歐李果露酒加工工藝優化

溫華婷,高娉娉,史肖,趙美,李敏,韓舜愈,王婧*

1(甘肅農業大學 食品科學與工程學院,甘肅 蘭州,730070) 2(甘肅省葡萄與葡萄酒工程學重點實驗室,甘肅 蘭州,730070)

歐李(Cerasushumilis)是我國特有的薔薇科櫻桃屬的一種矮生灌木[1],具有耐寒、耐旱、耐鹽堿、耐瘠薄、固沙、蓄水等特性,生長于我國山西、甘肅、內蒙古等長江以北地區[2]。歐李果實為漿果類,畝產量高達1 000～1 500 kg,果實色澤明艷、富含多種營養物質及抗氧化活性物質[3-7]。然而歐李果中有機酸和酚類物質含量較高,糖含量相對較低,果實口感酸澀,需經過特殊加工后方可食用[8]。歐李果實不耐貯藏,不宜長途運輸[9-10]。因此,加強歐李果實的深加工利用,對歐李果產業發展具有重要意義。

露酒是以蒸餾酒、發酵酒或食用酒精為酒基,加入可食用的植物輔料、食品添加劑,按一定的生產工藝加工而成,從而改變其原有風格的飲料酒[11]。露酒產品多樣、用料獨具風格,個性突出[12-13],且制作成本較低,工藝簡單,價格適中。露酒的乙醇體積分數一般為11%～18%,其風味隨添加物的不同而異,既有酒精飲料的特征,又保留了浸提物料的營養元素。目前,對露酒產品的研究主要在原料、生產工藝、風味物質分析等方面。夏其樂等[14]研究了楊梅露酒浸提工藝,明確了浸提過程中黃酮、總酚等主要功能性成分在酒體中的變化；張玲等[15]以菠蘿蜜和雙蒸餾酒為原料,研究了不同的浸提因素對露酒風味的影響,既保留了原料的營養價值和功能特性,又使產品在外觀、口感、風味方面獨具特色；劉媛等[16]以獼猴桃為原料,通過優化獼猴桃露酒的制備工藝,提高露酒的營養價值。隨著消費者生活質量的提高和健康意識的加強,對露酒產品的選擇將更加趨向于營養保健功能。歐李果實色澤艷麗,風味獨特,香氣濃郁,能夠滿足消費者視覺和口感上的需要。然而,以歐李為原料加工制作歐李果露酒的研究鮮有報道。

本試驗以新鮮歐李果實為原料,清香型白酒為酒基,采用模糊綜合評判法,通過單因素與響應面試驗對料液比、乙醇體積分數、浸提時間、浸提溫度這4個因素進行優化,以總酚和感官評分為指標,明確歐李果露酒的最佳浸提工藝,以期制備出一款口感醇正、香氣宜人、品質優良的露酒,為歐李果的利用和新產品的開發提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮歐李果果實,2019年9月采摘于甘肅皋蘭縣歐李果基地的“皋蘭山4號”,含糖量64.5 g/L(以葡糖糖計),總酸含量20.4 g/L(以酒石酸計)。基酒：乙醇體積分數為70%的清香型白酒,嘉峪關紫軒酒廠。

福林酚,中國國藥集團化學試劑有限公司；偏重亞硫酸鈉、氫氧化鈉、檸檬酸,中國天津市科密歐化學試劑有限公司；沒食子酸,甘肅中瑞化工有限公司；碳酸鈉,西安福瑞達化工有限公司；復鹽降酸劑,德國Erbsloeh集團。

HX502T電子天平,中國慈溪市天東衡器廠；8100摩爾超純水機,上海摩勒科學儀器有限公司；Genesis 10 s紫外可見分光光度計,美國Thermo Scientific公司；GZX-GF101-Ⅱ電熱恒溫鼓風干燥器、SPX-150-Ⅱ生化培養箱,上海躍進醫療器械有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 歐李果露酒工藝流程

歐李果露酒工藝流程如下：

歐李果實→分選除梗、去核→無菌蒸餾水調整基酒酒度→浸提→澄清處理→調配(降酸劑/白砂糖)→裝罐貯存

1.2.2 歐李果露酒浸提工藝操作要點

對新鮮歐李果實進行除梗、去核處理,將基酒(乙醇體積分數為70%的清香型白酒)用蒸餾水調配成所需酒精度,然后將基酒與歐李果以一定體積比混合浸提。浸提完成后進行澄清處理,并測定酒樣總酸和總糖,進行相應的調酸和調糖處理(利用商業化的復鹽降酸劑和白砂糖進行酸度和糖度調整,將總糖控制在100 g/L左右)。2～3個月后取樣進行指標測定。

1.2.3 歐李果露酒浸提條件優化

1.2.3.1 單因素試驗

為了考察不同因素對歐李果露酒中總酚含量及感官評價的影響,分別設置料液比(歐李果∶基酒)6∶4、5∶5、4∶6、3∶7、2∶8(g∶mL),乙醇體積分數26%、28%、30%、32%,浸提時間8、10、12、14、16、18 d,浸提溫度15、20、25、30 ℃。單因素按變量取值時,料液比、乙醇體積分數、浸提時間、浸提溫度固定值分別為4∶6、28%、14 d、20 ℃,分析各因素的最佳浸提條件。

1.2.3.2 響應面試驗

在單因素試驗結果的基礎上,選擇料液比、乙醇體積分數、浸提時間和浸提溫度4個因素,結合響應面試驗研究各因素及其交互作用對歐李果露酒總酚含量和感官評分的影響,并利用模糊綜合評判模型對歐李果露酒感官評分進行評價,確定歐李果露酒的最佳工藝條件。設計試驗因素水平及編碼值見表1。

表1 Box-Behnken實驗因素水平表Table 1 Box-Behnken experimental factors and levels

1.2.4 基本理化指標及微生物指標測定

總酸、總糖、乙醇體積分數和干浸出物的測定:參照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》進行測定。

總酯的測定：參照GB/T 27588—2011《露酒》進行測定。

細菌菌落總數測定：GB 4789.2—2010《食品微生物學檢驗菌落總數測定》。

1.2.5 總酚含量的測定

總酚含量的測定采用Folin-Ciocalteu法。參照王華[17]的方法繪制標準曲線。線性回歸方程為：y=0.001 5x+0.019,相關系數R2=0.999 5。樣品的測定：取1 mL酒樣稀釋至10 mL后,再取0.1 mL酒樣于10 mL容量瓶中,加入6 mL蒸餾水、0.5 mL 1 mol/L的Folin-Ciocalten顯色劑和1.5 mL 質量分數為17%的碳酸鈉溶液定容至10 mL,靜置2 h,然后測定765 nm處酒樣的吸光度,再根據標準曲線方程計算樣品中總酚含量(以沒食子酸計)。

1.2.6 感官評價

參考索安迪等[18]的方法對單因素試驗、響應面試驗以及驗證試驗進行感官評價。選擇10名經過專業培訓的品嘗員進行感官評定。分別從外觀、香氣、滋味、典型性4個方面,以優、良、中、差4個等級對每個酒樣進行評分。評分結果參照張勛等[19]的方法,采用模糊綜合評判法進行分析，如表2所示。

表2 歐李果露酒感官評分標準Table 2 Sensory scoring standard of Cerasus humilis liqueur

1.3 數據處理

采用Microsoft Excel 2010進行數據匯總,SPSS Statistics 22.0對數據進行單因素方差分析,并利用Duncan′s多重比較在置信區間0.05下對數據進行顯著性差異分析,采用Design-Expert 8.0.6.1軟件進行響應曲面數據分析,每試驗組設3次重復。

2 結果與分析

2.1 歐李果露酒單因素試驗

2.1.1 乙醇體積分數對歐李果露酒總酚含量及感官品質的影響

如圖1所示,總酚含量隨著乙醇體積分數增加而顯著升高，當增大至28%時趨于平衡,酒體中總酚含量達到峰值(2 304.44 mg/L),比26%的乙醇體積分數增加了13.21%。表明乙醇體積分數越大,酚類物質溶出越多,當酚類物質的提取率達到最大值,繼續增大乙醇體積分數對總酚含量沒有顯著增加,這與方堃等[20]研究結果類似。隨著乙醇體積分數的增大,供試酒樣的感官評分呈現先升高后降低的趨勢。乙醇體積分數為26%時,果香濃郁但口感不平衡,感官評分較低為79.9分；當增大至28%時,酒體香氣濃郁,口感協調,感官評分最高為82.6分；當乙醇體積分數為30%和32%時,突出的酒精味掩蓋了歐李果的果香,此外較高濃度的酒精也在口感上表現出令人不舒適的苛性感以及苦感,感官評分最低。因此,選取26%、28%、30%這3個水平的乙醇體積分數進行響應面試驗。

圖1 乙醇體積分數對歐李果露酒的影響Fig.1 Effect of ethanol volume fraction on Cerasus humilis liqueur

2.1.2 料液比對歐李果露酒總酚含量及感官品質的影響

由圖2可知,總酚含量隨著歐李果比例的減少而顯著降低,當料液比為2∶8時,總酚含量為1 162.22 mg/L,比初始值降低了53.96%。隨著料液比中歐李果占比的減少,感官評分呈現先升高后降低的趨勢；當歐李果與基酒的比例為6∶4和5∶5時,歐李果露酒色澤艷麗呈深寶石紅色,香氣濃郁,但酒體酸澀,口感不佳,感官評分較低,分別為76.5和78.5分；當料液比為4∶6時,酒體顏色呈寶石紅色,澄清透明,香氣濃郁,風味獨特,口感協調,感官評分最高為82.5分；當比例為3∶7和2∶8時,酒體香氣不足,顏色較淡,酒精味明顯,口感不協調。在選擇不同的料液比后,歐李果露酒的色澤、香氣以及澀味都發生了很大的變化。綜上,試驗選擇料液比5∶5、4∶6、3∶7 3個水平進行響應面試驗。

圖2 料液比對歐李果露酒的影響Fig.2 Effect of material-liquid ratio on Cerasus humilis liqueur

2.1.3 浸提時間對歐李果露酒總酚含量及感官品質的影響

由圖3可知,延長浸提時間有利于總酚的浸出,總酚含量逐漸升高,12 d后趨于平衡,總酚含量最高為2 084.44 mg/L,比初始值高13.28%。在浸提初期,延長浸提時間有利于增加總酚浸提率,但在相同的料液比與酒精度條件下,隨著浸提時間的增加,提取的總酚含量無明顯差異。由感官評分可知,隨著浸提時間的延長,感官評分呈先升高后降低的趨勢。當浸提時間為12 d時,感官評分最高為82.5分,12 d后感官評分逐漸降低,這是由于歐李果實中單寧和總酸含量較高,隨著時間的延長酒體酸澀感明顯增高。綜上,浸提時間選取10、12、14 d這3個水平進行響應面試驗。

圖3 浸提時間對歐李果露酒的影響Fig.3 Effect of extraction time on Cerasus humilis liqueur

2.1.4 浸提溫度對歐李果露酒總酚含量及感官品質的影響

由圖4可知,當浸提溫度為15 ℃時,總酚含量為2 182.22 mg/L,隨著浸提溫度的升高,歐李果露酒的總酚含量逐漸升高；當浸提溫度為30 ℃,總酚含量為2 515.56 mg/L,比初始值高13.25%。這是由于溫度的升高有利于歐李果實中各種物質的溶出,加速歐李果與酒體融合,這與張玲等[15]的研究結果類似。由感官評分可知,當浸提溫度為15 ℃時,酒體澄清透明,顏色呈桃紅色,酸甜適口,但香氣不足,感官評分較低為81.3分。隨著浸提溫度的升高,感官評分逐漸升高,當浸提溫度為20 ℃時,評分最高為83分,酒體澄清透明,呈現寶石紅色,香氣濃郁,口感協調；但當浸提溫度為25和30 ℃時,酒體呈暗紅色,酸澀感增強,感官評分較低。浸提溫度的升高有利于增加可溶性成分的溶解度并提高擴散速度,但當浸提溫度繼續升高,不僅加速花色苷類物質的溶出,也會加速單寧、酸類、果膠等物質的浸提,導致酒液顏色加深、酒體渾濁、口感酸澀[21]。綜上,選取浸漬溫度為15、20、25 ℃這3個水平進行響應面試驗。

圖4 浸提溫度對歐李果露酒的影響Fig.4 Effect of extraction temperature on Cerasus humilis liqueur

2.2 歐李果露酒響應面試驗

2.2.1 響應面設計及結果

根據單因素試驗結果,采用Design-Expert 11軟件進行響應面試驗設計,對表3中的試驗數據進行多元回歸擬合,得到試驗中4個因素水平對歐李果露酒感官評價(Y1)與總酚(Y2)的二次多項回歸方程式：

表3 響應面試驗設計及結果Table 3 Response surface test design and results

Y1=83.34+1.52A-1.42B+0.47C-0.41D-0.90AB+0.28AC+0.55AD-0.38BC+0.28BD+0.50CD-5.69A2-2.68B2-1.83C2-1.15D2

Y2=1 996.00+251.11A+90.56B+23.33C+39.44D-95.00AB+20.00AC+15.00AD-16.67BC+60.00BD-2.00CD-238.00A2-77.17B2-51.33C2-55.50D2

由表4可知,試驗中分別以感官評價(Y1)和總酚(Y2)為響應值的回歸模型差異極顯著(P<0.01),模型失擬項不顯著,R2分別為0.988 2和0.963 4,表明該模型與實際試驗擬合度好,用于模型試驗結果可靠。在Y1模型中一次項A、B、C表現為極顯著,D表現為顯著,二次項A2、B2、C2、D2表現為極顯著,交互項AB表現為極顯著,AD表現為顯著,其余為不顯著。在Y2模型中一次項A、B表現為極顯著,D表現為顯著,二次項A2、B2表現為極顯著,C2、D2表現為顯著,交互項AB表現為極顯著,其余為不顯著。各因素影響感官評分的順序為料液比>乙醇體積分數>浸提時間>浸提溫度,影響總酚含量的順序為料液比>乙醇體積分數>浸提溫度>浸提時間。

表4 模型方差分析表Table 4 Analysis of variance of the model

2.2.2 交互作用

Y1模型中AC、BC、BD、CD交互作用不明顯,因此只對AB、AD交互作用進行分析。響應面圖像中等高線是反映兩因素之間的交互作用,當等高線為橢圓時表明交互作用較強,當等高線為圓形時則交互作用較弱[22]。由圖5-a可知,沿A、B因素軸方向的較陡,則二者對感官評分影響程度較強,底部等高線為橢圓,表明料液比與乙醇體積分數間的交互作用強。由圖5-b所示,料液比與浸提溫度的交互作用次之,底部等高線為橢圓,表明料液比與浸提溫度間的交互作用顯著。

a-料液比和乙醇體積分數;b-料液比和浸提溫度;c-料液比和乙醇體積分數圖5 各因素交互作用Fig.5 Interaction among various factors

Y2模型中AC、AD、BC、BD、CD交互作用不明顯,因此,只對AB交互作用進行分析。由圖5-c可知,沿A因素軸方向的較陡,沿因素B軸方向較為平緩,說明與乙醇體積分數相比,料液比對總酚含量影響更大,并且料液比與乙醇體積分數間的交互作用較強。

2.3 驗證試驗

通過Design-Expert 11軟件進行數據分析,得到歐李果露酒的最優浸提條件：料液比4.26∶5.74,乙醇體積分數27.85%,浸提時間12.86 d,浸提溫度21.77 ℃,在此條件下感官評分為83.19分,總酚含量為2 046.67 mg/L。考慮實際生產條件,對最佳浸提工藝調整為料液比4∶6,乙醇體積分數28%,浸提時間13 d,浸提溫度22 ℃。在此條件下進行3次驗證試驗,試驗所得感官評分為83.25分,總酚含量為2 072.55 mg/L,與模型預測值差異較小。因此,通過響應面試驗優化的工藝參數具有較高的可行性。

2.4 理化指標及微生物指標分析

利用本試驗優化的最佳工藝參數進行基本理化指標及微生物指標測定,結果表明歐李果露酒乙醇體積分數為16.78%,總酸含量5.20 g/L,總糖含量101.2 g/L,干浸出物1.2 g/L,總酯含量1.19 g/L,細菌菌落總數<50 CFU/mL,各項檢測結果均符合國家標準。

表5 理化指標及微生物指標Table 5 Physicochemical and microbiological index

3 結論

以歐李果和清香型白酒為原料,通過單因素試驗和響應面分析法,研究不同浸提條件對以歐李果露酒品質的影響。結果表明,料液比4∶6,乙醇體積分數28%,浸提時間13 d,浸提溫度22 ℃為最佳浸提工藝。在此條件下得到的露酒酒體澄清透明,顏色呈寶石紅色,香氣濃郁,同時保留了歐李果獨特的風味特征。酒體乙醇體積分數為16.78%,總酸含量5.2 g/L,總糖含量101.2 g/L,干浸出物1.2 g/L,總酯含量1.19 g/L,總酚含量2 072.55 mg/L,感官評分83.25 分,衛生指標符合國家標準。試驗結果對豐富露酒品種,增強歐李果相關產品的深加工與開發以及帶動地方產業經濟提供了數據參考。