西瓜桑葚復合果酒發酵工藝的優化

李西騰，陳麗燕，張　寒

（江蘇食品藥品職業技術學院食品學院，江蘇淮安　223003）

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西瓜桑葚復合果酒發酵工藝的優化

李西騰，陳麗燕，張寒

（江蘇食品藥品職業技術學院食品學院，江蘇淮安223003）

以西瓜和桑葚為主要原料，通過響應面法優化西瓜桑葚復合果酒發酵工藝條件，以酒精度為響應值，應用Box-behnken中心組合試驗設計建立數學模型，進行響應面分析。結果表明，西瓜桑葚復合果酒最優發酵條件為發酵溫度28.6℃，SO2添加量57 mg/L，酵母接種量0.5%，初始糖度22%；在此條件下，酒精度達12.4%Vol。

西瓜；桑葚；復合果酒；發酵條件；響應面分析

西瓜是我國主產水果，富含蘋果酸、精氨酸、果糖、維生素、蛋白質和礦物質，對人體健康大有益處，還具有生津解暑、利尿、解酒去毒等功效［1-2］。另外，西瓜中還含有豐富的番茄紅素［3］，具有抗氧化、降低核酸損傷、減少心血管疾病及預防癌癥等多種功能［4］。

桑葚，又名桑果，素有“果皇”之稱，富含葡萄糖、果糖、蘋果酸、亞油酸、維生素、必需氨基酸及微量元素［5-6］，具有降壓消渴、鎮靜安神、烏發明目、防治便秘及解酒之功效［7］。

近年來，人們對各類果酒產品的開發越發關注，尤其是具有更高營養價值的復合果酒，將成為今后產品開發的主流趨勢。復合果酒取材方便、成本低，為其普及和推廣工作提供了諸多便利。本試驗選取酒類專用酵母作為發酵劑，以西瓜、桑葚為主料進行復合果酒研制，采用響應面分析法優化其釀造工藝，為進一步工業化生產提供參考。

1　材料與方法

1.1原料與試劑

西瓜，購自江蘇淮安城南菜市場；桑葚，江蘇淮安趙集鎮種植園采摘；白砂糖，江蘇淮安白玫糖業有限公司產品；葡萄酒、果酒專用酵母，湖北安琪酵母股份有限公司產品；氫氧化鈉、偏重亞硫酸鉀等試劑，國藥化學藥劑有限公司產品。

1.2主要儀器及設備

打漿機，九陽股份有限公司產品；手持糖度計，上海測維光電技術有限公司產品；水浴鍋，常州國華儀器有限公司產品；酒精計，河北省武強縣億達儀表廠產品；培養箱，上海一恒科技有限公司產品；高壓蒸汽滅菌鍋，上海申安醫療器械廠產品；酸度計，上海天達儀器有限公司產品。

1.3試驗方法

1.3.1西瓜桑葚復合果酒釀造工藝流程［8］

①西瓜→清洗→去皮、去籽→果肉破碎榨汁→過濾→原果汁；

②桑葚→選果→清洗→打漿→過濾→原果汁；

①+②→混合（1∶1）→添加SO2→調整成分→接種→裝瓶→發酵→陳釀→澄清過濾→滅菌→成品。

1.3.2測定方法

糖度測定，手持糖度計法；酒精度測定，酒精計法［9］；還原糖，斐林試劑法；酸度測定，酸堿滴定法。

1.3.3西瓜桑葚復合果酒發酵條件的優化

在單因素試驗基礎上，根據Box-Behnken的中心組合設計原理，選取發酵溫度、SO2添加量、酵母接種量和初始糖度為自變量，以復合果酒的酒精度為響應值，采用響應面分析法，對西瓜桑葚復合果酒的發酵條件進行優化。

2　結果與分析

2.1影響西瓜桑葚復合果酒發酵效果的單因素試驗

2.1.1酵母接種量對西瓜桑葚復合果酒發酵的影響

采用5個酵母接種量水平，分別為0.1%，0.3%，0.5%，0.7%，0.9%，在SO2添加量60 mg/L，初始糖度18%，發酵溫度30℃的條件下進行酒精發酵。

酵母接種量對西瓜桑葚復合果酒發酵的影響見圖1。

圖1　酵母接種量對西瓜桑葚復合果酒發酵的影響

由圖1可知，當酵母接種量為0.5%時，西瓜桑葚復合果酒發酵的效果較好。

2.1.2SO2添加量對西瓜桑葚復合果酒發酵的影響

設定SO2添加量為30，40，50，60，70，80 mg/L，初始糖度為18%，酵母接種量為0.5%，發酵溫度為30℃，按復合果酒釀造工藝流程進行釀造。

SO2添加量對西瓜桑葚復合果酒發酵的影響見圖2。

圖2　SO2添加量對西瓜桑葚復合果酒發酵的影響

由圖2可知，當SO2添加量為60 mg/L時，西瓜桑葚復合果酒的發酵效果較好。

2.1.3發酵溫度對西瓜桑葚復合果酒發酵的影響

設定西瓜桑葚復合果酒發酵的酵母接種量為0.5%，初始糖度為18%，SO2添加量為60 mg/L，分別在發酵溫度為24，26，28，30，32，34℃下進行酒精發酵。

發酵溫度對西瓜桑葚復合果酒發酵的影響見圖3。

圖3　發酵溫度對西瓜桑葚復合果酒發酵的影響

由圖3可知，西瓜桑葚復合果酒的發酵溫度為28℃時，西瓜桑葚復合果酒發酵的效果較好。

1.2.3 花青素的純化 參照文獻[5，12-15]的方法采用AB-8樹脂進行粗提液的純化，獲得花青素純化液。

2.1.4初始糖度對西瓜桑葚復合果酒發酵的影響

設定西瓜桑葚復合果酒發酵的酵母接種量為0.5%，發酵溫度為28℃，SO2添加量為60 mg/L，分別在初始糖度為12%，14%，16%，18%，20%下進行酒精發酵。

初始糖度對西瓜桑葚復合果酒發酵的影響見圖4。

圖4　初始糖度對西瓜桑葚復合果酒發酵的影響

由圖4可知，初始糖度為20%時，西瓜桑葚復合果酒發酵的效果較好。

2.2響應面法優化西瓜桑葚復合果酒發酵條件

響應面因素與水平設計見表1，試驗設計方案及結果見表2。

利用Design Expert 8.0軟件對復合果酒的發酵進行分析，對表2中的試驗數據進行二次線性回歸擬合，數學模型為：

酒精度=12.08+0.71A-0.42B-0.027C+0.24D-0.21AB-0.079AC-0.026AD-0.11BD-0.053CD-1.16A2-1.10B2-0.45C2-0.057D2。

回歸統計分析見表3。

表1　響應面因素與水平設計

表2　試驗設計方案及結果

由表3可知，模型極顯著（p＜0.000 1），而失擬項不顯著（p＞0.05），說明西瓜桑葚復合果酒發酵的模型與實際情況擬合程度比較好，可以預測西瓜桑葚復合果酒發酵的條件。一次項A，B，D及二次項A2，B2，C2表現為極顯著，它們對響應值影響較大。由響應面分析法優化出發酵最佳工藝條件，即發酵溫度為28.64℃，SO2添加量為57.29 mg/L，酵母接種量為0.5%，初始糖度為22%。考慮到實際操作性，將發酵工藝參數修正為發酵溫度28.6℃，SO2添加量57 mg/L，酵母接種量0.5%，初始糖度22%；此條件下，產品酒精度的理論預測值為12.5%Vol。為檢驗試驗結果的可靠性，分別用上述優化發酵工藝條件進行西瓜桑葚復合果酒發酵3次，試驗的結果平均值為12.4%Vol，說明采用響應面法優化得到的西瓜桑葚復合果酒發酵條件參數準確可靠。

表3　回歸統計分析

3　結論

對西瓜桑葚復合果酒的生產工藝進行了研究，在單因素試驗的基礎上，進行響應面優化試驗。結果表明，西瓜桑葚復合果酒發酵的最佳工藝條件為發酵溫度28.6℃，SO2添加量57 mg/L，酵母接種量0.5%，初始糖度22%。西瓜桑葚復合果酒營養豐富，果香濃郁、色澤鮮亮、口感幽雅；酒液澄清透明，呈紫紅色；酒香、果香明顯，持久而協調。

［1］王武，陳從貴，方紅美，等.低糖西瓜果脯的生產工藝研究 ［J］.食品工業科技，2002，23（5）：56-58.

［2］華景清，蔡健.西瓜的營養與藥用價值 ［J］.食品與藥品，2005（6）：67-69.

［3］王鎮，黨選民，詹園鳳.西瓜果實中番茄紅素研究進展 ［J］.熱帶農業科學，2008，28（3）：68-72.

［4］孫慶杰，丁霄霖.番茄紅素的保健作用與開發 ［J］.食品與發酵工業，1997，23（4）：72-75.

［5］張燕忠，王忠華.桑果生理活性成分及其產品開發研究進展 ［J］.食品工業科技，2009，30（11）：314-317.

［6］李樹玲.釀酒制醋技術與實例 ［M］.北京：化學工業出版社，2006：147-158.

［7］楊曉宇.桑葚資源的開發利用 ［J］.食品科技，1999（4）：25-27.

［8］羅永華，何擴，張秀媛，等.杏仁乳發酵果酒的工藝優化研究 ［J］.食品科技，2011（2）：93-95.

［9］黃高明.食品檢驗工（中級）［M］.北京：機械工業出版社，2005：317-330.◇

Optimization of Fermentation Technology of Watermelon Mulberry Compound Fruit Wine by Response Surface Methodology

LI Xiteng，CHEN Liyan，ZHANG Han

（School of Food，Jiangsu Food&Pharmaceutical Science College，Huai'an，Jiangsu 223003，China）

The best technical parameters for producing watermelon mulberry compound fruit wine with watermelon and mulberry as main raw materials are determined by response surface methodology.The alcohol content is selected as response value and the mathematical model is established by Box-behnken central composite design.The optimal fermentation conditions are determined as follows：fermentation temperature 28.6℃，sulfur dioxide 57 mg/L，inoculating amount of yeast 0.5%，and initial sugar content 22%.Under this optimal condition，alcohol content was 12.4%Vol.

watermelon；mulberry；compound fruit wine；fermentation conditions；response surface analysis

TQ920.6

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.07.040

1671-9646（2016）07b-0039-03

2016-06-04

李西騰（1969— ），男，碩士，講師，研究方向為食品生物技術。