發(fā)酵型無花果果酒加工工藝的研究

趙叢枝，寇天舒，張子德

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，河北保定 071000）

無花果（Ficus carica Linn）為桑科（Moraceae）栽培植物，具有較高的應(yīng)用價(jià)值與藥用價(jià)值，是一種特殊的果品和天然植物藥物[1]。無花果含有豐富的多糖、礦物質(zhì)和多酚類物質(zhì)[2-5]，鮮果中含有18種氨基酸，其中有8種是人體必需氨基酸。無花果不僅含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，還具有極高的藥用價(jià)值。無花果的果實(shí)除了具有開胃、助消化之外，還能止腹瀉、治咽喉痛。近年來，日本等國(guó)先后發(fā)現(xiàn)了無花果具有抗癌的作用，為醫(yī)學(xué)界提供了新的道路。

由于無花果果皮薄，成熟于炎熱的夏秋季，加之現(xiàn)階段的貯藏技術(shù)有限等因素，無花果極易腐爛。為了提高無花果的商業(yè)價(jià)值，將新鮮的無花果釀制成果酒，不僅解決了遠(yuǎn)途運(yùn)輸?shù)碾y題，還提高了無花果的利用價(jià)值。眾所周知，果酒中的保健成分很大程度取決于酵母菌種的培養(yǎng)和發(fā)酵條件（如溫度、初始pH等因素）[6]。本試驗(yàn)以新鮮無花果為原料，研究了發(fā)酵型無花果酒的最佳工藝條件，為無花果的加工開辟了新的途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備

無花果：山東威海無花果園“綠抗一號(hào)”；葡萄酒用高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；YY10506果膠酶：上海源葉生物科技有限公司；檸檬酸：天津市福晨化學(xué)試劑廠；VC：天津市凱通化學(xué)試劑有限公司。

JYL-C012料理機(jī)：九陽股份有限公司；電熱恒溫培養(yǎng)箱：天津市泰斯特儀器有限公司；THZ-82電子恒溫水浴振蕩器：江蘇省金壇市杰瑞爾電器有限公司；ALC-210.4電子天平：北京賽多斯儀器系統(tǒng)有限公司。

1.2 工藝流程

1.3 操作要點(diǎn)

1.3.1 采果

采收成熟度為7～8成熟的無花果，采收過程中一定要輕拿輕放，避免機(jī)械損傷；

1.3.2 無花果果汁制備

采用微波滅酶法，將處理后的無花果放入800W的微波爐中微波50s；將滅酶后的無花果放入榨汁機(jī)中，同時(shí)加入有檸檬酸、VC和EDTA-Na2組成的護(hù)色劑進(jìn)行破碎打漿；之后將pH調(diào)整到3.5，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的果膠酶，于50℃條件下水浴2 h，得到無花果汁；

1.3.3 酵母菌活化

稱取一定量的活性干酵母，用5%的糖水38℃復(fù)水15 min～30 min，之后將溫度降到30℃以下，活化2 h，以備酒精發(fā)酵；

1.3.4 成分調(diào)整

由于無花果汁含糖量不足，需添加白砂糖來彌補(bǔ)，發(fā)酵后才能達(dá)到正常需要的酒度。因此，常用白砂糖調(diào)節(jié)其可溶性固形物含量達(dá)到14%～16%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）左右。若原汁酸度較高，可用碳酸鈣調(diào)節(jié)果汁pH到3.5左右[7]。調(diào)整后的果汁于121℃下滅菌10 min，冷卻備用；

1.3.5 酒精發(fā)酵

選擇最佳發(fā)酵菌種，接種量在0.03%～0.05%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）范圍內(nèi)，接種后在適宜的溫度下進(jìn)行無氧發(fā)酵；

1.3.6 澄清

在酒液中加入0.5 g/L的殼聚糖，于室溫下靜置72 h后，以4 000 r/min離心15 min，得到澄清的無花果酒。

1.4 無花果酒精發(fā)酵工藝研究

1.4.1 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4.1.1 不同發(fā)酵溫度對(duì)果酒發(fā)酵的影響

將制得的果汁調(diào)整初始pH到3.5，接種0.05%的活化酵母，于15、20、25、30℃條件下進(jìn)行培養(yǎng)6 d后檢測(cè)果酒的酒精度、酸度和可溶性固形物。

1.4.1.2 不同初始pH對(duì)果酒發(fā)酵的影響

將制得的果汁調(diào)整初始pH 為 3.0、3.5、4.0、4.5，接種0.5%的活化酵母，于25℃條件下進(jìn)行培養(yǎng)6 d后檢測(cè)果酒的酒精度、酸度和可溶性固形物。

1.4.1.3 不同接種量對(duì)果酒發(fā)酵的影響

將制得的果汁初始pH調(diào)整到3.5，分別接種0.02%、0.03%、0.04%、0.05%的活化酵母，于25℃條件下培養(yǎng)6 d，測(cè)果酒的酒精度、酸度和可溶性固形物。

1.4.1.4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)果酒發(fā)酵的影響

將制得的果汁初始pH調(diào)整到3.5，接種0.05%的活化酵母，于25℃條件下培養(yǎng)培養(yǎng)數(shù)天，每天檢測(cè)果酒的酒精度，直到酒精度不再上升為止。

1.4.2 無花果酒發(fā)酵工藝的正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵pH、接種量為因素，設(shè)計(jì)三因素三水平正交試驗(yàn)，從而確定最佳發(fā)酵組合，因子水平對(duì)照表見表1。

表1 因子水平對(duì)照表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

1.5 分析方法

可溶性固形物的測(cè)定采用折光計(jì)法，酒精度（密度瓶法）、總酸的測(cè)定參照GB/T15038-2006《葡萄酒果酒通用分析方法》。

1.6 試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS Statistics V17.0 for Windows統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 初始pH對(duì)果酒發(fā)酵的影響

發(fā)酵液pH不同可以導(dǎo)致酵母細(xì)胞表面帶電狀態(tài)不同，因而影響糖、酒精和二氧化碳通過細(xì)胞壁的傳質(zhì)、傳熱過程，影響細(xì)胞的生長(zhǎng)和代謝。因此酵母菌生長(zhǎng)的初始pH應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)，較低的酸度對(duì)香味物質(zhì)的保持有著積極的作用，酸度過高，則會(huì)有刺激性酸味產(chǎn)生[8]見圖1。

圖1 不同初始pH對(duì)酒精度的影響Fig.1 Effects of pH value on alcohol content

從圖1可知，不同初始pH對(duì)酒精發(fā)酵的影響不同，當(dāng)pH升高到3.5時(shí)，酒精含量最高，當(dāng)初始pH超過3.5時(shí)，酒精含量開始下降，說明pH=3.5時(shí)，對(duì)無花果汁發(fā)酵最為有利。因此，選擇初始pH=3.5較為適宜。

2.2 不同接種量對(duì)果酒發(fā)酵的影響

接種量的大小直接影響發(fā)酵周期，大量接入已經(jīng)活化的菌種，可以明顯縮短生長(zhǎng)過程的延遲期，因而縮短了發(fā)酵周期，節(jié)約了發(fā)酵培養(yǎng)的動(dòng)力消耗。但接種量過大時(shí)，發(fā)酵液中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要用于菌體細(xì)胞增殖，并且有大量代謝物生成，不利于酒精的生成[9]，見圖2。

圖2 不同接種量對(duì)酒精度的影響Fig.2 Effects of inoculum size on alcohol content

由圖2可以看出，接種量在0.04%的條件下，發(fā)酵結(jié)束時(shí)，酒精含量最高，當(dāng)繼續(xù)增加酵母的接種量時(shí)，酒精含量降低。因此，當(dāng)接種量在0.04%條件下，較為適宜。

2.3 時(shí)間對(duì)果酒發(fā)酵的影響

時(shí)間對(duì)果酒發(fā)酵的影響見圖3。

圖3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)酒精度的影響Fig.3 Effect of fermentation time on alcohol content

由圖3可以看出，發(fā)酵時(shí)間達(dá)到5 d后，酒精度增加緩慢，發(fā)酵瓶底部有酵母泥出現(xiàn)。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間達(dá)到6 d后，酒精含量不再增加，表明發(fā)酵基本完成。因此，發(fā)酵時(shí)間6 d左右為宜。

2.4 溫度對(duì)果酒發(fā)酵的影響

溫度對(duì)果酒發(fā)酵的影響見圖4。

圖4 溫度對(duì)酒精度的影響Fig.4 Effect of fermentation temperature on alcohol content

由圖4可以看出，發(fā)酵溫度越高，發(fā)酵時(shí)間越短。當(dāng)溫度達(dá)到25℃時(shí)，酒精含量最高，發(fā)酵時(shí)間為6 d；當(dāng)溫度繼續(xù)升高到30℃時(shí)，酒精含量與25℃相差不大，發(fā)酵時(shí)間也為6 d。因此，綜合各因素考慮，最適宜溫度為25℃。采用低溫發(fā)酵，發(fā)酵遲緩，生產(chǎn)周期延長(zhǎng)，但酵母不易衰老，發(fā)酵持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，發(fā)酵徹底，最終生產(chǎn)的酒精濃度也較高，同時(shí)又利于減少氧化，口味純正，香味協(xié)調(diào)[10]。所以生產(chǎn)中通常選擇低溫發(fā)酵、低溫陳釀，以最大程度地保留水果中固有的風(fēng)味物質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)成分，提高酒精含量，增加果酒的柔和性及果味的濃郁感[11-12]。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果表Table 2 Orthogonal design and results

表3 方差分析表Table 3 Tests of between-subjects effects

2.5 正交優(yōu)化試驗(yàn)

由表3極差分析結(jié)果可以看出：影響果酒發(fā)酵酒精度的各因素排列順序?yàn)椋築＞D＞A＞C，即酵母接種量＞發(fā)酵時(shí)間＞發(fā)酵初始pH＞發(fā)酵溫度。通過方差分析，酵母接種量、發(fā)酵時(shí)間、初始pH和發(fā)酵溫度對(duì)酒精度的影響差異極其顯著（P＜0.01）。由此得出，無花果酒發(fā)酵最佳工藝條件為A2B2C2D3，即發(fā)酵初始pH=3.5，酵母接種量為0.04%，發(fā)酵溫度為25℃，發(fā)酵時(shí)間為7 d。通過驗(yàn)證試驗(yàn)，無花果酒酒精度含量可達(dá)到9.23%，優(yōu)于正交試驗(yàn)各組結(jié)果，說明該工藝條件為最佳組合。

3 結(jié)論

活性干酵母的品質(zhì)、接種量、發(fā)酵pH、發(fā)酵溫度和發(fā)酵時(shí)間是影響酒精發(fā)酵的重要工藝條件。結(jié)果表明，無花果酒精發(fā)酵最佳工藝條件為采用葡萄酒用高活性干酵母，接種量為0.04%，初始發(fā)酵pH為3.5，在25℃的條件下培養(yǎng)7 d，在此條件下發(fā)酵的果酒酒精度為9.24%，酒香醇厚，果味突出，顏色美觀。