檸檬酒發酵菌種的篩選及工藝優化

何雪梅 ，牙保山 ，劉國明 ，吳翠瓊 ，李杰民 ，唐雅園 ，李 麗 ，盛金鳳 ，鄭鳳錦 ，孫 健

(1.廣西壯族自治區農業科學院農產品加工研究所，廣西南寧530007；2.廣西果蔬貯藏與加工新技術重點實驗室，廣西南寧530007)

檸檬（Citrus limon）為蕓香科柑橘，屬于蕓香科柑橘類常綠小喬木果樹，別名洋檸檬。在世界柑橘產業中，檸檬占第3位，年產量約占世界柑橘總產量的9%[1]。由于檸檬不耐寒，適合在溫熱的亞熱帶地區氣候環境下栽培[2]。我國的四川、廣西、福建、臺灣等地也有栽培[3-4]，其中四川安岳、云南德宏已經成為中國主要的檸檬生產基地[5-6]，我國檸檬的產量約為世界檸檬產量的10%[7]。新鮮檸檬中含有大量營養物質，維生素含量豐富，果汁中維生素C含量為76 mg/100 mL,另外檸檬中還含有少量的其他維生素，如維生素B1、B2、B3、B6、B9等。檸檬中膳食纖維、蛋白質、脂肪含量較少，此外，還含有檸檬烯、有機酸和黃酮類揮發油及橙皮甙[8]。檸檬具有改善血液循環、預防心血管疾病、增強抵抗力和抗應激能力、護膚美容、促進牙齒生長，防止牙齦出血等重要作用[9-14]。

目前檸檬以鮮銷為主，市場波動大，經常造成豐產不豐收的局面。對其進行精深加工是解決檸檬滯銷、經濟效益不高的重要途徑。但當前加工產品長期以檸檬干片為主，產品單一，附加值不高，需開發多樣化的檸檬加工產品，豐富產品種類。發酵果酒是較受消費者喜愛的產品形式，本實驗選擇北京青檸檬品種為原料，以感官評分為主要衡量指標，篩選出適合此檸檬品種釀酒的菌種，并優化發酵工藝，為檸檬的深加工利用提供技術指導。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

原料：檸檬，北京青檸檬，廣西上林縣明亮鎮萬古村青檸檬基地；柚苷酶（酶活力50000 U/g，食品級），鄭州市南四環百榮世貿商城；果膠酶（酶活力100000 U/g），南寧龐博生物工程有限公司；白砂糖，南寧糖業有限公司。

菌種：拉曼德系列干酵母冰酒酵母R-HTS、2323酵母、212酵母、71B、KD、KI，法國拉曼德公司；帝伯士系列干酵母F33、D254，煙臺帝伯士自釀機有限公司；安琪系列干性酵母RW、SY，安琪酵母股份有限公司。

1.2 儀器與設備

pHS-3C酸度計，上海儀電科學儀器股份有限公司；PLA-1糖度計，維欣儀奧科技公司；酒精計，新林儀表有限公司；JA2003型電子天平，上海良平儀器儀表有限公司；PGL精密天平，深圳市怡華新電子有限公司；HH-S4數顯恒溫水浴鍋，金壇市萬華實驗儀器廠。

1.3 實驗方法

1.3.1 檸檬酒加工工藝流程及操作要點

選擇色澤鮮亮、成熟、無損壞的新鮮檸檬清洗干凈，削皮去核切碎后，將檸檬果肉和純凈水按1∶1進行榨汁。榨汁后的檸檬果漿中加入0.01%的果膠酶酶解2 h，酶解溫度45℃，酶解60 min后按2 g/kg的添加量加入柚苷酶去苦，45℃的恒溫水浴中保溫60 min。酶解后用白砂糖和氫氧化鈉調整糖度和酸度，在70～75℃的水浴中滅菌25～30 min。滅菌后冷卻至常溫時，加入酵母菌按照發酵條件進行發酵，發酵時間為7 d，然后過濾陳釀。具體工藝流程如下：

檸檬→清洗、削皮去核→榨汁→酶解→去苦→調配→滅酶、殺菌→接菌種→發酵→過濾→殺菌→陳釀

1.3.2 檸檬酒發酵菌種篩選及工藝優化

1.3.2.1 檸檬果酒發酵菌種的篩選

分別選取10種酵母菌種進行單因素試驗分析，取檸檬果汁1000 mL，在自然pH值、白砂糖調整可溶固形物含量為23%、菌種添加量0.1%、常溫條件下發酵7 d，考察不同酵母對檸檬酒感官評分的影響，篩選適宜的菌種。感官評價由10人組成的品評小組，通過視覺、嗅覺和味覺三方面對樣品進行描述，并根據表1中標準進行打分。

表1 感官評定參考標準

1.3.2.2 檸檬酒發酵工藝優化

①pH值對檸檬果酒酒精度的影響

取檸檬果汁1000 mL，發酵條件為安琪RW添加量0.1%、白砂糖調整可溶固形物含量為23%，調節發酵液pH值分別為2.7、2.9、3.1、3.3、3.5、3.7進行單因素試驗，常溫條件下發酵7 d，考察不同pH值對檸檬果酒酒精度的影響。

②可溶固形物含量對檸檬果酒酒精度的影響

取檸檬果汁1000 mL，在自然pH值、酵母菌種安琪RW添加量0.1%條件下，采用白砂糖調整可溶固形物含量為17%、19%、21%、23%和25%進行單因素試驗，常溫條件下發酵7 d，考察不同初始可溶固形物含量對檸檬果酒酒精度的影響。

③菌種添加量對檸檬果酒酒精度的影響

取檸檬果汁1000 mL，在自然pH值、可溶固形物含量23%時，分別選取安琪RW菌種添加量0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%進行單因素試驗，常溫條件下發酵7 d，考察不同菌種添加量對檸檬果酒酒精度的影響。

1.3.2.3 檸檬酒發酵正交試驗

根據單因素試驗結果，以檸檬酒酒精度為評價指標，選取顯著性的影響因素進行3因素3水平的正交試驗，優化檸檬酒發酵工藝條件，正交試驗因素與水平見表2。

表2 檸檬酒發酵條件優化正交試驗因素與水平

2 結果與分析

2.1 檸檬酒發酵條件優化單因素試驗

2.1.1 不同菌種對感官評分的影響（表3）

表3 不同菌種對感官評價的影響

由表3可知，不同菌種對檸檬酒感官評差別較大。通過對10種不同酵母在相同的發酵條件下進行酒精發酵，選出一種綜合性比較好的且感官評分較高的菌種進行試驗。結果表明，安琪RW菌種效果較好，所得果酒橙黃色，澄清有光澤，具有檸檬清香和酒香，酒香協調，微酸、微苦。因此后續試驗均采用安琪RW作為檸檬酒發酵的菌種。

2.1.2 pH值對檸檬果酒酒精度的影響（圖1）

圖1 pH值對檸檬果酒酒精度的影響

不同pH值對檸檬果酒酒精度的影響見圖1。總體來看，隨著發酵時間的延長，pH值對發酵所產的酒精度的影響相差不大，pH值越高發酵所產的酒精度也相對比較低。結果表明，在相同條件下，pH值為2.7、2.9、3.1時發酵所產酒精度相對較高。

2.1.3 可溶固形物含量對檸檬果酒酒精度的影響（圖2）

圖2 可溶固形物含量對檸檬果酒酒精度的影響

不同可溶固形物含量對檸檬果酒酒精度的影響見圖2。隨著發酵時間的延長，除了可溶固形物含量為25%之外，其余的酒精度逐步上升，最后趨于平衡甚至有下降的趨勢。結果表明，在相同條件下，可溶固形物含量為21%、23%、25%時發酵所產酒精度相對較高。

2.1.4 菌種添加量對檸檬果酒酒精度的影響（圖3）

圖3 不同菌種添加量對檸檬果酒酒精度的影響

不同菌種添加量對檸檬果酒酒精度的影響見圖3。由圖3分析可知，隨著發酵時間的延長，不同的菌種添加量的起酵速度不同。菌種添加量比較大的起酵速度快，發酵的啟動速度也在加快，體系中所產酒精度也較高，當發酵速度較早達到頂峰時，由于酵母有自溶、衰亡等現象，使營養液中的一些營養成分短時間內被消耗完，導致后期的營養供應不上，使發酵速度逐漸下降，產酒精量隨之下降；菌種添加量比較低的起酵速度慢，體系中所產酒精量也慢；菌種添加量為0.15%、0.20%、0.25%時發酵所產酒精度相對較高。

2.2 檸檬酒發酵條件優化正交試驗結果（表4）

表4 檸檬酒正交試驗結果與分析

通過對表4中試驗數據進行直觀分析可知，影響檸檬酒發酵的主要因素的主次順序為：可溶性固形物含量、菌種添加量、pH值。其最佳組合為A2B3C3，即可溶性固形物含量為25%、菌種添加量為0.25%、pH值為2.9，檸檬果酒酒精度可達到13.2%vol。

表5 正交試驗結果方差分析

由表5正交試驗結果方差分析可知：pH值對檸檬酒酒精度影響不顯著（F＜0.05），可溶性固形物含量對檸檬酒酒精度影響最大，菌種添加量對檸檬酒酒精度的影響次之，二者都達到顯著影響（F≥0.05）。

3 結論

本實驗選用新鮮的北京青檸檬為實驗的原料，對10種酵母進行發酵性能測試，篩選出適合檸檬果酒發酵的菌種為安琪RW。通過正交試驗優化得出檸檬酒的最佳發酵工藝為，初始可溶性固形物含量為25%、菌種添加量為0.25%、pH值為2.9，在常溫條件下釀造出來的檸檬果酒酒精度為13.2%vol，最后得到的酒液色澤澄清、橙黃色，有典型的檸檬果香，酒香濃郁，酒香與果香良好無異味，酸甜適口、回味時間長，具有獨特的風味。