云南產區酸木瓜酒品質改良研究

張 健，趙慶桃，李靜思，衛玉梅，楊 榮，李伍景，南立軍,3*，陳 靜

（1.楚雄師范學院資源環境與化學學院，云南楚雄 675000；2.昆明理工大學食品科學與工程學院，云南昆明 650500；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；4.北部灣大學食品工程學院，廣西欽州 535000）

酸木瓜（Chaenomeles sinensi），學名貼梗木瓜，薔薇科木瓜屬植物，是四川、貴州、云南等地重要的野生資源。在云南也稱皺皮木瓜或光皮木瓜，是臨滄市主要的藥食同源經濟作物之一。成熟的酸木瓜色澤金黃，氣味芳香，營養豐富[1-2]。利用酸木瓜釀造的酸木瓜酒，在健胃消食、抗癌、保肝等方面都有較好的作用，同時，也增加了酸木瓜的附加值，提高了其經濟價值。現階段，我國酸木瓜酒業在發展中存在酸木瓜釀酒工藝落后、專用釀造設備缺乏、優良專用釀造酵母匱乏、穩定性不佳這四大技術難題，極大地制約了酸木瓜酒業的發展。

酸木瓜鮮果具有糖低酸高的特點，如果直接發酵酒精度太低，同時酸高也會抑制發酵，所以在釀造過程中要進行調糖和降酸。果酒釀造過程中常用的調糖方式是添加蔗糖或糖化液。降酸工藝主要有化學降酸與生物降酸。化學降酸法是目前果酒釀造中最有效的降酸方法之一，主要是利用堿性鹽類與有機酸反應形成有機酸鈣沉淀，從而有效降低果酒中的有機酸含量，達到明顯的降酸效果[4]。目前碳酸鈣作為降酸劑在葡萄酒上的應用較為廣泛，在酸木瓜酒上的報道很少。生物降酸法是利用微生物（酵母菌、乳酸菌）分解果汁或果酒中的有機酸，從而達到降酸的目的，微生物降酸不僅使酒的總酸下降，而且能修飾酒的風味，改善酒的口感，提高酒的品質[5-7]。近年來，有研究者采用活性裂殖酵母或降酸菌對葡萄汁和檸檬汁進行降酸[8]。

目前，果酒釀造中幾乎都是采用添加SO2抑制酸酵母、廣膜酵母、醋酸菌、乳酸桿菌等有害雜菌生長，防止果汁變質或產生毒素，這些雜菌的存在會導致果酒發酵不能正常進行。SO2除了具有殺菌作用外，還有使色素溶出、抗氧化、增酸、澄清等作用。目前國標中規定果酒中SO2添加量必須少于0.25 g/kg，近年來，研究表明SO2使用過量不僅影響果酒品質，而且會刺激人體消化道黏膜，長期攝入還會對肝臟和腎臟造成損害，破壞酶活力，影響人體新陳代謝[9]。所以本試驗使用丙酸鈣、丙酸鈉來代替SO2。丙酸鈣、丙酸鈉在酸性條件下游離產生的丙酸分子，可穿透霉菌的細胞壁，抑制細胞內酶的活性，從而阻礙霉菌增殖[10]。

試驗優化了不同的加糖處理（蔗糖、玉米糖化液）、降酸處理（碳酸鈣、降酸酵母）、抑菌處理（丙酸鈣、丙酸鈉）對酸木瓜酒的影響，以期促進云南省特色農產品酸木瓜產業的展。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料

酸木瓜，產自云南臨滄。果實長橢圓形，長10～15 cm，暗黃色，木質，味芳香，果梗短，品質良好。玉米粉，品種為‘克玉17’，產地為黑龍江省哈爾濱市。

1.1.2 試劑

釀酒酵母，型號71 B，上海杰兔工貿有限公司；降酸酵母，L-Au酵母，煙臺帝伯仕自釀機有限公司；自制玉米糖化液；蔗糖（食品級），云南滇王驛農業科技開發有限公司；果膠酶（酶活50 200 U/g），湖北武漢萬榮科技發展有限公司；6%亞硫酸，山東凱龍化工科技發展有限公司；氫氧化鈉（分析純，≥96%），云南景銳科技有限公司；斐林試劑（GB/T 5009.7—2016），北京雷根生物技術有限公司；糖化酶（酶活100 000 U/g），博立生物制品有限公司；淀粉酶（酶活1 000 U/g），邢臺萬達生物工程有限公司；丙酸鈣（食品級，≥99%），商君專用食品添加劑商城；丙酸鈉（食品級，≥99%），浙江源豐生物科技有限公司；碳酸鈣（食品級，≥99%），湖南比克曼生物科技有限公司。

1.1.3 儀器與設備

電熱鼓風干燥箱，DHG-9070A，上海一恒科學儀器有限公司；紫外可見分光光度計，UV-5500，上海元析儀器有限公司；電熱恒溫水浴鍋，HWS26，上海一恒科學儀器有限公司；分析天平，TG328A，上海精科儀器廠。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

參照米桂等[11]的發酵工藝，略作修改。酸木瓜→挑選→清洗→削片→打漿→調糖、降酸、添加抑菌劑→酒精發酵→分離→蘋果酸-乳酸發酵→澄清→成品。

1.2.2 工藝操作要點

挑選成熟度較好且沒有病蟲害的果實，去除青果和霉爛果，清洗晾干，用菜刀去掉酸木瓜核，削成薄片。用榨汁機打漿，入罐，加35 mg/L 果膠酶冷浸漬24 h 后，分離沉淀物，用紗布將其過濾出清汁。接種0.5 g/L 降酸酵母，在28 ℃條件下降酸1 d，或添加18 g/L 碳酸鈣進行化學降酸處理1 d。加蔗糖或者糖化液。接種300 mg/L 葡萄酒活性干酵母71 B，在18～25 ℃條件下進行酒精發酵。在26～30 ℃下將1 g/100 kg 乳酸菌活化15 min，乳酸菌完全活化后加入酸木瓜酒中攪勻，將瓶口封閉，于18～20℃進行蘋果酸-乳酸發酵，期間乳酸菌將蘋果酸轉化為乳酸和二氧化碳，瓶蓋隆起，代表蘋果酸-乳酸發酵順利進行。在8～10 ℃下冷凍澄清12 h，得到成品。

1.2.3 試驗方案設計

根據前期試驗結果，利用不同的降酸劑和糖化劑，設計了四個方案，見表1。

表1 酸木瓜酒制作工藝方案Table 1 Production process of sour papaya wine

1.2.4 玉米糖化液的制備

參照趙依洋等[12]制備糙米酵素糖化液的方法制備玉米糖化液。

1.2.5 原料的改良

（1）調糖

采用蔗糖和糖化液調糖。按目標酒度10%vol 進行調糖。采用以下方法計算蔗糖和糖化液的添加量：蔗糖用量（10%vol×18g/L-96g/L）×1L=84g，糖化液用量（10%vol×18 g/L-96 g/L）÷68%≈123.5 g。制得玉米糖化液還原糖含量679.9 g/L，故其純度為68%。

（2）降酸

化學降酸：主要采用18 g/L 碳酸鈣降酸。降酸前測定酸木瓜汁中的可滴定酸含量，按照18 g/L 的碳酸鈣添加量計算并添加到酸木瓜汁中，充分攪拌均勻，倒罐，使之充分反應。24 h 后再次測定酸木瓜汁中的可滴定酸含量。

生物降酸：接種0.5 g/L 降酸酵母到另一罐酸木瓜汁中進行發酵降酸。

1.2.6 抑菌劑的篩選

丙酸鈣、丙酸鈉在酸性條件下，游離產生的丙酸分子可穿透霉菌細胞壁，抑制細胞內酶活性，從而阻礙霉菌增殖[13-14]。在澄清酸木瓜汁中分別按照0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9 g/L 的濃度添加丙酸鈣、丙酸鈉，以未添加抑菌劑的澄清酸木瓜汁為空白參照樣。

1.3 指標檢測

1.3.1 總糖和還原糖的測定

參照劉燁等[15]的方法，略作修改。計算公式見式（1）（2）。

式中，X1為總糖含量，g/L；X2為還原糖含量，g/L；F為斐林液A、B 各5 mL 相當于葡萄糖的克數，g；V1為吸取樣品體積，mL；V2為樣品稀釋后或水解定容體積，mL；V3為消耗試樣體積，mL；G為葡萄糖標準溶液的標準體積，mL；V為消耗葡萄糖標準溶液體積，mL。

1.3.2 可滴定酸（以檸檬酸計）含量的測定

參照吳婧婧等[16]的方法，略作修改。取20℃樣品2mL，置于250 mL 三角瓶中，加入中性蒸餾水50 mL，同時加入2 滴酚酞，立即用NaOH 標準滴定液滴定至終點（淡粉色），并保持30 s 不褪色，記下消耗NaOH 標準滴定液的體積。計算公式見式（3）。

式中，X為樣品中可滴定酸含量（以檸檬酸計），g/L；C為氫氧化鈉標準滴定液的濃度，mol/L；V0為空白試樣消耗氫氧化鈉標準滴定液的體積，mL；V1為樣品滴定時消耗氫氧化鈉標準滴定溶液的體積，mL；V2為吸取樣品體積，mL；70 為與1.00 mL 氫氧化鈉標準溶液相當的以克表示的檸檬酸的質量數值，g/mol。

1.3.3 樣品干浸出物含量的測定

參照陳維敏[17]的方法，略作修改。量取20 ℃樣品100 mL，倒入200 mL 蒸發器中，蒸發至約原體積1/3 取下，冷卻，將殘液用漏斗移入100 mL 密度瓶，用水多次蕩洗蒸發皿，洗液并入密度瓶中，于20 ℃定容至100 mL。根據式（4）計算干浸出物的含量。

式中，X為樣品中干浸出物的含量，g/L；m為密度瓶的質量，g；m1為20 ℃時密度瓶與充滿密度瓶蒸餾水的總質量，g；m2為20 ℃時密度瓶與充滿密度瓶試液的總質量，g；1.001 8：20 ℃時密度瓶體積的修正系數；998.2為20 ℃時蒸餾水與干燥空氣密度值之差，g/L。

1.3.4 酒精度的測定

參照王俊等[18]的方法，略作修改。計算公式見式（5）。

式中，ρ20為試樣餾出液在20 ℃時密度，g/L；m為密度瓶質量，g；m1為20 ℃時密度瓶與充滿密度瓶蒸餾水的總質量，g；m2為20 ℃時密度瓶與充滿密度瓶試液的總質量，g。得出數值，查密度與酒精度及其干浸出物換算表，得出試樣酒精度。

1.3.5 可溶性固形物含量的測定

參照馬瑋等[19]的方法，采用折光儀法，略作修改。重復3 次，取平均值。

1.3.6 比重的測定

采用比重計法測定。將比重計用蒸餾水洗凈后，放入待測液中，待比重計漂浮出液面且穩定時讀數并記錄。

1.3.7 感官評價

選取10 名經過專業培訓并具有相應品酒師證書的葡萄酒專業的學生組成品嘗小組。感官評價分為外觀、香氣、口感和整體，總分100 分，評分標準見表2（見上頁）。

表2 酸木瓜酒評分標準Table 2 Scoring standard of acid papaya wine

1.4 數據分析

使用Excel 2010 統計分析數據。

2 結果與分析

2.1 調糖

制得的玉米糖化液冷凍之后呈白色固狀，測得其還原糖含量679.9 g/L。在20.2 ℃下，測得酸木瓜汁還原糖含量為96.0 g/L，可滴定酸（以檸檬酸計）含量為46 g/L，可溶性固形物含量為7.4%，pH 為2.91，比重為1.032。

1 L 酸木瓜汁中，按目標酒度10%vol 進行調糖，由表3 可知，方案一和方案三分別加入蔗糖84 g，方案二和方案四分別加入玉米糖化液123.6 g。經過試驗發現，加糖化液易造成微生物污染，且制備過程繁瑣，成本花費較高，沒有達到預期效果；根據最終酸木瓜成品酒的感官品評，考慮用蔗糖調糖。

表3 玉米糖化液與蔗糖添加量Table 3 Adding amount of corn saccharification solution and sucrose

2.2 降酸

從表4 可知，添加碳酸鈣24 h 后，酸木瓜汁中可滴定酸含量降低33 g/L，相同時間內使用降酸酵母，可使滴定酸含量降低2 g/L，說明碳酸鈣降酸效果更好，碳酸鈣與降酸酵母相比，具有快速反應、低成本、方便使用的優點。碳酸鈣可以減少酸木瓜汁中的酸，快速達到降酸效果[4]，保留酸木瓜的原味。研究發現，使用酵母降酸作用效果不明顯，且易出現微生物污染。因此，最終選擇18 g/L碳酸鈣對酸木瓜汁進行降酸。

表4 不同降酸劑對木瓜汁降酸的影響Table 4 Effects of different drop acid agent on the deacidification of papaya juice

2.3 抑菌劑篩選

2.3.1 丙酸鈣的抑菌效果

吸光度值與細菌濃度是一個正比例關系，可使用分光光度法測定細菌濃度[20]。由圖1 可知，第1 天，酸木瓜汁中的菌濃度隨丙酸鈣濃度增加變化不大；第2 天，丙酸鈣濃度從0.5 g/L 增加到0.6 g/L 時，菌濃度降低較快，丙酸鈣濃度從0.6 g/L 增加到0.9 g/L，其抑菌效果在增加，但增速緩慢，因此丙酸鈣濃度在0.6 g/L 時，抑菌效果較好；第3 天，丙酸鈣濃度從0.4 g/L 增加到0.6 g/L 時，菌濃度降低較快，丙酸鈣濃度從0.6 g/L 增加到0.9 g/L，抑菌效果也在增加，但增速緩慢，因此丙酸鈣濃度在0.6 g/L時，抑菌效果較好。在同一濃度下，菌濃度隨時間延長而先降后增；相同時間內，菌濃度隨抑菌劑濃度的增大而降低。通過綜合對比發現，丙酸鈣濃度在0.6 g/L 時，抑菌效果較好，這與周文等[13]的研究結果相同。主要原因是在酸性條件下（用酸度計測得澄清酸木瓜汁的pH 為2.91），丙酸鈣游離產生的丙酸分子可穿透霉菌細胞壁，抑制細胞內酶活性，從而阻礙霉菌增殖，且對革蘭氏陰性桿菌或好氧芽孢桿菌有較強抑制作用[21]。

2.3.2 丙酸鈉的抑菌效果

由圖2 可知，在第1 天時，酸木瓜汁菌濃度隨丙酸鈉濃度變化不大。第2 天時，丙酸鈉濃度從0.4 g/L 增加到0.6 g/L 時，菌濃度降低較快，丙酸鈉濃度從0.6 g/L 增加到0.9 g/L，抑菌效果也在增加，但增速緩慢，因此，丙酸鈣濃度在0.6 g/L 時，抑菌效果較好；第3 天時，丙酸鈉濃度從0.5 g/L 增加到0.6 g/L 時，菌濃度降低較快，從0.6 g/L增加到0.9 g/L 時，降速較緩慢，因此，丙酸鈣濃度在0.6 g/L 時，抑菌效果較好。相同時間內，菌濃度隨抑菌劑濃度的增大而降低。通過綜合對比發現，丙酸鈣濃度在0.6 g/L 時，抑菌效果較好，其作用機理與丙酸鈣相似。

2.3.3 丙酸鈉與丙酸鈣的抑菌效果對比

由圖3 可知，0.6 g/L 丙酸鈉與0.6 g/L 丙酸鈣對酸木瓜汁的抑菌效果都隨時間變化，0.6 g/L 丙酸鈣菌濃度先降后增，抑菌效果不持久，而0.6 g/L 丙酸鈉抑菌效果明顯且持久。因此，選擇0.6 g/L 丙酸鈉作為酸木瓜汁的抑菌劑。

分別對比了0.6 g/L 丙酸鈣和0.6 g/L 丙酸鈉兩種抑菌劑對酸木瓜汁在3 d 內的抑菌效果，結果表明，0.6 g/L丙酸鈉具有良好抑菌效果。此用量明顯低于GB 2760—2011《食品添加劑使用標準》中對丙酸鹽添加量的要求。綜合考慮，選擇0.6 g/L 丙酸鈉作為酸木瓜汁的抑菌劑。

2.4 酸木瓜酒指標

2.4.1 發酵過程中指標監測

由表5（見上頁）可知，酸木瓜汁由于酸高糖低，對酵母菌活動造成一定影響，發酵速度較慢，比重下降較慢，且通過對比加糖化液發酵和加蔗糖發酵的酸木瓜汁，加糖化液的酸木瓜汁發酵結束較快。接種降酸酵母進行發酵的酸木瓜汁，酸度降低較慢，發酵速度也較慢。

表5 發酵期間酸木瓜原料比重、溫度及pH 變化Table 5 Changes of raw material proportion,temperature and pH of acid papaya during fermentation

結合感官分析可知，用酵母降酸的酸木瓜汁風味更為復雜，而采用碳酸鈣化學降酸的降酸效果更好，可以考慮采用化學降酸與生物降酸相結合的方式，先進行化學降酸，然后接種降酸酵母進行生物降酸。

2.4.2 感官及理化指標分析

不同方案酸木瓜酒感官品評結果如表6 所示。由表知，方案一所得酸木瓜酒顏色為金黃色、澄清度較好、略帶蜂蜜味、香氣復雜度較單一；方案二所得酸木瓜酒澄清度較好，色澤較方案一的淺，有一種木瓜的清香，蜂蜜味不明顯；方案三和方案四所得酸木瓜酒均帶有木瓜的清香，但澄清度不好。可知，采用碳酸鈣降酸的酸木瓜酒澄清度較好，而采用降酸酵母降酸的酸木瓜酒澄清度較差。加蔗糖發酵的酒蜂蜜味更濃，加糖化液發酵的酒蜂蜜味不明顯。根據感官品評（表6），方案一釀造的酸木瓜酒品質較好且蜂蜜味更濃郁。

表6 不同方案酸木瓜酒感官品評Table 6 Sensory evaluation of sour papaya wine with different schemes

基于以上分析，本實驗測定了方案一的理化指標，如表7。如表7 所示，酸木瓜酒總糖偏高，酒度偏低，發酵不夠徹底，由于酸木瓜汁酸度過高，抑制了酵母菌的活性，導致發酵提前結束。成品酒屬于半甜型酒，因此酸木瓜更適于釀造甜型、半甜型酒或者其他配制酒。

表7 方案一酸木瓜酒理化指標Table 7 Physical and chemical indexes of scheme 1 acid papaya wine

3 結論

本文通過研究不同的降酸劑、調糖劑、抑菌劑對酸木瓜酒的影響，發現采用18 g/L 碳酸鈣對酸木瓜汁進行降酸，相比于接種降酸酵母降酸，澄清度更好，降酸效率更高，成本更低，能更好的保留酸木瓜的原味，是最佳降酸劑；加蔗糖發酵的酸木瓜酒蜂蜜味更濃郁。對于酒中的蜂蜜味，初步推斷來源于酸木瓜原料，在發酵中由酒泥產生，經過浸泡進入到酒體中從而使酒帶有蜂蜜味，并且蜂蜜味的形成與酸木瓜的成熟度有著密切關聯，成熟度越高，發酵后形成的蜂蜜味越濃郁，成熟度過低，則酒中不會出現蜂蜜味或者延遲出現，并且酒泥中的蜂蜜味遠比酒中的蜂蜜味更濃郁。而加糖化液發酵的酸木瓜酒易被微生物污染，且制備糖化液的過程也比較繁瑣，因此，對酸木瓜酒采取加蔗糖的方式調糖；與丙酸鈣相比，丙酸鈉的抑菌效果更好，且0.6 g/L 丙酸鈉抑菌效果最佳。因此，在酸木瓜酒的釀造過程中，選用18 g/L 碳酸鈣對酸木瓜汁進行化學降酸，用0.6 g/L 丙酸鈉作為抑菌劑，并添加蔗糖進行發酵的酸木瓜酒蜂蜜味更濃郁、澄清度更好、品質更優。