石榴精釀啤酒釀造工藝的研究

熊 婧， 陳 軍

（宿州學院 生物與食品工程學院，安徽 宿州 234000）

石榴 （Pomegranate） 為石榴科植物，原產中國西域，漢代傳出中原，又叫金罌、沃丹、天漿等，性溫、味甘酸澀，石榴皮具有抑菌、收斂功效，石榴籽具有澀腸、止痢等功效[1]。石榴果實富含豐富的水果糖類、維生素、有機酸、易吸收脂肪及鈣、磷、鉀等礦物質，可補充人體熱量，但不增加身體負擔。其中，豐富的石榴多酚、維 C、維 E，這 3 種成分結合在一塊有驚人的抗氧化作用，比紅酒和綠茶高出 3 倍，可以清除體內自由基，改善暗黃膚色，淡化 色 斑 、 抗 衰 老 ， 對 于 冠 心 病 、 癌 癥 、 心 血 管 疾病[2-3]等有很好的治療作用。研究報告顯示，石榴汁在小鼠體內進行試驗研究時，發現能夠抵制癌細胞，其中富含大量活性物質抵制癌癥。此外，石榴還具有良好的抗菌、抗寄生蟲、抗病毒作用[2]。

我國水果資源穩居世界首位，是世界上最大的水果產出國，但大部分以鮮食為主，水果原材料綜合利用率[4]依舊有待提高，隨著果酒[5]行業的不斷發展，果酒釀造[6]推動一波新浪潮，不僅可以避免鮮果成熟期的堆積，還豐富了我國低度健康酒的產品種類，增加了原有水果的經濟價值[7-9]。我國工業啤酒市場相對飽和，精釀啤酒作為市場的補充，帶來了強大的市場競爭力，即將成為新的發展趨勢。對于我國盛產水果各個分區而言，果類啤酒[10]的研究可以作為水果深加工的一個探究方向，拓寬果酒釀造[11]的研究開發渠道，提高其產品附加值和經濟效益[12]。

以大麥芽和新疆石榴為原料，對 石榴精釀啤酒釀造工藝進行優化，得到一款理想的石榴精釀啤酒，拓寬石榴深加工領域的開發市場，為果類精釀啤酒的釀造工藝提供試驗基礎，提高水果的綜合利用率和社會效益[13]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新疆石榴，市售，新鮮無病蟲害；大麥芽、啤酒花、啤酒酵母，市售；其他化學試劑，實驗室自備。

1.2 儀器與設備

小型發酵罐、紫外可見分光光度計、數顯恒溫水浴鍋、手持式糖度計、超級恒溫水浴鍋、SHB-3型循環式多用真空泵、RE-5203 型旋轉蒸發器、高速冷凍離心機等。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

原料分選→粉碎→糖化→過濾→煮沸加啤酒花→去沉淀→冷卻→入罐→接種→前發酵 （加入處理好的石榴汁） →后發酵 （溫貯、冷貯） →澄清過濾→滅菌→灌裝→成品。

1.3.2 操作要點

（1） 石榴汁的制備。選擇新鮮完好、無病蟲害的石榴，經清洗、去皮及籽粒等其他雜質的處理后，添加 SO2、果膠酶進行破碎，過濾掉果渣及沉淀，獲得石榴汁。

（2） 啤酒花的添加。按照 1 kg 大麥芽中加入 1 g啤酒花的比例配制，共分 3 次加入。麥芽汁煮沸90 min，煮沸結束前 60 min 加入 0.4 g 啤酒花，結束前 30 min 再加入 0.6 g，最終煮沸結束后加入 0.5 g。

（3） 澄清過濾。對發酵好的果酒過濾，澄清酒液。

1.3.3 石榴精釀啤酒的感官評定

邀請啤酒廠專業技術人員 10 名，進行感官品質評定。

感官品質評定見表 1。

表1 感官品質評定

1.3.4 工藝優化單因素試驗

依 次 考 查 石 榴 汁 添 加 量 （5% ， 10% ， 15% ，20% ，25% ，30%）、 原 麥汁 濃 度 （6， 8， 10， 12，14 °P）、初始糖度 （20，22，24，26 °Bx） 對石榴精釀啤酒發酵的影響。

1.3.5 響應面分析試驗設計

根據響應面中心組合設計理論，用響應面法探討了石榴汁添加量添加量 （A）、初始糖度 （B）、原麥汁濃度 （C） 對石榴啤酒產品的影響，采用感官評分 （Y） 為響應值，對釀造工藝參數進行響應面優化試驗。

2 結果與分析

2.1 石榴汁添加量對石榴精釀啤酒釀造的影響

石榴汁添加量對石榴精釀啤酒釀造的影響見表 2。

表2 石榴汁添加量對石榴精釀啤酒釀造的影響

由表 2 可知，石榴精釀啤酒中酒精度因石榴汁添加量的增加而降低，而真正發酵度與此相反，在石榴汁添加量為 10%時，石榴精釀啤酒的感官評分最高。其原因主要是由于石榴汁添加太多，會導致酸甜不協調，果味比較濃重，而掩蓋了啤酒發酵自身的醇厚感。

2.2 原麥汁濃度對石榴精釀啤酒釀造的影響

原麥汁濃度對石榴精釀啤酒酒精度、真正發酵度及感官評分的影響見表 3。

表3 原麥汁濃度對石榴精釀啤酒酒精度、真正發酵度及感官評分的影響

由表 3 可知，石榴精釀啤酒的酒精度、真正發酵度隨原麥汁濃度的升高而升高，感官評分則與其相反，在原麥汁濃度為 10 °P 時表示口感最佳。當原麥汁濃度偏低時，缺乏啤酒自身風味；濃度偏高時，酒精度得到提高，但掩蓋了石榴汁的味道。

2.3 初始糖度對石榴精釀啤酒的影響

初始糖度對石榴精釀啤酒 pH 值、殘糖及酒精度的影響見表 4。

表4 初始糖度對石榴精釀啤酒 pH 值、殘糖及酒精度的影響

初始糖度的大小對酵母的生長代謝有重要影響，影響精釀啤酒的品質。由表 4 可知，初始糖度提高，殘糖先減少后增多，酒精度先提高后下降，其主要原因是高糖抑制了酵母生長。當初始糖度較低時，可供發酵的糖分含量偏低，沒有達到酵母菌適宜的生長環境條件，酒體輕盈。然而當初始糖度偏高時，酒精度逐漸增加，發酵基質滲透壓逐漸升高，其條件不適于酵母菌發酵生長，容易導致其老化凝結，細菌失活。多余糖分得不到利用造成殘糖、酸度偏高，酒精度下降。因此，初始糖度 24 °Bx 時石榴精釀啤酒風味達到最佳。

2.4 石榴精釀啤酒釀造工藝參數響應面優化

2.4.1 中心組合試驗設計結果和回歸分析

以石榴汁添加量 （A），初始糖度 （B），原麥汁濃度 （C） 作為響應因素，感官評分 （Y） 為響應值，采取響應面試驗對其進行釀造工藝參數優化設計。

響應面試驗設計結果及分析見表 5。

表 5 響應面試驗設計結果及分析

對試驗數據擬合得到二次回歸方程：

響應面試驗及其方差分析結果見表 6。

表 6 響應面試驗及其方差分析結果

由表 6 可知，該模型F值為 10.06，p<0.01，獲得 極 顯 著 水 平；模 型 的 失 擬 項 為 0.081 1，p>0.05，表明失擬項不顯著；決定系數R2=0.928 2，校正決定系數R2Adj=0.835 9，顯示擬合程度良好、方程的顯著性高。3 個因素對響應值的影響大小為X3>X2>X1，交互項初始糖度和原麥汁濃度 （BC） 的交互作用大于石榴汁添加量和原麥汁濃度 （AC），而石榴汁添加量和初始糖度 （AB） 的交互作用最小。

2.4.2 響應面優化分析

石榴汁添加量與初始糖度交互作用對感官評分影響見圖 1，石榴汁添加量與原麥汁濃度交互作用對感官評分影響見圖 2，初始糖度與原麥汁濃度對感官評分影響見圖 3。

圖1 石榴汁添加量與初始糖度交互作用對感官評分影響

圖2 石榴汁添加量與原麥汁濃度交互作用對感官評分影響

圖3 初始糖度與原麥汁濃度對感官評分影響

利用 Design Expert 軟件，制作石榴汁添加量、初始糖度與原麥汁濃度 3 個因素交互項的三維響應面圖。

2.4.3 石榴精釀啤酒最佳釀造條件的驗證試驗

經過 Design Expert 軟件計算分析可得，石榴精釀啤酒最優釀造工藝參數為初始糖度 23.8 °Bx，原麥汁濃度 10.2 °P，石榴汁添加量 10.8%，石榴汁添加時間為主發酵第 5 天，在該條件下進行發酵釀造，石榴精釀啤酒的感官評分最佳，且符合國家食品安全指標。

3 結論

以石榴精釀啤酒的感官評分為響應值，對其釀造工藝參數進行試驗優化，結合單因素和響應面優化試驗，建立了多元回歸模型，獲得石榴精釀啤酒的最優釀造工藝參數為以 50 mg/L 偏重亞硫酸鉀對石榴汁進行預處理，初始糖度 23.8 °Bx，原麥汁濃度10.2 °P，石榴汁添加量 10.8%，添加時間為主發酵第5 天，精釀啤酒主發酵溫度為 20 ℃，在該條件參數下所得產品的感官評分最佳，口感平順甘醇、酸甜可口、酒體清醇、泡沫細膩持久，理化指標和衛生指標均符合標準，是一款優良的石榴精釀啤酒。