李保國,張穎超*,劉震,劉麗萍*
(1. 山東省葡萄研究院/山東省葡萄與葡萄酒協會,山東濟南 250100;2. 齊魯工業大學生物工程學院,山東濟南 250353;3. 山東省食品發酵工業研究設計院,山東濟南 250013)
薄荷又名銀丹草,同屬其他干燥全草。薄荷為長日照作物,性喜陽光。日照長可促進薄荷開花,且利于薄荷油、薄荷腦的積累[1]。薄荷的主要成分為揮發油,其中薄荷醇占比達78%;其次為薄荷酮,占比8%~12%[2]。薄荷具有醫用和食用雙重功能,主要食用部位為莖和葉,也可榨汁服用。在食用上,薄荷既可作為調味劑,又可作香料,還可配酒、沖茶等[3]。它是辛涼性發汗解熱藥,能治流行性感冒、頭疼、目赤、身熱、咽喉、牙床腫痛等病癥。外用又可治神經痛、皮膚瘙癢、皮疹等[4]。此外,薄荷莖葉有特殊香味,可用于制作清涼類飲品,具有清涼提神、瀉火的功效[5]。
沙田柚因廣西容縣沙田村得名,所含糖類主要為果糖,可被人體直接吸收、利用,亦可被酵母直接發酵轉化[6]。沙田柚不但營養價值高,而且還具有健胃、潤肺、補血、清腸、利便等功效[7]。中醫認為沙田柚有止咳平喘、清熱化痰、健脾消食的作用。現代醫學還認為沙田柚性寒,具有理氣化痰,治療食少、口淡、消化不良等功效[8]。此外,由于柚子含有生理活性物質皮甙,所以可降低血液的黏滯度,減少血栓的形成,故而對腦血管疾病,如腦血栓、中風等也有較好的預防作用。而鮮柚肉因含類似胰島素的成分,更是糖尿病患者的理想選擇[9]。
隨著我國社會經濟的快速發展,年輕時尚的消費群體占據了果酒行業的主要市場,研發出更多健康、美味、營養價值高的酒類飲品尤為迫切。本研究中的薄荷柚子酒以“自然發酵,綠色健康”為出發點,符合年輕消費群體的需求,前景可觀。
新鮮薄荷、沙田柚、純凈水、白砂糖,本地市場購買;果酒酵母,齊魯工業大學現代釀酒裝置與技術研究所菌種保藏室[10];0.09 g/L異抗壞血酸鈉溶液。
10 L九道坊智能釀酒機;蒸餾鍋;WK500-A硅藻土過濾機;PHB-3型數顯酸度計;液相色譜儀;10 L不銹鋼桶;蒸餾裝置;紗布。
1.3.1 工藝流程

1.3.2 薄荷與沙田柚添加比例選擇
薄荷和柚子酒添加質量比設為3:1、2:1、1:1、1:2和1:3,干型酵母接種量為總質量的0.1%,發酵溫度26 ℃的條件下進行發酵釀制薄荷柚子酒。根據感官評價打分確定加入比例。
1.3.3 薄荷柚子酒釀造工藝優化
(1)將發酵時間定為5 d、6 d、7 d、8 d,添加0.1%的酵母,溫度控制在26 ℃,進行可發酵糖殘量測定,推斷其發酵進程,確定發酵終止時的最適時間。
(2)選取20 ℃、23 ℃、26 ℃、29 ℃、32 ℃為發酵溫度,發酵7 d,探究不同溫度環境對發酵過程中酒精生成量的影響,確定最佳發酵溫度。
(3)分別采用0.03%、0.07%,0.1%、0.13%、0.17%的酵母投入量,在26 ℃下發酵7 d,探究酵母對發酵進程的影響。
(4)選取酵母投入位置為表層、中層、底層進行試驗,參照酒精度及可發酵糖殘量進行分析,得出最佳酵母添加位置。
根據上述單因素試驗,選擇最優試驗范圍,薄荷柚子酒感官評分作為優化指標,采用正交試驗對薄荷柚子酒發酵條件進行優化。
1.3.4 操作要點
新鮮沙田柚去皮切塊后的果肉置于0.09 g/L異抗壞血酸鈉溶液浸泡[10],薄荷去根。將洗凈切塊后的薄荷置于蒸餾鍋中蒸餾,用于提取薄荷中的揮發油。薄荷塊與沙田柚果肉按一定比例混合,加入果酒酵母(按1 L混合液加1 g活性干酵母進行折算,酵母使用前進行活化),發酵溫度控制在選擇的范圍,發酵一定時間后將白砂糖、蒸餾濾液加入釀酒機攪拌進行再發酵。用白砂糖調整糖度,用鮮檸檬汁調酸度。
1.3.5 各指標測定方法
酒精度用密度瓶法測定,GB 5009.225-2016食品安全國家標準酒中乙醇濃度的測定。糖度、酸度測定依據GB/T 15038-2006 葡萄酒、果酒通用分析方法。
1.3.6 薄荷柚子酒感官評價
根據風格(20%)、香氣(30%)、口感(30%)及外觀(20%),聘請10名專業人員對薄荷油子酒進行感官打分,滿分為100分。
由表1看出,當薄荷和沙田柚汁添加比例為1:3時,酒的外觀、香氣、口味和風格較好,薄荷柚子酒感官評分最高,因此,薄荷塊和沙田柚添加比例確定為1:3。

表1 薄荷與沙田柚汁配比對果酒口感的影響Table 1 Effect of mint and shaddock juice ratio on the taste of mint pomelo wine
2.2.1 發酵時間對薄荷柚子酒中可發酵糖含量的影響
可發酵糖含量與發酵時間密切相關,進而可推斷出發酵程度,從而判斷果酒的成熟與否。時間短,可發酵糖殘量高,說明發酵不徹底,發酵程度低。時間過長時雖然發酵足夠徹底,但又會導致釀造效率低下等問題[11]。由表2可知。當發酵時間為6 d時,可發酵糖殘量為5.4 g/L,發酵不徹底;當發酵時間為7 d時,可發酵糖殘量為0.1 g/L,發酵已經徹底;當發酵時間為8 d時,可發酵糖殘量為0.1 g/L,發酵時間過長,效率低下。因此,發酵的最適時長為7 d。

表2 發酵時間對果酒中可發酵糖含量的影響Table 2 Effect of fermentation time on the content offermentable sugar in mint pomelo wine
2.2.2 溫度對果酒發酵的影響
溫度是發酵生產中最重要的影響因素之一[12],過低會抑制各種酶活性,限制或停滯酵母發酵。由表3可知,當溫度在26 ℃時,產生酒精的效率最高,可發酵糖殘量趨于0。當溫度高于26 ℃時,酶活性變差,發酵速度變低,用時過長,還會加速雜菌的代謝繁殖,影響果酒品質。當溫度低于26 ℃時,酵母活性低,代謝緩慢,發酵速率低,工藝流程時間長,不宜采用。由此可知,發酵溫度為26 ℃時效率最高,果酒品質最佳。

表3 溫度對果酒發酵過程中酒精度的影響Table 3 Effect of temperature on wine quality duringfermentation of mint pomelo wine
2.2.3 果酒酵母的投入量對發酵過程的影響
發酵初期酵母投入量直接影響前期發酵進程,進而影響到整個發酵周期。酵母添加過少則會延長發酵周期,發酵效率變低,過多則會出現酵母浪費現象[13]。由表4可知,當酵母投入量為0.1%時,酒精含量已達到最高。低于0.1%時,酒精度未達到峰值,說明發酵不完全。而高于0.1%時酒精度達到峰值不再變化,多加酵母會出現酵母浪費,成本增加,甚至出現抑制酵母發酵等情況。綜上所述,最終采用0.1%的酵母投入量最為恰當。

表4 果酒酵母的投入量對發酵過程的影響Table 4 Effect of fruit wine yeast dosage on fermentation process
2.2.4 酵母添加位置對果酒發酵的影響
酵母在發酵罐中的的添加位置將直接影響發酵峰值的開始時間及酵母分布情況。選擇不同的酵母添加位置,通過對酒精度和可發酵糖含量的測定,探究出酵母添加位置對發酵程度的影響。由表5得出,將酵母加入底層時,酒精度最高,可發酵殘糖量最低,發酵程度最徹底。酵母加在中層及表層時,酒精度都偏低,發酵不夠徹底。所以,酵母置于底層更易徹底發酵。

表5 酵母添加位置對果酒發酵的影響Table 5 Effect of yeast addition on the fermentation of wine
2.2.5 薄荷柚子酒釀造工藝優化試驗
在單因素實驗的基礎上,將發酵時間(A)、發酵溫度(B)、酵母投入量(C)、酵母添加位置(D)四個因素作為研究對象[13],并以感官評分視為標準,進行L9(34)正交試驗[14]。由表6分析,薄荷柚子酒加工工藝中各影響因素的顯著性順序為:A=B>D>C,即:發酵時間=發酵溫度>酵母添加位置>酵母投入量。因此最佳組合為A2B2C2D2,即發酵時間7 d、發酵溫度26 ℃、酵母投入量0.1%、酵母添加于底層。在此條件下薄荷柚子酒的感官品評為92分。

表6 薄荷柚子酒正交試驗結果與分析表Table 6 Orthogonal test results and analysis table of mint pomelo wine
2.2.6 薄荷柚子酒的質量指標
(1)感官指標。色澤青綠色,形態清澈透亮,氣味清爽,具有獨特的薄荷清香。無雜質,無沉淀。(2)理化指標。酒精度12% vol左右,總糖低于4g/L。(3)微生物指標。符合GB 2758—2012食品安全國家標準發酵酒及其配置酒。
試驗以薄荷和沙田柚作為原料發酵的復合果酒釀造工藝,利用單因素和正交實驗相結合的方法對發酵果酒進一步優化,最終得到薄荷柚子酒的最佳發酵工藝。綜合以上試驗和分析發現,薄荷與柚子的原料比例為1:3,最適釀造工藝為發酵時間7 d、發酵溫度26 ℃、酵母投入量0.1%、酵母添加于底層時,生產的產品色澤青綠透亮,具有獨特的薄荷清香,清涼爽口,酒精度為12.7% vol,微生物指標符合標準要求。