木瓜蕎麥果酒制備工藝與品質分析

張 超，張巧花，趙思遠，韓 雪，陳 芳，3*

（1.安康學院 陜西省富硒食品工程實驗室，陜西 安康 725000；2.云南農業大學 食品科技學院，云南 昆明 650500；3.安康學院 陜南生態經濟研究中心，陜西 安康 725000）

光皮木瓜[Chaenomeles sinensis（Thouin）Koehne]為薔薇科木瓜屬植物，又名土木瓜、榠楂、海棠、木李等，在我國山東、陜西、河南、湖北、重慶等地分布較多[1-2]。據資料顯示，我國光皮木瓜資源豐富，僅陜西省白河縣光皮木瓜種植面積就已超過9 000 hm2[3-5]。《本草經集注》上述木瓜味酸、澀，性平，具有祛風濕、和胃平肝舒筋、消炎化痰止痢等功效，可治療風濕痹痛、咳嗽痰多、吐瀉、痢疾、跌打傷痛、腳氣水腫等多種病癥[6-7]。現代中藥藥理藥效研究表明，光皮木瓜果實不僅富含糖類、維生素C、有機酸等，而且含有類黃酮、木脂素、多酚、三萜以及甾體類活性物質，具有抗氧化、抗炎、抑菌、降血糖、抗腫瘤、抗病毒以及保護肝腎臟等生理活性，因此其干燥切片一直是常見的中藥原料[8-13]。目前，光皮木瓜作為中藥材原料廣泛應用于臨床，但劉世堯等[14]研究發現，光皮木瓜藥效成分齊墩果酸、熊果酸及皂苷等藥效成分含量較少，僅以次品作為中藥材原料，市場價格較低廉。因此，以光皮木瓜為原料開發功能性產品已成為研究熱點[3，15-19]。

目前市場上光皮木瓜食品種類較多，有木瓜酒、木瓜醋、木瓜果脯、木瓜低糖果醬，其中木瓜酒尤其受到人們的喜愛。傳統光皮木瓜果酒釀造過程常受發酵原料光皮木瓜含糖量低、酸度大的影響，導致成品酒的酒精度偏低、需外加大量糖進行發酵，嚴重制約光皮木瓜酒產業發展[18]。因此，本研究以陜西白河縣光皮木瓜和市售蕎麥米為主要原料，探索混合基質發酵釀造木瓜蕎麥果酒新工藝，以期為改良和提升傳統光皮木瓜果酒發酵工藝以及開發更多木瓜類功能產品提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蕎麥米、白砂糖：購自安康市喜盈門生活超市；SY葡萄酒果酒專用酵母：安琪酵母股份有限公司；光皮木瓜：分別于2020、2021年10月采自安康市白河縣倉上鎮境內。

蘆丁標椎品（純度＞98%）：合肥博美生物公司；高溫淀粉酶（50 000 U/g）：刑臺萬達生物工程有限公司；糖化酶（50 000 U/g）：江蘇博立生物制品有限公司；果膠酶（30 000 U/g）：山東隆科特酶制劑有限公司。無水乙醇、亞硝酸鈉、氯化鋁、氫氧化鈉（均為分析純）：天津科密歐化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

UV-1800PC紫外可見分光光度計：上海菁華科技儀器有限公司；LHS-150恒溫恒濕培養箱：常州市萬豐儀器制造有限公司；DR101糖度計：上海力辰邦西儀器科技有限公司；RE-52AA旋轉蒸發儀、YR-PTB真空泵：上海亞榮生化儀器廠；HH-4數顯恒溫水浴鍋、JYL-CO22E九陽榨汁攪拌機：國華電器有限公司；CDUPF/UPFL系列企業實驗室超純水器：成都越純科技有限公司；TDL-60B低速離心機：上海市安亭科學儀器廠；CP214電子天平：上海市奧豪斯儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 木瓜蕎麥果酒釀造工藝流程與操作要點

操作要點：

木瓜酶解液制備：新鮮木瓜去皮去籽切塊，加2倍質量的飲用水混合勻漿。向其中添加1%果膠酶，50 ℃酶解1 h，95 ℃滅酶活10～30 s，待用。

蕎麥糖化液制備：蕎麥米洗凈，瀝干，加4倍質量的飲用水室溫浸泡12 h，粉碎打漿。將蕎麥漿加熱至60 ℃，糊化30 min；再添加0.5%高溫淀粉酶，95 ℃液化45 min；蕎麥液化液降溫至60 ℃，添加6%糖化酶糖化2～3 h，至糖度達到要求停止糖化[17-18]。

調配：將蕎麥糖化液與木瓜酶解液按一定比例混勻，調節初始糖度和pH。

主發酵：發酵液加入一定量活化的果酒酵母（5%蔗糖水中30 ℃活化20 min）和焦亞硫酸鉀（125 mg/kg），混勻裝瓶發酵，控溫密閉發酵14 d。

后熟：主發酵結束將發酵液上清轉移到無菌容器，15 ℃靜置至糖度降至1°Bx以下。

澄清與分離：發酵液過濾，濾液加1.4%的皂土，靜置12 h。酒液過濾，濾液轉移到潔凈容器，得木瓜蕎麥發酵原酒液。

1.3.2 木瓜蕎麥果酒發酵條件優化單因素試驗

木瓜酶解液與蕎麥糖化液配比的影響：按1.3.1制備木瓜酶解液和蕎麥糖化液，將木瓜酶解液和蕎麥糖化液以質量比分別為3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3的比例進行均勻混合，調節初始糖度為22°Bx，pH為4.5，酵母接種量為0.4%，22 ℃條件下進行發酵，主發酵14 d。結束后，以發酵原酒液的酒精度和總黃酮含量為評價指標，確定蕎麥糖化液與木瓜酶解液的最佳料比。

發酵液初始糖度的影響：按1.3.1進行木瓜酶解液和蕎麥糖化液制備，并依據已確定的發酵原料液最佳配比，取一定量蕎麥、木瓜發酵原料液。在發酵溫度為22 ℃，酵母接種量為0.4%條件下進行發酵，主發酵14 d，考察初始發酵液糖度分別為18°Bx、20°Bx、22°Bx、24°Bx、26°Bx對蕎麥木瓜發酵酒液的酒精度、總黃酮含量影響情況，確定最佳初始發酵液糖度。

發酵液初始pH的影響：按1.3.1制備木瓜酶解液和蕎麥糖化液，以最佳料比調整發酵原料液。用碳酸氫鉀或檸檬酸調發酵原料液pH為3.5、4.0、4.5、5.0、5.5，在發酵溫度22 ℃，酵母接種量0.4%條件下進行發酵，主發酵14 d，考察不同初始發酵液pH對發酵原酒液酒精度、總黃酮含量影響情況，確定初始發酵液pH。

酵母接種量的影響：按1.3.1制備木瓜酶解液和蕎麥糖化液，調整已確定的最佳發酵條件。取調整后的木瓜、蕎麥發酵原料液，酵母接種量分別設置為0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%，在發酵溫度22 ℃條件下進行發酵，主發酵14 d，考察酵母接種量對蕎麥木瓜發酵原酒液酒精度、總黃酮含量的影響，確定發酵原料液酵母的最佳接種量。

發酵溫度的影響：按1.3.1制備木瓜酶解液和蕎麥糖化液，按照已確定的最佳發酵條件對木瓜、蕎麥發酵原液進行調配。調整后的木瓜蕎麥發酵原料液，發酵溫度分別設置為18 ℃、20 ℃、22 ℃、24 ℃、26 ℃條件下進行發酵，主發酵14 d，考察發酵溫度對蕎麥木瓜發酵原酒液酒精度、總黃酮含量的影響，最終確定最佳發酵溫度。

1.3.3 木瓜蕎麥果酒發酵工藝優化正交試驗

在單因素試驗的基礎上，以初始糖度（A）、酵母接種量（B）、發酵溫度（C）、木瓜酶解液與蕎麥糖化液配比（D）為試驗因素，木瓜蕎麥果酒的酒精度、總黃酮含量為考察指標進行4因素3水平正交試驗對木瓜蕎麥果酒發酵工藝進行優化。正交試驗因素與水平見表1。

表1 木瓜蕎麥果酒發酵工藝優化正交試驗因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for fermentation process optimization of papaya and buckwheat wine

1.3.4 測定方法

感官評價：依據GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析法》和NY/T1508—2017《綠色食品果酒》中果酒評分細則進行評定，具體評價標準見表2。

表2 木瓜蕎麥果酒的感官評價標準Table 2 Sensory evaluation standards of papaya and buckwheat wine

酒精度測定：參考GB 5009.225—2016《食品安全國家標準酒中乙醇濃度的測定》[20]；總酸、總糖含量測定：參考NY/T 1508—2017《綠色食品果酒》中的檢測分析法[21]；還原糖的測定：參考GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析法》中的直接滴定法[22]；總黃酮含量的測定：參考文獻[23]的方法。

1.3.5 數據處理

所有試驗均重復3次，樣品檢測重復3次，采用Excel 2016進行繪圖，采用軟件SPSS 18.0進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 木瓜酶解液與蕎麥糖化液質量比的確定

不同木瓜酶解液與蕎麥糖化液配比對木瓜蕎麥果酒發酵的影響見圖1。由圖1可知，隨著木瓜酶解液與蕎麥糖化液配比的變化，木瓜蕎麥果酒酒精度和總黃酮含量均呈先升高后降低的趨勢。當木瓜酶解液∶蕎麥糖化液質量比為1∶2時，木瓜蕎麥果酒酒精度和總黃酮含量均達到最大，分別為17.5%vol、0.479 mg/mL。當兩者質量比為1∶3時，木瓜蕎麥果酒的酒精度和總黃酮含量均下降明顯，這可能是由于隨著蕎麥糖化液量的持續增加，蕎麥中的生物堿、黃酮類等物質抑制酵母菌生長，進而影響酒精發酵造成的。因此綜合考慮，選擇最佳木瓜酶解液與蕎麥糖化液質量比為1∶2。

圖1 木瓜酶解液與蕎麥糖化液配比對木瓜蕎麥果酒酒精度及總黃酮含量的影響Fig.1 Effect of papaya enzymatic hydrolysate and buckwheat saccharification liquid ratio on the alcohol content and total flavonoids contents of papaya and buckwheat wine

2.1.2 發酵液初始糖度的確定

在果酒發酵過程中，酵母菌利用果糖、葡萄糖等糖類物質進行生長繁殖，并代謝產出醇、酯、酸等物質，因此發酵初始糖度高低會直接影響果酒品質。不同初始發酵液糖度對木瓜蕎麥果酒發酵的影響見圖2。

圖2 初始糖度對木瓜蕎麥果酒酒精度及總黃酮含量的影響Fig.2 Effect of initial sugar degree on the alcohol content and total flavonoids contents of papaya and buckwheat wine

由圖2可知，隨著發酵液初始糖度的升高，木瓜蕎麥果酒酒精度和總黃酮含量均呈先升高后降低的趨勢。當發酵液初始糖度為22°Bx時，木瓜蕎麥果酒的酒精度和總黃酮達到最大，分別為18.5%vol、0.478 mg/mL；當發酵液初始糖度＞22°Bx時，木瓜蕎麥果酒的酒精度和總黃酮含量隨初始糖度的增加而緩慢下降。發酵液初始糖度較低時，酵母菌菌體生長需要一定的糖，使得酒精發酵不足導致酒精度低，進一步影響發酵液中黃酮類物質的溶解；但過高的發酵液初始糖度會抑制酵母菌生長繁殖，使得發酵不完全，糖轉化為酒精量少，同時發酵液中殘糖較多使黃酮類物質溶解度下降。因此，選擇最佳發酵液初始糖度為22°Bx。

2.1.3 發酵液初始pH的確定

酵母菌生長繁殖與代謝產醇需要適宜的pH條件。不同發酵液初始pH對木瓜蕎麥果酒發酵的影響見圖3。由圖3可知，發酵液初始pH值對木瓜蕎麥果酒酒精度和總黃酮的影響不大。當發酵液初始pH為4.0時，木瓜蕎麥果酒的酒精度和總黃酮含量達最大值，分別為19.0%vol、0.618 mg/mL。當發酵液初始pH＞4.0時，木瓜蕎麥果酒的酒精度和總黃酮含量呈下降趨勢，且酒精度下降趨勢更為明顯。發酵液初始pH＜4.0時，酵母生長繁殖和代謝產醇活性低，導致發酵液酒精含量減少，酒體呈現寡淡酸澀口感影響木瓜蕎麥果酒的品質。而當初始發酵液pH＞4.0時，酵母菌生長繁殖旺盛，發酵液糖分很快被利用，發酵產醇不足導致酒精度下降較快，影響果酒品質。因此，選擇最佳發酵液初始pH為4.0。

圖3 初始pH值對木瓜蕎麥果酒酒精度及總黃酮含量的影響Fig.3 Effect of initial pH on the alcohol content and total flavonoids contents of papaya and buckwheat wine

2.1.4 酵母菌接種量的確定

酵母菌接種量對木瓜蕎麥果酒發酵的影響見圖4。

圖4 酵母接種量對木瓜蕎麥果酒酒精度及總黃酮含量的影響Fig.4 Effect of yeast inoculum on the alcohol content and total flavonoids contents of papaya and buckwheat wine

由圖4可知，隨著酵母菌接種量在0.2%～0.6%范圍內增加，木瓜蕎麥果酒的酒精度、總黃酮含量呈先升高后降低的趨勢。當酵母接種量為0.4%時，木瓜蕎麥果酒的酒精度和總黃酮含量到達最大值，分別為17.8%vol、0.504 mg/mL；當酵母菌接種量＞0.4%后，隨酵母接種量的增大，發酵前期大量酵母進行自身生長繁殖消耗發酵液中的糖分和其他營養物質，導致酒精發酵不良，導致木瓜蕎麥果酒的酒精度、總黃酮含量下降以及口感風味變差。因此，選擇最佳酵母接種量為0.4%。

2.1.5 發酵溫度的確定

發酵溫度對木瓜蕎麥果酒發酵的影響結果見圖5。由圖5可知，隨著發酵溫度升高，木瓜蕎麥果酒的酒精度和總黃酮含量均呈先升高后降低的趨勢。發酵溫度為22 ℃時，木瓜蕎麥果酒的酒精度和總黃酮含量均達到最大值，分別為17.8%vol、0.524 mg/mL。當發酵溫度高于22 ℃時，木瓜蕎麥果酒的酒精度、總黃酮含量下降明顯。原因可能是發酵溫度較低使酵母生長繁殖受抑制，糖轉化率低，發酵產醇不完全，酒精度低、總黃酮溶解量低導致果酒品質降低和口感平淡；發酵溫度過高雖有利于酵母生長繁殖，但發酵前期消耗發酵液中大量的糖等營養成分，使得代謝產醇不足，酒精度較低，總黃酮含量也降低，同時溫度過高不利于乙醇及香氣成分保留在酒液中，導致酒精度低、口感寡淡。因此，選擇最佳發酵溫度為22 ℃。

2.2 正交試驗結果

由表3可知，以酒精度為考察指標時，各因素對木瓜蕎麥果酒酒精度影響大小為A＞D＞B＞C，即初始糖度＞木瓜酶解液∶蕎麥糖化液＞酵母接種量＞發酵溫度；最優組合為A3B3C2D1，即初始糖度24 °Bx、酵母接種量0.5%、發酵溫度22 ℃、木瓜酶解液∶蕎麥糖化液質量比為1∶2。以總黃酮含量為考察指標時，各因素對木瓜蕎麥果酒總黃酮含量影響大小為A＞D＞C＞B，即初始糖度＞木瓜酶解液∶蕎麥糖化液質量比＞發酵溫度＞酵母接種量，最佳組合為A3B3C2D1，即初始糖度24 °Bx、酵母接種量0.5%、發酵溫度22 ℃、木瓜酶解液∶蕎麥糖化液質量比為1∶2。因此最終確定最佳發酵工藝組合為A3B3C2D1，即初始糖度24 °Bx、酵母接種量0.5%、發酵溫度22 ℃、木瓜酶解液∶蕎麥糖化液質量比為1∶2。在此條件下重復3次平行驗證試驗，制得的木瓜蕎麥果酒的酒精度為（17.8±1.09）%vol，總黃酮含量為（0.536±0.05）mg/mL。

表3 正交試驗結果與分析Table 3 Results and analysis of orthogonal tests

2.3 感官評價及理化指標

在最佳條件下制得的木瓜蕎麥果酒感官評分為（82.1±2.0）分，色澤金黃，澄清透亮，滋味醇厚柔和，具有濃郁果、醇香味；總酸含量為（3.78±0.16）g/L，總糖含量為（24.31±0.97）g/L，還原糖含量為（4.32±0.23）g/L，符合NY/T 1508—2017《綠色食品果酒》檢測分析法要求。

3 結論

本試驗通過單因素、正交試驗研究探索以光皮木瓜酶解液、蕎麥糖化液為混合基質制備木瓜蕎麥果酒的最佳工藝參數。研究結果表明，木瓜蕎麥果酒最佳釀造工藝為初始糖度24°Bx、酵母接種量0.5%、發酵溫度22 ℃、木瓜酶解液：蕎麥糖化液質量比為1∶2，主發酵14 d，轉至15 ℃后熟到原酒液糖度降至1°Bx以下。在此工藝條件下釀制的木瓜蕎麥果酒，色澤金黃，澄清透亮，滋味醇厚柔和，具有濃郁果、醇香味；酒精度為17.8%vol，總黃酮含量為0.54 mg/mL，總酸含量為3.78 g/L，總糖含量為24.31 g/L，還原糖含量為4.32 g/L，符合果酒行業標準NY/T 1508—2017要求，是一款營養、功效與風味較好的新型功能果酒。該工藝充分結合木瓜、蕎麥自身特點，成功實現了對傳統木瓜酒釀造工藝的改良，提升了木瓜酒的風味、營養和保健功效，為高附加值光皮木瓜、蕎麥功能產品的研發提供理論依據。