百香果降酸及混合果汁釀酒研究

周 楊，李思倫，李曉娟，曾新安

（1.株洲千金藥業股份有限公司，湖南株洲 412000； 2.華南理工大學食品科學與工程學院，廣東廣州 510000）

百香果（passion fruit）學名西番蓮，是生長于熱帶、亞熱帶的多年生常綠藤本漿果類果樹，按照百香果的顏色和形態可以分為紫色、黃色品種等種類，營養價值高，有較好的保健作用[1-3]。其香味濃郁獨特，具有菠蘿、草莓等十多種水果的香氣，被譽為“果汁之王”“天然濃縮果汁”，是世界上已知最芳香的水果之一，將百香果開發成果酒，其高酸低糖發酵困難，同時發酵結束后的果酒酸度過高，口感方面需要進一步改善。其香氣濃郁，考慮與其他香氣薄弱低酸果汁混合，改善其風味及口感[4-7]。

甘蔗（Saccharum sinensis Roxb.）為禾本科甘蔗屬植物甘蔗的莖稈。甘蔗營養豐富，含有錳、鋅、銅、鈉等礦物質及天冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸等十多種氨基酸[8-9]。甘蔗中含有豐富的糖分[10]，很適合與酸度較高的百香果酒混合調配。本試驗以百香果為主要研究對象，針對其發酵特性進行了降酸發酵、降酸規律探討研究，調配以甘蔗汁為輔助，開發了一款新型果酒飲料。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器

百香果（廣西紫香品種）；新鮮甘蔗（含糖170 g/L）；食品級碳酸鈣，上海江滬鈦白化工（集團）有限公司；VL1酵母，煙臺通商國際貿易有限公司；膨潤土（皂土），煙臺帝伯仕商貿有限公司；硅藻土，臨江市綠江助濾劑有限公司；果膠酶，澳大利亞（進口商北京鴻賽科貿有限公司）；紅棉牌一級白砂糖，廣州市華僑糖廠；屈臣氏蒸餾水，廣州屈臣氏食品飲料有限公司；其余所使用的無機試劑及有機酸均產于阿拉丁試劑（上海）有限公司。

儀器設備：真空泵，鞏義市予華儀器有限公司；離心機，上海安亭科學儀器廠；SB25-12D超聲波清洗機，寧波新藝超聲波設備有限公司；Acquity：Arc高效液相色譜儀，Waters公司；糖度計PAL-1，日本ATAGO（愛拓）公司；0.22 μm水系微孔濾膜、0.22 μm有機濾膜（聚偏氟乙烯微孔濾膜F型）、0.22 μm水系濾膜（混合纖維素脂），上海興亞凈化材料廠；7820A氣相色譜儀，Agilent公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 百香果汁原料特性的測定

出汁率測定。取百香果10個稱重，刨開果皮取果肉，用濾布擠出果汁，然后稱量果皮及果渣的重量。出汁率計算方法：出汁率=(全果重量-果皮果渣重量)/全果重量，平行操作3次取其平均值。

有機酸的測定[11]。樣品處理：百香果汁樣品滴加適量磷酸搖勻，調節pH2.9左右后，以4000 r/min離心15 min，上層清液經0.22 μm濾膜過濾。

有機酸混標的配制：稱取酒石酸1 g、L-蘋果酸2 g、乳酸0.5 g、檸檬酸4 g、冰乙酸6 mL，置于100 mL容量瓶中，用水定容至100 mL，即為混標原液。將原液分別進行2倍、4倍、10倍、20倍和50倍稀釋。

色譜條件：色譜柱為Waters公司的×Select HSS T3[4.6×250 mm Column,5 μm]色譜柱；柱溫：30℃；DAD檢測波長：213 nm；流速：1 mL/min；進樣量：20 μL；流動性A：磷酸二氫銨溶液；流動相B：甲醇緩沖溶液；流動相C：蒸餾水。

總酸含量采用中和滴定法；總糖采用直接滴定法；可溶性固形物采用糖度計測定。

1.2.2 百香果汁的降酸研究

設置19組降酸梯度實驗組，分別量取100 mL百香果汁，置于19個100 mL燒杯中。準確稱量食品級碳酸鈣 0.1 g、0.2 g、0.3 g、0.4 g、0.5 g、0.6 g、0.7 g、0.8 g、0.9 g、1.2 g、1.5 g、1.8 g、2.1 g、2.4 g、2.7 g、3.0 g、3.3 g、3.6 g，分別加入盛放百香果汁的100 mL燒杯中，用玻璃棒攪勻，然后靜置反應1 d。

總酸含量采用中和滴定法；pH采用pH計測定法，用高效液相色譜法進行有機酸成分測定（色譜條件同1.2.1）。

1.2.3 百香果汁發酵研究

各取2 L百香果汁置于4個錐形瓶中，設置為高酸組A、中酸組B、低酸組C以及中酸皂土組D，稱量食品級碳酸鈣48 g置于實驗組B、D，以及碳酸鈣66 g于實驗組C中。攪拌均勻靜置后取上清液600 mL分別置于發酵罐中，并加入VL1酵母120 mg、果膠酶30 mg、白砂糖82 g和亞硫酸0.6 mL（D組中另加入皂土150 mg），搖晃均勻。用糖度儀測定發酵液起始糖度和總固形物。用兩層保鮮膜覆蓋瓶口，并在保鮮膜上扎適量小孔，將樣品均置于25℃條件下發酵，每天11點及17點2次取樣對總糖進行測定。

發酵結束后（總糖＜4 g/L），及時進行果肉分離，離心分離酒泥。用Waters高效液相色譜儀測定百香果酒有機酸含量（色譜條件同1.2.1）。

1.2.4 百香果清酒檢測

對發酵完畢后得到的百香果酒下膠澄清、過濾，獲得百香果清酒。

下膠澄清：按250 mg/L皂土的比例稱量皂土，浸入相當于皂土20倍體積的水中，45℃水浴加熱4 h后加入酒中搖勻靜置，溫度2～10℃，下膠靜置時間大于14 d。用布氏漏斗抽濾，分離酒渣和上清液。清液再經過硅藻土過濾，得到清酒。

甲醇與雜醇油測定[12]。用移液槍吸取5 mL待測酒樣于氣相瓶中，進樣使用自動頂空進樣器（HSS 86.50 PLUS，DANI，Italy）。

色譜條件：HP-5毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 mm，Agilent，美國）；進樣口溫度：230 ℃；恒壓：1.5 bar；進樣方式：分流進樣（分流比為20∶1）；進樣量：500 μL；載氣：氮氣，流量30 mL/min。

升溫程序：40℃保持4 min，以10℃/min升至210℃并保持10 min。

酒精度的測定采用酒度計測定法；總糖、總酸采用直接滴定法測定；揮發性酸采用酸堿滴定法測定；可溶性固形物用糖度儀測定；有機酸用高效液相色譜法測定（色譜條件同1.2.1）。

1.2.5 百香果酒調配

把甘蔗汁∶百香果酒按3∶1、4∶1、5∶1、6∶1的比例調配，進行品嘗實驗，用感官評價表打分，確定最佳調配比例。

2 結果與分析

2.1 百香果汁的原料特性（表1、表2）

表1 百香果汁原料特性

表2 百香果汁中的主要有機酸

由表1可知，百香果原料出汁率為37%，出汁率較低[13]，百香果果汁的可溶性固形物含量較高，總糖、總酸含量均較高，是一種優質的果汁加工原料。有機酸的組成與含量對百香果汁的協調性、穩定性和感官品質起著重要的作用[14]。由表2可知，百香果汁中主要的酸類物質為檸檬酸，占總酸的66.71%，檸檬酸產生酸感快、持續時間短[15]，是果汁中主要的呈酸物質。其次為蘋果酸占5.11%，蘋果酸酸味強度略比檸檬酸大，但其酸味柔和爽快，且能一定程度上表現出果實的成熟度[16]。乳酸和酒石酸含量較少，分別為1.35%和1.33%，酒石酸是葡萄果實中的特征酸，也是葡萄、葡萄酒酸度的主要貢獻者[17]。乙酸常用來表征果汁和果酒的新鮮度，發生腐敗的水果和果酒中的乙酸含量會增高[18]，百香果汁檢出極少量的乙酸，為0.19%，說明檢測用的果汁無腐敗現象。

2.2 百香果汁降酸曲線（圖1、表3、表4）

圖1 百香果汁總酸、實際降酸量隨碳酸鈣添加變化

由圖1可知，百香果汁酸度隨碳酸鈣添加濃度的增大而下降，下降趨勢大體為先快后緩，碳酸鈣對百香果汁有顯著的降酸效果，降酸量隨著碳酸鈣的添加總體呈現正相關的趨勢。如表4所示，從果汁實際效果來看，碳酸鈣添加量過大會使果汁產生一種渾濁感，影響果汁的感官品質。

由表3可知，降酸對以上所有有機酸都有影響，會使其含量不同程度下降，檸檬酸受降酸影響最大。正常情況下，降酸對所有酸都會影響，但考慮強酸先反應，弱酸就會相對來說受到保護，不會產生大幅度下降，即受降酸影響，強酸下降幅度會比弱酸大。同時，含量越高的酸受降酸影響越明顯，因此檸檬酸濃度高，下降明顯，受降酸影響最大。

表3 百香果汁部分有機酸隨碳酸鈣添加變化(g/L)

表4 百香果汁降酸感官評定

綜上所述，選擇碳酸鈣濃度為24 g/L的添加量對百香果汁進行降酸處理是比較適宜的。

2.3 百香果酒的發酵特性（圖2、圖3）

圖2 不同酸度對百香果酒發酵曲線的影響

圖3 不同澄清度對百香果酒發酵曲線的影響

如圖2所示，發酵曲線基本上有兩個拐點，以此分為發酵前期、中期和后期，且在第6天就基本終止發酵（糖度＜4 g/L）。在發酵中期，高中低酸組的發酵曲線出現明顯差異，中酸組和低酸組短時間內糖下降得快，酵母利用速度效率高，表明果汁酸度會影響酵母代謝，從而影響果酒發酵進程。

由圖3可知，在發酵中期，皂土中酸組比中酸組發酵曲線斜度更大，說明發酵液加入皂土后，糖度下降得更快，發酵進程加快，進一步表明發酵液澄清度會對發酵進程產生影響，且一定條件下，澄清度越高，發酵進程越快。

2.4 百香果酒成分分析（表5、表6、表7）

表5 百香果酒各項指標含量

表6 百香果酒部分有機酸含量 (g/L)

由表5可知，百香果酒酒精度在11.5%vol～12.5%vol范圍內，揮發酸在0.3～0.7 g/L范圍內，這表明百香果酒均發酵良好。相較發酵前，總酸有所下降、總固形物下降50%～65%，總糖下降幅度最大，降至4 g以下。

由表6可知，發酵前后主要有機酸的組成沒有變化，但酒石酸、L-蘋果酸、檸檬酸含量均有所下降，其中檸檬酸含量下降較為明顯，但檸檬酸仍為主要有機酸；而乳酸、乙酸含量則略有上升。這說明所用釀酒酵母具有一定的降酸作用[19]，但效果并不明顯，對檸檬酸的降解不顯著，因此高酸組百香果酒產品檸檬酸含量仍比較高，酸澀感比較強。在果酒發酵后期蘋果酸會轉化為乳酸，進行蘋果酸乳酸發酵[20-21]，蘋果酸含量會明顯下降,與此同時乳酸含量上升。醋酸也因發酵生成而含量有所上升，但總體含量也很低。從高酸組百香果酒的有機酸含量來看，酸度仍然較高，還需進行部分降酸處理。

表7 百香果酒甲醇和雜醇油含量 (mg/L)

表8 百香果甘蔗混合果酒感官評價

由表7可知，百香果酒中的甲醇含量＜600 mg/L，雜醇油含量在510 mg/L，這表明實驗釀造的百香果酒甲醇和雜醇油含量較為合理，飲用安全。與中酸組（甲醇555.118 mg/L，雜醇油504.410 mg/L）和低酸組（甲醇555.073 mg/L，雜醇油469.148 mg/L）相比較，高酸組的甲醇（279.123 mg/L）和雜醇油（439.514 mg/L）含量都比較低，可能是發酵液酸度影響果膠酶的活性，間接對果酒中甲醇和雜醇油的含量有影響[22-23]，因此較高的酸度可以間接減少甲醇和雜醇油生成。與中酸組（甲醇555.118 mg/L，雜醇油504.410 mg/L）相比，中酸皂土組的甲醇（372.273 mg/L）和雜醇油（482.458 mg/L）含量都比較低，皂土組在中酸條件下加入皂土，使發酵液的澄清度提高，這表明發酵液澄清度對果酒中甲醇和雜醇油的含量有影響，且在一定條件下，澄清度提高有助于減少甲醇和雜醇油生成[24]。與高酸組相比，溫度組的甲醇和雜醇油含量都比較低，高酸組控溫25℃發酵，溫度組控溫20℃發酵，溫度組發酵溫度低于高酸組，這表明發酵溫度對果酒中甲醇和雜醇油的含量有影響[25]，且20℃發酵相對于25℃發酵產生更少甲醇和雜醇油。2.5 百香果甘蔗混合果酒感官評定結果（表8）

甘蔗汁糖度高，具有清新的蔗香果味，選擇甘蔗汁與百香果酒進行調配。由表2—表8可知，比例為3∶1時，混合果酒百香果果香濃郁，香氣典型怡人，但是酸度偏高；比例為4∶1時，混合果酒百香果果香濃郁，酸度甜度適中，口感協調；比例為5∶1、6∶1時，百香果果香、酒味變淡，甜度增加，風格不明顯，百香果酒∶甘蔗汁=4∶1的比例調配，感官品質最好。

3 結論

百香果有較好的保健作用，營養豐富，發酵成百香果酒，風味較好。百香果汁加入24 g/L碳酸鈣進行降酸處理，能取得較好的感官評價。降酸處理后的百香果汁添加0.25 g/L皂土，調整糖度210 g/L，20℃下發酵6 d。百香果酒酒精度在12%vol±0.5%vol范圍內，揮發酸在0.3～0.7 g/L范圍內，甲醇含量＜360 mg/L，雜醇油含量＜510 mg/L，百香果酒飲用安全。百按百香果酒∶甘蔗汁=4∶1的比例調配，能得到感官評價較好的百香果甘蔗混合果酒。

[1]霍丹群,蔣蘭,馬璐璐,等.百香果功能研究及其開發進展[J].食品工業科技,2012(19)：391-395.

[2]汪曉云,段家福,魏靈玲,等.南果北種專題系列(二)百香果的設施栽培技術[J].農業工程技術·溫室園藝,2006(1)：54-55.

[3]DHAWAN K,DHAWAN S,SHARMAA.Passiflora:a review update[J].Journal of ethno-pharmacology,2004,94(1)：1-23.

[4]杜偉,黎慶宏,陳淵,等.百香果-芒果復合飲料生產工藝及其穩定性研究[J].食品研究與開發,2016(15)：106-109.

[5]張興旺.“百香果”與西番蓮[J].中國果業信息,2004,20(5)：11.

[6]邱宏馳,雷鍵,王秀玲.新稀名貴水果──百香果[J].吉林農業,2000(7)：68.

[7]劉坤,劉炳仁.“果汁之王”——百香果[J].科學種養,2007(9)：53.

[8]曹敏,王元春,雷光鴻,等.甘蔗汁飲料澄清工藝研究[J].輕工科技,2017(6)：56-58.

[9]奧特.甘蔗高產栽培及施肥技術[J].廣東農村實用技術,2007(3)：26-27.

[10]張莉,王淼,杜德俊,等.檸檬汁對甘蔗汁保鮮工藝的研究[J].食品研究與開發,2016,37(3)：201-205.

[11]張軍.葡萄及葡萄酒中有機酸和揮發性硫化物的研究[D].天津：天津科技大學,2004.

[12]TANG Z S,ZENG X A,BRENNAN C S,et al.A novel method for detection of fusel oil in wine by the use of headspace gas chromatography[J].Food analytical methods,2017,10(10)：3338-3349.

[13]楊峰,黃永春,何仁,等.百香果加工適性的測定及提高其出汁率的研究[J].食品研究與開發,2008(5)：82-85.

[14]龐榮麗,方金豹,郭琳琳,等.水果果實中主要有機酸提取條件的優化[J].中國農業科學,2014,47(13)：2625-2633.

[15]王柏松,高文民,馬小雪,等.蘋果等4種水果果實糖酸組成及風味特點研究[J].湖南農業科學,2014(18)：50-53.

[16]鄭麗靜,聶繼云,閆震.糖酸組分及其對水果風味的影響研究進展[J].果樹學報,2015,32(2)：304-312.

[17]問亞琴,張艷芳,潘秋紅.葡萄果實有機酸的研究進展[J].海南大學學報(自然科學版),2009,27(3)：302-307.

[18]韓曉鵬,牟德華,趙英蓮,等.HPLC法檢測樹莓果汁和果酒中的有機酸[J].釀酒科技,2015(5)：107-110.

[19]孫丙升,夏廣麗,張謙搏,等.利用微生物進行葡萄酒降酸的研究進展[J].中外葡萄與葡萄酒,2010(11)：72-76.

[20]潘海燕.蘋果酒蘋果酸乳酸發酵的研究[D].無錫：江南大學,2004.

[21]潘海燕,徐巖,趙光鰲.蘋果酸乳酸發酵的研究進展[J].食品與發酵工業,2003,29(11)：75-80.

[22]張文葉,張磊,遲雷,等.果膠酶對山楂果酒釀造過程中甲醇及主要雜醇油含量的影響[J].鄭州輕工業學院學報：自然科學版,2015(3)：1-5.

[23]黃進.桑椹果酒中生物胺和雜醇油調控技術研究[D].南昌：江西農業大學,2011.

[24]程拯艮,黃佳,苗壯,等.果膠酶和浸漬處理對蘋果酒香氣成分的影響[J].西北農業學報,2017,26(1)：79-86.

[25]沈志毅,李記明,于英,等.釀酒微生物和果膠酶對葡萄酒甲醇和雜醇油生成的影響[J].魯東大學學報(自然科學版),2013,29(2)：155-158.