無花果山楂復合果酒釀造工藝優化

宋照軍，王樹寧，黃瀅潔，陳笑言，趙功玲，梁新紅

（河南科技學院 食品學院，河南 新鄉 453003）

無花果（Ficus caricaL.）鮮果中含有豐富的維生素、有機酸、礦物質、人體內必需的氨基酸和膳食纖維等[1-2]，是一種藥食兩用的水果，可以潤腸通便，生津止渴，消炎解痛消腫，含糖量高達24%[3]。山楂（Crataegi fructus）又名山里紅，含有大量的胡蘿卜素和黃酮類化合物等，具有降血脂、降血壓、抗心律不齊等作用，同時還具有消食化滯，健胃開脾，活血化痰的功能[4]，但山楂酸度較高，有機酸含量可達4.1%～7.3%[5]。將無花果和山楂混合釀造果酒能更好地協調山楂的酸度高和無花果含糖量高的特點。

目前有分別用山楂、無花果、山楂與谷類釀酒[6-8]的相關報道，但鮮見無花果和山楂復合酒的研究。用無花果釀造的酒中酸度較低，為達到酒品質量標準，需加酸進行成分調整[9]；用山楂釀造的酒中酸含量較高，而進行降酸處理的步驟繁瑣、操作困難，且成本增加[10]。將無花果和山楂進行復配，以期彌補釀造果酒中山楂糖度不足、酸過多和無花果酸度不足、糖過多的現象，同時使釀造果酒兼具兩種原料共有的特性。

本研究以新鮮山楂和無花果作為原料，采用邊浸漬邊發酵工藝，研究不同酵母、加糖量、發酵時間和發酵溫度對復合果酒發酵工藝的影響，為無花果和山楂的充分利用及豐富果酒種類提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮山楂果（河南豫北紅山楂）、無花果（新疆早黃無花果）：市售；葡萄酒酵母CECA、BV818、NSD：安琪酵母有限公司。甲醇標準品（色譜純）：山東西亞化學工業有限公司；其他試劑均為國產分析純。

1.2 儀器與設備

SPX-250B型生化培養箱：上海躍進醫療器械廠；AL204/01型電子天平：梅特勒托利多儀器有限公司；JJ-2型組織搗碎機：江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；pHS-3C型pH計：上海儀電科學儀器股份有限公司；0～50°（20 ℃）酒精計：黃驊渤海比重計廠；Multifuge X1R冷凍離心機：美國Thermo Scientific公司；TU-1810PC紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限責任公司；LC-10AT液相色譜儀：日本島津公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 無花果山楂復合果酒的加工工藝流程及操作要點

操作要點：

無花果漿的制備：選取果粒飽滿，成熟度高，無腐爛狀態的新鮮無花果，用流動的水清洗，瀝干水分后去梗，將其切成5 mm厚的薄片。稱取50 g無花果薄片，按照料液比1∶9（g∶mL）加水混合，即為無花果漿。

無花果山楂混合果漿的制備：挑選新鮮，顏色鮮紅，無蟲口腐爛的新鮮山楂果，用流水清洗，瀝干水分，用刀去核、去梗、去蒂，然后迅速進行切片，稱取切片后的山楂150 g，放入制備好的無花果漿中，將無花果山楂混合液置于80～85 ℃水浴中浸提90 min，待果液冷卻后獲得無花果山楂混合果汁，制取的混合漿汁液的糖度為24.7 g/L，酸度為6.2 g/L。

調糖：糖度是影響酵母發酵、酒精產生及果酒口感的重要影響因素。添加一定量的蔗糖入無花果山楂混合果漿汁中，糖含量控制在105～185 g/L范圍。

添加酵母：將活性干酵母加入28 ℃溫水中，水∶酵母=20∶1（g∶mL），然后密封進行活化20 min。活化后的酵母按0.1%接種量加入混合果液中。

發酵：在發酵溫度22～38 ℃的條件下發酵2～10 d。

陳釀：取發酵上清液，在4 ℃條件下陳釀28 d，使酒味協調，風味更加突出。

1.3.2 無花果山楂復合果酒發酵工藝優化單因素試驗

酵母種類：按照1.3.1方法制備無花果山楂混合漿汁若干份，分別加入4種不同酵母，即CECA、BV818、CECA+NSD（1∶1）和BV818+NSD（1∶1）。在發酵溫度30 ℃、發酵時間6 d、加糖量150 g/L、酵母添加量均為0.1%的條件下，分別考察酵母種類對復合果汁發酵的影響。

加糖量：按照1.3.1方法制備無花果山楂混合漿汁若干份，在CECA酵母加入量0.1%，發酵溫度30 ℃，發酵時間6 d的條件下，考察蔗糖添加量（105 g/L、125 g/L、145 g/L、165 g/L、185 g/L）對復合果漿汁發酵的影響。

發酵時間：按照1.3.1方法制備無花果山楂混合漿汁若干份，在發酵溫度30 ℃，加糖量165 g/L，酵母CECA的添加量0.1%條件下，考察發酵時間（2 d、4 d、6 d、8 d、10 d）對復合果汁發酵的影響。

發酵溫度：按照1.3.1方法制備無花果山楂混合漿汁若干份，在發酵時間6 d，加糖量165 g/L，酵母CECA的添加量0.1%條件下，考察發酵溫度（22 ℃、26 ℃、30 ℃、34 ℃、38 ℃）對復合果漿汁發酵的影響。

1.3.3 無花果山楂復合果酒發酵工藝優化響應面試驗

響應面分析法用以考察加糖量（A），發酵時間（B），發酵溫度（C）對無花果山楂復合果酒發酵的影響。在單因素試驗的基礎上，無花果山楂復合果酒的發酵條件優化響應面試驗設計因素與水平見表1。

表1 無花果山楂復合果酒發酵條件優化響應面試驗設計因素與水平Table 1 Factors and levels of response surface experiments design for fermentation conditions optimization of fig and hawthorn compound wine

1.3.4 無花果山楂復合果酒的品質分析

（1）感官評定：依據國標GB 15037—2006《葡萄酒》[11]制定出無花果山楂復合酒的感官評分標準。依據20位品酒師的感官品嘗，從香氣、色澤、味道典型性四個方面對無花果山楂復合果酒進行感官評分，滿分100分，評分標準見表2。

表2 無花果山楂復合果酒感官評分標準Table 2 Sensory evaluation standards of fig and hawthorn compound wine

（2）理化指標：參照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[12]測定總糖、總酸、酒精度，雜醇油含量；依據GB 5009.34—2016《食品安全國家標準食品中二氧化硫的測定》、GB 5009.266—2016《食品安全國家標準食品中甲醇的測定》、NY/T1600—2008《水果、蔬菜及其制品中單寧含量的測定》中方法分別檢測二氧化硫、甲醇、單寧的含量[13-15]。

（3）微生物指標：參照GB 4789.2—2016《食品微生物學檢驗菌落總數測定》中方法測定細菌總數、大腸桿菌數[16]：參照GB 29921—2013《食品中致病菌限量》中方法測定致病菌[17]。

1.3.5 統計分析方法

使用SPSS Statistic 23.0軟件進行數據分析；使用最小顯著性差異（least significant difference，LSD）法進行顯著性方差分析。

2 結果與分析

2.1 酵母種類的篩選

NSD為產香酵母，發酵能力有限；CECA常用于紅色水果；BV818對不良環境抗性較好。不同酵母種類對復合果酒發酵的影響，結果見表3。

表3 酵母種類對無花果山楂復合果酒發酵的影響Table 3 Effect of yeast species on fig and hawthorn compound wine fermentation

由表3可知，酵母CECA、BV818、CECA+NSD（1∶1）和BV818+NSD（1∶1）發酵的果酒的酒精度為（6.90±0.40）%vol～（7.30±0.03）%vol，經顯著性方差分析，其酒精度無顯著性差異（P＞0.05）。其中CECA+NSD（1∶1）發酵果酒感官評分最高，為（88.60±0.12）分，此時酒液果香濃郁，口感均衡。一般情況下，CECA更適合干紅葡萄酒和紅色水果，BV818雖然對不良環境抗性較好，但其口感較差。因此，確定無花果山楂復合果酒釀造的最佳酵母組合為CECA+NSD（1∶1）。

2.2 加糖量對復合果酒發酵的影響

考察加糖量對復合果酒發酵酒精度和感官評分的影響，結果見圖1。

由圖1可知，隨著加糖量在105～185 g/L范圍內的增加，果酒的酒精度逐漸增加，加糖量在165 g/L時達到（7.90±0.40）%vol，隨著糖量的繼續增加，酒精度升高不顯著（P＞0.05）。加糖量在105～165 g/L時，復合果酒感官評分逐漸升高，當加糖量達到165 g/L時，復合果酒感官評分最高，為（90.60±0.60）分，隨著糖量增加至185 g/L時，復合果酒感官評分顯著下降至（86.70±1.70）分（P＜0.05）。這可能是因為當加糖量達到165 g/L時，酒液中殘糖、酸性物質和單寧等含量適中，所以口感較佳，再繼續增加糖的量，酒的甜度太高，破壞了酒香味，感官評分降低。因此，復合果酒發酵最佳加糖量為165 g/L。

圖1 加糖量對無花果山楂復合果酒發酵的影響Fig.1 Effect of sugar addition on fig and hawthorn compound wine fermentation

2.3 發酵時間對復合果酒發酵的影響

發酵時間過短，果酒會發酵不完全，從而達不到酒精度的要求；發酵時間過長則會導致酒的口感變差，甚至會有腐敗變壞的后果[18]。考察時間對復合果酒發酵酒精度和感官評分的影響，結果見圖2。

由圖2可知，隨著發酵時間在2～10 d范圍內的增加，復合果酒酒精度在第6天之前大幅度增加，第6天達到（7.80±0.20）%vol，隨后酒精度變化不明顯，保持在（7.90±0.00）%vol不變。感官評分在發酵時間為2～6 d范圍內逐漸增加，第6天達到最高，為（90.10±0.64）分，第6天之后感官評分值逐漸降低。因此，復合果酒最佳發酵時間是6 d。

2.4 發酵溫度對復合果酒發酵的影響

發酵溫度對果酒發酵有很大影響。KILLIAN E等[19]認為，發酵溫度低可以改善產品質量，但進一步降溫就會破壞這種平衡。考察溫度對復合果酒發酵酒精度和感官評分的影響，結果見圖3。

圖3 發酵溫度對無花果山楂復合果酒發酵的影響Fig.3 Effect of fermentation temperature on fig and hawthorn compound wine fermentation

由圖3可知，隨著發酵溫度在22～30 ℃范圍內的增加，果酒的酒精度隨之增加，并在發酵溫度30 ℃時達到最大值，為（7.80±0.15）%vol，當發酵溫度高于30 ℃之后，其酒精度在逐漸減少，原因可能是酵母對高溫沒有耐受性，溫度過高會使酵母失活；感官評分值在26 ℃時達到最高，為（91.20±0.35）分，之后隨著發酵溫度的升高，其感官評分值逐漸降低。因此，復合果酒發酵的最佳溫度是26 ℃。

2.5 發酵工藝優化響應面試驗結果

在單因素試驗結果基礎上，以加糖量（A），發酵時間（B），發酵溫度（C）為考察因素，感官評分（Y）為響應值，采用Box-Benhnken 設計方案進一步優化發酵工藝，響應面試驗設計結果見表4，方差分析見表5。

表4 無花果山楂果酒發酵條件優化響應面試驗設計結果Table 4 Design and results of response surface experiments design for fermentation conditions optimization of fig and hawthorn compound wine

表5 回歸模型方差分析及顯著性檢驗Table 5 Variance analysis and significance test of regression model

采用Design-Expert 8.0.5 軟件對表4數據進行多元回歸擬合，得到感官評分（Y）對加糖量（A）、發酵時間（B）、發酵溫度（C）的二次多項回歸方程為：Y=93.78+2.34A+4.16B+3.68C+5.10AB-2.38AC+1.92BC-9.02A2-7.46B2-6.99C2。

由表5可知：該回歸方程模型極顯著（P＜0.000 1），失擬項P值=0.083 3＞0.05，失擬性檢驗結果不顯著。決定系數R2=0.979 4，調整決定系數R2Adj=0.952 8，說明模型可解釋97.94%的可變性，回歸模型有高度相關性，可以應用于無花果山楂復合果酒釀造工藝研究的理論預測。對模型回歸方程系數顯著性試驗說明，一次項A，交互項AC對結果影響顯著（P＜0.05），一次項B、C、交互項AB、二次項A2、B2、C2對結果影響極顯著（P＜0.01）；交互項BC對結果影響不顯著（P＞0.05）。各因子對感官評分的影響依次是B（發酵時間）＞C（發酵溫度）＞A（加糖量）。

2.6 響應面結果分析

響應值和各試驗因子構成間的立體曲面和等高線見圖4。由圖4a可知，當發酵時間一定時，感官評分隨加糖量增加，呈先增大后減少的趨勢。當加糖量一定時，感官評分隨著發酵時間增加，呈先增大后減小的趨勢。等高線緊密，說明感官評分在試驗變化范圍內存有極高值，交互影響作用顯著，和方差分析結果相同。

由圖4b可知，當發酵時間一定時，感官評分隨發酵溫度上升而呈先增大后減少的趨勢。當發酵溫度一定時，感官評分隨發酵時間增長而呈先增大后減小的趨勢。圖中等高線緊密，說明感官評分在試驗變化范圍內有極高值，交互影響作用顯著，和方差分析的結果相同。

圖4 加糖量、發酵時間及發酵溫度交互作用對無花果山楂復合果酒感官評分影響的響應面及等高線Fig.4 Response surface plots and contour lines of effects of interaction between sugar addition,fermentation temperature and time on sensory score of fig and hawthorn compound wine

由圖4c可知，當發酵溫度一定時，隨著加糖量增加感官評分呈先增大后減少的趨勢。當加糖量一定時，感官評分在發酵溫度增加時，呈現出先增大后減小的趨勢。圖中等高線緊密，說明感官評分在試驗變化范圍內存有極高值，與方差分析結果相同。

2.7 響應面驗證試驗

通過回歸模型的預測得到無花果山楂復合果酒的最佳發酵工藝為加糖量為169.03 g/L，發酵時間為6.77 d，發酵溫度為27.13 ℃。此時感官評分的理論值為95.33分。為了便于實際操作，將發酵工藝參數修正為加糖量169 g/L，發酵時間7 d，發酵溫度27 ℃。在此優化條件下，感官評分實際值為95.30分，與理論預測值誤差較小，證明該模型可有效預測無花果山楂復合果酒工藝研究。

2.8 無花果山楂復合果酒的質量分析

無花果山楂復合果酒酒香純正，清澈透亮，呈淺紅色。酒精度為7.8%vol，總糖為1.15 g/L，總酸為6.85 g/L，單寧含量為39.05 mg/L，甲醇含量為0.002 g/100 mL，雜醇油含量為0.001 g/100 mL；細菌總數為15 CFU/mL，大腸桿菌數為1 MPN/100 mL，未檢測出致病菌。其品質指標均符合相關國家標準[20]。

3 結論

在單因素試驗的基礎上，應用響應面工藝優化，預測得到無花果山楂復合果酒工藝最佳工藝參數為：選用酵母為CECA+NSD（1∶1），加糖量169 g/L，發酵時間7 d，發酵溫度27 ℃。此優化條件下得到復合果酒酒精度為7.8%vol，感官評分為95.30分，釀造的復合果酒口感酸甜協調，果香濃郁。各項理化指標及微生物指標均符合相關國家標準。