蜜柚桂圓發酵果酒釀造工藝的優化

劉靜娜，莊遠紅，張茜茜

（閩南師范大學 生物科學與技術學院，福建 漳州363000）

琯溪蜜柚是漳州市平和縣的地方特產，是柚類中最優良的品種之一，以其果大、皮薄、肉厚、汁多、酸甜適口等良好品質而馳名中外[1]，其營養豐富，每100 mL果汁含總糖9.17～9.86 g，總酸0.73～1.01 g，維生素C（vitamin C，VC）48.93～51.98 mg[2]。其含有蘆丁、類胰島素、枸櫞酸、柚皮苷等生理活性成分，具有降膽固醇、降血糖、防癌和抗畸變等作用[3]。桂圓又稱龍眼，果實呈黃褐色，果肉白色透明，汁多味甜，富含粗纖維、VA、VB1、VB2、VC、煙酸、酒石酸、蛋白質、脂肪、礦物質等營養成分[4]，同時桂圓具有很好的保健功效，能夠有效清除自由基[5-6]、降低血糖[7]、調節免疫系統[8]、神經系統和內分泌系統[9]。

在眾多水果加工方法中，發酵果酒具有顯著的優勢和特點。通過微生物的發酵活動，能更好地將有效功能成分浸溶于酒中，有助于人體吸收利用[10]。桂圓果肉風味好，富含葡萄糖、蔗糖等糖分（約20%），是釀造果酒的優質原料[4，11]，大多研究均采用新鮮桂圓取汁釀酒[12-13]，但桂圓不耐貯藏，以鮮果為原料將大大增加存儲成本，而以桂圓干釀酒仍有良好的功能活性[14]。利用柑橘屬水果進行釀酒，酒質溫和爽口，果香味濃，基本保持了柑橘中的天然營養成分[15]，且琯溪蜜柚近年來種植規模逐年擴大，造成大量柚果剩余，農戶經濟損失較大，亟需將其進行深加工以提高產業產值，目前的加工主要在于果脯、果汁飲料[16-17]等，而蜜柚果酒甚為少見。因此本試驗以琯溪蜜柚和桂圓干為主要原料進行發酵，研制風味獨特的復合果酒，為生產和科研提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

琯溪蜜柚、桂圓干（漳州本地產）、白砂糖：市售；葡萄酒-果酒專用酵母RW：湖北安琪生物技術公司；果膠酶（食品級，酶活300 000 U/g）：寧夏和氏璧生物技術有限公司；β-環糊精（食品級）：孟州市華興生物化工有限責任公司；其余試劑（均為分析純）：西隴化工股份有限公司。

1.2 儀器與設備

PRX-250B型恒溫智能培養箱：寧波賽福試驗儀器有限公司；FR224CN型電子天平：奧豪斯儀器上海有限公司；

JJ-2型組織破碎機：金壇市國旺試驗儀器廠；HH-2數顯恒溫水浴鍋：常州國華電器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 果酒加工工藝流程及操作要點

挑選充分成熟的蜜柚，去皮、去囊衣、去籽，果肉打漿后，添加果膠酶（0.025 g/100 g果肉），40 ℃酶解30 min，95 ℃滅酶30 s[18]，壓榨過濾得蜜柚果汁；在100 mL水中加入10 g桂圓干，煮沸、冷卻后，加入一定量蜜柚果汁，用白砂糖調整復合果汁的初始糖度，接種一定量果酒酵母，在22 ℃條件下進行密閉式發酵，發酵液體不超過容器的80%，發酵一定時間完成主發酵。過濾除渣，將發酵后的柚子桂圓果酒裝入貯酒罐密封陳釀，即后發酵。在15～18 ℃陳釀14 d。添加β-環糊精0.5 g/100 mL，45 ℃條件下處理30 min進行脫苦[18]，70 ℃殺菌20 min，即得成品。

1.3.2 單因素試驗

分別考察初始糖度（20%、24%、28%、32%）、蜜柚果汁添加量（110 mL、120 mL、130 mL、140 mL）、酵母接種量（0.6%、0.7%、0.8%、0.9%）、發酵時間（4 d、5 d、6 d、7 d）對蜜柚桂圓果酒總糖、酸度、酒精度和感官評分的影響。

1.3.3 蜜柚桂圓果酒發酵條件優化響應面試驗

在單因素試驗的基礎上，選取初始糖度（A）、蜜柚果汁添加量（B）和酵母接種量（C）3個因素為自變量，以感官評分（Y）為響應值，根據Box-Behnken中心組合設計原理，設計響應面分析試驗，確定蜜柚桂圓果酒的最佳工藝，響應面試驗因素與水平見表1。

表1 蜜柚桂圓果酒發酵條件優化響應面試驗因素與水平Table 1 Factors and levels of response surface experiments for fermentation condition optimization of pomelo and longan wine

1.3.4 測定方法

酒精度、酸度、總糖：參照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》進行測定[19]；初始糖度：以手持折光儀測定。

感官評定：參照農業部標準NY/T 1508—2017《綠色食品果酒》，并根據柚子桂圓果酒的特性，制定其感官評分標準[20]。由10名食品專業人員組成評定小組，對果酒的外觀、香氣、滋味、典型性進行觀察和品嘗并打分，滿分100分，評分標準見表2。

表2 蜜柚桂圓果酒感官評分標準Table 2 Sensory evaluation standards of pomelo and longan wine

2 結果與分析

2.1 初始糖度對蜜柚桂圓果酒品質的影響

由表3可知，隨著初始糖度的升高，酒精度、總糖逐漸提高，酸度較為穩定，感官評分先上升后下降。在初始糖度＜24%之前，酒體酸澀味重，缺少酒香氣；初始糖度增加至28%，果酒品質明顯提高，柚香酒香濃郁，口味協調柔和，酒體醇香飽滿；當初始糖度＞28%之后，果酒品質下降，酒精度較高，果香不明顯。可能是對于處在對數生長期的酵母菌，糖度太低，無法滿足它們生長繁殖和正常的生理代謝活動；糖度較高時，酵母菌生長快，酒精度過高，酒體可能提前進入衰老期。綜合來看，選擇初始糖度24%～28%為宜。

2.2 蜜柚果汁添加量對蜜柚桂圓果酒品質的影響

表4 蜜柚果汁添加量對蜜柚桂圓果酒品質的影響Table 4 Effect of pomelo juice addition on the quality of pomelo and longan wine

由表4可知，隨著蜜柚果汁添加量的增加，果酒的酒精度、總糖、總酸都逐漸上升，感官評分先上升后下降。果汁添加量＜120 mL之前，柚香不明顯；果汁添加量＞130 mL之后，酒精度高，澄清度低，有少量沉淀，有酸澀味，感官評分相對較低，可能是由于果汁含量高時，酸度較大，柚果中天然存在的苦味物質未完全除去，導致口感較差。綜合來看，選擇果汁添加量為120～130 mL為宜。

2.3 發酵時間對蜜柚桂圓果酒品質的影響

由表5可知，隨著發酵時間的延長，酒體的酒精度先升高后降低，總糖先升高后穩定，酸度逐漸降低。從總體來看，發酵時間為6 d時，酒體的酒精度、酸度以及總糖的量適宜，此時酒體柚香濃郁，醇香飽滿，口感清爽，組織均勻，光澤度高，果酒的品質較好。發酵時間＜6 d時，酒體的酒香氣不明顯，光澤度不高，有少量沉淀；發酵時間＞6 d時，酒精度下降，可能是隨著發酵時間的延長，發酵產生的副產物影響了酵母菌的代謝活動。綜合來看，選擇發酵時間6 d為宜。

2.4 酵母接種量對蜜柚桂圓果酒品質的影響

表6 酵母接種量對蜜柚桂圓果酒品質的影響Table 6 Effect of yeast inoculum on the quality of pomelo and longan wine

由表6可知，隨著酵母菌接種量的增加，酒體的酒精度逐漸上升直至趨于穩定，總糖先升高后降低，酸度逐漸降低。從總體來看，酵母接種量為0.8%時，酒體的酒精度，酸度以及總糖的量適宜，此時酒體柚香濃郁，醇香飽滿，色澤橙黃，光澤度高，果酒的品質較好；酵母接種量較低時，酒體的酒香氣不明顯，光澤度不高，有少量沉淀；酵母接種量＞0.8%之后，酒體的酸澀味較重，口感不好。可能是酵母接種量過高時，發酵太快，對于果酒風味的形成產生不利影響；接種量過低，酒液中的糖分不能被充分利用，酒體寡淡。綜合來看，選擇最適宜的酵母添加量為0.7%～0.8%。

2.5 響應面試驗優化蜜柚桂圓果酒釀造工藝

響應面試驗結果見表7，方差分析見表8。對表7的數據進行回歸擬合，得到二次回歸模型為：

表7 蜜柚桂圓果酒發酵條件優化響應面試驗設計及結果Table 7 Design and results of response surface experiments for fermentation condition optimization of pomelo and longan wine

表8 回歸模型方差分析Table 8 Variance analysis of the regression model

由表8可知，回歸項中模型極顯著（P＜0.01），失擬項不顯著（P=0.223 4＞0.05），說明能夠反映蜜柚桂圓果酒的感官評分與各因素之間的關系；R2=0.979 8及R2adj=0.953 7，說明方程擬合效果好，誤差小，可以用來預測果酒的感官評分。A、C、A2、B2、C2的影響極顯著（P＜0.01），說明對果酒的感官評分影響極大；B、BC的影響顯著（P＜0.05），說明對感官評分影響較大；AB、AC對感官評分影響不顯著（P＞0.05）。比較F值大小可知，3個因素對果酒的影響為初始糖度＞酵母接種量＞蜜柚果汁添加量。

圖1 初始糖度、蜜柚果汁添加量與酵母接種量交互作用對蜜柚桂圓果酒感官品質影響的響應面及等高線Fig. 1 Response surface plots and contour line of interaction between initial sugar content, pomelo juice addition and yeast inoculum on the sensory quality of pomelo and longan wine

由圖1可以看出，在所選范圍內是存在極點的，其中蜜柚果汁添加量與酵母添加量的響應面坡度比較陡峭、等高線呈橢圓形，說明蜜柚果汁添加量與酵母接種量之間的交互作用顯著，對結果影響較大。

應用響應面分析軟件得出蜜柚桂圓果酒的最優工藝：初始糖度27.14%，柚果汁添加量126.17 mL，酵母接種量0.77%，感官評分理論預測值為90.37。為了便于生產實際操作，將最優條件修正為初始糖度27%，柚果汁添加量125 mL，酵母接種量0.8%，按此條件進行果酒釀造，三次平行樣品的感官評分分別為90、90、91，平均分為90.3分，與理論預測值接近，說明該模型可行性高，具有實際應用價值。

2.6 產品理化指標

對最優條件下制得的蜜柚桂圓果酒進行理化指標測定，該果酒酒精度為14.3%vol，總糖含量為8.2 g/L，總酸含量為6.8 g/L，符合農業部發布的農業行業標準NY/T1508—2017《綠色食品果酒》的要求。

3 結論

對蜜柚桂圓果酒發酵工藝進行了研究，得到最優的工藝條件為在100 mL水中加入10 g桂圓干和125 mL蜜柚果汁，調整初始糖度為27%、接種0.8%酵母，在22 ℃發酵6 d，得到的蜜柚桂圓果酒酒精度為14.3%vol，總糖含量為8.2 g/L，總酸含量為6.8 g/L，酒液清亮，色澤橙黃，酸甜適中，具有令人愉悅的果香和酒香，感官評分為90.3分，與預測值相近，模型方差分析和響應面分析表明，該模型回歸極顯著，對試驗擬合較好，優化的蜜柚桂圓果酒釀造條件具有一定的實際應用價值。