香圓桑葚復合果酒發酵工藝研究

耿敬章，李 敏，杜小艷，楊詩瑤

（陜西理工大學生物科學與工程學院，陜西漢中723000）

香圓（Citrus wilsonii）為蕓香科植物的成熟果實[1]，其干燥幼果可以用作枳殼。香圓始載于《神農本草經》，其性苦、辛、酸、溫，具有理氣寬中、行滯消脹的功效[2]，主治胸脅氣滯，脹滿疼痛，食積不化，痰飲內停;胃下垂，脫肛，子官脫垂等病癥，為歷版《中國藥典》所收載[3]，也是國家衛生部所頒布的可用于保健食品的原料[4]。目前，香圓主要用于枳殼藥材的生產，而其果肉大多丟棄未加以開發利用，造成資源的浪費。現代研究表明，香圓果肉也含有黃酮類物質、生物堿以及揮發油類等生物活性物質[5-6]。黃酮類化合物具有清除自由基、抗氧化、抑菌抗炎、抗過敏等多種生物活性，因而在功能保健食品開發中應用廣泛。桑葚（Fructus mori）是桑科，桑屬植物桑的果穗。桑葚含有豐富的蛋白質、維生素、鞣酸、胡蘿卜素、礦物質等成分。《本草綱目》對桑葚的藥用價值有詳盡的闡述，其具有生津潤燥、補肝益腎、明目烏發等功效。現代醫學對桑葚進行藥理、藥效毒理測試的結果也表明，桑葚能提高動物體內酶的活性，抑制有害物質的生成，增強抗寒、耐勞能力，延緩細胞衰老，防止血管硬化，以及提高肌體免疫等功能[7-8]。我國是水果生產和消費大國，目前果酒業也形成了較大規模。隨著社會經濟不斷發展，以及人民群眾生活條件不斷改善，復合果酒憑借其營養性、保健性功能逐漸引起了越來越多消費者的關注[8]。香圓和桑葚具有特殊的保健功效，特別在抗氧化方面引起了大家的關注[9-10]。但是國內外目前尚未出現關于以香圓桑葚為原料制成復合果酒的研究。鑒于此，本試驗將研究運用香圓和桑葚釀造復合果酒，以豐富復合果酒產品種類。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

香圓：本地香圓種植基地提供。桑葚：購于漢中水果批發市場。

蔗糖：購買于新百佳超市；果酒酵母：實驗室保藏。

儀器設備：HFX-32臺式離心機，江西安亭儀器設備廠；HZX-JA100電子天平，北京新陽儀器設備有限公司；DK-8D超級水浴鍋，華立設備公司；榨汁機，美的集團；721G型可見分光光度計，上海精密科學儀器有限公司；總抗氧化測定試劑盒，杭州萬盛生物有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 香圓桑葚復合果酒發酵工藝

本研究按以下工藝路線進行：

1.2.2 指標測定

酒精度的測定：GB/T 15038—2006酒精計法[12]。

總抗氧化能力的測定：總抗氧化測定試劑盒的方法。樣液以37℃水浴30 min，放置10 min，取樣量為0.1 mL。520 nm測各管吸光度[13]。

總抗氧化能力（U/mL）

=(ODu-ODc)/0.01/30×N×n

式中：ODu—測定管吸光度值；ODc—對照管吸光度值；N—反應體系稀釋倍數；n—樣本測試前稀釋倍數。

2 結果與分析

2.1 不同接種量對果酒發酵的影響

固定香圓桑葚復合果酒發酵其他各因素條件不變，選取1%、3%、5%、7%、9%、11%6個水平的接種量進行香圓桑葚復合果酒發酵，觀察香圓桑葚復合果酒發酵情況。結果表明，接種量與發酵周期有直接關系[14]。由圖1可以看出，接種量小于5%時，酒精度和總抗氧化能力都較低，可能是發酵慢或發酵不完全導致的。當接種量大于5%時，酒精度和總抗氧化能力降低，這是因為接種量大，酵母生長繁殖快速，消耗了大量有機物，出現有機物供給不足的現象，同時接種量大容易產生酵母異味，影響產品感官評價。接種量為5%時，發酵平穩，酒精度適宜，抗氧化能力較高，且沒有異味產生。因此，香圓桑葚復合果酒發酵過程中，接種量為5%較為適宜。

圖1 不同接種量對復合果酒發酵的影響

2.2 不同加糖量對果酒發酵的影響

固定香圓桑葚復合果酒發酵其他各因素條件不變，選取8%、10%、12%、14%、16%、18%6個水平的加糖量進行香圓桑葚復合果酒發酵，觀察香圓桑葚復合果酒發酵情況。結果表明，果汁中的糖度直接影響果酒中酒精及其品質[15]。酒精發酵是微生物作用形成糖酵解途徑，將葡萄糖和果糖代謝為丙酮酸，丙酮酸經過一系列反應再還原為乙醇。由圖2可以看出，當加糖量小于14%時，糖量過低，產生的酒精過少，酒的品質不達標。當糖量大于14%時，糖度過高，酵母的生長受到抑制，進而發酵過程受阻，酒精度和總抗氧化能力下降[16]。因此，香圓桑葚復合果酒發酵過程中，加糖量為14%較為適宜。

2.3 不同發酵溫度對果酒發酵的影響

圖2 不同加糖量對復合果酒發酵的影響

固定香圓桑葚復合果酒發酵其他各因素條件不變，選取15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃共6個水平的發酵溫度進行香圓桑葚復合果酒發酵，觀察香圓桑葚復合果酒發酵情況。由圖3可知，發酵溫度為25℃時，香圓桑葚復合果酒發酵效果較好。溫度影響酒精度、產品的風味、口感，進而影響發酵產品的質量[17]。因為溫度是酵母生長、繁殖與發酵的主要環境因素，而且影響酒精發酵及蘋果酸分解[18]。當發酵溫度超過30℃，酒精度小于10%vol，溫度較高，酵母生長旺盛，提早進入衰亡期，發酵后期無法將發酵液中的糖轉化成酒精度，所以酒精度較低。同時，較高發酵溫度會導致果香揮發、氧化損失，增加高級醇、揮發酸等副產物，果酒風味受損[19]。反之，較低的發酵溫度有利于改善果酒質量，而且抗氧化能力得到保證[20]。因此，結合總抗氧化能力，香圓桑葚復合果酒發酵過程中，發酵溫度為25℃較為適宜。

圖3 不同發酵溫度對復合果酒發酵的影響

2.4 不同發酵時間對果酒發酵的影響

固定香圓桑葚復合果酒發酵其他各因素條件不變，選取8 d、12 d、16 d、20 d、24 d、28 d共6個水平的發酵時間進行香圓桑葚復合果酒發酵，觀察香圓桑葚復合果酒發酵情況。由圖4可以看出，當發酵時間低于20 d，醪液殘糖含量相對偏高，發酵不徹底，色度高，口感粗糙。隨著發酵時間不斷延長，其芳香風味也會變得愈發濃厚[21]，當發酵時間為20 d時，發酵較徹底，原酒的酒精度、口感、酒的品質能達到預期目標。當發酵時間超過20 d時，隨著發酵時間延長，酒精度變化不大且有下降趨勢，可能是發酵后期酒精損失[22]。總抗氧化能力下降，因糖類物質耗盡，微生物消耗了部分抗氧化有機物導致總抗氧化能力下降[23]。因此，香圓桑葚復合果酒發酵過程中，發酵時間為20 d較為適宜。

圖4 不同發酵時間對復合果酒發酵的影響

2.5 香圓桑葚復合果酒發酵條件優化試驗（表1、表2）

表1 響應面優化發酵條件的因素和水平

表2 香圓桑葚復合果酒發酵試驗結果

表3 響應面實驗結果分析

由表1、表2可以看出，香圓桑葚復合果酒發酵過程中，接種量、加糖量、發酵溫度、發酵時間對結果影響顯著。以下為酒精度二次回歸擬合方程：

酒精度(%vol)=13.68+0.48*A-0.21*B+0.77*C+0.18*D+0.39*A*B+0.71*A*C-0.22*A*D+0.062*B*C+1.51*B*D-0.86*C*D-0.63*A2-0.40*B2-1.55*C2-1.38*D2（其中，A是接種量，B是加糖量，C是發酵溫度，D是發酵時間）。

香圓桑葚復合果酒發酵試驗失擬項不顯著，P值為0.7589，模型極顯著，P值＜0.0001，所以能對香圓桑葚復合果酒發酵的條件進行預測[24]。得到香圓桑葚復合果酒發酵的最佳條件為，接種量為5.5%，加糖量為13.1%，發酵溫度為28℃，發酵時間為20 d。此條件下釀造所得的香圓桑葚復合果酒酒精度為14.1%vol，總抗氧化能力為128.7 U/mL。

3 結論

響應面優化香圓桑葚復合果酒發酵的試驗模型和實際情況擬合度比較好，結果可信，香圓桑葚復合果酒發酵的二次回歸擬合方程如下：酒精度(%vol)=13.68+0.48*A-0.21*B+0.77*C+0.18*D+0.39*A*B+0.71*A*C-0.22*A*D+0.062*B*C+1.51*B*D-0.86*C*D-0.63*A2-0.40*B2-1.55*C2-1.38*D2（其中，A為接種量，B為加糖量，C為發酵溫度，D為發酵時間）。

香圓桑葚復合果酒發酵的最佳條件為接種量為5.5%，加糖量為13.1%，發酵溫度為28℃，發酵時間為20 d。此條件下釀造所得的香圓桑葚復合果酒酒精度為14.1%vol，總抗氧化能力為128.7 U/mL。