圣女果酒加工工藝研究

（百色學院農業與食品工程學院，廣西百色533000）

圣女果又可叫小西紅柿，中文名為櫻桃番茄[1]，圣女果可以作為菜類食用又可以作為生果，果肉的味道酸甜可口、營養豐富，顏色艷麗飽滿，果實內部包含全部普通番茄里含有的營養，它的維生素類成分含量相對普通番茄要高，被聯合國糧農組織列為優先推廣的“四大水果”之一[2]。圣女果是一種高營養類型的蔬果，圣女果果肉中含有糖分、果膠、番茄紅素[3]、礦物質[4]、胡籮卜素、蛋白質、以及維生素B1、維生素B2[5]。以圣女果為原料，研究酵母菌種及添加量、白砂糖添加量、SO2濃度和發酵溫度對圣女果酒發酵的影響，為圣女果酒在倍受青睞的保健類綠色果酒領域里占有一席之地打下基礎，提高經濟效益。

1 材料與儀器

1.1 材料

圣女果、白砂糖：市售；甜酒曲、葡萄酒酵母、活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；調硫片：煙臺帝伯仕自釀機有限公司。

1.2 儀器與設備

HH-S6電熱恒溫水浴鍋：常州國華電器有限公司；DHG-9030A電熱恒溫干燥箱、LRH-1000F生化恒溫培養箱：上海一恒科學儀器有限公司；WAY-2W阿貝折射儀：上海天壘儀器儀表有限公司；JYL-C93T榨汁機：九陽；XY-M系列精密電子臺秤：上海高致精密儀器有限公司；數顯PHS-25：上海雷磁儀器有限公司；L6S紫外可見分光光度計：上海儀電分析儀器有限公司。

2 方法

2.1 圣女果酒主發酵工藝流程

圣女果→清洗→去梗→燙漂→組織破碎→50℃果膠酶處理4 h酵解活化→過濾→調配→滅菌→添加酵母→主發酵→裝瓶→后發酵→陳釀

2.1.1 操作要點

2.1.1.1 圣女果的篩選

選擇新鮮成熟無病害的鮮紅的圣女果，以保證成品酒的品質。

2.1.1.2 圣女果汁的制取

根據SO2濃度大小向榨出來的圣女果汁中加入調硫片，以質量分數為0.025%的比例添加果膠酶，將兩者充分溶于10 mL水中，加入榨汁破碎機中。取清洗好的圣女果稱好重量后加入榨汁破碎機中，通電榨成漿水，調節恒溫水浴鍋溫度為50℃，并將果汁放在水浴中保溫4 h后，利用濾布濾去果渣，獲取澄清的原果汁。

2.1.1.3 圣女果汁的調配

圣女果含糖質量分數基本維持在6.30%～7.88%，若圣女果僅依靠自身發酵則糖度較低。合理添加白糖提高發酵的酒度。可在加熱的水中添加白糖并不斷地攪拌制成糖漿：將5 g純凈水倒入250 mL燒杯中，煮沸后一邊攪拌一邊加白糖，直到使其完全溶解并形成糖漿；同時，糖與檸檬酸按100∶1（質量比）的比例進行添加，待糖全部消融后，加入澄清的圣女果汁，攪拌使其消融[6]。pH值范圍為5～6時，更適合酵母的生長[7]，統一調節pH值為5，在這樣的pH值環境下酵母生長、繁衍和發酵都很快。在pH值過低時加入食用小蘇打進行調整，pH值過高時加入檸檬酸進行調整[8]。

2.1.1.4 添加酵母

將濃度為60 mg/L的SO2通入圣女果汁發酵液中，各自分別按0.05%的比例添加甜酒曲、葡萄酒酵母和活性干酵母，糖的添加量為20%，做好防護措施，置于25℃的生化培養箱中進行發酵，依據發酵液中相關的理化指標變化，來確定最適合的發酵劑種類。

2.1.1.5 主發酵

將添加發酵劑后的圣女果汁放入20℃～30℃的生化培養箱中發酵，發酵7 d，隔天測定發酵醪的pH值、可溶性固形物含量、還原糖含量和乙醇含量。

2.2 品質鑒定

2.2.1 pH值的測定

pH值的測定采用pH計進行測定（pH值測定法）[9]。

2.2.2 可溶性固形物含量的測定

可溶性固形物含量采用WAY-2W阿貝折射儀（折光儀法）進行測定[10]。

2.2.3 還原糖含量的測定

還原糖含量采用紫外可見分光光度計（3，5-二硝基水楊酸法）[11]進行測定。

2.2.4 乙醇含量的測定

乙醇含量采用紫外可見分光光度計（重鉻酸鉀法）[12]進行測定。

2.2.5 感官評定

邀請5～10名品酒員（酒精不過敏的男女）對圣女果酒主發酵的每個產品進行感官評價：觀、嗅、嘗，并按表1所給的評定標準對果酒的感官品質進行評定和給出建議，再根據其結果計算平均值，從而得出各產品的最終感官得分。

表1 感官評價評分表Table 1 Sensory evaluation score

2.3 試驗設計

2.3.1 單因素試驗確定最適的酵母種類、酵母添加量、SO2添加量、發酵溫度和糖的添加量

2.3.1.1 發酵劑種類的確定

在發酵溫度為25℃，糖添加量為20%，調整pH值為5.0，發酵劑添加量為0.05%，SO2濃度為60 mg/L，分別添加甜酒曲、葡萄酒酵母、活性干酵母的條件下進行主發酵7 d，隔天測定不同種類發酵劑發酵的圣女果酒的pH值、可溶性固形物含量、還原糖含量和乙醇含量等指標。

2.3.1.2 發酵劑添加量的確定

在發酵溫度為25℃，糖添加量為20%，調整pH值為5.0，SO2濃度為60 mg/L，發酵劑為葡萄酒酵母，葡萄酒酵母的接種量為別為0.02%、0.05%、0.08%的條件下進行主發酵7 d，隔天測定不同種類發酵劑發酵的圣女果酒的pH值、可溶性固形物含量、還原糖含量和乙醇含量等指標。

2.3.1.3 SO2添加量的確定

在發酵溫度為25℃，糖添加量為20%，調整pH值為5.0，發酵劑為葡萄酒酵母，葡萄酒酵母的接種量為0.05%，SO2濃度分別為50、60、70 mg/L的條件下進行主發酵7 d，隔天測定不同種類發酵劑發酵的圣女果酒的pH值、可溶性固形物含量、還原糖含量和乙醇含量等指標。

2.3.1.4 發酵溫度的確定

在糖添加量為20%，酵母劑為葡萄酒酵母，調整pH值為5，發酵劑添加量為0.05%，SO2濃度為60 mg/L，發酵溫度分別為20、25、30℃的條件下進行主發酵7 d，隔天測定不同種類發酵劑發酵的圣女果酒的pH值、可溶性固形物含量、還原糖含量和乙醇含量等指標。

2.3.1.5 糖添加量的確定

在發酵溫度為25℃，SO2濃度為60 mg/L，發酵劑為葡萄酒酵母，調整pH值為5，發酵劑添加量為0.05%，糖的添加量分別為15%、20%、25%的條件下進行主發酵7 d，隔天測定不同種類發酵劑發酵的圣女果酒的pH值、可溶性固形物含量、還原糖含量和乙醇含量等指標。

2.3.2 正交試驗優化圣女果酒主發酵工藝參數

為確定圣女果酒發酵的工藝參數，在單因素基礎上以生成的乙醇含量和感官評定作為試驗指標，通過三因素三水平正交試驗優化白砂糖含量、SO2含量、發酵劑添加量、發酵溫度參數。因素水平見表2。

表2 正交試驗因素表Table 2 Factors and levels used in orthogonal array design

3 結果與分析

3.1 發酵劑種類的確定

選擇合適的發酵劑對釀出優良酒質的果酒有重要意義[13]。判斷是否是合適的發酵酵母的依據是具有發酵底物能力強，發酵啟動快，酒精產率高，釀造的果酒有良好的風味等特征[14]。甜酒曲、葡萄酒酵母、活性干酵母3種發酵劑試驗結果見圖1、表3。

圖1 發酵劑種類對圣女果酒主發酵的影響Fig.1 Effect of yeast species on the primary fermentation of cherry tomato wine

表3 不同發酵劑種類發酵性能比較Table 3 Comparison of fermentability of different yeast species

由圖1、表3可知，隨著發酵時間的延長，酵母數量的增加，發酵液中的糖含量降低，乙醇含量逐漸升高。葡萄酒酵母在2 d～3 d之間糖含量減少幅度增大，而乙醇含量增加幅度提高，說明發酵啟動快，發酵至第7天，乙醇含量在3種酵母發酵中最高，說明發酵底物能力強，酒精產率高，感官評價評分最高，說明發酵的果酒具有良好的風味。因此，選用葡萄酒酵母作為發酵圣女果酒的發酵菌種。

3.2 發酵劑添加量的確定

圣女果酒若不添加酵母，亦可自然發酵成果酒，但圣女果自然攜帶的酵母不易控制，發酵的不同批次的果酒質量不穩定，為獲得質量穩定一致的圣女果酒，應添加優良的純酵母進行培養發酵[15]。不同的發酵劑添加量對果酒發酵的影響也不一樣。不同發酵劑添加量的發酵結果比較見表4，酵母添加量對圣女果酒主發酵的影響見圖2。

由圖2可知，其中0.08%發酵劑添加量的pH值變化、還原糖含量變化都明顯于其他兩種發酵劑添加量的發酵數據變化，且發酵最為迅速。0.02%酵母添加量和0.05%發酵劑添加量的發酵數據變化相對接近，皆在第4天之后反應進程逐漸穩定，發酵劑發酵接近尾聲。由表4可知，當發酵劑添加量為0.02%時，其果酒的乙醇含量相對較高，感官評分也最高。

表4 不同發酵劑添加量的發酵結果比較Table 4 Comparison of fermentability of different yeast addition levels

圖2 發酵劑添加量對圣女果酒主發酵的影響Fig.2 Effect of yeast addition levels on the primary fermentation of cherry tomato wine

3.3 SO2添加量的確定

不同SO2添加量的發酵結果比較見表5，SO2添加量對圣女果酒主發酵的影響見圖3。

表5 不同SO2添加量的發酵結果比較Table 5 Comparison of fermentability of different SO2addition levels

圖3 SO2添加量對圣女果酒主發酵的影響Fig.3 Effect of SO2addition levels on the primary fermentation of cherry tomato wine

由圖3可知，SO2濃度為50 mg/L和70 mg/L的數據變化相對接近，而SO2濃度為60 mg/L時發酵果汁產酸的速率略微低于其他兩種濃度；SO2濃度對糖的利用無明顯區別，而SO2濃度為70 mg/L利用還原糖的速率較其他兩種濃度略高。整個發酵在第4天之后逐步減慢并趨于穩定狀態而停止。當SO2濃度為70 mg/L，在第6天～第7天期間酒精量略有下降，可能的原因為檢測過程中酒精的自然蒸發。SO2濃度為60 mg/L時產酒精的速率為最高，SO2濃度為50 mg/L和60 mg/L最終產出的酒精量基本一致，而SO2濃度為50 mg/L時產出的酒精量最多。可見該范圍內的SO2濃度對果汁發酵并無太大影響。經品鑒員對3瓶酒樣進行品嘗，當SO2濃度為70 mg/L時綜合得分為8.07，在這三者中為最高。

3.4 發酵溫度的確定

不同發酵溫度的發酵結果比較見表6，發酵溫度對圣女果酒主發酵的影響見圖4。

表6 不同發酵溫度的發酵結果比較Table 6 Comparison of fermentability of different fermentation temperatures

由圖4可以知，當發酵溫度為30℃時，果汁產酸、耗糖速度以及產酒精的的速度是最快的，發酵反應也最為劇烈，此中溫度為20℃時整個果汁的發酵過程最慢，但最終產生的酒精量最多。整個發酵在第4天之后逐步減慢并趨于穩定狀態而停止。經感官評價，當發酵溫度為30℃時綜合得分為7.83，在這三者中為最高。

圖4 發酵溫度對圣女果酒主發酵的影響Fig.4 Effect of fermentation temperatures on the primary fermentation of cherry tomato wine

3.5 糖添加量的確定

不同白糖添加量的發酵結果比較見表7，不同白糖添加量對圣女果酒主發酵的影響見圖5。

圖5 糖添加量對圣女果酒主發酵的影響Fig.5 Effect of sugar addition levels on the primary fermentation of cherry tomato wine

由圖5可知，當糖添加量為20%或25%時，果汁產酸的速率基本相同，而糖添加量為15%時產酸的速度最慢；糖添加量為25%時耗糖速率最低，而糖添加量為15%時耗糖速率最高；糖添加量為25%時產酒精的速率最高，最終產酒精量也是最多，而糖添加量為15%時產酒精的速率最低且產酒精量為最少。整個發酵在第5天之后逐步減慢并趨于穩定狀態而停止。經感官評價，當糖添加量為25%時綜合得分為8.25，在這三者中為最高。

3.6 主發酵工藝的正交試驗結果

優化主發酵工藝的試驗結果見表8。

由表8可知，就A因素而言，對乙醇和感官評價的影響均排在第一位，屬于主要因素，A3發酵的圣女果的酒精含量和感官評價都是最高的，原因可能是圣女果本身的含糖量較低，因此，選擇白砂糖的添加量為25%。

表8 圣女果發酵條件正交試驗結果分析Table 8 Analysis of orthogonal test result of the fermentation conditions of cherry tomato

B因素對酒精含量的影響排第三位，對感官評價的影響排第二位，屬于次要因素，B3產生的酒精含量和感官評價均最高，所以選擇70 mg/L。

C因素對酒精含量和感官評價的影響排在第四位，屬于最次要因素，C1產生的酒精含量最高，C2的感官評價最高，由于C是最次要因素，因此選擇葡萄酒酵母添加量為0.02%最經濟。

D因素對酒精含量的影響排第二位，對感官評價的影響排第三位，屬于次要因素，D1產生酒精量最高，D3的感官評價最高，D1的感官評價排第二位，因此選擇發酵溫度為20℃。

綜合分析，圣女果酒最佳工藝參數為A3B3C1D1，經驗證試驗得到該工藝參數下得到的果酒質量為最優，即圣女果果汁加入25%的白砂糖，經過70 mg/L的SO2處理后，加入0.02%的葡萄酒酵母，經20℃發酵后得到品質良好的圣女果酒。試驗研究結果與葉華[16]的研究有些差異。

4 結論

通過比較甜酒曲、葡萄酒酵母、活性干酵母對發酵圣女果酒品質的影響，選擇產酒能力較強，耐高濃度SO2的葡萄酒酵母作為圣女果酒發酵的菌種，可得到品質良好的圣女果酒。

經過單因素和正交試驗分析，圣女果酒主發酵的最佳工藝參數為：圣女果果汁加入25%的白砂糖，經過70 mg/L的SO2處理后，加入0.02%的葡萄酒酵母，經20℃發酵7 d后得到品質良好的圣女果酒。