樹莓酒最佳降酸工藝

吳林生，施洪亮，尚興榮

合肥師范學院生命科學學院（合肥 230601）

樹莓又稱山莓、覆盆子、托盤等，是一種多年生落葉灌木果樹，其產量高，抗高寒，適應性強，對土壤及環境條件要求低，易于栽培。果實為漿果，柔嫩多汁，風味獨特，營養豐富，被賦予“水果之王”“黃金漿果”的美稱[1]。樹莓果實的營養豐富，其中含有大量的維生素及十幾種氨基酸，其中的主要有機酸為檸檬酸和蘋果酸[2]。此外樹莓含有豐富的Fe、Zn等礦物質元素，還富含花青素、揮發油、花青素、酚酸、萜類等營養成分[3]，還具有預防和緩解心腦血管疾病的功效。樹莓可被直接應用于各種食品加工業，如加工成果汁、果醬、果酒及凍干果等，還可被開發應用于醫藥、美容、染料等多個領域。中國在全球范圍內成為樹莓產品生產和消費的大國，并且對全球樹莓消費市場產生巨大影響[4]。隨著樹莓的產量不斷增加，樹莓加工品越來越受消費者青睞，但因為樹莓果自身的酸度過高，所以擁有一種能夠對樹莓酒進行降酸且能夠加工出優質樹莓酒的方法勢在必行。因此，試驗充分利用樹莓的高營養價值，研究樹莓酒的降酸工藝及對其進行優化，得到制備高品質樹莓酒的降酸工藝。果酒降酸的方法大多是物理降酸法和化學降酸法，但這2種方法對蘋果酸不起作用，而蘋果酸在果酒有機酸中含量又較高，除此之外這2種方法對果酒品質的影響也較大。為避免上述問題，采取生物降酸方法——蘋果酸-乳酸發酵（MLF）法[5]，通過在樹莓酒發酵過程中接種乳酸菌凍干粉，將其中的蘋果酸轉化為乳酸。

國內對果酒的生物降酸研究起步較晚，但已取得諸多進展，如張春暉等[6]對葡萄酒進行MLF降酸；王治同[7]利用裂殖酵母進行生物降酸，釀造全汁越桔干型酒，降酸效果可觀。國內外在果酒的釀造工業上，果酒降酸的方法逐漸從原本的物理、化學降酸法向生物降酸法轉變，如可以進行MLF的乳酸菌[8]。關于對果酒進行生物降酸這一方面的研究在國外開展較早，早在18世紀國外就大量生產樹莓加工品。在釀造生產紅葡萄酒的過程中利用MLF進行生物降酸[9]。該降酸方法是在乳酸菌作用下，以誘導酶也就是蘋果酸-乳酸酶的催化作用將樹莓酒酒中的L-蘋果酸分解為L-乳酸，并釋放出CO2過程[10-11]。進行MLF的方法有2種，分別是自然誘導與人工接種[12-13]。自然誘導即提供啟動MLF所需要的適宜條件，讓反應自發進行，這其中合適的pH、低濃度SO2、適宜的溫度為主要因素。但即便提供這些反應條件，MLF的啟動也非常困難。所以人工接種乳酸菌的方法成為工業降酸中的常用途徑，相比較自然誘導MLF，人工接種誘導MLF克服發酵周期長、發酵不易控制、對環境條件要求高及對酒質可能有負面影響等方面的不足[14]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紅樹莓（安徽省藍莓工程中心）；果酒酵母、果膠酶、乳酸菌凍干粉（上海鼎唐貿易有限公司）；偏重亞硫酸鉀（國藥集團試劑有限公司）；白砂糖（市售，食品級）。

1.2 儀器與設備

發酵罐（武漢精享達機械設備有限公司）；溫度傳感器（PT100，杭州晨奕儀器儀表有限公司）；pH傳感器（JY-PH2.0，廣州佳儀精密儀器有限公司）；糖度傳感器（HEEYII，杭州恒儀儀表科技有限公司）；酒精濃度計（AR-120ET，深圳市拓宏達科技有限公司）；聲光報警器（HAX-B02485，杭興智能科技有限公司）；攝像頭（1201D-I3，杭州海康威視數字技術股份有限公司）；網絡IO控制器（USRIO808，山東有人信息技術有限公司）；云端服務器（ECS-G5，阿里云云計算有限公司）；計算機（天逸510Pro，聯想集團有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 樹莓酒發酵工藝流程

1.3.1.1 工藝流程

冷凍樹莓→解凍→破碎→加入果膠酶→接種酵母菌→調糖→主發酵→皮渣分離→理化指標檢測→降酸處理（生物、化學以及物理降酸）→理化指標測定

1.3.1.2 流程要點

原料預處理。常溫下將冷凍的樹莓解凍，破碎。

果膠酶的添加。添加果膠酶能夠提高樹莓酒的出汁率，試驗果膠酶添加量50 mg/L，并且在30 ℃條件下酶解2 h。

調糖。樹莓打漿后，通過蒽酮比色法對其糖濃度進行檢測，殘糖量應低于4 g/L。

主發酵。26 ℃下發酵5 d。

皮渣分離與澄清。取洗凈并且滅菌的紗布（3層），將發酵后的樹莓酒連同殘渣一起倒入紗布中過濾到新的發酵罐中。

蘋果酸-乳酸發酵。樹莓酒酸度18.65 g/L、總殘糖量9.3 g/L、花青素質量濃度267.29 mg/L、酒精度15.8%vol，添加乳酸菌凍干粉，對樹莓酒進行生物降酸。

化學降酸。取300 mL樹莓酒樣分裝至6個三角瓶中備用，分別向其中加入CaCO3、KHCO3、CaCO3·KHCO3聯合降酸，K2C4H4O6、KHCO3與K2C4H4O6聯合降酸，以及復鹽法降酸。重復3次上述步驟，測得的樹莓酒酸度前后變化取平均值，以減少誤差。

物理降酸。1）低溫冷凍法，主要是利用冷凍設備對樹莓酒進行降溫，使酒體中的酒石酸鹽類結晶沉淀，從而達到降酸的目的，通常可以降低酸度0.5～2.0 g/L不等（以酒石酸計）。2）稀釋法降酸，采用稀釋法降酸對樹莓酒進行處理，在每100 mL樹莓果汁中分別按不同比例添加白砂糖，用玻璃棒攪拌均勻后監測pH和酸度的變化。

生物降酸。利用微生物分解酸，從而達到降酸目的。降酸微生物根據產物的不同大體可分2種，一是將原有的酸分解成乙醇和二氧化碳，二是將原有的酸分解成更弱的酸和二氧化碳，而被降低的酸主要是蘋果酸。

1.3.2 單因素試驗及正交試驗

選擇乳酸菌接種量、降酸溫度、降酸時間為樹莓酒降酸工藝優化試驗的單因素，單因素試驗設計見表1，每種因素水平的設計見表2，進行3次平行試驗。

表1 單因素試驗

表2 正交試驗因素及水平設計

1.3.3 理化指標測定方法

樹莓酒理化指標檢測[15-20]：總酸濃度測定采用酸堿滴定法；殘糖量測定采用斐林試劑滴定法；花青素質量濃度測定采用pH示差法；酒精度測定采用酒精計法。

感官評價：隨機選取20名學生（男女各10名）通過眼、口、鼻等感覺器官對試驗中釀造的樹莓酒中進行感官評價，主要針對樹莓酒的色澤、香氣、滋味及其典型風味等方面進行評價，設定評定滿分100分，具體標準見表3。

表3 樹莓酒感官評分標準

2 結果與分析

2.1 MLF（蘋果酸-乳酸發酵）降酸單因素試驗結果與分析

2.1.1 不同乳酸菌接種量的試驗結果

乳酸菌接種量6%，降酸溫度22 ℃時，根據不同的降酸時間，各理化指標的變化如表4和圖1所示。分析可得，乳酸菌接種量在4%～8%內逐漸增大時，樹莓酒酸度會隨之逐漸降低，乳酸菌接種量8%時，樹莓果酒的酸度達最小值11.6 g/L；但乳酸菌接種量大于8%時，樹莓酒酸度會隨之增加而升高，可能是因為乳酸菌接種量過高，對蘋果酸-乳酸的轉換起到負反饋作用，揮發酸含量減小，降酸效果反而較差；故乳酸菌接種量8%時，其對樹莓酒的降酸效果最好；乳酸菌接種量10%時，樹莓果酒的色澤紅艷，口感香醇，酒香味濃且酒體穩定；乳酸菌接種量對殘糖量、酒精度及花青素含量的影響較小。

表4 不同乳酸菌接種量對殘糖量、酒精度、感官評價及花青素的影響

圖1 乳酸菌接種量對酸度的影響

2.1.2 不同降酸時間的試驗結果

乳酸菌接種量6%、降酸溫度22 ℃時，根據不同的降酸時間，各理化指標的變化如表5和圖2所示。分析可得，降酸時間2～5 d時，隨著降酸時間增加，酸度會隨之降低，降酸時間5 d時，酸度達最小值12.7 g/L；但降酸時間大于5 d時，酸度會隨之增加而升高，可能是因為降酸時間增大后，一部分乳酸又轉化成蘋果酸；故降酸時間5 d時，降酸效果最好；降酸時間5 d時，果酒的色澤紅艷，口感香醇，酒香味濃且酒體穩定，可能因為酸度最低且色澤香氣都較佳；殘糖量會隨著降酸時間增加逐漸降低最終趨于4 g/L，相應的酒精度隨之增加，最終趨于12.5%vol；花青素質量濃度也會隨著降酸時間增長而逐漸降低。

表5 不同降酸時間對殘糖量、酒精度、感官評價及花青素的影響

圖2 降酸時間對酸度的影響

2.1.3 不同溫度的試驗結果

降酸時間4 d、乳酸菌接種量6%時，隨著溫度的不同，各理化指標的變化如表6和圖3所示。分析可得，降酸溫度18～24 ℃時，酸度會隨著降酸溫度增加而逐漸降低，降酸溫度24 ℃時，果酒的酸度達最小值12.8 g/L，降酸溫度大于24 ℃時，酸度會隨之增加而升高，可能是溫度過高時，其對蘋果酸-乳酸的轉換存在影響，使得降酸效果變差。故降酸溫度24 ℃時，降酸效果最佳，果酒的色澤紅艷，口感香醇，酒香味濃且酒體穩定；殘糖量會隨著降酸溫度的上升而逐漸降低并最終趨于4 g/L，酒精度則大約穩定在12%vol；花青素質量濃度則會隨著降酸溫度增加而逐漸降低，降低趨勢較為緩慢。

表6 降酸溫度對殘糖量、酒精度、感官評價及花青素的影響

圖3 降酸溫度對酸度的影響

2.2 MLF（蘋果酸-乳酸發酵法）正交試驗結果與分析

表9 方差分析表

由表7和表8可得，RB＞RC＞RA；FB＞F0.05，則p＜0.05，說明降酸時間對樹莓酒的色澤、口感以及品質的影響達到顯著水平；FC＞F0.1，則p＞0.1，說明乳酸菌接種量對樹莓酒的色澤、口感及品質有一定影響。因此，在各個影響因素中對樹莓酒色澤、口感及品質的影響程度依次是降酸時間、乳酸菌接種量、降酸溫度，這與正交試驗分析的結果一致。

表7 正交試驗水平

表8 正交試驗結果

3 結論與討論

通過化學降酸法、物理降酸法和生物降酸法3種降酸方法，考察這3種方法對干紅樹莓酒理化指標（糖度、酸度、酒精度、干浸出物）、色度、香氣、口感及穩定性的影響，篩選出適合干紅樹莓酒最佳降酸方法及最優降酸工藝。在對其進行生物降酸，采取生物降酸法——蘋果酸-乳酸發酵（MLF）法，降酸菌種為乳酸菌，通過在樹莓酒發酵過程中接種乳酸菌凍干粉，將其中的蘋果酸轉化為乳酸，分別研究乳酸菌接種量、降酸時間及降酸溫度3個因素對樹莓干酒進行生物降酸的影響，以所得樹莓干酒對比原始樹莓干酒的酸度、殘糖量、酒精度、花青素含量及對二者的色澤、氣味及滋味進行感官評價。通過試驗研究優化樹莓酒降酸工藝，結果發現最佳的降酸條件為乳酸菌接種量8%、降酸溫度24 ℃、降酸時間5 d。所得樹莓酒酸度11.6 g/L，殘糖量4.4 g/L，酒精度11.2%vol，花青素質量濃度165.22 mg/L，呈玫瑰紅色，口感香醇，酒香味濃且酒體穩定。

在生物降酸的過程中，仍存在有待解決的問題，如采用先發酵后降酸的方法，雖然能夠得到更好的降酸效果和精準數據，但對樹莓酒的品質有一些影響；如果采用先降酸后發酵的方法，在一定程度上可以提高樹莓酒質量，但因為其在空氣中長時間暴露，可能會造成酒體被污染，對樹莓酒各項理化指標的分析存在一定影響。上述問題有待后續深入研究加以解決。