檸檬人參超微粉果酒的研究

于磊娟，徐鎮祥，邱 磊

（1.山東職業學院生物工程系，山東濟南250104； 2.齊魯工業大學生物工程學院，山東濟南250353）

隨著國家的發展，人們的生活水平逐漸提高，人們越來越注重飲食健康。由于果酒具有很高的營養價值，現在受到越來越多的年輕人的喜愛。但是，在目前果酒釀造工藝中存在諸多不足之處，主要表現在：果酒在發酵過程中，水果中營養成分溶出速度和溶出量低。水果的利用率低下，皮渣分離時浪費了大量原料以及極大地增加了釀造工藝的困難。因此當前人們亟需解決果酒釀造中的這些問題[1-4]。

檸檬，蕓香科柑橘屬植物，檸檬又稱檸果、洋檸檬、益母果等。小喬木，枝少刺或近于無刺，嫩葉及花芽暗紫紅色，葉片厚紙質，卵形或橢圓形。單花腋生或少花簇生。檸檬因其味極酸，肝虛孕婦最喜食，故稱益母果或益母子。檸檬中含有豐富的檸檬酸，因此被譽為“檸檬酸倉庫”。它的果實汁多肉脆，有濃郁的芳香氣。此外，檸檬富含維生素C，能化痰止咳，生津健胃。用于治療支氣管炎、百日咳、食欲不振、維生素缺乏、中暑煩渴等癥狀，它是“壞血病”的克星。

人參自古譽為“百草之王”“滋陰補生，扶正固本”之極品，含多種皂甙和多糖類成分，浸出液可被皮膚緩慢吸收且無不良刺激，能擴張皮膚毛細血管，促進皮膚血液循環，增加皮膚營養，調節皮膚的水油平衡，防止皮膚脫水、硬化、起皺，人參活性物質有抑制黑色素的還原性能，使皮膚潔白光滑，能增強皮膚彈性，使細胞獲得新生，是護膚美容的極品。人參的肉質根為強壯滋補藥，適用于調整血壓、恢復心臟功能、神經衰弱及身體虛弱等癥，也有祛痰、健胃、利尿、興奮等功效。

本研究以檸檬和人參超微粉為原料，從原料質量比例、發酵溫度和原料粉碎粒度幾個方面出發，通過單因素試驗和響應面設計試驗，對檸檬人參超微粉果酒的發酵工藝條件進行優化，為以超微粉為原料果酒的研制提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮的檸檬、人參、白糖，市售；釀酒酵母SC203，齊魯工業大學現代釀酒裝置與技術研究室菌種保藏室；安琪酵母活性干酵母，安琪酵母有限公司；斐林試劑，湖北巨勝科技有限公司。

1.2 儀器與設備

YQS-400超音速氣流粉碎機，昆山強威粉體設備有限公司；FAI1204B電子天平，山海精科天美貿易有限公司；YX-18HM高壓滅菌鍋，上海郢研科學儀器有限公司；SW-CJ-1BU超凈工作臺，蘇州尚田潔凈技術有限公司；GHP-9050恒溫培養箱，青島正恒實驗設備有限公司；切片機，廣州市旭朗機械設備有限公司；PHB-3CpH計，成都市宜邦科折儀器有限公司；0～40酒精度計，武強縣億達儀表廠；ATC手持糖度計，日立公司；721型分光光度計，北京紫金光儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

（1）原料預處理：選擇成熟度適中的檸檬和人參，去除表面雜質、蟲卵、細菌以及腐爛的部分。

（2）切片：將上述檸檬、人參切成厚度為0.1～0.3 cm的薄片。

（3）干燥：將切片好的原料低溫干燥至含水量為3%～7%。

（4）低溫超微粉碎：控制溫度在-40～-18℃，將干燥后的原料在低溫下進行超微粉碎，粉碎至粒度110～200目。

1.3.2 工藝流程及操作要點

檸檬、人參預處理?切片?低溫干燥?超音速氣流粉碎?混合調配?接種（酵母活化）?發酵 澄清?陳釀、過濾?冷熱處理?裝瓶

操作要點：

（1）原料處理：選擇成熟度適中的檸檬，100℃下進行熱燙護色4 min，人參用切片機對其進行切片，切片厚度為0.2～0.4 cm薄片。為保證其中營養成分的完整性，將薄片低溫干燥處理，將含水量控制為3%～9%。通過采用高速粉碎機對其進行35 s粗粉碎，然后利用低溫超微粉碎機將原料進行不同時間的超微粉碎[5-10]。

（2）前發酵：將處理好的檸檬、人參原料按一定比例共同投入發酵罐中，添加一定比例活化后的釀酒酵母SC203，同時按0.4%～0.5%加入酵母營養粉。接種后8～12 h內，充分攪拌，使酵母在原料內均勻分布。接種酵母之后，逐漸升溫至23℃、27℃、30℃。為保證復合型果酒的酒精度，通過適度添加白砂糖，應控制發酵前原料的總糖度為22度。溶液pH值調節為3.5。發酵時間為7～10 d。

（3）后發酵：前發酵結束后，對酒液表面漂浮物進行過濾除去，然后進入后發酵期，發酵溫度控制為27℃，發酵時間為10～12 d[10-13]。

（4）陳釀、過濾：新釀制的酒渾濁、辛辣，不適合飲用，需經過3～6個月的陳釀。采用加膠澄清法，即利用蛋白質和單寧作用產生沉淀。每100 L果酒加蛋白2～3 g，并加單寧4～6 g，每100 L果酒加食用明膠(用冷水浸溶)10～15 g，且按明膠∶單寧=1∶0.8的比例添加單寧，靜置15 h[14-16]。

1.3.3 單因素試驗

經試驗小組反復試驗，發現發酵溫度、原料配比和粉碎粒度對檸檬人參超微粉果酒起主要影響。因此，根據實驗具體情況設計A發酵溫度23℃、25℃、27℃、29℃；B原料配比（檸檬∶人參）為 1∶5、2∶5、3∶5、4∶5、1∶1（g∶g）；C 粉碎粒度為 80目、110目、140目、170目、200目；采用單因素控制變量法來完成這3個單因素試驗，所有分組試驗發酵結束后，測定分析每組試驗中檸檬人參超微粉果酒的感官評分與酒精度，每組試驗測定3次，取其平均值。

1.3.4 響應面法優化主要發酵條件

經試驗小組反復試驗，發現原料比例、酵母接種量和原料粉碎粒度對檸檬人參超微粉果酒起主要影響。后采用Box-Behnken回歸試驗設計，以感官評分（Y）為響應值，通過響應面進行確定檸檬人參超微粉果酒的最優發酵工藝條件，試驗設計因素與水平見表1。

表1 Box-Behnken試驗設計因素與水平

1.3.5 測定方法

酒精度的測定：采用酒精計法測定[18]；選擇12名經過專業培訓的酒類品評人員，將各組酒液隨機呈送給品評人員[19]，以色澤、香味、口感、酒體為4個指標，根據表1所設定的標準進行評分，滿分為100分計，品鑒后以平均值作為感官綜合評分，結果見表2。

表2 檸檬人參超微粉果酒的評價標準

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 發酵溫度對檸檬人參超微粉果酒的影響

發酵溫度的高低會直接影響檸檬人參超微粉果酒中的釀酒酵母的生長，不同的發酵溫度對檸檬人參超微粉果酒的影響結果見圖1。

圖1 發酵溫度對檸檬人參超微粉果酒的影響

由圖1可知，檸檬人參超微粉果酒酒精度與感官評分都隨著發酵溫度的上升呈現先增加后減少的趨勢，當發酵溫度低于27℃時，酒精度隨溫度的升高而升高；當溫度高于27℃時，酒精度隨溫度的升高而降低。其原因是在27℃的條件下，釀酒酵母活力最適。當發酵溫度在27℃時，感官評分為85分，達到最高。因此選取3個條件，分別為25℃、27℃、29℃進行后續試驗。

2.1.2 原料配比對檸檬人參超微粉果酒的影響

原料質量配比（檸檬∶人參=g∶g）的不同會直接影響檸檬人參超微粉果酒的口感及酒精度，不同的原料配比對檸檬人參超微粉果酒的影響結果見圖2。

圖2 原料配比對檸檬人參超微粉果酒的影響

由圖2可知，在兩種原料配比（檸檬∶人參=g∶g）為 a（1∶5）、b（2∶5）、c（3∶5）、d（4∶5）、e（1∶1）中，不同的比例變化直接影響果酒的口感及酒精度。這是因為不同原料間還原糖含量以及出酒率不同，通過分析得出，檸檬所占比例越高，其酒精度也越高，當采用 c（3∶5）配比時，酒精度為13%vol、感官評分為81分。因此選取3個條件，分別為c、d、e進行后續試驗。

2.1.3 粉碎粒度對檸檬人參超微粉果酒的影響

粉碎粒度的大小會對檸檬人參超微粉果酒中酒精度和口感產生不同的影響，不同的粉碎粒度對檸檬人參超微粉果酒的影響結果見圖3。

圖3 粉碎粒度對檸檬人參超微粉果酒的影響

由圖3可知，隨著粉碎粒度的增大，檸檬人參超微粉果酒的感官評分呈現先上升后下降的趨勢，而酒精度一直呈現上升趨勢。粉碎粒度大小會影響果酒的風味與色澤。如果超微粉顆粒過大，影響原料中營養成分的浸出，會降低酒的口感；若粉碎過細，會造成酒體過于辛辣，酒香減弱。當粉碎粒度為170目時，酒精度與感官評分達到最高，分別為13%vol、86分。因此選取粉碎粒度為140目、170目、200目3個條件進行后續試驗。

2.2 發酵條件的優化

2.2.1 響應面優化分析

綜合以上實驗結果，依據表1的Box-Behnken Design試驗因素與水平對其進行優化，結果見表3、表4。

表3 Box-Behnken Design試驗結果與分析

由方差分析結果和回歸線方程可知，模型的P=0.003＜0.01（極顯著），失擬項檢驗的P=0.7880＞0.05(不顯著)，表明試驗方法可行。該模型的決定系數R2=0.9639，調整決定系數R2Adj=0.9176，說明回歸方程的擬合度較好。由表4可知，因素A、AB、AC、BC、B2和C2影響為顯著或極顯著，而因素B、C和A2的影響未達到顯著。

2.2.2 響應面分析與發酵工藝條件優化

為了進一步研究相關因素之間的交互作用，利用Design-Expert軟件對回歸模型進行響應面分析，得到相應的響應面及等高線圖，如圖4所示。對數據進行分析得到感官評分（Y）響應面的回歸模擬方程：Y=87.20-0.63A+0.12C-1.25AB+1.00AC-1.00BC-0.72A2-2.72B2-2.89C2。通過方程得到最優結果，解得發酵溫度為25.66℃、原料配比為0.64（g∶g）、粉碎粒度為166.90目。為方便試驗實施，修改發酵溫度為26℃、原料配比為0.6（3∶5）（g∶g）、粉碎粒度為170目。在此條件下重復3次試驗，所得果酒的感官評分為88分。

表4 響應面方差分析結果

圖4 發酵溫度、原料配比、粉碎粒度相互作用對檸檬人參超微粉果酒的感官評分的影響響應面及等高線圖

3 結論

通過單因素試驗和響應面設計分析，確定了檸檬人參超微粉果酒最佳釀造工藝為發酵溫度為26℃、原料配比為3∶5、粉碎粒度為170目。在此條件下釀造的檸檬人參超微粉果酒感官評分為88分，酒精度為12.4%vol，采用新方法釀造的檸檬人參超微粉果酒，酒體清澈透明，酒香及醇香濃郁。