木棉花全汁發酵酒生產工藝的研究

張鐘，黃冬玲

（廣東石油化工學院化學與生命科學學院，廣東茂名525000）

木棉花全汁發酵酒生產工藝的研究

張鐘，黃冬玲

（廣東石油化工學院化學與生命科學學院，廣東茂名525000）

以木棉花為原料，采用全汁發酵技術，開發出新型木棉花發酵酒。在單因素試驗的基礎上，對木棉花酒的發酵溫度、發酵時間、含糖量和釀酒酵母的接種量進行了優化，通過4因素4水平的正交試驗，確定發酵條件的最佳組合。通過試驗得到的最佳發酵工藝參數為發酵最佳時間5d，發酵溫度25℃，酵母接種量0.2%，糖的含量15%；4因素的顯著影響程度為含糖量>發酵溫度>發酵時間>酵母接種量。最終得到的成品的感官指標、理化指標及衛生指標均滿足國標。

木棉花酒；全汁發酵；生產工藝

木棉花（Bambax malabaricumDC.）為木棉科木棉屬植物，在我國已經有2 000多年的栽培歷史。主要分布在云南、貴州、廣西、廣東及金沙江流域，是廣州市市花[1]。

木棉全身都是寶，其皮、花、根均可入藥，為常用中藥。其花朵含有豐富的碳水化合物，其中多糖是木棉花的重要成分[2]，含有各種微量元素[3]。陳紅英等[3]認為木棉花中的微量元素有可能與有機成分產生協同作用，發現木棉花中含豐富的Ca、Mg、K元素，Zn元素含量也較高。木棉花甘、涼，具有清熱利濕、解毒、止血等功效。主治泄瀉、痢疾、血崩、瘡毒、金創出血等[4]，治療胃癌、食管癌等消化道腫瘤[5]。制作花酒有釀造法和浸泡法2種。通過木棉花全汁發酵以及優化其生產工藝，研制出具有功能性的保健低度酒。目前，國內外尚無采用全原花汁液為原料進行發酵的木棉花酒，為木棉花的深加工提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

木棉花：摘自廣東石油化工學院校內新鮮無腐爛，成熟度為80%以上鮮紅木棉花。

白砂糖：市售的一級白砂糖。

檸檬酸（分析純）：天津市百世化工有限公司；果膠酶：上海源聚生物科技有限公司；釀酒果酒酵母：安琪酵母股份有限公司。

1.2 儀器與設備

AUY220電子天平：日本島津公司；HH-6數顯恒溫水浴鍋：常州博遠試驗分析儀器廠；HPX-9162MBE數顯電熱培養箱：上海博遠實業有限公司醫療設備廠。

1.3 試驗方法

1.3.1 測定項目及方法

酒精度測定采用酒精計法、糖度測定采用手持糖度計法、總酸測定采用pH計直接測量[6]；感官評價由10人組成評定組，進行綜合評價[7]。

1.3.2 感官評價方法

通過對成品木棉花酒感官特性的全面分析，綜合色澤、香氣、滋味、外觀幾個方面進行感官評分（滿分10分），評定標準見表1。

表1 木棉花酒感官評分標準Table 1 Sensory score criteria of kapok wine

1.3.3 研究方法

確定最佳木棉花采摘期：在4∶00-6∶00點采摘初綻、盛開期的木棉花，對采摘的木棉花花香進行感官評分。木棉花花香影響發酵酒的品質和檔次，所以要保證木棉花香的質量。

木棉花酒發酵條件的優化：影響成品酒風味的因素有發酵時間、發酵溫度、含糖量、酵母接種量，對酵母菌生長的時間、溫度、含糖量、接種量進行優化，選擇合適的發酵條件生產出高質量的木棉花發酵酒，通過正交試驗確定適宜的發酵條件，正交試驗因素與水平見表2。

表2 發酵條件優化正交試驗因素與水平Table 2 Factors and levels of fermentation conditions optimization

1.3.4 木棉花酒工藝流程

1.3.5 操作要點

選擇適當的時間采選木棉花。收集完畢后清水浸泡30min，主要是去除落花表面的泥沙、各種污染物及大部分微生物，減少落花表面污染的物質對原汁的污染[8]。清洗、晾干、剪碎，添加約0.3%的質量濃度為2.5g/100mL的檸檬酸護色，恒溫水浴鍋60℃蒸120s（鈍化酶），再將木棉花打漿，添加約0.8%的果膠酶，45℃酶解120min[9]。

稱量后定量裝入具塞錐形瓶進行巴氏殺菌，消毒完畢后測定原料糖度和pH值，為保證酒的質量和口味，要控制好殘糖量，添加約占原料量0.2%的果酒酵母，在25℃條件下發酵數天。將發酵好的木棉花酒過濾、倒罐、殺菌、陳釀、檢測。

2 結果與分析

2.1 木棉花原汁的含糖量與pH值的測定

分別對木棉花原汁液的含糖量和pH值進行測定，做空白對比，得到的結果如表3所示。

表3 原料糖度和pHTable 3 Sugar content and pH of raw material

從表3可知，木棉花原汁所含的糖分不高，若要研制出品質較好的木棉花全汁發酵酒需要外加糖的方式調整含糖量。通過pH計直接測定木棉花原汁的pH值為3.5，偏酸性，因此在發酵酒期間要適合控制糖酸比值。

2.2 最佳木棉花采摘期的確定

分別在4∶00-6∶00、8∶00-9∶00、11∶00-12∶00、14∶00-15∶00點采花，在15℃、光線較暗的條件下進行感官品評，結果如表4。

表4 不同時間木棉花香的差異Table 4 Difference of kapok aroma in different time

由表4可知，木棉花香隨著空氣的干燥、溫度的升高，花香物質也開始向外散發，積累在花中的香味物質開始減少。所以采摘時間也是影響花香物質的一個重要因素，要選擇適當的時間采摘，最好在日出之前采摘，采用重瓣、花瓣肥厚的紅色品種，須在朝霧未退時摘花，要求花外觀良好，表面有光澤，顏色鮮紅，成熟度適中且沾滿露珠，因為這時花還未受到陽光強烈照射，故香味尚未散發而最濃郁，采摘鮮花并及時攤放于陰涼通風處進行降溫處理。

2.3 發酵條件的確定

2.3.1 發酵時間的確定

將處理好的木棉花漿液添加約占原料量0.2%的果酒酵母，調整糖度為15%并置于25℃條件下發酵數天，結果見表5。

由表5可知，發酵前3d酒精度幾乎無變化，說明酵母大量繁殖，幾乎不發生發酵反應，消耗的糖量較少，pH值未變化，從發酵第3天開始，開始產生大量氣泡，酵母發酵，pH值有所上升。從第3天起開始測試發酵液的各項指標，發酵過程中糖含量不斷下降，酒精含量逐漸升高，發酵第5天后，酒精含量升高不明顯，因此發酵時間為5～7d比較好。

表5 發酵時間對酒品質的影響Table 5 Effect of fermentation time on wine quality

2.3.2 發酵溫度的確定

將處理好的木棉花漿液添加約占原料量0.2%的果酒酵母調整糖度為15%，置于不同溫度條件下發酵5d，結果見表6。

表6 發酵溫度對酒品質的影響Table 6 Effect of fermentation temperature on wine quality

由表6可知，在25℃發酵時，酒精度比較高，糖酸比例控制適中，同時感官評分也比較好，而當溫度升至30℃時，酒精度下降的同時酒色也較差、pH值較小、含酸較多。在溫度過低時，酵母無法進行代謝和繁殖，而發酵溫度過高，酵母的繁殖力反而下降，易衰老和死亡，使酒液易受雜菌浸染而影響品質。因此在溫度為25℃時發酵情況最好，酒精度含量及口味都最好。

2.3.3 果酒酵母菌接種量的確定

將處理好的含糖量為15%的木棉花漿液接種不同含量的果酒酵母菌，置于25℃發酵5d，結果見表7。

表7 果酒酵母不同接種量對酒品質的影響Table 7 Effect of different inoculation amount of wine yeast on wine quality

由表7可知，當果酒酵母接種量為0.2%時，酒精度最高，而當酵母接種量增加至0.4%時，酒精度最低，含糖量減少，說明糖分被酵母大量消耗并沒有進行發酵作用，因為當添加量0.2%以上時，主發酵時間縮短，終點發酵液酒精度反而會略有下降。分析認為，可能是酵母添加量增加會促進酵母迅速繁殖，但繁殖速度過快會加快呼吸作用，過早消耗醪液中的糖分，不利于酒精度的積累[10]。隨著發酵時間的延長，一部分乙醇又進入乙酸發酵，加上雜菌的生長繁殖，因此在發酵過程中發酵醪的酸度一直在緩慢上升，pH值有所下降。

2.3.4 糖含量的確定

將處理好的木棉花漿液接種0.2%的果酒酵母，按一定的比例加入白砂糖，充分攪拌均勻，置于25℃恒溫培養箱中，發酵5d，試驗結果見表8。

表8 不同糖含量對酒品質的影響Table 8 Effect of different sugar content on wine quality

由表8可知，隨著糖含量增多，酵母發酵能量得以補充，從而產生更多的酒精，酒香味更加濃郁，當糖含量達到10%時，酵母發酵最活躍，產生很多上升的氣泡，酒精度達到最高，當達到15%時，酒精度幾乎沒變化。10%～15%的含糖量能促進酵母發酵。

2.4 最佳工藝水平參數的確定

以發酵溫度、果酒酵母菌接種量、發酵時間、糖含量為4個因素進行L16（44）正交試驗。并組成評定小組對色澤、氣味、口感進行評分，正交試驗結果見表9，方差分析見表10。

由表9可知，4因素對木棉花酒的影響大小為D>B>A>C，即糖含量的影響最大，其次是發酵溫度，再次是發酵時間，酵母菌接種量影響較小，其最佳組合為A3B2C2D4即發酵最佳時間為5d，發酵溫度為25℃，酵母接種量為0.2%，糖含量為15%的條件下，木棉花酒的感官品質和發酵效果最好。經驗證試驗，在此最優條件下的木棉花酒的感官評分為9分。

由表10可知，糖含量對結果的影響具有顯著性，其余因素影響不顯著。

最后所得的成品其酒精度、含糖量、酸度均符合GB 2758—2012《發酵酒及其配制酒》[11]的要求。

表9 木棉花酒的發酵條件優化正交試驗結果與分析Table 9 Result and analysis of orthogonal experiment for fermentation conditions optimization of kapok wine

表10 正交試驗結果方差分析Table 10 Variance analysis of orthogonal experiment results

2.5 木棉花全汁發酵酒產品技術標準和質量標準確定

對木棉花原料進行預處理，處理完畢后，在發酵溫度25℃，發酵時間5d，含糖量15%，酵母接種量0.2%的條件下進行發酵，生產木棉花發酵酒。

感官指標：色澤淺黃色至淺紅棕色。外觀澄清透明，均勻一致、色澤明亮、無明顯懸浮物。香氣和滋味，具有純正、濃郁、和諧的花香與酒香。具有甘甜醇厚的口味和陳釀的酒香味，酸甜適宜、諧調，酒體豐滿。具有木棉花突出的典型風格。

理化指標：糖含量＜5.1%；pH值為4.3～5.2；酒精度為5.8%vol。

衛生指標符合GB 2758—2012《發酵酒衛生標準》中要求。

3 結論

經優化木棉花全汁發酵酒的最佳發酵工藝參數為發酵時間5d，發酵溫度25℃，酵母接種量0.2%，糖含量15%；4因素的影響程度為含糖量＞發酵溫度＞發酵時間＞酵母接種量。

[1]蘇秀芳，黃長軍.木棉的化學成分及藥理作用的研究進展[J].化學化工與生態環境研究，2010，27（5）：233-239.

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Kapok wine fermentation technology

ZHANG Zhong,HUANG Dongling
(College of Chemistry and Life Science,Guangdong University of Petrochemical Technology,Maoming 525000,China)

Taking kapok as raw material,a new fermentation production of kapok wine was developed with juice fermentation.On the basis of single factor experiment,the fermentation temperature,time,sugar content and yeast inoculum were optimized.Through four factors of four levels orthogonal experiment,the optimum combination of fermentation conditions was determined as follows:fermentation time 5 d,fermentation temperature 25℃,yeast inoculum 0.2%,sugar content 15%.The significant influence of the four factors in order was sugar content,fermentation temperature,fermentation time and yeast inoculum.The finished product can meet the national standard in sensory indexes,physicochemical indexes and hygienic indexes.

kapok wine;full juice fermentation;production technology

TS262.91

B

0254-5071（2014）04-0154-04

10.3969/j.issn.0254-5071.2014.04.037

2014-01-23

茂名市科技計劃項目（2011B01019）

張鐘（1962-），男，教授，本科，研究方向為農產品貯藏與加工。