蘋果酒發酵工藝對比研究

宋靜，夏玲玲，張玉剛，戴洪義

（青島農業大學園藝學院，山東青島266109）

蘋果酒發酵工藝對比研究

宋靜，夏玲玲，張玉剛，戴洪義*

（青島農業大學園藝學院，山東青島266109）

利用德國生產的5L全自動發酵罐和0.5L三角瓶，以5個栽培蘋果品種的果實（‘魯加1號’、‘魯加4號’、‘魯加5號’、‘國光’、‘新紅星’）為原料，發酵溫度設定為20℃，酵母菌接種量為5%，進行蘋果酒發酵工藝初步的放大試驗。測定5個品種在陳釀過程中的酒精度、單寧、總酚、可滴定酸、透光率、可溶性固形物變化情況。結果表明，當發酵體積擴大10倍后，發酵罐中蘋果酒發酵效果與三角瓶中小體積狀態下的發酵效果無顯著差異，總的變化趨勢趨于一致。

蘋果；果酒；發酵；放大實驗

我國是目前為止世界上蘋果生產的第一大國[1]，但蘋果的深加工產業處于起步階段。蘋果酒營養豐富[2]，可以調整人體的新陳代謝并促進血液循環[3-5]。隨著人們生活水平的提高，蘋果酒產業必然有著廣闊的發展前景[6-9]。

蘋果酒發酵分為兩個主要過程，主發酵完成后得到的是蘋果原酒，原酒酒體粗糙，需經一定時間儲存與處理，在儲存期間果酒內進行著理化及生化的反應，酒質變得醇厚香濃，這個過程即酒的老熟或陳釀[10]。經過陳釀的原酒不良風味物質減少，芳香物質得到加強和突出，各種物質之間達到平衡，酒體變得和諧、柔順、細膩、醇厚，并表現出各種酒的典型風格[11]。本試驗的蘋果酒發酵罐發酵是在三角瓶試驗可行的基礎上，采用小型發酵罐進行發酵，小型發酵罐通過控制發酵過程的溫度、攪拌速度等參數為發酵提供了相對穩定的發酵環境。為了更充分的了解發酵罐發酵與三角瓶發酵對蘋果酒釀造的影響，本試驗著重研究5個品種蘋果由2種發酵工藝發酵而成的果酒在陳釀階段的物質變化規律。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蘋果品種（系）‘魯加1號’（Lujia1）、‘魯加4號’（Lujia4）、‘魯加5號’（Lujia5）、‘國光’（Ralls Janet）、‘新紅星’（Starkrimson）采自青島農業大學膠州實驗站。蘋果采收時間以種子完全變褐為標準，然后將采后原料保存于1～4℃的環境中[12]。

偏重亞硫酸鉀（分析純）、果膠酶制劑、淀粉酶：市售。

菌種：本實驗室篩選的SY01酵母菌[13]。

1.2 儀器與設備

HZQ-F160型振蕩培養箱：哈爾濱市東聯電子技術開發有限公司；SP-2102UV型紫外分光光度計：美國Amersham Biosciences公司；TCP2型全自動測色色差儀：北京鑫奧依克光電技術有限公司；SW-CJ-1FD型超凈工作臺：上海博訊實業有限公司醫療設備廠；DL-50全自動電位滴定儀：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；SPX-250B-Z型生化培養箱：東南科儀公司；TD-45數字折光儀：杭州匯爾儀器設備有限公司；AR2140電子分析天平：奧豪斯（上海）公司。BZOSTATRBplus-52MO發酵罐：德國賽多利斯集團貝朗國際生物技術工程公司。

1.3 方法[15]

1.3.1 蘋果酒加工生產工藝[14]

1.3.2 果酒中可溶性固形物的測定

采用數字折光儀測定，測定時用玻璃棒充分攪拌均勻，重復3次。

1.3.3 果酒中可滴定酸的測定

采用NaOH中和滴定法，用DL50型自動電位滴定儀進行測量，重復3次。滴定劑為0.04mol/L標準氫氧化鈉溶液。

1.3.4 果酒中透光值、透光率的測定

用SP-2102UV型紫外分光光度計測定。每個樣品重復測3次，測定時以蒸餾水為參照。

1.3.5 果酒色度的測定

用TCP2型全自動測色色差儀測定各樣品的總色差（DE）和黃色色差值（DB）。每個樣品測量3次，以蒸餾水為參照。

1.3.6 果酒酒精度的測定

采用國標GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中酒精蒸餾法進行果酒酒精度測定。

1.3.7 蘋果酒單寧總酚的測定

采用福林-酚試劑比色法測定單寧含量、總酚含量。

2 結果與分析

2.1 不同品種蘋果酒在陳釀階段的可溶性固形物變化

圖1 5種蘋果酒陳釀過程中可溶性固形物含量的變化比較Fig.1 Comparisons of changes of soluble solid substance content of apple wines among 5 varieties during aging

由圖1可知，發酵剛完成時，相同品種由2種發酵工藝發酵而成的蘋果酒中可溶性固形物含量基本一致，且在陳釀過程中波動不大。

2.2 不同品種蘋果酒在陳釀階段的酒精度變化

圖2 5種蘋果酒陳釀過程中酒精度的變化比較Fig.2 Comparisons of changes of alcoholicity of apple wines among 5 varieties during aging

由圖2可知，同一品種由2種發酵工藝發酵而成的蘋果酒，除‘魯加1號’發酵罐發酵而成的果酒酒精度比三角瓶發酵工藝略高外，其他品種2種發酵工藝發酵而成的蘋果酒酒精度均基本一致。且所有蘋果酒在陳釀過程中酒精度均呈下降趨勢。在陳釀結束時，除‘魯加5號’發酵罐發酵而成的酒酒精度比三角瓶發酵工藝的略低，其他品種2種發酵工藝發酵而成的蘋果酒酒精度均基本一致。

2.3 不同品種蘋果酒在陳釀階段的單寧變化

圖3 5種蘋果酒陳釀過程中單寧含量的變化比較Fig.3 Comparisons of changes of tannin content of apple wines among 5 varieties during aging

由圖3可知，發酵剛結束時，‘魯加1號’由發酵罐發酵而成的蘋果酒單寧含量比三角瓶發酵工藝發酵而成的酒略高，而‘國光’則是三角瓶發酵而成的蘋果酒單寧含量稍高于發酵罐發酵而成的蘋果酒，其他3個品種2種發酵工藝發酵而成的蘋果酒單寧含量及變化量基本一致。在陳釀過程中，所有蘋果酒單寧含量均基本保持穩定。

2.4 不同品種蘋果酒在陳釀階段的總酚變化

由圖4可知，‘魯加5號’由發酵罐發酵而成的蘋果酒總酚含量比三角瓶發酵工藝發酵而成的蘋果酒略低，其他品種由2種發酵工藝發酵而成的蘋果酒總酚含量基本一致。所有蘋果酒中總酚含量在陳釀過程中呈現下降趨勢，但下降幅度較小。

圖4 5種蘋果酒陳釀過程中總酚含量的變化比較Fig.4 Comparisons of changes of total phenolic content of apple wines among 5 varieties during aging

2.5 不同品種蘋果酒在陳釀階段的可滴定酸變化

圖5 5種蘋果酒陳釀過程中可滴定酸的變化比較Fig.5 Comparisons of changes of acid content of apple wines among 5 varieties during aging

由圖5可知，‘魯加4號’由發酵罐發酵而成的蘋果酒可滴定酸含量稍低于三角瓶發酵工藝發酵而成的蘋果酒可滴定酸含量，其他品種由2種發酵工藝發酵而成的蘋果酒可滴定酸含量均基本一致。陳釀過程中均呈現上升趨勢，但變化不大。

2.6 不同品種蘋果酒在陳釀階段的透光率變化

由圖6可知，‘魯加5號’由發酵罐發酵而成的蘋果酒透光率明顯高于三角瓶發酵工藝發酵而成的蘋果酒，其他相同品種由2種發酵工藝發酵而成的蘋果酒的透光率基本保持一致。在陳釀過程中，除‘魯加1號’蘋果酒透光率基本保持穩定，其他品種均呈現下降趨勢，其中‘新紅星’下降幅度相對較大。

2.7 不同品種蘋果酒在陳釀階段的吸光度值變化

由圖7可知，‘魯加1號’由發酵罐發酵而成的蘋果酒的吸光度值明顯高于三角瓶發酵工藝發酵而成的蘋果酒，而‘國光’則恰恰相反，發酵罐發酵而成的‘國光’蘋果酒的吸光度值則稍低于普通發酵工藝，其他品種由2種發酵工藝發酵而成的蘋果酒吸光度值基本一致。在陳釀過程中，除‘魯加1號’吸光度值基本保持穩定外，其他品種均呈明顯的上升趨勢。

圖6 5種蘋果酒陳釀過程中在波長625nm處透光率的變化比較Fig.6 Comparisons of changes of transparence of apple wines under wavelength of 625 nm among 5 varieties during aging

圖7 5種蘋果酒陳釀過程中在波長420nm處吸光度值的變化比較Fig.7 Comparisons of changes of absorbance of apple wines under wavelength of 420 nm among 5 varieties during aging

2.8 不同品種蘋果酒在陳釀階段的黃色差變化

圖8 5種蘋果酒陳釀過程中黃色色差的變化比較Fig.8 Comparisons of changes of yellow color aberration of apple wines among 5 varieties during aging

由圖8可知，‘國光’和‘魯加1號’由發酵罐發酵而成的蘋果酒黃色差比三角瓶發酵工藝稍低，其他品種由2種發酵工藝發酵而成的蘋果酒黃色差基本一致。在陳釀過程中，除‘魯加1號’基本保持不變外，其他品種黃色差均呈下降趨勢，其中‘魯加4號’由發酵罐發酵而成的蘋果酒下降幅度較小。

2.9 不同品種蘋果酒在陳釀階段的總色差變化

圖9 5種蘋果酒陳釀過程中總色差的變化比較Fig.9 Comparisons of changes of total color aberration of apple wines among 5 varieties during aging

由圖9可知，‘國光’和‘魯加1號’由發酵罐發酵而成的蘋果酒總色差明顯高于普通發酵工藝，其他品種由2種發酵工藝發酵而成的蘋果酒總色差基本一致。在陳釀過程中，除‘魯加1號’基本保持不變外，其他品種總色差均呈下降趨勢，其中‘魯加4號’和‘新紅星’由發酵罐發酵而成的蘋果酒下降幅度較小。

3 討論與結論

在陳釀過程中，同品種由2種發酵工藝發酵而成的果酒酒精度均呈下降趨勢，而可滴定酸含量則逐漸增加。酸類物質在酒中很重要的作用，能增加酒的濃厚感，同時酒的品質會因為缺乏豐富的單寧而顯得淡薄、乏味[16]、缺乏結構感和“骨架”，也會大大縮短酒的品質壽命[17]。本試驗中，所有蘋果酒在陳釀過程中單寧含量均基本保持穩定，且相同品種由2種發酵工藝發酵而成的蘋果酒單寧含量也基本保持一致。

酚類物質在蘋果酒中起抗氧化和防腐的作用。蘭玉倩等[18]的研究表明，不同酒齡黃酒的總酚含量在陳釀時緩慢的氧化反應中降低，這與本試驗研究結果相同，且相同品種由2種發酵工藝發酵而成的蘋果酒總酚含量基本一致，陳釀過程中變化趨勢也一致。

隨著陳釀時間的增長，不同品種不同發酵工藝發酵而成的蘋果酒的吸光度值均呈上升趨勢，而透光率、黃色差和總色差均呈下降趨勢，表明蘋果酒在陳釀過程中顏色的變化。果酒中含有許多不同種類的單酚類物質，在陳釀過程中這些單酚類物質會不同程度的氧化消失，這就導致某些品種由2種不同發酵工藝發酵而成的蘋果酒的色差等指標有一定差異。

本試驗結果表明，發酵罐發酵與三角瓶發酵相比，各種物質含量的變化整體趨勢并無顯著的規律性差異，這與徐抗震等[19]的研究結果一致。從蘋果酒的整個發酵過程中可以發現，發酵罐的主發酵罐速度較三角瓶快。蘋果酒發酵過程是個放熱的過程，與三角瓶發酵試驗相比，發酵罐體積擴大，發酵較為劇烈，傳熱就相對困難，發酵果汁在中心處的溫度略高于外周，發酵相對迅速，從而產生更多的熱量，進一步加速發酵進程。李一婧等[20]認為隨著發酵果汁體積的增大，尤其在發酵初期應更加慎重，避免發酵速度過快而破壞原酒的品質。為了制約發酵速度的變化，可以考慮適當控制溫度或增加攪拌。所以說，發酵罐發酵可以更普遍地用于實驗室試驗。但酒質的優劣還是要從更多方面考察，這里只是針對具體的幾種基本物質含量變化的初步探索，若要結合生產實際還需進一步研究。

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Comparative study of apple cider fermentation process

SONG Jing,XIA Lingling,ZHANG Yugang,DAI Hongyi*
(College of Horticulture,Qingdao Agricultural University,Qingdao 266109,China)

The scale-up experiment of cider fermentation process was carried out on five apple varieties(‘Lujia 1’,‘Lujia 4’,‘Lujia 5’,‘Ralls Janet’,‘Starkrimson’)by means of 5-L automatic fermentor made in Germany and 0.5-L conical flask.The yeast inoculum and fermentation temperature was set as 5%and 20℃,respectively.The changes of alcoholicity,tannin,total phenols,titratable acidity,transmittance,soluble solid substance content(Brix)of the ciders of five apple varieties was detected during aging process.Result showed that there was no significant difference on the fermentation effect between scale-up experiment and conical flask when the scale was 10 times enlarged,and the variation trends of all indicators were similar.

apple;fruit wine;fermentation;scale-up experiment

TS255.46；TS255.47

A

0254-5071（2014）04-0071-04

10.3969/j.issn.0254-5071.2014.04.017

2014-02-17

國家現代蘋果產業技術體系項目（CARS-28-01-07）；山東省良種產業化工程項目（J10LC12）

宋靜（1988-），女，碩士研究生，主要從事果樹育種研究工作。

*通訊作者：戴洪義（1956-），男，教授，碩士，主要從事果樹育種與生物技術研究工作。