番茄發酵果酒的研制*

2010-01-13 02:37:48劉詠張振坤薛松濤江凱鄭超

食品與發酵工業 2010年7期

劉詠，張振坤，薛松濤，江凱，鄭超

(合肥工業大學生物與食品工程學院，安徽合肥，230009)

番茄含有豐富的營養成分，具有抗癌、防癌、活化免疫細胞的功能，對防治動脈硬化、高血壓和冠心病具有良好的作用［1］。胡蘿卜素有“小人參”之稱，富含糖類、脂肪、揮發油、胡蘿卜素、維生素 A、B1、B2、花青素、鈣、鐵等營養成分［2］。葡萄更是家喻戶曉的常見高營養水果，富含多種生物活性成分和礦質元素。為了充分利用番茄的巨大產能，拓寬加工方式，進行了番茄果酒的研究開發，具有巨大的經濟效益和社會效益。番茄、胡蘿卜及少量葡萄干按比例進行混合發酵，存在營養保健功能上的互補性并能改善番茄果酒的口感。

1 方法與材料

1.1 材料

番茄、胡蘿卜、葡萄干、白砂糖、安琪釀酒酵母，均為市售;檸檬酸(分析純試劑)。

1.2 儀器設備

打漿機，發酵罐，玻璃酒壇，電子秤，電子天平，手持式糖度儀，1 000 mL全玻璃蒸餾器，酒精計等。

1.3 工藝流程

原料→分選→清洗→果肉破碎打漿→成分調整→控溫前發酵→過濾→后發酵→澄清→陳釀→裝瓶→成品

1.4 操作要點

1.4.1 原料處理及處理

選擇紅色、新鮮的、充分成熟、無腐爛變質的番茄為主要原料，選擇新鮮無腐爛變質的胡蘿卜、顆大干燥無腐爛變質的葡萄干為輔助材料，用清水洗凈。將番茄用打漿機破碎成果漿，將胡蘿卜、葡萄干一起加少量的水用打漿機打碎后，用文火煮至變軟，冷卻后，按照預定比例與番茄果漿一起放入發酵容器中［3］，并添加適量的涼開水。

1.4.2 果汁成分調整

番茄中含有的糖分較低，為保證發酵后成品中保持一定的糖度和酒精度，發酵初期一次性補足糖分，加白砂糖使初糖濃度為20%左右;添加檸檬酸調整發酵液的酸度至pH4.0左右［3］。

1.4.3 控溫前發酵

將釀酒酵母按0.25%的質量比直接加入到果汁中攪拌均勻，發酵罐裝液系數為70%，然后用2層紗布蓋住發酵罐口，在28℃下恒溫發酵7 d左右。取樣測定其酒精度、糖度及酸度。

1.4.4 后發酵

前發酵結束后，用紗布過濾酒液，棄去皮渣。將酒液裝在小口玻璃容器中，并添加適量的蒸餾水，使酒液上方的空氣層高度小于5 cm，以防止酒液因接觸較多的空氣而酸化和氧化。酒液密封盛放一段時間(7 d左右)后，用虹吸管吸取上清液進行倒桶，除去酒腳(沉淀物)。取樣測定其酒精度、糖度及酸度。

1.4.5 酒液澄清

一般經過2～3次倒桶之后，酒液會變得澄清透明，若酒液稍有渾濁，需加單寧和明膠［4］進行沉淀凈化。

1.4.6 陳釀

將酒液在14℃下陳釀3個月以上，以使酒體豐滿，風味純正，時間越長效果越好。

1.5 指標檢測方法

含糖量的測定:用手持式糖度儀直接測定;酸度的測定:采用中和滴定法［5］;酒精度的測定:采用酒精計法［5］。

2 實驗設計

本實驗設定發酵溫度28℃，pH值4.0為不變因素，對初糖濃度、番茄用量、胡蘿卜用量及葡萄干用量分別進行了單因素實驗。每個變量設置5個水平，每次以一個因素為變量進行單因素試驗，綜合分析發酵酒的殘糖、總酸及酒精度，以確定各因素的較優水平，在此基礎上按L9(34)正交表進行四因素三水平正交試驗。

3 結果與分析

3.1 番茄果酒配方的單因素實驗結果

3.1.1 初糖濃度對番茄發酵酒的影響

在番茄40%，胡蘿卜5%，葡萄干3%和食鹽0.1%條件下，pH值約為4，接種釀酒酵母0.25%，分別研究了發酵培養基中白砂糖含量(w/w)分別為5%、10%、15%、20%、25%時，初糖濃度對番茄發酵酒的影響，在發酵結束時，果酒的酒精度等指標如圖1所示。

圖1 初始糖度對發酵結果的影響

由圖1可以看出，隨著初糖濃度的增加，發酵酒的殘糖、總酸及酒精度也呈增大趨勢。初始糖度高可以獲得高酒精度的果酒，但糖濃度過高就會影響酵母的正常生長和代謝。根據發酵初糖濃度和果酒中的殘糖量，計算得到5個樣品中糖的利用率分別為40%、50%、56.7%、60%、58%，當初糖濃度為 20%時，糖的利用率最高。番茄果酒屬于低度飲料酒，酒精度(v/v)一般為12% ～15%，最高也只有16% ～18%［6］。以酒精度為主要指標，綜合考慮酒的口感及原料利用率、能耗、生產周期及經濟效益等因素，含糖量以不超過20%為宜。在20%的初糖濃度下，其發酵酒的酒精度14.5%(v/v)，總酸7.22 g/L，殘糖8.0%。

3.1.2 番茄用量對發酵酒的影響

在初糖濃度20%、胡蘿卜15%、葡萄干3%和食鹽0.1%條件下，pH值約為4，接種釀酒酵母0.25%，分別研究了番茄用量(w/w)為20%、30%、40%、50%、60%時對發酵酒的影響，在發酵結束時，果酒的酒精度等指標如圖2所示。

圖2 番茄用量對發酵結果的影響

由圖2可以看出番茄用量較小時，增加番茄用量可提高果酒的酒精度，但番茄用量高于30%后，隨著番茄用量增加酒精度基本維持穩定，但發酵酒的總酸值呈增大趨勢，殘糖含量隨著番茄用量略有增加。發酵酒的總酸過高影響酒的品質和口感。因此綜合成本和發酵酒質量，番茄用量在30%為宜，其發酵酒的酒精度13.8%(v/v)，總酸6.42 g/L，殘糖7.5%。

3.1.3 胡蘿卜添加量對發酵結果的影響

在初糖濃度20%、番茄40%、葡萄干3%和食鹽0.1%條件下，pH值約為4，接種釀酒酵母0.25%，分別研究了胡蘿卜用量(w/w)分別為0%、5%、10%、15%、20%，胡蘿卜用量對果酒發酵的影響，在發酵結束時，果酒的酒精度等指標如圖3所示。

圖3 胡蘿卜添加量對發酵結果的影響

由圖3可以看出胡蘿卜添加量較小時增加胡蘿卜用量可提高酒精度，大于5%后隨著胡蘿卜用量增加酒精度基本不變，這是由于酒精是由糖轉化而來，胡蘿卜中含糖分很少，因此其用量的增加不會對酒精度有較大的影響。同樣，發酵酒中的殘糖和總酸也變化不大，但胡蘿卜用量達到20%時，總酸與殘糖量都有所增大，果酒的總酸值高，會影響果酒的口感與風味。實驗結果，10%的胡蘿卜添加量的發酵酒最好，其酒精度13.8%(v/v)，總酸7.13 g/L，殘糖7.5%。從添加胡蘿卜可以增加番茄發酵酒的營養成分的角度，可添加適量的胡蘿卜，但不宜超過10%。

3.1.4 葡萄干添加量對發酵結果的影響

在初糖濃度20%、番茄40%、胡蘿卜15%和食鹽0.1%條件下，pH值約為4，接種釀酒酵母0.25%，分別研究了葡萄干添加量對番茄果酒發酵的影響。在后發酵結束時，果酒的酒精度等指標如圖4所示。

圖4 葡萄干用量對發酵結果的影響

由圖4可見，葡萄干的添加量盡管較小，但由于葡萄干含糖量較多，對番茄發酵酒的酒精度的影響較大，番茄酒的酒精度隨葡萄干的用量增加明顯提高;番茄酒的殘糖與總酸含量在葡萄干用量3%以下時隨其用量而有所增加，而后基本趨于穩定，總酸在7.4 g/L左右，殘糖則為8.5%。考慮到葡萄干用量大會對培養基的初糖濃度影響過大，因此從發酵酒的口感考慮，3%是較適宜的添加量，相應的發酵酒酒精度為13.8%(v/v)，總酸6.75g/L，殘糖8.5%。

3.2 正交優化試驗結果與分析

在單因素實驗的基礎上，采用正交優化試驗方案對番茄酒進行綜合評分，優選番茄果酒的配方，選初糖濃度、番茄用量、胡蘿卜用量和葡萄干用量，進行四因素三水平正交實驗，因素水平見表1。

表1 番茄果酒發酵的因素水平表

對試驗結果進行綜合評分法處理，考慮到番茄果酒主要是酒精濃度與酒的口感，因此將酒精度與總酸作為主要因素，殘糖與酒精度有關，作為次要指標，在綜合評分時取3個試驗指標的權重分別為:酒精度0.4，總酸0.4和殘糖0.2。各試驗指標的隸屬度計算公式為Yij=(yij－yjmin)/(yjmax－yjmin)，其中y為指標值，i為試驗號，j為考察指標號 ;綜合分的計算公式為Yi=B1Yi1+B2Yi2+…+BkYik其中，Bj為權重系數，如果考察指標的要求趨勢相同，則符號相同，趨勢不同，則符號相異［7］。本試驗的3個指標中，殘糖、總酸要求越小越好，酒精度越大越好，殘糖、總酸取正值，酒精度取負值，則試驗結果綜合評分越小越好。發酵結束時的實驗結果見表2。

表2 正交試驗結果表

由表2直觀分析可知，4號試驗的綜合評分最好，為－0.052，培養基配方為 A2B1C2D3是最優方案。但根據極差分析的結果，培養基配方的最優組合是A2B1C2D1。因素主次上，對發酵結果影響最大的因素為番茄，蔗糖、葡萄干次之，影響最小的因素為胡蘿卜。作為基本原料的番茄對產品影響最大，糖的作用次之，說明發酵產生酒精消耗的糖大部分來源于補充的糖。直觀分析得到的發酵培養基最優配方為4號樣A2B1C2D3，而極差分析得到的發酵培養基最優配方為A2B1C2D1，兩者的區別在于葡萄干的用量不同，初步分析葡萄干的用量對發酵結果的影響較不重要，則可以忽略，取其用量少的方案既對發酵結果影響不大又可以節約成本，故方案A2B1C2D1具有優勢。

將得到的2組配方進行實驗驗證，證明在A2B1C2D1條件下發酵的番茄果酒品質較好，即初始糖度為20%，番茄30%、胡蘿卜10%和葡萄干2%(質量百分數)。結果如表3所示。