果酒的釀造工藝

方穗戀 ，郭琳苑，黃心洳，呂樺欣，賈寶珠

1.廣東第二師范學院生物與食品工程學院（廣州 510303）；2.廣州金至檢測技術有限公司（廣州 510300）

香蕉是典型的熱帶作物，產量位居世界前四[1]。香蕉富含淀粉、果膠、VB、VC、VE、Ca、P等營養成分[2]，還含有多酚、黃酮等多種活性物質[3]，具有抗抑郁、降血糖、抗氧化等多種功效[4]。香蕉是一種躍變型水果，保鮮期短，易腐敗變質[5]，每年由于貯存和運輸造成的損失達30%~50%[6]。在香蕉種植地對其進行加工利用，既能降低貯存和運輸過程中造成的不必要損失，又可以增加香蕉的商業價值。葡萄中含有多種維生素及礦物質，還含有多種人體所需的氨基酸[7]。研究表明，葡萄具有助消化、健脾胃、防癌、緩解衰老、美容等多種功效[8-9]。在我國，葡萄主要以鮮食為主，而葡萄產量高，運輸保鮮等技術落后，容易積壓和滯銷[10]。

試驗以香蕉、葡萄為原料，開發一款功能性的復合果酒。采用響應面法對香蕉葡萄復合果酒的生產工藝進行優化，得到最佳的釀造工藝條件，為香蕉和葡萄的深加工提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

巨峰葡萄、香蕉、白砂糖（市售）；SY葡萄酒·果酒專用酵母（安琪酵母股份有限公司）；植物水解酶（諾維信生物技術有限公司）；抗壞血酸、檸檬酸（食品級，廣州齊云生物技術有限公司）；蘆丁標準品（含量≥97%，美倫生物技術有限公司）；硝酸鋁、亞硝酸鈉（分析純，成都市科隆化學品有限公司）；氫氧化鈉（分析純，西隴科學股份有限公司）；水楊酸、硫酸亞鐵、無水三氯化鐵、無水乙醇、鐵氰化鉀（均為分析純，廣州化學試劑廠）；三氯乙酸（分析純，天津市大茂化學試劑廠）；95%乙醇（分析純，北聯精細化學品開發有限公司）。

1.2 儀器與設備

FA1004型電子分析天平（上海越平科學儀器有限公司）；0~25%vol酒精濃度計（博衡儀器儀表有限公司）；LB32T型糖度計（廣州市速為電子科技有限公司）；752N紫外可見分光光度計（上海元析儀器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 香蕉葡萄復合果酒生產工藝流程

原料預處理→酶解→接種→主發酵→復發酵→殺菌→成品

原料預處理：香蕉剝皮后，與純凈水按1∶1比例打漿，添加0.15%檸檬酸和0.10%抗壞血酸進行護色；將清洗干凈的葡萄進行打漿。香蕉漿與葡萄漿按2∶1比例調漿。

酶解：調節混合果漿pH至4.0~4.5，加入一定量植物水解酶，40~45 ℃下酶解100~120 min。

接種：稱取適量的活性干酵母溶于5%蔗糖溶液，30~40 ℃下水浴活化20~30 min。調節混合果漿的糖度，加入一定量已活化的酵母。

主發酵：混合果漿于28 ℃發酵7 d。

復發酵：離心、抽濾后，18~24 ℃下利用殘糖繼續發酵30 d。

殺菌：65~70 ℃的水浴下殺菌15~25 min，使酵母失活。

1.3.2 香蕉葡萄復合果酒工藝優化

1.3.2.1 香蕉葡萄復合果酒單因素試驗設計

選取酶添加量、酵母添加量、初始糖度為考慮因素，于主發酵后，以4 000 r/min離心5 min，抽濾得到澄清初始果酒，選取酶添加量（0.02%，0.04%，0.06%，0.08%，0.10%，0.12%）、酵母添加量（0.04%，0.06%，0.08%，0.10%，0.12%和0.14%）、初始糖度（14.0%，16.0%，18.0%，20.0%，22.0%和24.0%）進行單因素試驗，測定總黃酮濃度、糖度及酒精度，確定最佳工藝條件。

1.3.2.2 香蕉葡萄復合果酒響應面優化試驗

在單因素試驗基礎上，以酶添加量（A）、酵母添加量（B）、初始糖度（C）為考慮因素，香蕉葡萄復合果酒主發酵后總黃酮濃度（Y）為評價指標，使用Design-Expert 11.1.0軟件進行響應面設計，設計因素與水平如表1所示。

表1 響應面試驗設計因素與水平 單位：%

1.3.3 香蕉葡萄復合果酒質量評定

1.3.3.1 理化指標測定

1.3.3.1.1 總黃酮濃度的測定

采用亞硝酸鈉-硝酸鋁法[11]。

標準曲線為Y=2.984 6X+0.002 6，R2=0.999 5，以此標準曲線計算樣品中的總黃酮濃度。

1.3.3.1.2 糖度測定

手持糖度計法。

1.3.3.1.3 酒精度測定

酒精計法。

1.3.3.2 抗氧化性測定

1.3.3.2.1 羥自由基（·OH）的清除能力測定[12]

利用Fenton反應[13]生成羥自由基，測定香蕉葡萄復合果酒對羥自由基的清除率。取1 mL 9 mmol/mL硫酸亞鐵溶液、2 mL 9 mmol/L水楊酸-乙醇溶液和2 mL不同濃度待測果酒，加入1 mL 8.8 mol/L過氧化氫溶液，充分混合，在37 ℃孵育30 min，以5 000 r/min離心10 min，吸取上清液，以VC為對照，在510 nm處測量吸光度。由于樣液本身具有吸光度，測其本底值時用蒸餾水代替過氧化氫，根據式（1）計算清除率。

式中：A0是空白對照液吸光度，用蒸餾水代替樣品液；A1是該樣品吸光度；A2是色素溶液本身的吸光度，用蒸餾水代替反應試劑。

1.3.3.2.2 鐵還原能力測定[14]

分別吸取2.5 mL不同質量濃度的果酒，加入2.5 mL 0.2 mol/L磷酸鹽緩沖液、2.5 mL 10 g/L鐵氰化鉀溶液，充分混勻，在50 ℃水浴20 min后加入2.5 mL 100 g/L三氯乙酸溶液，充分混合，在3 000 r/min下離心10 min，吸取2.5 mL上清液，加入2.5 mL蒸餾水和0.5 mL 1 g/L三氯化鐵溶液，充分混勻，以蒸餾水為空白，以VC為對照，在700 nm波長處測定其吸光度以表示鐵還原能力。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 酶添加量對總黃酮濃度的影響

由圖1可知，復合果酒的總黃酮濃度隨著酶添加量的增加呈先上升后下降趨勢。酶添加量0.08%時，主發酵后，果酒總黃酮濃度為8.42 mg/100 mL，風味口感良好。

圖1 酶添加量對復合果酒總黃酮濃度的影響（n=2）

2.1.2 酵母添加量對總黃酮濃度的影響

由圖2可知，復合果酒的總黃酮濃度隨著酵母添加量的增加呈先上升后下降趨勢。酵母添加量0.06%時，主發酵后，果酒總黃酮濃度為7.52 mg/100 mL，風味口感良好。

圖2 酵母添加量對復合果酒總黃酮濃度的影響（n=2）

2.1.3 初始糖度對總黃酮濃度的影響

由圖3可知，復合果酒的總黃酮濃度隨著初始糖度的增加呈先上升后下降趨勢。初始糖度較低，無法滿足酵母菌的需要，不益于果酒發酵；初始糖度過高，發酵液滲透壓升高，酵母菌活性降低，抑制酵母菌生長繁殖和產酒精。初始糖度20.0%時，主發酵后，果酒總黃酮濃度為5.21 mg/100 mL，風味口感良好。

圖3 初始糖度對復合果酒總黃酮濃度的影響（n=2）

2.2 響應面試驗

2.2.1 響應面回歸模型的建立及顯著性分析

通過響應面法對酶添加量、酵母添加量、初始糖度3個因素進行分析，如表2所示。應用Design-Expert軟件對試驗結果進行多回歸擬合分析，獲得多元二次回歸方程：Y=7.20+0.33A+0.258 8B+0.531 13C+0.245 0AB+0.4AC+0.127 5BC-4 208A2-0.748 3B2-0.588 2C2。異極顯著。通過比較F值的大小可知各釀造工藝因素對復合果酒的影響大小：初始糖度（C）＞酶添加量（A）＞酵母添加量（B）。

2.2.2 響應面分析試驗因素的交互影響

由圖4~圖6可知，酶添加量與初始糖度交互作用顯著，總黃酮濃度的極大點出現在酶添加量0.10%、初始糖度22.0%；酶添加量與酵母添加量交互作用顯著，總黃酮濃度的極大點出現在較高酶添加量0.09%~0.10%，酵母添加量0.06%~0.07%；酵母添加量與初始糖度交互作用顯著，總黃酮濃度的極大點出現在酵母添加量范圍0.06%~0.07%，初始糖度21.0%~22.0%。

圖4 酶添加量與初始糖度對總黃酮濃度的交互影響

圖5 酶添加量與酵母添加量對總黃酮濃度的交互影響

圖6 酵母添加量與初始糖度對總黃酮濃度的交互影響

通過Design-Expert 11.1.0求解回歸方程，得到最佳的理論工藝條件：酶添加量0.097 6%、酵母添加量0.067 6%、初始糖度21.6%，此條件下果酒的總黃酮濃度為7.611 6 mg/100 mL。考慮到實踐操作的情況，將最佳工藝條件修正為酶添加量0.10%、酵母添加量0.07%、初始糖度21.6%，得到的果酒總黃酮濃度為7.42 mg/100 mL（n=3），與理論預測值基本吻合，說明通過該模型分析得到的最佳釀造工藝條件可靠。

2.3 香蕉葡萄復合果酒的抗氧化性分析

由圖7~圖8可知，隨著濃度的不斷增大，果酒對·OH清除能力及鐵還原能力都在不斷增強，表明香蕉葡萄復合果酒具有良好的抗氧化和·OH自由基清除能力。

圖7 ·OH清除能力對比圖（n=3）

圖8 鐵還原能力對比圖（n=3）

2.4 理化分析

對復合果酒糖度、酒精度與總黃酮濃度等理化指標進行了測定，如表3所示。此次研究制成的果酒口感清甜、醇厚留香，理化指標符合果酒相關標準。

表3 復合果酒理化指標結果

3 結論

試驗采用響應面分析法對香蕉葡萄復合果酒的釀造工藝進行優化，并對釀造后的香蕉葡萄復合果酒進行質量評價。復合果酒的最佳釀造工藝條件為酶添加量0.10%、酵母添加量0.07%，初始糖度21.6%。在此釀造條件下，復合果酒的總黃酮濃度為7.42 mg/100 mL，糖度為5.4%，酒精度為16.7%vol，果酒澄清透明、果香濃郁、清爽醇厚，具有良好的抗氧化能力和·OH清除能力。