椪柑果酒釀造工藝參數(shù)的優(yōu)化

蔣繼豐，方 偉，張海龍，王登宇

（1.懷化學(xué)院生物與食品工程學(xué)院湖南懷化418000；2.民族藥用植物資源研究與利用湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室湖南懷化418000）

椪柑果酒釀造工藝參數(shù)的優(yōu)化

蔣繼豐1,2，方 偉1,2，張海龍1,2，王登宇1,2

（1.懷化學(xué)院生物與食品工程學(xué)院湖南懷化418000；2.民族藥用植物資源研究與利用湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室湖南懷化418000）

以啤酒酵母為試驗(yàn)菌株，以麻陽(yáng)椪柑為原料，通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，研究了柑橘果酒的釀造工藝。結(jié)果表明，椪柑果酒釀造工藝條件為椪柑果汁初始糖度22%、啤酒酵母接種量7%、發(fā)酵溫度22℃、椪柑果汁初始pH 4.0和發(fā)酵時(shí)間7 d；再經(jīng)陳釀1個(gè)月并離心澄清（4 000 r/min，25 min）后，所得椪柑果酒酒精度為10.4%vol，殘?zhí)橇繛?.89%，椪柑果酒口味純正、香氣濃郁、澄清透明。

椪柑果酒；釀造工藝；參數(shù)優(yōu)化

椪柑是亞熱帶喜溫水果[1]，是柑橘類植株作物中生長(zhǎng)習(xí)性最為優(yōu)良的一個(gè)重要品類[2]，椪柑大都在11月中下旬至12月上旬采收，上市供應(yīng)期則自采收期至次年3月份[3]。椪柑在湖南、湖北及江西等地廣泛種植，而麻陽(yáng)椪柑遠(yuǎn)近聞名，目前全縣種植面積達(dá)到了20余萬(wàn)畝，產(chǎn)量達(dá)12萬(wàn)t。隨著麻陽(yáng)及周邊地區(qū)種植面積的不斷擴(kuò)大，近年來(lái)常常出現(xiàn)椪柑滯銷，導(dǎo)致了“豐產(chǎn)不豐收”的現(xiàn)象，而椪柑富含胡蘿卜素、類黃酮、果膠、膳食纖維等多種活性成分和糖、檸檬酸、磷、鉀、鈣、鐵、鋅等營(yíng)養(yǎng)，是開(kāi)發(fā)保健食品的良好原料[4]。鄭君曉等[5]研究了以釀酒活性干酵母為菌種制備椪柑果酒技術(shù)，得到的果酒酒精度9.5%vol。本研究以麻陽(yáng)椪柑為原料，以啤酒酵母為菌種生產(chǎn)椪柑果酒的生產(chǎn)工藝，該研究將為椪柑的深加工提供新的方向，實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)業(yè)支撐資源”的目的，從而促進(jìn)椪柑產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

椪柑：麻陽(yáng)縣錦和鎮(zhèn)白巖坪村柑桔協(xié)會(huì)提供；啤酒酵母菌種：懷化學(xué)院生物與食品工程學(xué)院提供；葡萄糖（98%）：吳江市俊發(fā)化工有限公司；硫代硫酸鈉（分析純）：沈陽(yáng)瑞豐精細(xì)化學(xué)品公司。其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

DNP-9162型電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；HR2826型榨汁機(jī)：飛利浦公司；MASTER-53M糖度計(jì)：ATAGO公司；754紫外/可見(jiàn)光分光光度計(jì)、JA5003型電子精密天平：上海舜宇恒平有限公司；HHS-26型電熱恒溫水浴鍋：上海東星建材試驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 椪柑果酒釀造工藝流程及操作要點(diǎn)[6-13]

原料椪柑的選擇→清洗→去皮→破碎榨汁→濾清汁→添加SO2→成分調(diào)整→接種→恒溫發(fā)酵→陳釀→澄清→調(diào)配→灌裝→成品

原料椪柑的選擇：應(yīng)選取具有充分成熟、無(wú)創(chuàng)傷、無(wú)霉變的果實(shí)作為釀酒的原料。

清洗：用水清洗，除去附著在果實(shí)上的泥土、雜物、殘留的農(nóng)藥和微生物。

破碎榨汁：將去皮后的椪柑破碎去籽，再榨汁，過(guò)濾出果渣留濾清汁備用。

添加SO2：SO2在果酒生產(chǎn)中有抑制雜菌的生長(zhǎng)繁殖和護(hù)色作用[8]。椪柑榨汁后立即添加硫代硫酸鈉（以SO2計(jì)，質(zhì)量濃度為80 mg/L）。

成分調(diào)整：椪柑果汁中的糖度較低，若僅用果漿（汁）發(fā)酵則酒精度較低，應(yīng)適當(dāng)添加葡萄糖以提高發(fā)酵酒精度；適度調(diào)整椪柑果汁酸度在酵母生長(zhǎng)最適初始pH值范圍內(nèi)。

接種：把經(jīng)分離馴化的啤酒酵母用椪柑果汁進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，制成發(fā)酵菌種，再按試驗(yàn)方案接入調(diào)整成分后的果汁中。

恒溫發(fā)酵：將接種后的椪柑果汁在恒溫條件下進(jìn)行發(fā)酵，每天測(cè)定糖度觀察漿汁液表面變化，以保證發(fā)酵正常進(jìn)行。

陳釀：將發(fā)酵出的新酒經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的存放老熟，以提高椪柑果酒的品質(zhì)和穩(wěn)定性。

1.3.2 菌種的活化

取斜面菌種1環(huán)至裝有50 mL酵母浸出粉胨葡萄糖培養(yǎng)基（yeast extract peptone dextrose medium，YEPD）的250 mL三角瓶中，25℃靜置培養(yǎng)24 h。按照10%的比例接入裝有YEPD的500 mL三角瓶中，在25℃條件下恒溫培養(yǎng)5～7 d，待不能發(fā)酵時(shí)停止發(fā)酵，備用。

1.3.3 單因素試驗(yàn)

本研究選擇了接種量（3.5%、4.5%、5.5%、6.5%和7.5%）、初始糖度（16%、18%、20%、22%和24%）、發(fā)酵溫度（16℃、18℃、20℃、22℃和24℃）和初始pH（3.0、3.4、3.8、4.2、4.6）為考察因素，以發(fā)酵過(guò)程中的殘?zhí)橇亢桶l(fā)酵終止時(shí)的果酒的感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，探討各因素變化對(duì)椪柑果酒發(fā)酵的影響。

1.3.4 正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以發(fā)酵終止時(shí)果酒的感官評(píng)價(jià)結(jié)果為依據(jù)，以菌種的添加量、發(fā)酵溫度、初始糖度和初始pH值為考察因素，以發(fā)酵至第7天時(shí)，發(fā)酵果酒品質(zhì)評(píng)分結(jié)果為評(píng)價(jià)指標(biāo)作L9（34）正交試驗(yàn)，確定最佳工藝參數(shù)。

1.3.5 測(cè)定方法

（1）理化指標(biāo)測(cè)定方法

酒精度的測(cè)定采用密度瓶法，總酸的測(cè)定采用指示劑法，還原糖的測(cè)定采用費(fèi)林試劑法，參照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的方法執(zhí)行；可溶性固形物測(cè)定采用折光儀法。

（2）感官指標(biāo)評(píng)價(jià)方法

聘請(qǐng)固定的、經(jīng)驗(yàn)較豐富的20位老師和學(xué)生，參照中國(guó)葡萄酒品評(píng)標(biāo)準(zhǔn)，在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室中對(duì)樣品的色澤、香氣、滋味、澄清度和典型性分別進(jìn)行打分，每人的各項(xiàng)指標(biāo)得分相加為總分，匯總時(shí)去掉1個(gè)最高分和1個(gè)最低分后，取余下18人總分的平均值為該樣品得分。在參考了NY/T1508—2007《綠色食品果酒》、GB/T15038—2006《葡萄酒、果酒通用試驗(yàn)方法》的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了發(fā)酵椪柑果酒的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表，詳見(jiàn)表1。

表1 發(fā)酵椪柑果酒的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of fermented Ponkan fruit wine

2 結(jié)果與分析

2.1 椪柑果酒發(fā)酵的單因素試驗(yàn)研究

2.1.1 接種量對(duì)椪柑果酒發(fā)酵殘?zhí)羌捌焚|(zhì)的影響

將椪柑果汁原始發(fā)酵液糖含量調(diào)整為20%，初始pH值3.8及溫度為22℃的條件下，選擇3.5%、4.5%、5.5%、6.5%和7.5%五個(gè)酵母接種量水平，從發(fā)酵24 h開(kāi)始每12 h監(jiān)測(cè)1次，研究不同接種量對(duì)發(fā)酵液中殘?zhí)呛康挠绊懀Y(jié)果見(jiàn)圖1。取在上述發(fā)酵條件下各樣品第7天部分發(fā)酵液，經(jīng)4 000 r/min離心去除沉淀物得發(fā)酵原果酒，即為感官鑒評(píng)樣品。通過(guò)20位評(píng)委對(duì)樣品的色澤、香氣、滋味等的評(píng)分，以平均分為依據(jù)鑒定酒質(zhì)的優(yōu)劣，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖1 不同接種量對(duì)椪柑果酒發(fā)酵殘?zhí)堑挠绊慒ig.1 Effects of different inoculum on residue sugar in Ponkan fruit wine

圖2 不同接種量對(duì)發(fā)酵7 d時(shí)各樣品品質(zhì)評(píng)分的影響Fig.2 Effects of different inoculum on sensory evaluation score of Ponkan fruit wine fermented for 7 d

由圖1可知，自發(fā)酵開(kāi)始至48 h期間，雖然發(fā)酵糖消耗整體較慢，但隨接種量的增加糖消耗量略有加快；自48 h到144 h期間發(fā)酵活躍，糖消耗量速率較快；自144 h之后發(fā)酵糖消耗量降低并均趨于穩(wěn)定。當(dāng)接種量增加到7.5%時(shí)，椪柑果酒發(fā)酵殘?zhí)亲畹停_(dá)到2.1%左右，糖消耗量不再變化。而不同接種量對(duì)酒品質(zhì)的影響結(jié)果表明，隨接種量的增加，其發(fā)酵酒品質(zhì)也越來(lái)越好，但接種量超過(guò)6.5%時(shí)酒品反而下降。因此，選擇最佳的接種量為6.5%。

2.1.2 發(fā)酵溫度對(duì)椪柑果酒發(fā)酵殘?zhí)羌熬破焚|(zhì)的影響

調(diào)整椪柑果汁原始發(fā)酵液糖度為20%，初始pH 3.8，在接種量為6.5%的條件下，選擇溫度為16℃、18℃、20℃、22℃和24℃五個(gè)水平進(jìn)行試驗(yàn)，從發(fā)酵24 h開(kāi)始每隔12 h監(jiān)測(cè)1次，研究發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵液中糖含量和發(fā)酵7 d時(shí)各酒品質(zhì)的影響，結(jié)果分別見(jiàn)圖3、圖4。

圖3 不同發(fā)酵溫度對(duì)椪柑果酒發(fā)酵殘?zhí)堑挠绊慒ig.3 Effects of different fermentation temperature on residual sugar in Ponkan fruit wine

圖4 不同發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵7 d時(shí)各樣品感官評(píng)分的影響Fig.4 Effects of different fermentation temperature on sensory evaluation score of Ponkan fruit wine fermented for 7 d

由圖3可知，發(fā)酵溫度對(duì)椪柑果酒發(fā)酵的影響趨勢(shì)與不同接種量的影響態(tài)勢(shì)相近，即前2 d較慢，而后加快，到第6天后又放緩；同時(shí)還可以看出糖消耗速率隨著溫度的增加而增快，在溫度為20℃、22℃和24℃發(fā)酵時(shí)的殘?zhí)亲畹停咏?.0%，發(fā)酵不再深化。而由圖4可知，隨發(fā)酵溫度的升高，其發(fā)酵酒品也越來(lái)越好，但超過(guò)22℃時(shí)果酒品質(zhì)反而下降。分析認(rèn)為發(fā)酵溫度越高，酵母衰老越快，影響了酵母的糖酒轉(zhuǎn)化量[5]。因此，椪柑果酒適宜的發(fā)酵溫度為20～24℃。

2.1.3 初始糖度對(duì)椪柑果酒發(fā)酵殘?zhí)羌熬破焚|(zhì)的影響

在接種量為6.5%，發(fā)酵溫度20℃，初始pH 3.8的條件下，將椪柑果汁初始糖含量按16%、18%、20%、22%和24%五個(gè)水平進(jìn)行調(diào)整，從發(fā)酵24 h開(kāi)始每隔12 h監(jiān)測(cè)1次，研究不同初始糖度對(duì)椪柑果酒發(fā)酵殘?zhí)呛桶l(fā)酵7 d時(shí)各酒品質(zhì)的影響，結(jié)果分別見(jiàn)圖5、圖6。

圖5 不同初始糖度對(duì)椪柑果酒發(fā)酵殘?zhí)堑挠绊慒ig.5 Effects of different initial sugar content on residual sugar in Ponkan fruit wine

圖6 不同初始糖度對(duì)發(fā)酵7 d時(shí)各樣品感官評(píng)分的影響Fig.6 Effects of different initial sugar content on sensory evaluation score of Ponkan fruit wine fermented for 7 d

由圖5可知，在發(fā)酵至第6～7天時(shí)檢測(cè)，初始糖度為16%的一組最終殘?zhí)橇繛?.3%，其他兩組殘?zhí)橇烤_(dá)到了2.1%。而由圖6可知，三個(gè)樣品的品質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果較接近，均在91.5～91.9分之間，但初始糖度20%一組評(píng)分最高，為91.9分。由此可見(jiàn)：初始糖度選取20%～22%、發(fā)酵時(shí)間在6～7 d左右較適合椪柑果酒發(fā)酵。

2.1.4 初始pH對(duì)椪柑果酒發(fā)酵殘?zhí)羌熬破焚|(zhì)的影響

選擇接種量為6.5%，發(fā)酵溫度20℃，初始糖度20%的條件下，取初始pH 3.0、3.4、3.8、4.2、4.6五個(gè)水平進(jìn)行發(fā)酵試驗(yàn)，采用如上相同的方法研究不同初始pH對(duì)椪柑果酒發(fā)酵殘?zhí)羌熬破焚|(zhì)的影響，結(jié)果分別見(jiàn)圖7、圖8。

由圖7可知，四組試驗(yàn)的發(fā)酵趨勢(shì)基本相同，但初始pH為3.4、3.8和4.2三組的糖消耗速率較pH值為4.6組的高，其中pH3.8和4.2兩組糖消耗量接近且殘?zhí)橇肯鄬?duì)較低，說(shuō)明pH3.8至4.2更適合椪柑果酒發(fā)酵。由圖8可知，當(dāng)初始pH為4.6時(shí)椪柑果酒品質(zhì)評(píng)分最低，因此，椪柑果酒適宜的發(fā)酵初始pH為3.8～4.2。

圖7 不同初始pH對(duì)椪柑果酒發(fā)酵殘?zhí)堑挠绊慒ig.7 Effects of different initial pH on fermentation of Ponkan fruit wine fermentation

圖8 不同初始pH對(duì)發(fā)酵7 d時(shí)各樣品感官評(píng)分的影響Fig.8 Effect of different initial pH on sensory evaluation score of Ponkan fruit wine fermented for 7 d

2.1.5 椪柑果酒發(fā)酵時(shí)間的選擇

綜合分析圖1～圖8的試驗(yàn)結(jié)果，認(rèn)為發(fā)酵至168 h（即第7天）時(shí)椪柑果酒發(fā)酵基本完成，殘?zhí)橇孔兓恳巡伙@著，且在此時(shí)發(fā)酵酒的品質(zhì)最好，故取最佳主發(fā)酵時(shí)間為168 h，即認(rèn)為椪柑果酒發(fā)酵至第7天達(dá)到發(fā)酵終點(diǎn)。

2.2 椪柑果酒發(fā)酵的正交試驗(yàn)研究結(jié)果

根據(jù)上述單因素試驗(yàn)結(jié)果和正交試驗(yàn)結(jié)果，選取接種量、發(fā)酵溫度、初始糖度和初始pH四個(gè)因素為考察對(duì)象，以發(fā)酵至第7 d的酒的品質(zhì)評(píng)分為依據(jù)，設(shè)計(jì)了4因素3水平正交試驗(yàn)。椪柑果酒發(fā)酵正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表2，正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析見(jiàn)表3。

由表2可以看出，在影響椪柑果酒發(fā)酵質(zhì)量的因素中，發(fā)酵溫度影響最為顯著，其次是初始糖度和接種量，即B＞C＞A＞D；由表3可知，接種量、發(fā)酵溫度和初始糖度對(duì)椪柑果酒發(fā)酵質(zhì)量有顯著影響（P＜0.05），初始pH對(duì)結(jié)果影響不顯著（P＞0.05）。綜上考慮，可以得出椪柑果酒發(fā)酵最佳工藝參數(shù)組合為A3B2C3D2，即接種量7%、發(fā)酵溫度22℃，初始糖度22%、初始pH 4.0。

表2 椪柑果酒發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 2 Results and analysis of orthogonal experiments for ponkan wine fermentation conditions optimization

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 3 Variance analysis of orthogonal experiments results

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

選擇了在接種量7%、發(fā)酵溫度為22℃、初始糖度22%和初始pH 4.0的條件下發(fā)酵椪柑果酒，在發(fā)酵7 d時(shí)，采用離心法（4 000 r/min，25 min）凈化酒液后品嘗評(píng)價(jià)，平均得分為93.48，經(jīng)檢驗(yàn)，此椪柑發(fā)酵果酒的酒精度達(dá)到了10.4%vol，發(fā)酵液中殘?zhí)橇繛?.89%，證明上述正交試驗(yàn)結(jié)果可信。

2.4 產(chǎn)品指標(biāo)

2.4.1 感官指標(biāo)

發(fā)酵好的椪柑果酒澄清透明，色澤橙黃，酒味濃郁，具有椪柑特有的香氣，酸味柔和。

2.4.2 理化指標(biāo)

乙醇含量≥8.5%，總酸（以檸檬酸計(jì)）2～4 g/L，總糖（以葡萄糖計(jì)）5～6 g/L。

2.4.3 微生物指標(biāo)

符合GB 2758—2012《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵酒及其配制酒》的規(guī)定。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)椪柑果酒相關(guān)工藝技術(shù)條件的研究，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化，得出了椪柑果酒的最佳發(fā)酵工藝參數(shù)為接種量7%、發(fā)酵溫度22℃、初始糖度22%、初始pH 4.0，主發(fā)酵時(shí)間7 d，再經(jīng)陳釀1個(gè)月并離心澄清（4 000 r/min，25 min）酒體，就可得到酒精度為10.4%vol，殘?zhí)橇繛?.89%，口味純正、香氣濃郁、澄清的發(fā)酵椪柑果酒。

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Optimization of brewing technology parameters of Ponkan fruit wine

JIANG Jifeng1,2,FANG Wei1,2,ZHANG Hailong1,2,WANG Dengyu1,2(1.College of Biological and Food Engineering,Huaihua University,Huaihua 418000,China;2.Key Laboratory of Research and Utilization of Ethnical Medicinal Plant Resources of Hunan Province,Huaihua 418000,China)

UsingSaccharomyces cerevisiaeas experimental strain and Mayang Ponkan as raw material,the brewing technology of fruit wine was studied through single factor and orthogonal experiments.The results showed that the optimal technology parameters were initial sugar content 22%,S. cerevisiaeinoculum 7%,fermentation temperature 22℃,juice initial pH 4.0 and fermentation time 7 d.After one month aging,the wine was centrifugated at 4 000 r/min for 25 min,it was transparent with pure-taste and strong flavor,the alcohol content and residue sugar content was 10.4%vol and 1.89%,respectively.

Ponkan fruit wine;brewing technology;parameters optimization

TS262.7

0254-5071（2017）01-0186-05

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.01.039

2016-07-05

湖南省科技廳2012年科技計(jì)劃（2012NK3114）

蔣繼豐（1966-），男，教授，本科，主要從事農(nóng)產(chǎn)品加工和保健食品的研究和教學(xué)工作。