野生火棘果酒釀造方法研究

聶中良，徐玉巧，劉江，王金華

（西南林業大學生命科學學院，云南昆明650224）

火棘果在自然界儲量豐富，我國的野生火棘果資源占世界的70%，且分布集中，便于采摘利用[1]。火棘果作為一種藥食兩用的野生植物資源，它含有豐富的營養成分，含有多種維生素、氨基酸和有益微量元素，同時還含有花青素、多酚等對人體大有裨益的類黃酮成分[2]。更重要的是，其多生長于天然無污染的地區，生長過程中沒有受到化肥、農藥等污染，是一種安全的保健野生果品資源。火棘果具有巨大的功能食品的開發潛力，具有良好的應用前景[3]。由于火棘果本身有機酸成分含量高，糖分含量較少，釀造后造成火棘果果酒過酸、口味不夠協調等問題，因此，對火棘果果酒的發酵工藝參數進一步優化是未來火棘果加工發展的主要趨勢。

目前，以火棘果為原料的果酒產品較少，國內對火棘的研究多在生態、果樹砧木、鮮果食用、盆景、化工以及藥用等方面[4-8]。傳統的果酒產品特色風味不突出，阻礙了火棘果果酒的發展[9]。本研究以野生火棘果為原料，對火棘果進行深加工，通過微生物發酵的方法將其制成口感香甜、營養價值高的火棘果果酒，深入研究了火棘果酒產品的加工工藝，通過對其配方、加工工藝的深入研究優化，使其成為一種新型營養、保健、高維生素的時尚飲品，為火棘資源開發和利用提供有效途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

采自昆明高原地區火棘果，試驗選用飽滿、完整無缺的新鮮火棘果，置于低溫冰箱中備用；酵母菌（安琪牌葡萄酒干酵母）：購自安琪酵母股份有限公司。

料理機（JYL-C051）：九陽股份有限公司；電熱恒溫培養箱（HH.BII-BS-Ⅱ）：上海躍進醫療器械有限公司；高精度恒溫水浴鍋（CS601）：上海博訊實業有限公司；手持糖度計（WTY）：成都豪創光電儀器有限公司；精密電子天平（SQP）：賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；酒精計：武強縣勝啟儀表廠；pH計（C220-CN）：上海精密儀表有限公司。葡萄糖（AR）：西隴科學股份有限公司；焦亞硫酸鉀（AR）：煙臺帝伯士自釀機有限公司；活性炭：昆明展躍經貿有限公司；檸檬酸（食品級）：河南萬恒生物科技有限公司；食鹽（食品級）：云南省鹽業有限公司；果膠酶（酶活力為30 000 U/g）：河南樂泰食品有限公司；硅藻土（食品級）：煙臺帝伯士自釀機有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗流程[10-12]

適時采果→清洗、除雜→去皮、脫澀處理→打漿機破碎榨汁→果膠酶酶解→硫處理→過濾除渣→初糖度調整→初始pH值調整→殺菌滅酶→酵母活化→接種→主發酵→后發酵→澄清過濾→陳釀→消毒灌裝→冷卻→野生火棘果果酒成品

1.2.2 SO2濃度單因素試驗方法

預處理階段，添加偏重亞硫酸鉀溶液使果汁中最終 SO2含有量分別為 0、30、40、50、60、70、80 mg/L 做單因素試驗，每個試驗做3個對照，發酵完成后測其酒精度。

1.2.3 果膠酶濃度單因素試驗方法

在室溫條件下，分別添加 0、5、10、15、20、25、30mg/L的果膠酶，作用2 h探究對火棘果的出汁率和吸光度影響，每個試驗做3個對照。

1.2.4 野生火棘果果酒發酵工藝優化試驗方法

以預試驗為基礎，分別設置初始糖度（13%、14%、15%、16%、17%），初始 pH（4、5、6、7、8），酵母添加量（0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%）；發酵溫度（20、22、24、26、28℃）進行單因素試驗，而后以酒精度作為評價指標，以野生火棘果果酒發酵工藝的單因素試驗為依據，對影響火棘果果酒發酵的主要因素，初始可溶性固形物（糖）含量（%），初始pH值，酵母添加量（%），發酵溫度（℃），采用四因素三水平正交試驗設計以酒精度作為評價指標，優化火棘果果酒發酵的工藝參數。

表1 果酒發酵工藝優化L9（34）正交試驗因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for alcoholic fermentation technology optimization

1.2.5 指標測定

試驗過程中測定果酒的酒精度[13]、澄清度[14]、糖度[15]、pH 值[16]、SO2濃度[17]。

1.2.6 感官指標

對產品進行感官評價，要求評定人員在評定每項樣品前必須漱口，對樣品從色澤、香氣、口感、風格4個方面進行評價[16]。

2 結果與分析

2.1 發酵初期試驗條件

2.1.1 SO2添加量對發酵效果的影響

SO2添加量對發酵效果的影響見表2。

由表2可知，SO2過多或是過少都會影響發酵效果。添加過多會抑制酵母的活性，延長主發酵時間，口感偏苦，有刺激性氣味，影響果酒的整體效果。不添加或者添加得過少也影響發酵效果，果酒酒精度數較低并且果酒口感酸澀，甚至有異味，整體效果更不好。SO2添加量在50 mg/L～70 mg/L的發酵效果較好。所以，在火棘果果酒的發酵過程中，SO2添加量以50 mg/L～70 mg/L較為適宜，SO2添加量為70 mg/L時酒精度最高。

表2 SO2添加量與發酵效果的關系Table 2 The relationship between SO2addition and fermentation effect

2.1.2 不同果膠酶濃度對火棘果果酒的影響

不同果膠酶濃度對火棘果果酒的影響見表3。

表3 果膠酶濃度對火棘果果酒的影響Table 3 The effect of pectinase concentration on the fruit wine

從表3可以看出適量的果膠酶能大大提高火棘果的出汁率，當使用果膠酶20 mg/L時，火棘果出汁率最高，而且吸光度也最低，表明澄清度最好。

2.2 火棘果果酒發酵的工藝研究

2.2.1 初始糖度對酒精發酵的影響

初始糖度對最終酒精度的影響見圖1。

圖1 初始糖度對野生火棘果果酒發酵的影響Fig.1 Effect of initial sugar degree on the fermentation of wild Pyracantha fortuneana fruit wine

隨著初始糖度的增加，火棘果果酒的酒精度不斷提高而后下降。由圖1分析初始糖度對火棘果果酒發酵的影響，可以發現，火棘果果酒的酒精度隨著初始糖度的增大，酒精度隨之提高，在初始糖度為16%時發酵酒精度達到最高值。隨著初始糖度的增加，酒精發酵加快，酒精轉化率提高，因此，適當的初始糖度有利于酒精發酵，但當初始糖度超過一定數量時，會抑制酵母的活性，進而會對酒精發酵產生抑制作用，通過比較分析，試驗最終確定將16%作為火棘果果酒發酵的最佳初始糖度水平。

2.2.2 酵母添加量對酒精發酵的影響

酵母添加量對最終酒精度的影響見圖2。

圖2 酵母添加量對野生火棘果果酒發酵的影響Fig.2 Effect of yeast addition on the fermentation of wild Pyracantha fortuneana fruit wine

由圖2分析可知，火棘果果酒的酒精度隨著酵母添加量的增大而提高，當酵母添加量為0.6%時，酒精度也達到最大值，而后酵母添加量增加，酒精度下降，這可能是因為適當的酵母添加量可以有效促進酒精發酵，提高酒精轉化率，但過量的添加酵母，則會阻礙酵母活化的效率，進而抑制酒精發酵，因此，將0.6%作為火棘果果酒發酵的最佳酵母添加量水平。

2.2.3 發酵溫度對酒精發酵的影響

發酵溫度對最終酒精度的影響見圖3。

圖3 發酵溫度對野生火棘果果酒發酵的影響Fig.3 Effect of fermentation temperature on the fermentation of wild Pyracantha fortuneana fruit wine

發酵溫度是影響酒精發酵的重要因素，從圖3分析可知，發酵溫度越高，酒精轉化率越高，在26℃時酒精度達到最大值，而后溫度升高，酒精發酵轉化率降低，這可能是因為過高的溫度會對酵母活性產生影響，對酒精發酵造成抑制，適當的發酵溫度可以促進酵母的活化。因此，試驗最終確定將26℃作為火棘果果酒發酵的最佳發酵溫度水平。

2.2.4 初始pH值對酒精發酵的影響

酵母添加量對最終酒精度的影響見圖4。

圖4 初始pH值對野生火棘果果酒發酵的影響Fig.4 Effect of initial pH on the fermentation of wild Pyracantha fortuneana fruit wine

由圖4分析初始pH值對火棘果果酒發酵的影響，可以發現，當初始pH值增加時，酒精的發酵速度也相應加快，酒精轉化度提高，進而火棘果果酒的酒精度增加，當初始pH值為6.0時，酒精度達到最大值，而后初始pH值雖有增加，但酒精發酵的酒精度下降，這可能是因為過高的初始pH值條件使得酵母活化受到抑制，阻礙酒精發酵的進行，只有在最適的pH值條件下，酵母才能夠得到充分的活化。因此，適當的初始pH值條件更有利于酒精發酵，試驗最終確定將pH6.0作為火棘果果酒發酵的最佳初始pH值條件。

2.3 野生火棘果果酒發酵工藝的優化

以野生火棘果果酒發酵工藝的單因素試驗為依據，對影響火棘果果酒發酵的主要因素，初始糖度（%），初始pH值，酵母添加量（%），發酵溫度（℃）采用四因素三水平正交試驗設計，以酒精度作為評價指標，優化火棘果果酒發酵的工藝參數。表4是基于單因素試驗進行的正交試驗結果。

表4 正交試驗結果Table 4 Arrangement and the results of orthogonal experiment

表4 正交試驗結果Table 4 Arrangement and the results of orthogonal experiment

由表4可知，火棘果果酒發酵的最佳工藝條件是A2B3C3D3，即初始16%，酵母添加量0.7%，發酵溫度27℃，初始pH值7.0；通過極差分析發現，初始糖度、酵母添加量、發酵溫度與初始pH值4個因素對火棘果果酒發酵的影響順序為C＞B＞A＞D，即發酵溫度＞酵母添加量＞初始糖度＞初始pH值。在野生火棘果果酒發酵中發酵溫度對發酵效果的影響最為顯著，這是因為發酵溫度直接影響酵母的活性，在適宜溫度下，酵母能夠更好地發揮作用，促進酒精發酵的進行；酵母添加量對火棘果果酒發酵的影響較為顯著，主要是因為酵母是主導發酵進行的主要因素，其添加量對發酵會產生較大的影響，而初始pH值條件對火棘果果酒發酵的影響最小，這是因為在發酵過程中，pH值會發生變化，實際對酒精發酵的影響較小。根據優化的最佳工藝條件制作果酒產品，對其進行酒精度驗證，驗證試驗結果如表5。

表5 驗證試驗結果Table 5 Validation experiments

經過驗證得到在正交試驗優化的最佳工藝條件下，酒精度平均為9.38%。最優條件下所得到的火棘果酒與正交試驗第五組相比，酒精度含量相近，酒體顏色較紅亮，口感更加醇厚，酒體中含有的火棘風味更加濃厚。

2.4 野生火棘果果酒產品的質量指標

火棘果果酒呈明亮紫紅色，色澤鮮艷，透明澄清有光澤；具有純正果酒香味，同時兼具火棘果果香，整體氣味協調，有火棘果特有的香味，余味濃郁；口感醇厚，酒體飽滿；具有火棘果果酒的獨特風格，果酒香味協調，具有獨特性。

3 結論與討論

酒精發酵是果酒生產的重要環節，關系到果酒的整體品質。原料處理階段，果膠酶濃度為20 mg/L，SO2濃度為70 mg/L時，酒精產量和澄清度最高。通過試驗研究發現，初始糖度、酵母添加量、發酵溫度與初始pH值都會對火棘果果酒發酵產生影響，根據火棘果果酒發酵工藝正交試驗表明，火棘果果酒發酵的最佳工藝條件是初始糖度16%，酵母添加量0.7%，發酵溫度27℃，初始pH7.0。根據最佳工藝條件制成的野生火棘果果酒產品呈鮮亮紫紅色，透明澄清有光澤，具有純正果酒香味，整體氣味協調，較好地保留了火棘果原有的風味和營養成分，香氣濃郁，有火棘果特有的香味，口感醇厚，口感清爽，酸甜適口、口感柔和協調、酒體飽滿，具有火棘果果酒的獨特風格，果酒香味協調，具有獨特性。

將水果作為酒精發酵的原料，充分利用野生火棘果資源，開發新型產品，提高其附加值，是火棘果加工利用的一條途徑。隨著人們對果酒功能認識的逐漸加深，果酒愈加受到人們的歡迎，具有廣闊的市場發展前景。火棘果果酒的加工促使火棘果的營養成分與果酒結合，進一步提高了產品的營養價值，同時改善了產品的品質。

火棘果果酒在加工過程中，酒精發酵是最為關鍵的環節，對其色澤、香味、口感、風格等都會產生影響，對其加工工藝進行優化可以提升產品品質，除了發酵工藝參數，產品的配方也會對產品品質產生一定的影響，如何優化果酒生產的配方，控制好產品生產過程中的關鍵技術點；如何在保證產品質量的前提下提高產品的營養價值；如何延長產品貨架期等都需要后續的進一步深入研究。