烏飯果酒發(fā)酵工藝的研究

邵 京，盧美娟，許 超

（江蘇九久環(huán)境科技有限公司，江蘇 無錫 214061）

烏飯樹（Vaccinium bracteatum）又名南燭，為杜鵑花科越桔屬常綠植物，是越桔屬中在我國分布最廣、蘊(yùn)藏量最大的一種，我國南北各地均有分布，主產(chǎn)于華東、華中、華南及西南地區(qū)，尤以江蘇、浙江、福建為多，國外如朝鮮、日本、越南、馬來半島和印度尼西亞也有分布[1-2]。

烏飯樹的果實(shí)為球形漿果，成熟時呈紫黑色，營養(yǎng)成分豐富，含有人體不可缺少的多種營養(yǎng)元素（如糖類、有機(jī)酸、脂肪），且蛋白質(zhì)和維生素等的含量也比一般水果高，特別是蛋白質(zhì)生物價和尼克酸的含量甚高，更為獨(dú)特的是其含有豐富的抗氧化和抗衰老的花色苷和生物類黃酮成分，營養(yǎng)和藥用價值極高[3-4]。歷代中醫(yī)公認(rèn)，烏飯樹果實(shí)具有益腎固精、強(qiáng)筋明目的功效[5-6]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)表明，烏飯樹紫黑漿果具有抗氧化、抗衰老、提高免疫力、增強(qiáng)心臟功能、抗心血管疾病、抗癌抗病毒、改善和預(yù)防眼疾等多種生理功效[7-9]。

我國是烏飯樹的原產(chǎn)地，資源十分豐富，但是由于基本上是野生資源，對其漿果的開發(fā)利用率很低。目前，除民間將烏飯樹果實(shí)當(dāng)作傳統(tǒng)中藥簡單醫(yī)治一些常見病以及福建省局部地區(qū)民間有食用烏飯樹野生果實(shí)的習(xí)慣外，我國對烏飯樹果實(shí)的利用未形成任何工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模，也沒有形成真正的栽培品種，任寶貴資源白白浪費(fèi)在大山曠野中[10]。烏飯樹果實(shí)香氣幽雅，酸甜可口，色素含量高且穩(wěn)定[11-12]。應(yīng)用現(xiàn)代釀造技術(shù)，將烏飯樹果實(shí)釀制成集天然、營養(yǎng)、保健于一體的烏飯果酒，不僅可以充分利用烏飯樹資源，為烏飯樹的深度開發(fā)提供一條新的途徑，而且可以豐富酒類品種，造福人類。以烏飯樹果實(shí)為原料，采用發(fā)酵法，經(jīng)單因素、正交試驗(yàn)確定出最佳發(fā)酵工藝，最后制備出風(fēng)味獨(dú)特且具有營養(yǎng)保健功效的發(fā)酵型烏飯果酒，為烏飯樹果實(shí)的加工利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮烏飯樹果實(shí)：采自江蘇省宜興地區(qū)野生烏飯樹；安琪釀酒高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；果膠酶：無錫元榮昌食品添加劑有限公司；蔗糖、檸檬酸、焦亞硫酸鉀、明膠，均為市售食品級。

體積分?jǐn)?shù)為95%乙醇：上海聯(lián)試化工試劑有限公司；酚酞：天津市科密歐化學(xué)試劑開發(fā)中心；氫氧化鈉、無水葡萄糖、鹽酸：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；次甲基藍(lán)：天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司；酒石酸鉀鈉：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；硫酸銅：上海中試化工總公司。以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

JA5300N型電子天平：上海雷韻試驗(yàn)儀器制造有限公司；DK-S26電熱恒溫水浴鍋：上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；SHP-250智能生化培養(yǎng)箱：金壇市晶玻實(shí)驗(yàn)儀器廠；WS108型手持糖度計：上海測維光電技術(shù)有限公司；酒精計：浙江余姚儀表工廠；YY-30打漿機(jī)：山東省曲阜市匯科機(jī)械廠。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 烏飯果酒加工工藝流程

烏飯樹果實(shí)→預(yù)處理→打漿→SO2處理→酶解→調(diào)整糖度→主發(fā)酵→后發(fā)酵→澄清→殺菌→烏飯果酒

1.3.2 工藝要點(diǎn)

（1）原料預(yù)處理：選擇新鮮成熟的烏飯樹果實(shí)，用流水沖洗干凈，去除表面泥沙和雜質(zhì)。

（2）打漿：加入打漿機(jī)內(nèi)進(jìn)行打漿，將果肉打成糊狀以充分破壞果肉組織，使其中的可溶性物質(zhì)能從果肉細(xì)胞中游離出來[13]。

（3）SO2處理：稱定果漿的質(zhì)量，以加入焦亞硫酸鉀的形式添加SO2。SO2在果酒生產(chǎn)中有抑制雜菌生長繁殖、抗氧化、改善風(fēng)味和增酸的作用[14]，果實(shí)打漿破碎后應(yīng)立即添加。

（4）酶解：在SO2處理過的果漿中加入一定量的果膠酶，置于45℃水浴中保溫酶解3h。

（5）調(diào)整糖度：在酶解后的果漿中加入蔗糖和檸檬酸調(diào)節(jié)，將糖度調(diào)整至18%。

（6）主發(fā)酵：在調(diào)整好糖度的果漿中接入一定量的活性干酵母（活化方法：用35℃的2%蔗糖水溶液將干酵母活化30min），然后置于智能生化培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。

（7）后發(fā)酵：主發(fā)酵結(jié)束后，出酒，同時壓榨皮渣，混合，置于一定溫度條件下進(jìn)行后發(fā)酵。

（8）澄清：發(fā)酵結(jié)束后，及時分離過濾酒液，加入明膠進(jìn)行澄清，達(dá)到無沉淀、無懸浮物、無雜質(zhì)的目的[15]。

（9）殺菌：于80℃殺菌30min，盡快冷卻至室溫。

（10）成品：將瓶子滅菌后，迅速裝上殺過菌的果酒，封口，儲藏。

1.3.3 理化指標(biāo)測定

（1）出汁率的計算

出汁率P=（J/W）×100%

式中：P為出汁率，%；J為澄清汁質(zhì)量，g；W為烏飯果原漿質(zhì)量，g。

（2）果膠含量測定

采用酒精法測定。將體積分?jǐn)?shù)為95%乙醇與烏飯果漿按1∶1的比例混合，置于試管中輕搖，靜置15min后觀察，若無凝膠狀物質(zhì)出現(xiàn)，表明果膠已基木被分解，無果膠物質(zhì)存在，用“－”表示；若有凝膠狀物質(zhì)出現(xiàn)，表明果膠還未分解徹底，仍有果膠物質(zhì)存在，用“+”表示；凝膠狀物質(zhì)愈多，其“+”也愈多[16]。

（3）糖度的測定

采用手持糖度計法測定[17]。

（4）總糖、總酸、酒精度的測定

按GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[18]進(jìn)行。

1.3.4 SO2添加量的優(yōu)化

新鮮烏飯樹果實(shí)經(jīng)清洗打漿后，分別添加不同量的SO2（20mg/kg、40mg/kg、60mg/kg、80mg/kg、100mg/kg、120mg/kg、140mg/kg、160mg/kg、180mg/kg）處理，用100mg/kg果膠酶酶解，接入0.20%的酵母，置于25℃發(fā)酵6d，轉(zhuǎn)入15℃進(jìn)行后發(fā)酵10d，研究不同SO2添加量對酒精度的影響。

1.3.5 果膠酶用量的優(yōu)化

在經(jīng)SO2處理過的果漿中加入不同量的果膠酶（0mg/kg、40mg/kg、60mg/kg、80mg/kg、100mg/kg、120mg/kg、140mg/kg、160mg/kg、180mg/kg）于45℃水浴中保溫酶解3h，比較不同加酶量的出汁率及果膠量。

1.3.6 酵母用量的優(yōu)化

在經(jīng)SO2處理，果膠酶酶解過的果漿中分別接入0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%的酵母，于25℃發(fā)酵6d，轉(zhuǎn)入15℃進(jìn)行后發(fā)酵10d，觀察酵母用量對酒精度的影響。

1.3.7 主發(fā)酵溫度的優(yōu)化

在經(jīng)SO2處理，果膠酶酶解過的果漿中分別接入酵母，分別放置在19℃、22℃、25℃、28℃、31℃的條件下發(fā)酵6d，轉(zhuǎn)入15℃進(jìn)行后發(fā)酵10d，觀察在不同主發(fā)酵溫度條件下酒精度的變化。

1.3.8 主發(fā)酵時間的優(yōu)化

在經(jīng)SO2處理，果膠酶酶解過的果漿中分別接入的酵母，于25℃分別發(fā)酵4d、6d、8d、10d、12d，轉(zhuǎn)入15℃進(jìn)行后發(fā)酵10d，觀察發(fā)酵不同時間的酒精度變化。

1.3.9 主發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取主發(fā)酵溫度（A）、主發(fā)酵時間（B）、酵母用量（C）為考察因素，以酒精度（%vol）為指標(biāo)，進(jìn)行3因素3水平正交試驗(yàn)，以確定最佳主發(fā)酵條件。因素及水平設(shè)計見表1。

表1 主發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗(yàn)因素水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment for main fermentation condition optimization

1.3.10 后發(fā)酵條件的優(yōu)化

主發(fā)酵結(jié)束后的果酒，可以通過后發(fā)酵來改善酒質(zhì)，促進(jìn)醇厚柔和口感的形成。在烏飯果酒主發(fā)酵結(jié)束后，出酒，同時壓榨皮渣，混合，再分別在不同溫度條件下進(jìn)行后發(fā)酵。

2 結(jié)果與分析

2.1 SO2添加量的確定

由表2可知，當(dāng)SO2添加量為20～100mg/kg時，隨著SO2添加量的增加，發(fā)酵液的酒精度呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，但當(dāng)SO2添加量為100～180mg/kg時，酒精度卻逐漸下降，說明過多的SO2對酵母的發(fā)酵有抑制作用。所以選擇SO2添加量為100mg/kg，此時發(fā)酵最為徹底。

表2 SO2添加量對發(fā)酵的影響Table 2 Effect of SO2addition on fermentation

2.2 果膠酶用量的確定

由表3可知，在不加果膠酶的情況下，烏飯樹果實(shí)出汁率僅為33.29%。隨著果膠酶用量的增加，出汁率逐漸增長，在果膠酶用量為120mg/kg時出汁率最大，果膠酶用量高于120mg/kg時出汁率又出現(xiàn)下降趨勢。當(dāng)果膠酶用量≤100mg/kg時，烏飯果漿中的果膠呈陽性，說明果膠未能完全分解；果膠酶用量為120～160mg/kg時，烏飯果漿中的果膠呈陰性，說明果膠已基本分解完全。果膠酶用量達(dá)180mg/kg時，烏飯果漿中的果膠又呈陽性反應(yīng)，可能是由于用量過多，果膠酶中的酶蛋白又會使果漿產(chǎn)生渾濁。綜合考慮，選擇果膠酶用量為120mg/kg。

表3 果膠酶添加量的影響Table 3 Effect of pectase addition on fermentation

2.3 酵母用量對主發(fā)酵的影響

由圖1可知，隨酵母用量加大，發(fā)酵速度越快，發(fā)酵生成的酒精量越多，但若接種量過大會導(dǎo)致酵母菌繁殖數(shù)量大，呼吸旺盛，代謝生成的副產(chǎn)物較多，進(jìn)而使酒精度降低。因此，烏飯果酒的酵母菌接種量以0.15%～0.20%較為合適，接種量超過0.20%時，發(fā)酵生成的酒精量有所降低。

圖1 酵母用量對主發(fā)酵的影響Fig.1 Effect of yeast inoculum on main fermentation

2.4 發(fā)酵溫度對主發(fā)酵的影響

溫度是微生物生長的重要環(huán)境條件之一，發(fā)酵溫度的高低會影響活性干酵母的活性，對發(fā)酵的速度有很大的影響。由圖2可知，溫度越低，發(fā)酵緩慢，最終產(chǎn)生的酒精度低，表明發(fā)酵不完全；隨著溫度的升高，酵母的產(chǎn)酒率逐漸上升，在25℃時酵母菌利用糖轉(zhuǎn)化為酒精的數(shù)值最高，當(dāng)溫度進(jìn)一步升高，酵母菌的發(fā)酵速度過快，生成的副產(chǎn)物越多，酵母菌提早出現(xiàn)衰亡導(dǎo)致產(chǎn)酒能力下降。

圖2 發(fā)酵溫度對主發(fā)酵的影響Fig.2 Effect of temperature on main fermentation

2.5 發(fā)酵時間對主發(fā)酵的影響

發(fā)酵時間的長短會對烏飯果酒的酒精度產(chǎn)生影響，發(fā)酵時間過短發(fā)酵不充分，而發(fā)酵時間過長溶液中含糖量較低，釀酒酵母的發(fā)酵水平下降，而其雜菌活力增強(qiáng)，易感染雜菌。由圖3可知，酒精產(chǎn)量隨著發(fā)酵時間的延長而逐漸增加，發(fā)酵時間越長增長越緩慢，在發(fā)酵8d時基本趨于穩(wěn)定。

圖3 發(fā)酵時間對主發(fā)酵的影響Fig.3 Effect of time on main fermentation

2.6 主發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果

表4的結(jié)果表明，發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間和酵母用量對烏飯果酒的酒精度有影響。根據(jù)R值確定影響烏飯果酒酒精度的最主要因素是A發(fā)酵溫度，其次是C酵母用量，然后是B發(fā)酵時間；由k值確定各因素的最優(yōu)組合為A2B2C3，即主發(fā)酵最優(yōu)條件為發(fā)酵溫度25℃，發(fā)酵時間8d，酵母用量為0.20%，最終烏飯果酒的酒精度為10.3%vol。

表4 主發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 4 Result and analysis of orthogonal experiment for main fermentation condition optimization

2.7 后發(fā)酵條件的確定

不同溫度條件下的后發(fā)酵結(jié)果如表5所示。隨著后發(fā)酵溫度的降低，相應(yīng)的發(fā)酵周期延長，果酒的酒精度變化不大，總酸含量有所降低，總糖含量有很大幅度的降低。在18～22℃的條件下后發(fā)酵10d時果酒的口感粗糙，在14～18℃的條件下后發(fā)酵20d與10～14℃的條件下后發(fā)酵30d的果酒口感都比較醇和，但后者由于總糖降低幅度較大導(dǎo)致酸甜不夠和諧，且后發(fā)酵周期太長會增加成本，綜合考慮選擇后發(fā)酵溫度為14～18℃，后發(fā)酵時間20d。

表5 溫度對果酒后發(fā)酵結(jié)果的影響Table 5 Effect of temperature on wine post-fermentation

2.8 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

2.8.1 感官指標(biāo)

色澤：深紫紅色，清澈透明，無雜質(zhì)，無明顯沉淀和懸浮物；

滋味：具有烏飯果酒特有的滋味，酸甜適口、純凈醇厚而無異味；

香氣：具有和諧的烏飯果香氣和果酒香氣。

2.8.2 理化及微生物指標(biāo)

酒精度：10.3%vol；總糖（以葡萄糖計）：3.35g/L；總酸（以檸檬酸計）：6.73g/L；總SO2≤250mg/L；干浸出物≥15g/L；

細(xì)菌總數(shù)≤30CFU/mL；大腸桿菌≤3MPN/100mL；致病菌不得檢出。

3 結(jié)論

通過研究，確定烏飯果酒的最佳釀造工藝為新鮮烏飯樹果實(shí)經(jīng)清洗打漿后，使用100mg/kg SO2進(jìn)行處理，添加120mg/kg果膠酶于45℃水浴中酶解3h后，調(diào)整糖度至18%，接入0.20%的酵母于25℃發(fā)酵8d，發(fā)酵結(jié)束后出酒，同時壓榨皮渣，混合，置于14～18℃進(jìn)行后發(fā)酵20d，酒液經(jīng)澄清過濾，于80℃殺菌30rnin，冷卻灌裝得烏飯果酒。釀造出的烏飯果酒為棕紅色，清澈透亮，具有烏飯樹果實(shí)的獨(dú)特香氣及果酒特有濃郁風(fēng)味，口感醇和，營養(yǎng)豐富，能滿足現(xiàn)代食療養(yǎng)生的健康需求。

[1]房玉玲，秦明珠.烏飯樹的研究進(jìn)展[J].上海中醫(yī)藥雜志，2003，37（5）：59-61.

[2]奚 強(qiáng)，張 娟，鐘灼仔，等.我國烏飯樹的生理生態(tài)及人工栽培研究現(xiàn)狀[J].寧夏農(nóng)林科技，2011，52（1）：83-84，91.

[3]謝遠(yuǎn)程，周曉琴.烏飯樹漿果營養(yǎng)成分分析及其開發(fā)[J].中國野生植物資源，2004，23（3）：28，35.

[4]謝遠(yuǎn)程，周曉琴，張永慶.烏飯樹漿果營養(yǎng)成份分析及其開發(fā)應(yīng)用[J].浙江林業(yè)科技，2003，23（6）：49-51.

[5]南京新醫(yī)學(xué)院.中藥大辭典（下）[M].上海：上海人民出版社，1974.

[6]陳重明，俞秀媛.一種有前途的抗衰老藥物——南燭[J].中藥材，1987（3）：44.

[7]王 立，董 梅，姚惠源.烏飯樹紫黑漿果的營養(yǎng)價值及其開發(fā)利用[J].中草藥，2004，35（10）：附14-附15.

[8]劉龍燕.烏飯樹果實(shí)花色苷的提取及其抗氧化和抑菌特性研究[D].福州：福建農(nóng)林大學(xué)碩士論文，2010.

[9]徐 塬，王 立，李 柱，等.烏飯樹樹葉及其果實(shí)研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)科技，2013（20）：372-376.

[10]劉軍波，趙 蕓，鄒禮根，等.我國越橘屬植物在食品領(lǐng)域中的綜合利用[J].保鮮與加工，2013，13（1）：52-56.

[11]何志偉.烏飯樹果色素的提取及穩(wěn)定性研究[D].鄭州：河南工業(yè)大學(xué)碩士論文，2007.

[12]黃小鳳，龔盛昭，李中林.烏飯樹果紅色素的研究——Ⅳ烏飯樹果紅色素的性能研究[J].廣東化工，1999，2：57-58.

[13]于 輝，鐘顯昌.番石榴果酒的研制[J].中國釀造，2008，27（13）：98-100.

[14]劉功良，白衛(wèi)東，趙文紅，等.貢柑果酒釀造工藝的研究[J].中國釀造，2012，31（8）：158-161.

[15]劉春芬，慕金超，張 鋒.山楂保健果酒的研制[J].中國釀造，2013，32（9）：155-157.

[16]邢 潔，王尚義，張久紅，等.果膠酶澄清沙棘果汁最佳工藝研究[J].沙棘，2006，19（1）：20-23.

[17]曹建康，姜微波，趙玉梅.果蔬采后生理生化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2007：24.

[18]中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB/T 15038—2006 葡萄酒、果酒通用分析方法[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.