金黃果果汁酒精發酵研究

張輝，王樹林，金維忠

（青海大學農牧學院，青海西寧810016）

金黃果，又叫“酸果”，當地人也稱酸梨，是青海省黃南州同仁縣特有的一種水果，似梨，成熟后表皮呈金黃色。受獨特地海拔、氣候、地理、土質及溫度等自然因素影響造就了其果味濃郁純正，風味獨特，富含果汁，營養豐富，酸甜適口。果酒酒精度低，保留了水果原有的糖類、氨基酸和礦物質等，較以糧食為原料的蒸餾酒有較高的營養價值，具有調節人體新陳代謝、促進血液循環、控制體內膽固醇水平、抗衰老等醫療、保健作用[1-2]。目前酒類消費倡導以低度酒取代高度酒、果酒取代糧食酒。就地取材生產果酒，既可保證水果的新鮮度及釀酒質量，又可減少長途運輸所帶來的損失，最終降低生產成本[3-5]。

我國果酒的研究和生產正處于起步階段，技術水平與發達國家成熟的果酒釀造行業相比還顯得薄弱，存在一些急待解決的問題，如尚未制定科學統一的行業質量標準和完善的管理規范、缺少專用發酵菌種、果酒生產中的關鍵技術還不成熟、專業化程度不高等[6]。據統計，目前我國人均葡萄酒消費不足0.2 L，人均果汁消費量僅為1 L 左右。隨著我國人民生活水平的提高，我國居民對果酒的消費必將逐日增加。本研究旨在利用本地金黃果，結合國內外果酒生產的技術，通過對工藝參數的優化，篩選金黃果果汁酒精發酵工藝，為生產具有高原特色發酵型果酒做初步的理論研究。

1 材料與方法

1.1 材料和設備

1.1.1 材料

金黃果：購于青海省黃南州。葡萄酒酵母（Danster FERMENT AG Alpenstrass 12 ch 6304 ZUG Switzerland subsidiary of lallemand Inc product of Denmark）：由清華博眾生物有限公司提供。

1.1.2 試劑

瓊脂：北京奧博星生物技術有限公司；蛋白胨：中國醫藥（集團）上海化學試劑廠；0.1 mol/L 亞硫酸鈉溶液：天津市耀華化工廠；飽和碳酸鈣溶液：中國泗聯化工廠；1 mol/L 檸檬酸溶液：萊陽化工實驗廠。

1.1.3 儀器和設備

超低溫搖床HWY2ll2 型：上海智城分析儀器制造有限公司；HWS150 型智能恒溫恒濕培養箱：寧波海曙賽福實驗儀器廠；ES315 型自動殺菌鍋：日本TOMY 公司；HS600D 型超聲波清洗機：寧波市北侖樺升超聲波機械廠；氣相色譜儀：日本島津GC-17A；電子天平JA2003：上海精科天平。

1.2 測定指標

1.2.1 殘糖量

接種酵母后第6 天開始到第18 天，每天測定發酵瓶中發酵醪的含糖量。并以糖轉化的速度作為發酵速度。

1.2.2 色澤，口味

發酵完成后，通過觀察，品嘗進行感官評定及分析。按照表1 感官評分標準的要求，從色澤、口味兩個個方面進行感官評定，對得分進行加權平均。

表1 感官評分標準Table 1 Sensory quality standard

1.3 試驗研究

1.3.1 金黃果表皮酵母的培養和篩選

1.3.1.1 培養基的制備（沙氏培養基）

培養基A：葡萄糖1%，蛋白胨1%，瓊脂2.2%，氯化鈉0.5%，pH 5.0～6.0，在115 ℃下高壓滅菌30 min。

培養基B：葡萄糖4%，蛋白胨1%，瓊脂2%，pH 5.0～6.0，115 ℃下高壓滅菌30 min。

1.3.1.2 金黃果酵母選育

平板培養：無菌條件下，用鑷子取少量金黃果表皮涂抹在沙氏培養基上，置于培養箱中培養，溫度控制在28 ℃～30 ℃，保持一定的濕度。

平板分離：對培養出來的菌落進行鏡檢，挑選酵母菌菌落，在沙氏培養基上進行平板劃線，在同樣的培養條件下進行培養，直到平板上長出單菌落為止，勾取該菌落的三分之一進行鏡檢，挑選出純的菌落。

試管斜面培養：勾取純菌落的三分之一接種到斜面上，置于培養箱中培養。培養出來的酵母即為純種的酵母菌。

試管果汁培養：從斜面上勾取一定量的酵母接種到裝有純果汁的試管中，在接種過程當中，對勾取的酵母要在試管壁上用接種環進行碾磨破碎，酵母培養過程中，每隔兩個小時振搖試管一次，以便酵母的快速繁殖，培養時間一般為24 h～36 h，培養好的酵母可直接加入到發酵瓶中進行發酵。

1.3.2 正交試驗篩選金黃果酵母的最佳發酵工藝

發酵溫度，發酵液pH，金黃果酵母接種量為試驗因素，設計L9（34）正交試驗篩選金黃果酵母發酵金黃果果汁的最佳工藝條件。試驗因素水平見表2。

表2 金黃果酵母最佳發酵工藝篩選的正交試驗因素水平Table 2 Factors and level of orthogonal tests on golden yellow fruit yeast best fermentation process screening

1.3.3 正交試驗篩選葡萄酒酵母的最佳發酵工藝

以發酵溫度，發酵液pH，葡萄酒酵母接種量為試驗因素，采用L9（34）正交試驗篩選葡萄酒酵母發酵金黃果果汁的最佳的工藝條件，試驗因素水平見表3。

表3 葡萄酒酵母最佳發酵工藝篩選的正交試驗因素水平表Table 3 Factors and level of orthogonal tests on grape wine yeast best fermentation process screening

1.3.4 SO2（以亞硫酸鈉計）添加量對金黃果酒精發酵效率的影響試驗

在正交試驗篩選的最佳發酵工藝參數基礎上，設計單因素試驗，探討SO2添加量對金黃果酵母和葡萄酒酵母酒精發酵速度的影響。SO2（以亞硫酸鈉計）添加量為60、80、100、120 mg/L。

1.3.5 金黃果果酒酒生產工藝

2 結果與討論

2.1 金黃果酵母最佳發酵工藝篩選的正交試驗

金黃果酵母最佳發酵工藝篩選的正交試驗結果，見表4。

表4 金黃果酵母最佳的發酵工藝篩選的正交試驗結果Table 4 Result of orthogonal test on golden yellow fruit yeast best fermentation process screening

比較表4 中的極差R 值可知，發酵溫度對金黃果果汁酒精發酵速度的影響是最大的，其次為發酵液pH，金黃果酵母接種量對發酵速度的影響是最小的，最佳的發酵條件為A3B2C1即發酵溫度為25 ℃，發酵液pH 為3.5，金黃果酵母接種量為3%。

正交試驗方差分析結果見表5。由表5 可知，因素A 即發酵溫度對金黃果果汁酒精發酵速度的影響明顯（P＜0.05），發酵液pH（P＞0.05）和金黃果酵母接種量對發酵速度影響不明顯（P＞0.05），發酵溫度為主要因素，發酵液pH 和金黃果酵母接種量為次要因素。

2.2 葡萄酒酵母最佳發酵工藝篩選正交試驗

葡萄酒酵母最佳發酵工藝篩選的正交試驗結果見表6。

表5 金黃果酵母最佳的發酵工藝篩選的正交試驗方差分析表Table 5 The variance analysis and orthogonal test of golden yellow fruit yeast best fermentation process screening

表6 葡萄酒酵母最佳發酵工藝篩選的正交試驗結果表Table 6 Result of orthogonal tests on grape wine yeast best fermentation process screening

比較表6 中的極差R 值可知，發酵液pH 對金黃果果汁酒精發酵效果的影響是最大的，其次為發酵溫度，葡萄酒酵母對發酵的接種量影響是最小的，最佳的發酵條件為A2B2C3即發酵溫度為20 ℃，發酵液pH為3.5，金黃果酵母接種量為9%。

葡萄酒酵母最佳發酵工藝篩選的正交試驗方差分析結果，見表7。

表7 金黃果酵母最佳的發酵工藝篩選的正交試驗方差分析結果表Table 7 The variance analysis and orthogonal test of golden yellow fruit yeast best fermentation process screening

由表7 可知，因素B 即發酵液pH 對金黃果果汁酒精發酵的影響差異顯著（P＜0.05），發酵溫度（P＞0.05）和金黃果酵母接種量（P＞0.05），差異不顯著，發酵液pH 為主要因素，發酵溫度和葡萄酒酵母接種量為次要因素。

雖然隨著發酵溫度的升高，發酵速度增加，但果酒釀造大多需要在較低的發酵溫度（25 ℃以下），以保證產品風味[7]。本試驗充分考慮發酵速度和產品品質的關系，發酵溫度的最高水平為25 ℃。

在金黃果果酒的釀造中，酵母菌菌種的性能不僅影響發酵速度，同時也影響到果酒的品質[8]。本試驗結果表明，接種金黃果酵母進行酒精發酵，發酵開始階段，果汁總糖含量下降很慢即發酵速率很慢；而接種葡萄酒酵母進行酒精發酵時，發酵速率很快。發酵過程中金黃果酵母的發酵速度相對較慢，所需發酵時間較長，而葡萄酒酵母的發酵速率較快，完成發酵所需的時間相對較短。其原因是金黃果酵母的發酵能力很弱，而葡萄酒酵母的發酵能力很強，在很短的時間里就能繁殖到一定程度，并進行酒精發酵。

2.3 SO2 添加量對金黃果果汁酒精發酵效率的影響

2.3.1 SO2添加量對金黃果酵母金黃果果汁發酵效率的影響

SO2添加量對金黃果酵母發酵效率的影響試驗結果，見表8 和圖1。

表8 SO2（以亞硫酸鈉計）添加量對金黃果酵母發酵效率的影響Table 8 Effcet of SO2（counts the recruitment by sodium sulfite）on the golden yellow fruit yeast fermentation

圖1 二氧化硫添加量對金黃果酵母發酵效率的影響Fig.1 Effcet of SO2(counts the recruitment by sodium sulfite)on the golden yellow fruit yeast fermentation

由表8、圖1 可見，金黃果酵母的發酵速度隨著SO2添加量的增加，發酵速度降低。當SO2的量超過80 mg/L 時，酒精發酵明顯受阻，發酵速度降低，特別是在酒精發酵的開始階段。綜合考慮抑菌效果及發酵速度，確定SO2添加量為80 mg/L。

2.3.2 SO2添加量對葡萄酒酵母金黃果果汁酒精發酵效率的影響

SO2添加量對葡萄酒酵母發酵效率的影響試驗結果，見表9 和圖2。

表9 SO2（以亞硫酸鈉計）添加量對葡萄酒酵母發酵效率的影響Table 9 Effect of SO2（counts the recruitment by sodium sulfite）on the grape wine yeast fermentation

圖2 二氧化硫添加量對葡萄酒酵母發酵效率的影響Fig.2 Effect of SO2(counts the recruitment by sodium sulfite)on the grape wine yeast fermentation

由表9、圖2 可知，葡萄酒酵母的發酵速度隨著SO2添加量的增加，發酵速度降低。當SO2的量超過100 mg/L 時，酒精發酵明顯受阻，發酵速度降低，特別是酒精發酵的開始階段。綜合考慮抑菌效果及發酵速度，確定SO2添加量為100 mg/L。

二氧化硫（SO2）在果酒生產中的作用為殺菌、澄清、抗氧化、增酸、改善口味等，由于釀酒酵母對其具有較強的耐受能力，所以通常在果酒起始發酵前，添加一定量的SO2，以抑制不良微生物的生長、繁殖與代謝，起到選擇性殺菌的作用，促進發酵的順利進行[9-11]，酵母在耐受SO2的量的范圍內，隨著SO2添加量的增加，酒精發酵的速率會變慢，但酒精發酵結果相近即殘糖量相近。因此在酒精發酵過程中，適量添加SO2可以使酒精發酵開始階段的速率變慢，使得酒精發酵的整體速率變的較為緩慢。

3 結論

在金黃果果汁酒精發酵過程中，葡萄酒酵母對發酵的接種量影響是最小的，最佳的發酵條件為A2B2C3即發酵溫度為20 ℃，發酵液pH 為3.5，金黃果酵母接種量為9%。影響金黃果酵母發酵的主要因素是發酵溫度，發酵液pH 和金黃果酵母接種量的影響程度相對較弱。影響葡萄酒酵母發酵的主要因素是發酵液pH，發酵溫度和葡萄酒酵母接種量的影響相對較弱。金黃果酵母適宜的SO2添加量為80 mg/L，葡萄酒酵母適宜的SO2添加量為100 mg/L。

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