不同發酵條件對小臺農芒果酒中的Vc含量及風味的影響

南立軍，吳佳珍，趙 玲，馬玉蓉，李英蕊，劉麗媛，木 佳，寧 娜，*

（1.楚雄師范學院 資源環境與化學學院，云南 楚雄 675000；2.吐魯番林果業技術推廣服務中心，新疆 吐魯番 838000；3.云南省高校葡萄與葡萄酒工程技術研究中心，云南 楚雄 675000）

芒果是漆樹科芒果屬植物，是著名的熱帶水果，富含胡蘿卜素、蛋白質、碳水化合物、脂肪、糖量等營養價值。另含有多種維生素［1］，尤其維生素C具有抗氧化作用，在果汁、酒類中能保護產品的色澤和風味，經常食用有助于保護視力，還能起到止咳、化痰的功效［2］。

海南島位于我國最南端，屬于熱帶氣候，海南種植的小臺農芒果具有外形美、品質佳、口感優等特點，其芒果種植面積占全國的60%以上，與全國其他芒果產區相比，其最大優勢在于上市早［3］。但目前為止，由于海南芒果加工工廠較少，芒果加工技術不成熟，深加工企業不多，所以芒果主要以鮮果銷售為主，導致果農收入不高，且由于芒果本身含水量高，果肉組織嬌嫩，在運輸過程中易受機械損傷，加之天氣等原因容易受微生物侵染而導致腐爛變質，不易儲存。而以小臺農芒果為原料釀制的芒果酒含有豐富的Vc，不僅可以補充人體內不能合成的維生素，而且有利于美容養顏、清除皮膚內的自由基、幫助抵抗衰老。

目前國內外關于芒果酒的研究重點集中在對芒果酒傳統工藝的改進和深加工工藝上?，F已進行的相關研究主要包括芒果酒傳統工藝及其發酵工藝改進、在感官指標的基礎上以單因素實驗對芒果酒發酵工藝進行優化等。大多數的研究主要集中在工藝優化方面，對于單品種芒果酒的釀造（例如小臺農芒果酒）及以單因素實驗和正交實驗分析對芒果酒釀造工藝的改進研究還很少，尤其是產品的營養（維生素）成分提升方面還有待進一步研究。實驗緊跟目前研究動態，研究果膠酶添加量、酵母添加量、發酵時間對小臺農芒果酒Vc含量的影響，一方面為了促進海南省特色芒果品種小臺農新型釀酒技術的研發，另一方面，在芒果酒原有工藝的基礎上，通過控制相關單因素，并且通過設計正交分析實驗，提升小臺農芒果酒口感的同時也提高其營養價值，為研發一款口味獨特、質量上乘的小臺農芒果酒提供參考。該研究也順應市場要求，有利于解決小臺農芒果不易儲存的問題，開發出新型的小臺農農副產品，活躍當地的經濟發展［4］。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料小臺農芒果，產自海南省三亞市。

1.1.2 輔料釀酒酵母，安琪葡萄酒酵母、果酒專用酵母；果膠酶，亞硫酸。

1.2 小臺農芒果酒釀造工藝

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點原料處理：以成熟度8分熟、未腐爛的小臺農芒果為原料，洗凈，除去灰塵和微生物，擦拭水分后去皮去核。

破碎：上述去皮去核后的芒果進行榨汁，按照質量比例添加果膠酶提高出汁率，同時添加6%的亞硫酸溶液，以殺菌并提高穩定性。

酵母活化：在38℃的蒸餾水（酵母質量的10倍）里加入適量的芒果汁，利于活化酵母。攪拌均勻，酵母活化成泡沫后，以0.2 g/L的量加入果汁。

發酵：在發酵過程中，發酵罐裝料不宜過滿，防止發酵過程中溢出，發酵溫度為25℃，保溫發酵6d。

過濾澄清：待發酵完成后，及時進行倒灌，除去酒中的沉淀物及殘渣，將上清液虹吸至無菌玻璃容器中，于冰箱冷藏澄清1d，過濾，得到澄清且有光澤的果酒。

1.3 實驗方案

1.3.1 小臺農芒果酒果膠酶添加量的單因素多水平分析在原料固定的條件下，果膠酶添加量分別為0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%五個梯度，并測定最終總糖、滴定酸、可溶固形物、Vc、酒精度，綜合分析后初步確定小臺農芒果酒適宜果膠酶添加量。

1.3.2 小臺農芒果酒適宜酵母添加量的單因素多水平分析在原料固定的條件下，酵母添加量分別為0.1 g/L、0.15 g/L、0.2 g/L、0.25 g/L、0.30 g/L并測定最終總糖、滴定酸、可溶固形物、Vc、酒精度，綜合分析后初步確定小臺農芒果酒適宜酵母添加量。

1.3.3 小臺農芒果酒最佳發酵時間的單因素多水平分析在原料固定的條件下，發酵時間分別為4 d、5 d、6 d、7 d、8 d并測定最終總糖、滴定酸、可溶固形物、Vc、酒精度，綜合分析后初步確定小臺農芒果酒最佳發酵時間。小臺農芒果酒單因素實驗水平及實驗條件如表1所示。

表1 單因素多水平實驗表Table 1 Single factor experiment table

1.4 正交實驗小臺農芒果酒發酵三因素三水平正交實驗設計［5，6］如表2所示。

表2 正交實驗因素水平表Table 2 Horizontal table of orthogonal experimental factors

1.5 各項指標的測定在進行單因素實驗時，按照規定的發酵時間進行發酵，待發酵完畢后測定以下指標：Vc、總糖、滴定酸、酒精度、可溶性固形物。

在單因素實驗的基礎上進行正交實驗，按照規定的發酵時間進行發酵，待發酵完畢后測定Vc含量并進行感官品評。

在正交實驗的基礎上，選出總體評分最高的一組和Vc含量最高的一組進行主成分分析。

1.5.1 Vc測定采用碘滴定法。［7］

1.5.2 總糖測定直接滴定法［8］

1.5.3 滴定酸測定參照吳婧婧等［9］的方法，并作修改，滴定酸以檸檬酸計。

1.5.4 酒度測定參照王俊等［10］的密度瓶法方法，并作修改。

1.5.5 可溶性固形物的測定參照馬瑋等［11］的折光儀法方法，并作修改。

1.6 感官評價詳見表3。

表3 芒果酒感官評分標準Table 3 Sensory scoring criteria of mango wine

2 結果與分析

2.1 芒果原料相關指標由表4可知，小臺農芒果原料總糖為121.90 g/L。不同芒果種質間含糖量差異較大，通常芒果含糖量在34.9 g/L至160.4 g/L之間［12］，本實驗采用的小臺農芒果含糖量較豐富，原料成熟度較好（M＞20），滴定酸為4.34 g/L，Vc含量為28.90 mg/100 g，含量適中［13］，在正常范圍內，可溶性固形物含量豐富，適合釀造芒果酒。由表4可知，芒果原料總糖為121.90 g/L，滴定酸為4.34 g/L，Vc含量為28.90 mg/100 g，可溶性固形物為16.2%。

表4 芒果原料相關指標Table 4 Relative indexes of Mango raw materials

2.2 不同發酵條件對小臺農芒果酒的相關指標的影響不同發酵條件分別為：不同酵母添加量、不同果膠酶添加量和不同發酵時間測定相關指標：分別對總糖、滴定酸、可溶性固形物、Vc、酒精度進行分析。

2.2.1 不同酵母添加量對小臺農芒果酒理化指標的影響由表5可知，隨著發酵的進行，芒果汁中的糖被消耗轉換成酒精，總糖含量降低；滴定酸（以檸檬酸計）相對于原料都有所上升，這是因為芒果汁中的糖類隨酵母生長繁殖代謝并產生檸檬酸、乳酸等代謝物，從而導致酒的酸度升高［14］。隨著酵母添加量的增加，可溶性固形物逐漸降低，而在酵母添加量為0.3 g/L時，發酵速度不降反增，且酵母消耗糖的速度下降，這是因為發酵體系中的營養物質有限，增加酵母量會引起發酵體系中的滲透壓偏高，反而對酵母生長不利，導致發酵體系中乙醇轉化率降低［15］。酒中糖的濃度會對可溶性固形物產生一定的影響，酵母在發酵過程中會利用糖類代謝產生酒精度，糖濃度的降低會影響著可溶性固形物的含量。由表5可知，當酵母添加量為0.2 g/L時，Vc含量達到最大值，在此之后Vc含量基本達到穩定。芒果酒中的糖類物質有限，沒有多余的養分提供給酵母菌，酵母菌的活性受到抑制［16］，所以繼續添加酵母并不會對Vc含量有太大的影響。在酵母添加量為0.25 g/L之后酒精度有所下降，不利于發酵液中Vc的提取，導致Vc含量有所下降。在酵母添加量小于0.2 g/L，酒精度與酵母添加量成正比，酵母添加量為0.25 g/L時，酒精度最高，之后酒精度接近平穩。當酵母菌添加量小于0.2 g/L時，因為酵母含量不足，所以芒果酒產生的酒精度較低，各種芳香型風味難以形成，且酒中酸澀味較重，口感不佳［17］。菌種添加量大于0.2 g/kg時，雖然酒精度有所升高，但酒味略微蓋過芒果原有的香氣，果香不明顯且酒體酸度過高，口感略帶苦澀，澄清度不高，從而影響整體的感官評價。因此，在釀造小臺農芒果酒時，酵母菌添加量不能過多，也不能不足，要適當，本次實驗確定釀造小臺農芒果酒最佳酵母菌添加量為0.2 g/L，因此，在隨后的正交實驗中，酵母添加量設定濃度梯度為0.15 g/L、0.2 g/L、0.25 g/L。

表5 不同酵母添加量小臺農芒果酒的相關指標Table 5 Relative indexes of Xiaotainong Mango wine with different yeast addition

2.2.2 不同果膠酶添加量對小臺農芒果酒理化指標的影響由于芒果果漿中富含豐富的纖維及果膠，因此應添加適當的果膠酶提高其出汁率，且有利于芒果酒的澄清，同時更有利于提取出芒果中的色素及芳香物質。隨著果膠酶添加量的變化，芒果酒中的總糖、滴定酸并無明顯變化，滴定酸在果膠酶添加量為0.2%之后有所降低。由表6可知，在0.1%～0.2%范圍內，隨著果膠酶添加量的增加，出汁率也逐漸增加，芒果果漿中的纖維及果膠分解得更徹底［18］，芒果酒中的Vc含量和可溶性固形物也越高，在果膠酶添加量為0.2%之后，隨著果膠酶添加量的上升，對Vc含量的提升沒有太大作用，考慮到實際生產成本和酒的品質問題，選擇果膠酶最佳添加量為0.2%。

表6 不同果膠酶添加量對小臺農芒果酒的相關指標的影響Table 6 Relative indexes of Xiaotainong Mango wine with different pectinase addition

2.2.3 不同發酵時間對小臺農芒果酒的理化指標的影響由表7可知，隨著發酵時間的延長，芒果汁的總糖含量逐漸降低。剛開始發酵時，酵母屬于適應期，消耗糖類速度慢，啟動發酵的后兩天，酵母的活性上升到最強，消耗糖類的速度加快，在此之后殘糖消耗速率較慢。在第6天之后，由于酒中酵母等微生物代謝產物的增加、營養物質的消耗以及氧氣的減少，殘糖含量變化很?。?9］。由表4可知，芒果汁的初始滴定酸（以檸檬酸計）含量為4.34 g/L。剛開始發酵時酸度變化不大，啟動發酵一天后酸度大幅上升，發酵至第4天至第5天酸度變化較小，發酵至第6天及之后，酸度幾乎無變化，發酵第8天，滴定酸含量達6.23 g/L。發酵液中的滴定酸相對于原料都有所上升，這是因為芒果汁中的糖類被酵母及其他微生物生長繁殖而用并產生檸檬酸、乳酸等代謝物，有機酸的積累導致酒的酸度升高［19］。發酵的第一天，酵母屬于適應期，生長較為緩慢，酸度變化不大，一天之后酵母大量繁殖，酸度大幅上升，隨著發酵的進行，酒中高酸性環境會抑制微生物產酸能力，導致酸度幾乎無變化［20］。由表10可知，糖濃度逐漸降低，可溶性固形物含量下降；未發酵的芒果汁中Vc含量為28.90 mg/100g（表4），在發酵時間為6 d之前，隨著發酵時間的延長，Vc含量逐漸下降，降低至23.58 mg/100g（表7）。在芒果酒發酵初期，酵母需要充足的氧氣進行有氧呼吸并產生熱量，而Vc不穩定，氧氣和酵母在發酵過程中產生的熱量都導致Vc含量下降和不穩定［21］；在發酵時間為6 d后，Vc含量逐漸升高；在發酵第8天Vc含量達到39.03 mg/100g。隨著芒果酒的發酵，酒精度有所升高并穩定，芒果酒中部分纖維物質被分解并浸提在酒中，導致酒中Vc含量有所提升。由表7可知，發酵時間為8天的芒果酒Vc含量最高，但殘糖已經降低到1.95 g/L，發酵基本結束。但是芒果酒中纖維及皮渣浸漬過長時間，這將導致酒中的不良風味浸出并給酒帶來苦澀感，而發酵時間為6天的芒果酒果香和酒香豐富，但Vc含量正在提高，因此，在隨后的正交實驗中，酵母添加量設定濃度梯度為0.15 g/L、0.2 g/L、0.25 g/L，發酵時間梯度設定為6、7、8天。

表7 不同發酵時間對小臺農芒果酒相關指標的影響Table 7 Relative indexes of Xiaotainong Mango wine with different fermentation time

表8 正交實驗因素水平表Table 8 Horizontal table of orthogonal experimental factors

表10 正交實驗小臺農芒果酒感官評語及評分Table 10 Sensory comments and scores of Xiaotainong Mango wine in the orthogonal experiment

2.2.4 正交實驗通過上述的單因素實驗，選出每組因素最佳水平，設計三因素三水平進行正交實驗，果膠酶添加量分別為0.15%、0.2%、0.25%；酵母添加量分別為0.15 g/L、0.2 g/L、0.25 g/L；發酵時間分別為6、7、8天。

由表9可知，正交實驗各組的極差R分別為：酵母添加量極差為7.333，是三個極差最大的一組，因此酵母添加量是影響小臺農芒果酒感官評分的主要因素，在發酵過程要著重控制其添加量。發酵時間極差為4.000，在果酒發酵過程中也要控制好發酵時間。果膠酶添加量極差為2.334，三個因素極差關系為RB＞RC＞RA。由表9可知，正交實驗第2組為最佳組合，即果膠酶添加量為0.15%，酵母添加量為0.2 g/L，發酵時間為7d。

表9 小臺農芒果酒正交實驗結果Table 9 Orthogonal experimental results of Xiaotainong Mango Wine

經過正交實驗的數據分析和感官評價，選擇兩種酒，分別是感官評分最高的第2組和維生素C含量最高的第5組，利用電子舌進行主成分分析。前者整體感覺評價最高，后者Vc含量最高。根據圖1所示，兩種不同釀造工藝的小臺農芒果酒的相對距離較大，容易區分，酒的種類都有一定的重復性。正交實驗的第5組芒果酒樣品的差別很大。第2組芒果酒差別不大。2款芒果酒的主要成分分析DI值為93.83。主要成分的總貢獻率為86.0%，更充分地代表了整個樣本的信息，表明電子舌可以用來識別和區分不同的芒果酒，體現了電子舌頭不同釀造過程中釀造的小臺農芒果酒的鑒定分析的敏捷性和實用性［22］。

圖1 主成分分析結果圖Fig.1 Principal component analysis results

2.3 感官評定在正交實驗的基礎上進行感官評定，感官評分主要分為色澤、澄清度、香氣、滋味和典型性，總分為100分，各指標分別評分，取各指標和為總分。本次的10人品嘗小組由經過專業培訓和訓練并具有相應品酒證書的葡萄酒工程專業的學生組成。

經過10名同學的多次品嘗、討論分析得出，總體分數最高為正交實驗的第2組，其酒體呈金黃色，唯一缺點是酒體澄清度較其他組略低，具有芒果、香橙、菠蘿、柚子等熱帶水果的香氣，香氣最為豐富，果香怡人；酒精度較低，略甜，酒體結構感強，芒果酒典型性最強；余味較長，分數為85，其Vc含量為35.11 mg/100 g（表9）。其次為正交實驗第8組，酒體呈淺金黃色，澄清無沉淀，在9款芒果酒中，澄清度最高；具有濃郁的芒果香氣；酒體結構感強，酒香與果香融合較好，余味較長，分數為82，其Vc含量為33.89 mg/100 g（表9）。Vc含量最高的是正交實驗第5組，其Vc含量為37.27 mg/100 g（表9），但其酒精度較高，酒體較淡薄，結構感不強，后味略苦，口感及風味不及第3組，分數為74。

3 討論

芒果是著名的熱帶水果，風味獨特，營養豐富。近年來國內外關于芒果加工新技術及綜合利用的研究成果主要是芒果原漿、新型保健飲料、果酒、果醋、果脯、果醬等［23］。本次實驗選擇還未報道的芒果品種海南小臺農芒果，其中含有豐富的Vc，每100 g果肉含Vc 56.4～137.5 mg，有的甚至高達189 mg［24］，但在釀造芒果酒中Vc會因為各種因素發生變化，通過不同釀造工藝提升芒果酒口感的同時也盡可能保留芒果中的Vc含量，為研發一款口味獨特、質量上乘的芒果酒提供了基礎［25］。在芒果酒發酵工藝中，控制不同梯度因素：SO2添加量、酵母菌添加量、發酵溫度、果膠酶添加量、發酵時間等，本實驗參考以前芒果酒釀造的相關研究，篩選和確定果膠酶添加量、酵母菌添加量、發酵時間為單因素進行實驗，測定芒果酒的相關指標及Vc含量，在單因素實驗的基礎上在進行正交實驗，測定Vc含量并進行感官品評。在單因素實驗中，當酵母添加量為0.2 g/L時，Vc含量達到最大值，在此之后Vc含量基本達到穩定。果膠酶在0.1%～0.2%范圍內，隨著果膠酶添加量的增加，Vc含量在上升；果膠酶添加量為0.2%之后，隨著果膠酶添加量的上升，對Vc含量的提升沒有太明顯作用，考慮到實際生產成本和酒的品質問題，選擇果膠酶最佳添加量為0.2%。發酵時間為8天的芒果酒Vc含量最高，但是芒果酒中纖維及皮渣浸漬過長時間，這將導致酒中的不良風味浸出并給酒帶來苦澀感，而發酵時間為6天的芒果酒果香和酒香豐富，但Vc含量正在提高，因此，在隨后的正交實驗中，酵母添加量設定濃度梯度為0.15 g/L、0.2 g/L、0.25 g/L，發酵時間梯度設定為6、7、8天。

4 結論

實驗通過設計三種不同梯度的單因素實驗分別是：果膠酶添加量（0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.30&）、酵母添加量（0.1 g/L、0.15 g/L、0.2 g/L、0.25 g/L、0.3 g/L）、發酵時間（4 d、5 d、6 d、7 d、8 d），控制相關發酵條件，按照要求發酵完成后通過檢測Vc、總糖、滴定酸（以檸檬酸計）、可溶性固形物等，對比分析，探討酵母最佳添加量、果膠酶添加量和發酵時間對小臺農芒果酒中Vc含量及風味等影響，在單因素實驗的基礎上進行正交實驗，確定最佳小臺農芒果酒的釀造工藝。

在單因素實驗中，最終確定果膠酶添加量為0.2%，酵母添加量為0.2 g/L，發酵時間為7 d。

9組正交實驗的小臺農芒果酒中總體分數最高為正交實驗的第2組，其果膠酶添加量為0.15%、酵母添加量為0.20 g/L、發酵時間為7 d，其酒體呈金黃色，唯一缺點是酒體澄清度較其他組略低，具有芒果、香橙、菠蘿、柚子等熱帶水果的香氣，香氣最為豐富，果香怡人；酒精度較低，略甜，酒體結構感強，芒果酒典型性最強；余味較長，最終評分為85，其Vc含量為35.11 mg/100 g。

Vc含量最高的是正交實驗第5組，果膠酶添加量為0.2%、酵母添加量為0.20 g/L、發酵時間為8 d，其Vc含量為37.27 mg/100 g，但其酒精度較高，酒體較淡薄，結構感不強，后味略苦，口感及風味不及第3組，最終評分為74。