處理

市場上購買新鮮番茄，要求番茄表面無任何破損，選擇品質(zhì)佳且成熟度適中的果實(shí)。將番茄表面清洗干凈，剔除果梗，將番茄切塊。

（2）榨汁

稱取500 g 番茄放入榨汁機(jī)中，加入98 mg/L 的亞硫酸鈉粉末和50 mg/L 果膠酶進(jìn)行榨汁酶解。因二氧化硫在果酒中有利于色素形成、無機(jī)鹽溶解、增加浸出物的含量和酒的色度，并且能防止榨汁過程中番茄汁的褐變，抑制有害微生物繁殖[6]。果膠酶可以分解番茄里的果膠，軟化果膠質(zhì)，降低蜂蜜和番茄汁的粘稠度。

（3）過濾

由于番茄內(nèi)含有較多的纖維，榨汁后果肉小，因此過濾時(shí)采用100 目的過濾網(wǎng)，將剩下的濾渣再次榨汁，榨汁3 次以提高出汁率。

（4）調(diào)整成分

為了保證發(fā)酵的順利進(jìn)行，提高番茄蜂蜜酒的品質(zhì)，發(fā)酵前需要對(duì)果汁成分進(jìn)行調(diào)整。

糖度的調(diào)整：糖是酒精形成的基礎(chǔ)物質(zhì)，原番茄汁含糖量較低，本試驗(yàn)用蜂蜜來調(diào)整糖度。將蜂蜜先融化，然后添加到番茄汁中混合均勻，用糖度計(jì)測量番茄汁的糖度，調(diào)制成20°Bx[7]。

酸度的調(diào)整：酸在發(fā)酵過程中的作用重大，可抑制細(xì)菌生長繁殖，增加風(fēng)味。本研究使用的葡萄酒酵母最適生長pH 為4.5~5.0[8]，因此，初始pH 為4.5~5.0。加入葡萄酒酵母菌，將其攪拌均勻后放入30 ℃水浴鍋內(nèi)靜置30 min，使酵母充分活化。

（5）發(fā)酵

在設(shè)定的環(huán)境條件下對(duì)果汁進(jìn)行主發(fā)酵和后發(fā)酵。

主發(fā)酵：通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)確定發(fā)酵酒的最佳工藝組合來進(jìn)行發(fā)酵，減少果汁發(fā)酵之前的雜菌感染以及氧化等不良條件的影響。

后發(fā)酵：番茄酒在主發(fā)酵結(jié)束后，進(jìn)入后發(fā)酵期間會(huì)發(fā)生一系列物理學(xué)和生物學(xué)變化，促進(jìn)醇厚柔和口味的形成，改善酒質(zhì)。后發(fā)酵溫度越低，越有利于降低酒中可溶性固形物含量、提高酒精度和透光率，但是隨著后發(fā)酵溫度的降低，相應(yīng)的發(fā)酵周期也延長。通過對(duì)酒的理化性質(zhì)和感官評(píng)價(jià)的比較，后發(fā)酵溫度選擇13~18 ℃，繼續(xù)發(fā)酵7 d[9]。發(fā)酵結(jié)束后將其放入恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行陳釀。

（6）陳釀、過濾澄清

剛發(fā)酵完的酒不夠成熟，且有辛辣味，需要將溫度控制在15 ℃左右陳釀30 d，使其自然成熟，避免辛辣澀口等刺激氣味的產(chǎn)生，使產(chǎn)品更加爽口柔和。陳釀后造成酒混濁影響番茄酒的品質(zhì)，最主要的混濁物質(zhì)包括原料本身釋放的單寧和蛋白質(zhì)，因此過濾澄清能保證酒的品質(zhì)。混濁現(xiàn)象不只是番茄汁本身因素造成的，在前期加入的蜂蜜也會(huì)隨發(fā)酵產(chǎn)生一些雜質(zhì)，主要是由于產(chǎn)生較多的蛋白質(zhì)和多酚，碳水化合物（α-葡聚糖和β-葡聚糖形成的白色乳濁液）產(chǎn)生的較少。

用0.02%的殼聚糖作澄清劑對(duì)果酒進(jìn)行澄清[10]。殼聚糖是一種天然無毒的陽離子型絮凝劑，與酒中帶負(fù)電荷的單寧、蛋白質(zhì)、纖維素聚合并能吸附其他懸浮物沉淀[11]。

（7）罐裝滅菌

將過濾澄清后的果酒裝入玻璃瓶中，密封之后，進(jìn)行高溫瞬時(shí)滅菌（溫度95 ℃、滅菌5 s），滅菌后再進(jìn)行冷卻，保證酒品的風(fēng)味和色度。

1.3 檢測指標(biāo)及方法

糖度：手持式糖度儀測定；酸度：酸堿中和滴定法；酒精度：酒精計(jì)法；甲醇含量：分光光度法；SO2含量：直接碘量法；VC 含量：碘量法。

微生物的檢測：菌落總數(shù)，平板計(jì)數(shù)法；大腸菌群，固體培養(yǎng)基測定法；致病菌，薄膜過濾法[12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 影響發(fā)酵的單因素試驗(yàn)

2.1.1 發(fā)酵時(shí)間對(duì)果酒品質(zhì)的影響

稱取50 g 的番茄汁置于錐形瓶中，調(diào)整pH 為4.7，溫度為24 ℃，酵母接種量為0.2 g/L，發(fā)酵時(shí)間設(shè)置4、5、6、7、8 d 這5 個(gè)梯度分別進(jìn)行試驗(yàn)，以酒精度和殘留總糖來確定最佳發(fā)酵時(shí)間，結(jié)果見圖1。

圖1 不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)酒精度和殘留總糖的影響Fig.1 Effect of different fermentation time on alcohol degree and residual total sugar

由圖1 可知，發(fā)酵過程中酒精度不斷升高，殘余總糖的含量不斷下降。發(fā)酵時(shí)間為6 d 時(shí)，酒精度達(dá)到8.5%，殘?zhí)强偭?.8 g/L；之后酒精度升高速度較慢，基本保持平衡狀態(tài)。因此最佳發(fā)酵時(shí)間為6 d。

2.1.2 初始pH 對(duì)果酒品質(zhì)的影響

番茄汁50 g，酵母接種量為0.2 g/L，發(fā)酵時(shí)間6 d，溫度24 ℃，由于酵母發(fā)酵的最適pH 為4.5~5.0，因此用檸檬酸將pH 調(diào)制4.3、4.5、4.7、4.9、5.1 這5 個(gè)梯度進(jìn)行試驗(yàn)，不同初始pH 對(duì)酒精度和殘留總糖的影響結(jié)果見圖2。

圖2 不同初始pH 對(duì)酒精度和殘留總糖的影響Fig.2 Effects of different initial pH on alcohol degree and residual total sugar

由圖2 可知，隨著初始pH 值的增大，番茄蜂蜜酒液中的殘留總糖呈先下降后上升的趨勢，而酒精度則為先上升后下降。當(dāng)初始pH 為4.7 時(shí)，酒精度和殘留總糖分別達(dá)到了最大值和最小值，因此最佳初始pH 為4.7。

2.1.3 酵母接種量的確定

不同的酵母接種量對(duì)番茄蜂蜜酒酒精度和殘留總糖的影響見圖3。取番茄汁50 g，調(diào)整pH 為4.7，發(fā)酵時(shí)間6 d，溫度24 ℃，酵母接種量以0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%這5 個(gè)梯度進(jìn)行試驗(yàn)。

圖3 不同接種量對(duì)酒精度和殘留總糖的影響Fig.3 Effects of different inoculation amounts on alcohol degree and residual total sugar

由圖3 可知，當(dāng)酵母接種量為0.1%～0.3%時(shí)，酒精度呈上升的趨勢，殘留總糖呈下降的趨勢，但含量相對(duì)較高，發(fā)酵不完全。當(dāng)酵母接種量為0.3%時(shí)，酒精度和殘留總糖數(shù)值基本達(dá)到最大值和最小值。當(dāng)酵母接種量0.3%～0.5%時(shí)，酒精度和殘留總糖數(shù)值趨于穩(wěn)定，發(fā)酵基本完全，這可能是因?yàn)榻湍妇慕臃N量增多，本身的繁殖也會(huì)受阻礙。可見，當(dāng)酵母接種量越多時(shí)番茄蜂蜜酒發(fā)酵的越快，酒精度越高，糖分解轉(zhuǎn)化的越充分，但過高的酵母量會(huì)導(dǎo)致味苦、風(fēng)味不佳；酵母接種量過少，會(huì)使起發(fā)慢。因此選擇最佳酵母接種量為0.3%。

2.1.4 發(fā)酵溫度的確定

本試驗(yàn)以番茄汁50 g，調(diào)整pH 4.7，酵母接種量3%，發(fā)酵時(shí)間6 d，由于酒精發(fā)酵時(shí)的溫度一般控制在18～25 ℃，因此選擇20、22、24、26、28 ℃這5 個(gè)溫度梯度進(jìn)行試驗(yàn)，不同發(fā)酵溫度對(duì)酒精度和殘留總糖的影響，結(jié)果見圖4。

由圖4 可知，當(dāng)發(fā)酵溫度在20～24 ℃時(shí)，酒精度隨著溫度的升高而變大，殘留總糖隨著溫度的升高而降低；當(dāng)發(fā)酵溫度為24 ℃時(shí)，酒精度達(dá)到最大值，殘留總糖達(dá)到最小值，發(fā)酵較為徹底；之后酒精度下降，殘留總糖升高，可能是由于高溫時(shí)發(fā)酵速率變高使發(fā)酵的周期變短，發(fā)酵不完全，酒精產(chǎn)量降低，殘留總糖含量高，因此本實(shí)驗(yàn)選擇最佳發(fā)酵溫度為24 ℃。

圖4 不同發(fā)酵溫度對(duì)酒精度和殘留總糖的影響Fig.4 Effects of different fermentation temperatures on alcohol degree and residual total sugar

2.2 番茄蜂蜜酒發(fā)酵的正交試驗(yàn)

結(jié)合單因素試驗(yàn)的結(jié)果，從發(fā)酵時(shí)間（A）、初始pH（B）、發(fā)酵溫度（C）、酵母接種量（D）這4 個(gè)因素中各取3個(gè)適宜水平，做L9(34)正交試驗(yàn)，以發(fā)酵酒的酒精度為衡量指標(biāo)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1，結(jié)果見表2。

表1 發(fā)酵條件的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Orthogonal design of fermentation conditions

由表2 可知，發(fā)酵工藝中各個(gè)因素對(duì)產(chǎn)品酒精度影響的大小順序?yàn)锽＞A＞C＞D，即發(fā)酵溫度＞發(fā)酵時(shí)間＞初始pH＞酵母接種量，說明發(fā)酵溫度是影響番茄酒發(fā)酵的主要因素。溫度過高或過低都不能正常發(fā)酵，溫度過高容易使果香酒香散失，影響成酒的最終品質(zhì)；溫度過低，酵母菌發(fā)育緩慢，延長發(fā)酵周期。最佳的發(fā)酵工藝為A3B3C1D3，即發(fā)酵時(shí)間為7 d，發(fā)酵溫度為26 ℃，初始pH為4.7，酵母接種量為0.4 g/L。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，酒精度為9.0%，優(yōu)于其他組合。

2.3 番茄蜂蜜發(fā)酵酒的指標(biāo)

試驗(yàn)所得成品酒中的酒精度為9.0%，總糖為5.8 g/L，總酸含量為7.12 g/L，VC 含量為143.5 mg/L，甲醇的含量為0.011 g/100 mL，SO2的含量為120.32 mg/L，以上理化指標(biāo)均符合GB/T 15037。菌落總數(shù)為58 CFU/mL，大腸桿菌未檢出，致病菌未檢出。檢測結(jié)果均符合國家標(biāo)準(zhǔn)[22]。

表2 發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Orthogonal test results for optimizing fermentation conditions

3 結(jié)論

番茄蜂蜜酒的最佳發(fā)酵工藝為發(fā)酵溫度26 ℃，發(fā)酵時(shí)間7 d，初始pH 4.7。酵母接種量0.4 g/L，該條件下得到的蜂蜜番茄酒酒精度為9.0%，總糖為5.8 g/L，總酸為7.12 g/L，大腸桿菌未檢出，致病菌未檢出。蜂蜜番茄酒的理化檢測和衛(wèi)生檢測指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。