番茄發(fā)酵果酒的研制*

劉詠，張振坤，薛松濤，江凱，鄭超

(合肥工業(yè)大學生物與食品工程學院，安徽合肥，230009)

番茄含有豐富的營養(yǎng)成分，具有抗癌、防癌、活化免疫細胞的功能，對防治動脈硬化、高血壓和冠心病具有良好的作用［1］。胡蘿卜素有“小人參”之稱，富含糖類、脂肪、揮發(fā)油、胡蘿卜素、維生素 A、B1、B2、花青素、鈣、鐵等營養(yǎng)成分［2］。葡萄更是家喻戶曉的常見高營養(yǎng)水果，富含多種生物活性成分和礦質元素。為了充分利用番茄的巨大產能，拓寬加工方式，進行了番茄果酒的研究開發(fā)，具有巨大的經濟效益和社會效益。番茄、胡蘿卜及少量葡萄干按比例進行混合發(fā)酵，存在營養(yǎng)保健功能上的互補性并能改善番茄果酒的口感。

1 方法與材料

1.1 材料

番茄、胡蘿卜、葡萄干、白砂糖、安琪釀酒酵母，均為市售;檸檬酸(分析純試劑)。

1.2 儀器設備

打漿機，發(fā)酵罐，玻璃酒壇，電子秤，電子天平，手持式糖度儀，1 000 mL全玻璃蒸餾器，酒精計等。

1.3 工藝流程

原料→分選→清洗→果肉破碎打漿→成分調整→控溫前發(fā)酵→過濾→后發(fā)酵→澄清→陳釀→裝瓶→成品

1.4 操作要點

1.4.1 原料處理及處理

選擇紅色、新鮮的、充分成熟、無腐爛變質的番茄為主要原料，選擇新鮮無腐爛變質的胡蘿卜、顆大干燥無腐爛變質的葡萄干為輔助材料，用清水洗凈。將番茄用打漿機破碎成果漿，將胡蘿卜、葡萄干一起加少量的水用打漿機打碎后，用文火煮至變軟，冷卻后，按照預定比例與番茄果漿一起放入發(fā)酵容器中［3］，并添加適量的涼開水。

1.4.2 果汁成分調整

番茄中含有的糖分較低，為保證發(fā)酵后成品中保持一定的糖度和酒精度，發(fā)酵初期一次性補足糖分，加白砂糖使初糖濃度為20%左右;添加檸檬酸調整發(fā)酵液的酸度至pH4.0左右［3］。

1.4.3 控溫前發(fā)酵

將釀酒酵母按0.25%的質量比直接加入到果汁中攪拌均勻，發(fā)酵罐裝液系數(shù)為70%，然后用2層紗布蓋住發(fā)酵罐口，在28℃下恒溫發(fā)酵7 d左右。取樣測定其酒精度、糖度及酸度。

1.4.4 后發(fā)酵

前發(fā)酵結束后，用紗布過濾酒液，棄去皮渣。將酒液裝在小口玻璃容器中，并添加適量的蒸餾水，使酒液上方的空氣層高度小于5 cm，以防止酒液因接觸較多的空氣而酸化和氧化。酒液密封盛放一段時間(7 d左右)后，用虹吸管吸取上清液進行倒桶，除去酒腳(沉淀物)。取樣測定其酒精度、糖度及酸度。

1.4.5 酒液澄清

一般經過2～3次倒桶之后，酒液會變得澄清透明，若酒液稍有渾濁，需加單寧和明膠［4］進行沉淀凈化。

1.4.6 陳釀

將酒液在14℃下陳釀3個月以上，以使酒體豐滿，風味純正，時間越長效果越好。

1.5 指標檢測方法

含糖量的測定:用手持式糖度儀直接測定;酸度的測定:采用中和滴定法［5］;酒精度的測定:采用酒精計法［5］。

2 實驗設計

本實驗設定發(fā)酵溫度28℃，pH值4.0為不變因素，對初糖濃度、番茄用量、胡蘿卜用量及葡萄干用量分別進行了單因素實驗。每個變量設置5個水平，每次以一個因素為變量進行單因素試驗，綜合分析發(fā)酵酒的殘?zhí)?、總酸及酒精度，以確定各因素的較優(yōu)水平，在此基礎上按L9(34)正交表進行四因素三水平正交試驗。

3 結果與分析

3.1 番茄果酒配方的單因素實驗結果

3.1.1 初糖濃度對番茄發(fā)酵酒的影響

在番茄40%，胡蘿卜5%，葡萄干3%和食鹽0.1%條件下，pH值約為4，接種釀酒酵母0.25%，分別研究了發(fā)酵培養(yǎng)基中白砂糖含量(w/w)分別為5%、10%、15%、20%、25%時，初糖濃度對番茄發(fā)酵酒的影響，在發(fā)酵結束時，果酒的酒精度等指標如圖1所示。

圖1 初始糖度對發(fā)酵結果的影響

由圖1可以看出，隨著初糖濃度的增加，發(fā)酵酒的殘?zhí)?、總酸及酒精度也呈增大趨勢。初始糖度高可以獲得高酒精度的果酒，但糖濃度過高就會影響酵母的正常生長和代謝。根據(jù)發(fā)酵初糖濃度和果酒中的殘?zhí)橇?，計算得?個樣品中糖的利用率分別為40%、50%、56.7%、60%、58%，當初糖濃度為 20%時，糖的利用率最高。番茄果酒屬于低度飲料酒，酒精度(v/v)一般為12% ～15%，最高也只有16% ～18%［6］。以酒精度為主要指標，綜合考慮酒的口感及原料利用率、能耗、生產周期及經濟效益等因素，含糖量以不超過20%為宜。在20%的初糖濃度下，其發(fā)酵酒的酒精度14.5%(v/v)，總酸7.22 g/L，殘?zhí)?.0%。

3.1.2 番茄用量對發(fā)酵酒的影響

在初糖濃度20%、胡蘿卜15%、葡萄干3%和食鹽0.1%條件下，pH值約為4，接種釀酒酵母0.25%，分別研究了番茄用量(w/w)為20%、30%、40%、50%、60%時對發(fā)酵酒的影響，在發(fā)酵結束時，果酒的酒精度等指標如圖2所示。

圖2 番茄用量對發(fā)酵結果的影響

由圖2可以看出番茄用量較小時，增加番茄用量可提高果酒的酒精度，但番茄用量高于30%后，隨著番茄用量增加酒精度基本維持穩(wěn)定，但發(fā)酵酒的總酸值呈增大趨勢，殘?zhí)呛侩S著番茄用量略有增加。發(fā)酵酒的總酸過高影響酒的品質和口感。因此綜合成本和發(fā)酵酒質量，番茄用量在30%為宜，其發(fā)酵酒的酒精度13.8%(v/v)，總酸6.42 g/L，殘?zhí)?.5%。

3.1.3 胡蘿卜添加量對發(fā)酵結果的影響

在初糖濃度20%、番茄40%、葡萄干3%和食鹽0.1%條件下，pH值約為4，接種釀酒酵母0.25%，分別研究了胡蘿卜用量(w/w)分別為0%、5%、10%、15%、20%，胡蘿卜用量對果酒發(fā)酵的影響，在發(fā)酵結束時，果酒的酒精度等指標如圖3所示。

圖3 胡蘿卜添加量對發(fā)酵結果的影響

由圖3可以看出胡蘿卜添加量較小時增加胡蘿卜用量可提高酒精度，大于5%后隨著胡蘿卜用量增加酒精度基本不變，這是由于酒精是由糖轉化而來，胡蘿卜中含糖分很少，因此其用量的增加不會對酒精度有較大的影響。同樣，發(fā)酵酒中的殘?zhí)呛涂偹嵋沧兓淮?，但胡蘿卜用量達到20%時，總酸與殘?zhí)橇慷加兴龃?，果酒的總酸值高，會影響果酒的口感與風味。實驗結果，10%的胡蘿卜添加量的發(fā)酵酒最好，其酒精度13.8%(v/v)，總酸7.13 g/L，殘?zhí)?.5%。從添加胡蘿卜可以增加番茄發(fā)酵酒的營養(yǎng)成分的角度，可添加適量的胡蘿卜，但不宜超過10%。

3.1.4 葡萄干添加量對發(fā)酵結果的影響

在初糖濃度20%、番茄40%、胡蘿卜15%和食鹽0.1%條件下，pH值約為4，接種釀酒酵母0.25%，分別研究了葡萄干添加量對番茄果酒發(fā)酵的影響。在后發(fā)酵結束時，果酒的酒精度等指標如圖4所示。

圖4 葡萄干用量對發(fā)酵結果的影響

由圖4可見，葡萄干的添加量盡管較小，但由于葡萄干含糖量較多，對番茄發(fā)酵酒的酒精度的影響較大，番茄酒的酒精度隨葡萄干的用量增加明顯提高;番茄酒的殘?zhí)桥c總酸含量在葡萄干用量3%以下時隨其用量而有所增加，而后基本趨于穩(wěn)定，總酸在7.4 g/L左右，殘?zhí)莿t為8.5%?？紤]到葡萄干用量大會對培養(yǎng)基的初糖濃度影響過大，因此從發(fā)酵酒的口感考慮，3%是較適宜的添加量，相應的發(fā)酵酒酒精度為13.8%(v/v)，總酸6.75g/L，殘?zhí)?.5%。

3.2 正交優(yōu)化試驗結果與分析

在單因素實驗的基礎上，采用正交優(yōu)化試驗方案對番茄酒進行綜合評分，優(yōu)選番茄果酒的配方，選初糖濃度、番茄用量、胡蘿卜用量和葡萄干用量，進行四因素三水平正交實驗，因素水平見表1。

表1 番茄果酒發(fā)酵的因素水平表

對試驗結果進行綜合評分法處理，考慮到番茄果酒主要是酒精濃度與酒的口感，因此將酒精度與總酸作為主要因素，殘?zhí)桥c酒精度有關，作為次要指標，在綜合評分時取3個試驗指標的權重分別為:酒精度0.4，總酸0.4和殘?zhí)?.2。各試驗指標的隸屬度計算公式為Yij=(yij－yjmin)/(yjmax－yjmin)，其中y為指標值，i為試驗號，j為考察指標號 ;綜合分的計算公式為Yi=B1Yi1+B2Yi2+…+BkYik其中，Bj為權重系數(shù)，如果考察指標的要求趨勢相同，則符號相同，趨勢不同，則符號相異［7］。本試驗的3個指標中，殘?zhí)?、總酸要求越小越好，酒精度越大越好，殘?zhí)恰⒖偹崛≌?，酒精度取負值，則試驗結果綜合評分越小越好。發(fā)酵結束時的實驗結果見表2。

表2 正交試驗結果表

由表2直觀分析可知，4號試驗的綜合評分最好，為－0.052，培養(yǎng)基配方為 A2B1C2D3是最優(yōu)方案。但根據(jù)極差分析的結果，培養(yǎng)基配方的最優(yōu)組合是A2B1C2D1。因素主次上，對發(fā)酵結果影響最大的因素為番茄，蔗糖、葡萄干次之，影響最小的因素為胡蘿卜。作為基本原料的番茄對產品影響最大，糖的作用次之，說明發(fā)酵產生酒精消耗的糖大部分來源于補充的糖。直觀分析得到的發(fā)酵培養(yǎng)基最優(yōu)配方為4號樣A2B1C2D3，而極差分析得到的發(fā)酵培養(yǎng)基最優(yōu)配方為A2B1C2D1，兩者的區(qū)別在于葡萄干的用量不同，初步分析葡萄干的用量對發(fā)酵結果的影響較不重要，則可以忽略，取其用量少的方案既對發(fā)酵結果影響不大又可以節(jié)約成本，故方案A2B1C2D1具有優(yōu)勢。

將得到的2組配方進行實驗驗證，證明在A2B1C2D1條件下發(fā)酵的番茄果酒品質較好，即初始糖度為20%，番茄30%、胡蘿卜10%和葡萄干2%(質量百分數(shù))。結果如表3所示。

表3 兩組優(yōu)化配方的驗證結果

3.3 產品質量評價

3.3.1 番茄果酒感官指標

酒體金黃色，澄清透明，具果香和酒香，酒質醇厚，柔細清爽，酸甜可口。

3.3.2 番茄果酒理化指標

酒精度(體積分數(shù)，20℃):12% ～15%;總糖(以葡萄糖計):5.0% ～7.0%;總酸(以檸檬酸計):4.5～6.5 g/L。

3.3.3 衛(wèi)生標準

細菌總數(shù)(個/mL)≤50，大腸桿菌(個/100 mL)≤3，致病菌未檢出。

實驗結果表明，番茄、胡蘿卜和葡萄干分別按(質量百分數(shù))30%、10%和2%添加，調整初始糖度為20%，酸度為pH4.0，酵母用量0.25%，前發(fā)酵溫度28℃，發(fā)酵7天，后發(fā)酵溫度14℃，發(fā)酵7～10 d，可得營養(yǎng)豐富、典型性突出酒精度為14%(v/v)左右酸甜可口的番茄果酒。

4 結論

番茄果酒的最佳釀造工藝為采用番茄為原料打漿發(fā)酵，輔以胡蘿卜、葡萄干和適量的水，并用白砂糖調整初始發(fā)酵液的糖度，只要添加0.1%的食鹽和少量檸檬酸(調pH值)，無需添加SO2與果膠酶。采用高溫釀酒酵母在28℃恒溫發(fā)酵7天，即可得到口感純正，色澤金黃的番茄果酒。

［1］ 蔡健，王薇，宋華.番茄的營養(yǎng)保健作用及保藏技術［J］.食品研究與開發(fā)，2005，26(3):137－138.

［2］ 林曉燕，麥維軍，張毅，等.乳酸發(fā)酵胡蘿卜脯的研究［J］.食品科技，2002(1):26－28.

［3］ 彭正榮編著.自釀葡萄酒［M］.上海:上?？茖W技術出版社，2003.

［4］ 郭麗，王巧珍，朱林.柑橘蘋果復合酒發(fā)酵工藝的研究［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2006，32(7):140－143.

［5］ GB/T 15038－2005.葡萄酒、果酒通用分析方法［S］.

［6］ 朱劼，李爾煬.蘋果酒釀造工藝研究［J］.江蘇工業(yè)學院學報，2007，19(4):17 －20.

［7］ 潘麗軍，陳錦權編著.試驗設計與數(shù)據(jù)處理［M］.南京:東南大學出版社，2008:100－140.