復合果渣發酵酒加工工藝研究

陳祖滿，鄭云峰，李伊佳，師邱毅

（1. 浙江醫藥高等專科學校，浙江寧波 315100；2. 國家黃酒產品質量監督檢驗中心，浙江紹興 312071）

0 引言

藍莓、桑果、楊梅是南方近年來發展和利用較快的漿果，具有營養價值高、色澤艷麗、口感好等特點，受到消費者的歡迎。藍莓為杜鵑花科（Ericaceae） 越橘屬（Vaccinium spp.） 植物[1]，含有極為豐富的天然水溶性色素花青素[2]、有機酸、黃酮醇等特殊營養成分，被稱為“漿果之王”[3]。藍莓除了鮮食外，多被加工成果汁和果酒等，生產過程中產生大量副產物果渣，而藍莓果實中花青素含量最豐富的部分是其特有的紫色果皮部位[4]。因此，藍莓果渣可以作為抗氧化活性化合物的來源[5]。藍莓果渣作為一種藍莓果汁生產過程的副產物，富含多酚類化合物[6]和膳食纖維素[7]，是天然抗氧化劑和天然色素的豐富來源[8]。已經報道的酚類化合物的功效有抗氧化、清除自由基、降低正常細胞被氧自由基破壞的程度[9－11]、抗炎癥[12]等。桑葚，又名桑果、桑棗、桑實、桑子等，是桑樹的成熟果穗，為聚花果，由多數小瘦果聚合而成，呈長圓形，屬聚合漿果，果肉柔嫩多汁，營養豐富，風味獨特，而且色澤誘人，是良好的食品加工原料[13]。桑葚鮮果中富含葡萄糖、果糖、蘋果酸、亞油酸，還含有16 種氨基酸（其中人體必需的8 種氨基酸含量約占總氨基酸的30.25%）、維B1、維B2、維C 和胡蘿卜素，以及人體缺乏的Zn，Mn，Ca 等礦物質和微量元素，國家很早就把桑果列為既是食品又是藥品的保健食品行列[13-14]。楊梅果實營養豐富，富含葡萄糖、果糖、檸檬酸、果酸、維B、維C 等[15]營養成分。據報道，果實含糖量高達10%～30%，果酸0.5%～1.2%，每100 g 果肉中含蛋白質0.7 g，脂肪0.3 g，粗纖維0.4 g，灰分3 g，Ca 12 mg，Fe 0.6 mg，以及豐富的維生素，熱量為129.76 kJ[16]。此外，果實含鉀量是所有水果中最高，鮮果中含鉀量達1 410.0 mg/kg[17]，亦含有豐富的花色苷和類黃酮，具有較強的抗氧化和抗衰老作用。目前對營養豐富的漿果開發方興未艾，大多以利用果肉、果汁為主，富含營養成分的果渣大多未得到利用，作為廢棄物拋棄，不僅污染環境，還極大浪費了可以綜合利用的資源。

充分利用藍莓果渣富含的花色苷、桑果渣穩定色素、楊梅渣豐富多酚類物質，揚長避短，通過對果渣配比、發酵影響、發酵菌種和工藝參數的研究，確定復合果渣發酵酒加工工藝，解決以往漿果開發中存在的原料利用率低、營養成分單一、成本高、品質不穩定、風味差等問題，為生產色澤艷麗、富含纖維素、品質穩定性好、成本低的優質果酒提供技術指導。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 主要原材料

藍莓、桑果，奉化原料基地提供；楊梅，慈溪楊梅基地提供；安琪酵母，湖北安琪酵母股份有限公司提供；法國進口果酒酵母：D254、帝伯仕降酸酵母、Lalvin，上海杰兔貿易有限公司提供；白砂糖（食品級）；二氧化硫（食品級），天津化工廠提供。

1.1.2 主要試劑

葡萄糖（分析純），上海山浦化工有限公司提供；40 g/L NaOH、0.1%酚酞、HCl（1+1）、葡萄糖標準溶液、次甲基藍指示劑（10 g/L）、斐林試劑、重鉻酸鉀、碘化鉀、硫酸溶液（以上均為分析純），浙江仙居縣興達化工廠提供。

1.2 儀器與設備

ISOLAB 型密度瓶，萊華爾科技（深圳） 有限公司產品；LAL1T 型酒精度計，廣州銘睿電子科技有限公司產品；FA2004 型分析天平，昆山艾思博格電子科技有限公司產品；全玻璃蒸餾裝置，上海精密儀器儀表有限公司產品；破碎機、DJ 型打漿機（刮板式）、DYJ 帶式壓榨機（帶過濾裝置），靖江前衛食品機械廠產品；低溫發酵罐，新鄉市新輕機械有限公司產品；陳釀罐，寧波市中興機械制造有限公司產品。

1.3 方法

1.3.1 分析方法

酒精度、總糖含量、總酸含量、干浸出物含量、SO2含量等按GB15037 葡萄酒中規定的國家標準檢測方法[18]檢測；感官評定：按孫君社[19]的方法進行。

1.3.2 試驗方法

（1） 復合果渣發酵酒試驗工藝。

復合果渣（藍莓渣∶桑果渣∶楊梅渣=3∶4∶3）→加水、加SO2→攪拌→成分調整（白砂糖、SO2、酵母） →主發酵→壓榨→后發酵→倒罐→陳釀→澄清、過濾→除菌過濾→灌裝→成品。

操作要點：

復合果渣制備：將藍莓渣、桑果渣、楊梅渣按3∶4∶3 比例混合后，加果渣質量∶水=1∶0.5，1∶1，1∶2 這3 種不同配比進行試驗，確定最適配比，在攪拌中加入50 mg/L SO2。

成分調整：將規定用量的白砂糖、酵母（需先活化）、剩余30 mg/L SO2加入到復合果渣中，攪拌均勻。

主發酵、壓榨：保持發酵溫度（18 ℃） 進行為期1 周的主發酵，發酵結束后進行壓榨，使渣汁得到分離，所分離出來的汁進入后發酵。

后發酵：將分離出來的酒液繼續進行發酵，直至殘糖小于4 g/L。

倒罐、陳釀：通過倒罐，去除酒液底部沉積的酵母泥、果泥及其他沉淀物，將分離出來的酒液進行陳釀，熟化酒的品質。

澄清、過濾：陳釀后的酒用澄清劑進行澄清，并通過用硅藻土進行過濾，使酒體澄清透明。

除菌過濾：用除菌膜式過濾機去除酒中微生物及雜物。

灌裝、封口：將過濾后的酒及時灌裝、封口，即得到成品。

（2） 單因素試驗方法。酵母發酵溫度根據酵母特性，從14 ℃開始，每提高2 ℃做1 個試驗，到22 ℃共5 個試驗進行單因素試驗，并對5 個樣品進行評分，選擇最適合的3 個溫度作為正交試驗的因素水平；菌種用量取0.010，0.015，0.020，0.025，0.030 g/L 做發酵試驗，對結果按1.3.1 中的方法進行評分，篩選出最適的3 個用量作為正交試驗的三因素水平；SO2添加量取40，60，80，100，120 mg/L 5 個試驗參數，將試驗結果進行評分，得出3 個參數作為正交試驗因素水平。

（3） 菌種優化篩選。從果酒行業常用的葡萄酒、果酒常用酵母中，在單因素試驗基礎上，選用安琪果酒酵母、D254、Lalvin、帝伯仕降酸酵母為復合果渣試驗菌種，通過對發酵試驗過程中主發酵所需時間、殘存糖含量、產酒率、生香情況及感官評定等因素的對比及分析，篩選出復合果渣發酵酒最適菌種。

（4） 發酵工藝參數的試驗。將篩選出的最適復合果渣發酵菌種，通過發酵溫度、菌種用量、SO2添加量等主要因素的單因素試驗，選取3 個較為合適的參數作為因子水平，然后通過正交試驗，確定最佳工藝參數。

2 結果與分析

2.1 復合果渣配比對果酒品質的影響

果渣中富含各種營養成分、風味物質、鮮艷的色素及大量可溶性物質，溶出結果直接影響復合果渣酒的品質。因此，確定好果渣與溶劑（水） 的配比非常重要。若水比例大，有利于果渣中各種成分的溶出，但也會使酒體較薄（干浸出物含量低）、色澤較淺、風味較淡；若水比例小，雖然酒體飽滿，但果渣中有效成分溶出較慢，發酵過程中由于物料較濃，皮渣易結塊，使發酵過程中熱量散發困難而導致酒酸敗（揮發酸高），因此找到適合的料（復合果渣） 液（水） 比是做好復合果渣酒的第一步。試驗在前期多次單果渣試驗的基礎上，選擇了3 種不同的料液比，進行發酵試驗。

不同料液比對酒品質的影響見表1。

表1 不同料液比對酒品質的影響

從表1 可以看出，料液比為1∶2.0 時，雖然產品的揮發酸較低，但酒體較薄、風味較淡，干浸出物低于國家標準（≥18 g/L）。料液比為1∶0.5 時發酵，產品雖然干浸出物較高，酒體飽滿，但過高的揮發酸使酒略帶酸味，皮渣中浸出苦味物質濃度高使酒略帶苦味。料液比為1∶1 發酵產品干浸出物符合國家標準，揮發酸含量一般，不影響風味，色澤及風味也較好。因此，綜合考慮復合果渣酒的最適料液比為復合果渣∶水=1∶1.0。

2.2 酵母菌種的篩選

優良酵母應具有發酵能力強、殘糖含量低、抗逆性及生香能力強，并與酒體相協調等特點。對復合果渣酒發酵而言，相對一般漿果發酵酒，發酵物料具有黏度低、酸度不高、原始菌數多、皮渣需要邊發酵邊浸提等特點。因此，能選擇一種既有一般優良酵母的性能，又有較強抗逆性的酵母，是進行酵母篩選的主要目標。根據復合果渣物料加工特性，結合酵母發酵特點，在前期單體酵母廣泛試驗的基礎，重點對適應性較強的4 種酵母從主發酵時間、產酒能力、殘糖、產品總酸及感官評定等幾方面進行了篩選試驗。

不同酵母菌種發酵試驗結果見表2。

從表2 可以看出，初步篩選后的4 種釀酒酵母，都具有較好的發酵能力。3#發酵較快，抗逆性強，發酵旺盛，酵母衰老快，殘糖含量最高，酒體略稍粗糙，味略帶甘甜；2#發酵時間最長，抗逆性差，效率不高，殘糖含量也較高；1#發酵時間一般，抗逆性強，產酒能力較強，殘糖含量低，綜合評分最高；4#酵母主發酵時間長，抗逆性略差，產酒能力強、殘糖較低，并具有降酸作用（從原果汁總酸5.60 g/L 降至產品總酸5.20 g/L），酸感略弱。因此，根據果渣發酵特點及發酵結果評價，選用1#：安琪作為復合果渣的發酵酵母。這與筆者《藍莓發酵酒工藝優化研究》中的研究結果相符。

表2 不同酵母菌種發酵試驗結果

2.3 主發酵工藝確定

復合果渣發酵過程中若發酵溫度過高，發酵過于旺盛，產生熱量多，發酵時間短，會使酵母老化較快，發酵酒殘糖含量高，酒體較粗糙，品質較差等問題；若溫度過低，發酵速度較慢，易受雜菌污染而使酒酸敗，生產效率低；SO2具有殺滅和抑制雜菌作用，促進色素單寧等有效成分溶出，使酒的品質及風味變好，但若用量過高，也會抑制酵母發酵，強烈刺激味會降低酒品質，用量過少起不到抑制雜菌作用，使發酵過程中揮發酸升高，加速酒的氧化，降低酒的品質；酵母添加量直接關系到發酵速度及生產成本，添加量過少，發酵速度慢、發酵時間長、發酵不徹底、殘糖含量多、生產周期較長，若酵母添加過多，繁殖快、發酵速度快、發酵時間短，影響發酵酒中風味物質的形成與積累，酒體較粗糙，發酵結束后大量的酵母死亡產生的酵母泥會直接影響酒的品質。

針對復合果渣物料發酵中有效成分的溶出需要一定的時間，果渣原始菌數含量相對較高等特點，需要相對低的發酵溫度、酵母添加量和較高的SO2添加量，因此，將發酵溫度、SO2用量、酵母菌用量作為影響發酵的主要因素進行單因素試驗。

單因素試驗結果見圖1。

從圖1 可以看出，不同發酵溫度對酒品質影響比較明顯，16，18，20 ℃3 個發酵溫度所發酵酒品質相對較好，因此作為正交試驗的3 個因素水平進行優化組合；酵母菌用量0.015，0.020，0.025 mg/L 3 個因素發酵后酒的品質較好，因此也作為發酵工藝優化試驗的3 個因素水平；SO2用量60，80，100 mg/L在3 個水平發酵酒品質相對較好，因此也作為工藝優化的3 個水平。

圖1 單因素試驗結果

在單因素試驗的基礎上，確定各自的試驗水平，進行了三因素三水平的正交試驗。

主發酵工藝參數的因素與水平設計見表3，正交試驗結果見表4。

表3 主發酵工藝參數的因素與水平設計

表4 正交試驗結果

通過對正交試驗結果（表4） 的直觀分析，發酵溫度（A） 的極差最大，其次SO2用量（C），最后是酵母菌用量（B），工藝參數的最佳組合為A2C2B2，即發酵溫度18 ℃，SO2用量80 mg/L，酵母菌用量0.02 mg/L。

正交試驗方差分析結果見表5。

從表4 和表5 正交試驗極差分析和方差分析可以看出，因素A 的影響最顯著（p＜0.05），其次是C，最后是B。可見影響主發酵的主次因素為A＞C＞B，最佳組合為A2B2C2，即發酵溫度18 ℃，SO2用量80 mg/L，酵母菌用量0.02 mg/L。經對優化組驗證試驗，其評分達到93.5 分，另外從組合結果及實際生產也可以看出溫度對主發酵的影響最明顯。

表5 正交試驗方差分析結果

2.4 產品標準[20]

根據最新版GB/T 15037—2006 葡萄酒標準規定，反映一些葡萄酒（果酒） 主要質量的指標。

葡萄酒（果酒） 主要質量指標見表6。

表6 葡萄酒（果酒） 主要質量指標

經評定，復合果渣果酒的主要品質指標感官、典型性符合國標要求，干浸出物含量18.3 g/L，酒精度12±0.5（V/V），總糖含量2.2 g/L，揮發酸0.52 g/L等主要理化指標符合上述國標要求，因此產品達到GB/T 15037—2006 葡萄酒標準規定要求的。

3 結論

在藍莓渣、桑果渣、楊梅渣按3∶4∶3 混合條件下，研究得出復合果渣與水最適配比為1∶1；最適酵母為安琪果酒酵母，在發酵溫度18 ℃，酵母用量0.02 mg/L，SO2用量80 mg/L 的工藝條件下發酵，能生產出酒精度12.0（V/V），揮發酸0.52 g/L，干浸出物18.3 g/L 的天然復合果酒；復合果渣酒具有濃郁的復合水果風味，豐富的營養成分和艷麗的色澤，與單一水果酒比具有更優質的品質。