不同釀酒酵母對臍橙果酒發(fā)酵特性的影響

朱娟娟 鄭少陽 李炎杰 曹岐 馬海軍

摘要：【目的】探討3種商業(yè)釀酒酵母對臍橙果酒發(fā)酵特性的影響，確定適合臍橙果酒釀造的酵母，為臍橙果酒品質(zhì)的提升和釀造工藝的改進提供參考依據(jù)?！痉椒ā恳在M南臍橙為原料，根據(jù)葡萄酒釀造工藝，利用F33、ENOFERM BDX和FC9 3種商業(yè)釀酒酵母進行橙汁發(fā)酵釀造，對比發(fā)酵過程中臍橙果酒總糖、還原糖和可滴定酸含量、pH及發(fā)酵后果酒中殘?zhí)橇亢途凭鹊戎笜??！窘Y(jié)果】3種酵母對臍橙果酒的發(fā)酵速率依次為FC9>F33>ENOFERM BDX，隨發(fā)酵天數(shù)的增加，果酒的總糖和還原糖含量呈下降趨勢，可滴定酸含量呈上升趨勢；發(fā)酵結(jié)束時（發(fā)酵12 d），不同酵母發(fā)酵的臍橙果酒中總糖、還原糖和可滴定酸含量均無顯著差異（P>0.05），F(xiàn)33、ENOFERM BDX和FC9酵母發(fā)酵果酒的pH分別為3.37、3.42和3.35，F(xiàn)C9酵母發(fā)酵果酒的殘?zhí)橇孔钌伲?.90 g/L），酒精度最高（13.9%vol）?！窘Y(jié)論】綜合比較F33、ENOFERM BDX和FC9酵母對臍橙果酒發(fā)酵特性的影響，初步判定商業(yè)釀酒酵母FC9較適宜釀制臍橙果酒。

關(guān)鍵詞： 釀酒酵母；臍橙；果酒；發(fā)酵特性

中圖分類號： TS262.7 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1191（2017）05-0870-06

Effects of different yeasts on fermentation characteristics

of navel orange wine

ZHU Juan-juan1，2， ZHENG Shao-yang 1， LI Yan-jie1， CAO Qi1， MA Hai-jun1，2 *

（1 College of Biological Science and Engineering， Beifang University of Nationalities， Yinchuan 750021， China；

2 Ningxia Grape & Wine Innovation Center， Yinchuan 750021， China）

Abstract：【Objective】Effects of three kinds of commercial yeasts on fermentation characteristic of navel orange wine were explored to select the optimal orange wine brewing yeast species and to provide reference for improving quality of navel orange wine and its brewing technique. 【Method】In this study， Gannan navel orange was used as raw materials and brewed based on brewing technique of grape wine. Commercial yeasts F33， ENOFERM BDX， and FC9 were used to ferment the navel orange juice， and indicators including total sugar， reducing sugar， titration acid and pH during fermentation and residual sugar and alcohol degree after fermentation were compared. 【Result】The rank of fermentation rate was FC9>F33>ENOFERM BDX. As fermentation days increased， content of total sugar and reducing sugar declined， but content of titration acid presented an increasing trend. There were no significant difference（P>0.05） in content of total sugar， reducing sugar and titration acid among different yeast strains at the end of fermentation（12 d）. Meanwhile， pH value of navel orange wines fermented by F33， ENOFERM BDX， and FC9 were 3.37， 3.42， and 3.35 respectively. In FC9 treatment， the wine had the lowest residual sugar content（3.90 g/L） and the highest alcohol degree（13.9%vol）. 【Conclusion】In general， FC9 is the optimal yeast for brewing good quality navel orange wine considering the indicators among F33， ENOFERM BDX， and FC9 treatments.

Key words： brewing yeast； navel orange； fruit wine； fermentation characteristic

0 引言

【研究意義】臍橙[Citrus sinensis（L.） Osbeck]為蕓香目蕓香科柑橘屬植物，果實中含胡蘿卜素13.2 mg/kg、硫胺素0.5 mg/kg、核黃素0.4 mg/kg、尼克酸3 mg/kg、VC 403.8 mg/kg、VE 5.6 mg/kg、Ca 200 mg/kg、Se 3.1 μg/kg、總多酚107.0 mg/kg（龔曉等，2012），此外還含有VB1、VB2、香豆素、黃酮類化合物、檸檬苦素類似物、甘油糖脂質(zhì)等物質(zhì)，具有抑制致癌物質(zhì)的形成、軟化和保護血管、促進血液循環(huán)、降低膽固醇和血脂，以及預(yù)防心臟病、膽囊疾病和壞血病等功效（勾中智，2014）。同時，成熟果實散發(fā)出誘人的香氣，置之幽香滿室，食之清香盈口，深受人們喜愛。作為我國最大臍橙主產(chǎn)區(qū)，贛南臍橙2013年種植面積已超11萬ha，產(chǎn)量約150萬t，種植面積世界第一，年產(chǎn)量世界第三（陳亞艷和羅新祜，2015）。然而，由于其成熟期比較集中，且我國臍橙加工產(chǎn)業(yè)比較落后，大量果實滯銷積壓甚至腐爛，造成資源浪費，果農(nóng)收入減少。因此，開發(fā)臍橙果酒不僅可以緩解臍橙積壓和浪費問題，提高農(nóng)民種植積極性和收入，促進臍橙產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，同時還可為消費者提供更多的產(chǎn)品選擇?！厩叭搜芯窟M展】除釀酒原料外，酵母是影響果酒品質(zhì)的關(guān)鍵因素，也是影響果酒口感和風(fēng)味的重要因素（韓東等，2015）。黃達明等（2007）利用Y1110、安琪和模式3種酵母發(fā)酵大麥芽汁釀造啤酒，結(jié)果顯示Y1110酵母增殖最快，啤酒的α-AN和pH下降最快，雙乙酰還原較快，發(fā)酵結(jié)束后啤酒樣品含乙醇較高，其適于醇厚型啤酒釀造；安琪酵母增殖最慢，α-AN和pH下降最慢，啤酒樣品含酯量較高，其適于淡爽型啤酒釀造；模式酵母發(fā)酵的啤酒酯類和醇類含量均很高，不適于實際生產(chǎn)。鄭莉燁等（2012）研究啤酒酵母FBY0095、FBY0096、FBY0097和FBY0098在不同啤酒度數(shù)（12°P和24°P）環(huán)境中的發(fā)酵特性，結(jié)果表明，F(xiàn)BY0095和FBY0098酵母在12°P環(huán)境中、FBY0097和FBY0098酵母在24°P環(huán)境中分別具有良好的發(fā)酵特性。嚴紅光等（2013）利用頂空固相微萃取結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用儀分析釀酒酵母Y43、AS2.316和安琪RA-4對藍莓果酒主要香氣物質(zhì)的影響，結(jié)果表明酵母菌種是影響果酒香氣物質(zhì)組成的關(guān)鍵因素之一。Holt等（2013）研究不同釀酒酵母對西拉葡萄酒品質(zhì)的影響，結(jié)果表明酵母種類顯著影響葡萄酒香氣組成成分和單寧含量。Berenguer等（2016）研究表明，Viniferm Revelación、Viniferm SV和Viniferm PDM 3種商業(yè)釀酒酵母對石榴果酒物化特性（pH、可滴定酸、糖消耗量、酒精度和丙三醇含量）有顯著影響， Viniferm PDM為石榴果酒適宜的發(fā)酵酵母?！颈狙芯壳腥朦c】目前，果酒研究主要集中于葡萄酒相關(guān)研究，而對臍橙果酒發(fā)酵酵母特性及酒體品質(zhì)研究較少。雖然前人已從臍橙果皮或果園土壤中分離篩選出發(fā)酵性能良好的酵母菌株Y68（陳瑤等，2007）、S017（羅佳麗等，2013）等，但由于其生物學(xué)特性或生產(chǎn)條件限制，仍處于試驗或改良階段，尚不能適應(yīng)商業(yè)化生產(chǎn)。因此，釀造臍橙果酒的酵母需從當前商業(yè)釀酒酵母中優(yōu)選?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以贛南臍橙為原料，采取傳統(tǒng)發(fā)酵工藝，利用商業(yè)釀酒酵母F33、ENOFERM BDX和FC9對橙汁進行發(fā)酵釀酒，通過比較3種酵母對臍橙果酒發(fā)酵過程中和發(fā)酵結(jié)束后的理化性質(zhì)，確定適合臍橙果酒釀造的酵母，為臍橙果酒品質(zhì)的提升和釀造工藝的改進提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

新鮮贛南臍橙購自寧夏銀川新百超市。商業(yè)釀酒酵母F33購自法國LAFFORT公司，ENOFERM BDX和FC9購自上海杰兔工貿(mào)有限公司。無水葡萄糖、五水硫酸銅、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉、次甲基蘭、酚酞指示劑、濃硫酸和白砂糖為分析純，亞硫酸為食品級，均購自天津市大茂化學(xué)試劑廠。主要儀器設(shè)備：酒精計（上海勃基儀器儀表有限公司）、便攜式折光儀（上海佳航儀器儀表有限公司）、GKC控溫水浴鍋（上海蘇達實驗儀器有限公司）、PHS-3C精密酸度計（上海皓莊儀器有限公司）、FA204B電子分析天平（上海精科天美科學(xué)儀器有限公司）、電子調(diào)溫電熱套（上海精學(xué)科學(xué)儀器有限公司）、UV1000紫外可見分光光度計（上海精密科學(xué)儀器有限公司）。

1. 2 試驗方法

1. 2. 1 酵母活化 根據(jù)使用說明書，將釀酒酵母F33、ENOFERM BDX和FC9按照10∶1加入果汁中，37 ℃保溫活化15 min即可。

1. 2. 2 臍橙果酒制作過程 挑選優(yōu)質(zhì)贛南臍橙，除皮后用料理機將其打碎；裝入發(fā)酵罐，并加入0.04%果膠酶液和30 mg/L亞硫酸攪拌均勻，于10 ℃左右冷浸漬24 h后接入酵母，在25 ℃下進行果酒發(fā)酵。發(fā)酵結(jié)束后用4層紗布對酒液進行過濾，濾液靜置2 d后再次過濾，將上層清液吸出密封進行陳釀。

1. 2. 3 理化性質(zhì)測定 根據(jù)GB/T 15038-2006葡萄酒、果酒通用分析方法，對臍橙果酒的總糖、還原糖、可滴定酸含量和酒精度進行檢測；pH采用pH計法測定。

1. 3 統(tǒng)計分析

運用SPSS 13.0對試驗數(shù)據(jù)進行方差分析，采用LSD法進行多重比較，并利用Excel 2007作圖。

2 結(jié)果與分析

2. 1 不同釀酒酵母對發(fā)酵過程中臍橙果酒總糖和還原糖含量的影響

果酒釀造過程中，糖主要為酵母生長提供其所需的能量及發(fā)酵生成酒精（羅佳麗等，2013；李志友和李啟要，2016）。橙汁中主要糖類為葡萄糖、果糖及生產(chǎn)過程中加入的蔗糖，蔗糖在發(fā)酵過程中會被酵母轉(zhuǎn)化酶水解生成葡萄糖和果糖，被酵母利用，故對總糖和還原糖的跟蹤是監(jiān)測發(fā)酵是否正常和是否達到終點的重要指標。

由圖1可知，隨著發(fā)酵天數(shù)的增加，不同酵母發(fā)酵的臍橙果酒中總糖和還原糖含量均呈下降趨勢，但發(fā)酵時間不同，其下降速率有所不同。發(fā)酵前2 d，果酒總糖含量變化較緩慢，第3 d開始迅速下降，此時3種酵母發(fā)酵的臍橙果酒總糖含量間存在顯著差異（P<0.05，下同），第8 d時趨于平緩，之后不同酵母發(fā)酵的臍橙果酒中總糖含量均處于恒定狀態(tài)（圖1-A）。主要原因是發(fā)酵前期酵母處于生長繁殖階段，糖分利用量相對較少；當酵母生長到一定階段，開始大量消耗糖分，同時伴隨著酒精的產(chǎn)生，當酒精積累到一定量時抑制酵母活性，最終導(dǎo)致糖分消耗變慢，并趨于恒定狀態(tài)。發(fā)酵過程中，果酒總糖含量的變化可以反映發(fā)酵速度的快慢，由圖1-A可知，F(xiàn)C9酵母的發(fā)酵速度最快，ENOFERM BDX酵母的發(fā)酵速度最慢。發(fā)酵完成后，F(xiàn)33酵母發(fā)酵的果酒總糖含量最高，ENOFERM BDX酵母發(fā)酵的果酒總糖含量最低，但3種酵母發(fā)酵的果酒總糖含量間無顯著差異（P>0.05，下同）。

由圖1-B可知，發(fā)酵期間臍橙果酒的還原糖含量呈下降趨勢，第2 d開始迅速下降，直至第8 d下降速度緩慢并趨于穩(wěn)定。其中，ENOFERM BDX酵母發(fā)酵的果酒還原糖含量下降速率最大，F(xiàn)C9酵母發(fā)酵的果酒還原糖含量下降速率最小。發(fā)酵結(jié)束后，還原糖在F33酵母發(fā)酵的果酒中含量最高，在ENOFERM BDX酵母發(fā)酵的果酒中含量最低，但兩者間無顯著差異。

2. 2 不同釀酒酵母對發(fā)酵過程中臍橙果酒可滴定酸的影響

臍橙果酒中可滴定酸是揮發(fā)性酸和固定酸的總和，這些有機酸可以形成穩(wěn)定的芳香物質(zhì)，可滴定酸是衡量臍橙果酒品質(zhì)的一個重要指標（王福榮，2005）。由圖2可知，不同酵母發(fā)酵的臍橙果酒中可滴定酸含量隨發(fā)酵天數(shù)的增加總體上呈上升趨勢，但不同時期可滴定酸增加量有所不同。可滴定酸含量在發(fā)酵前4 d明顯增加，第6 d后基本趨于平緩。這是由于果酒中還原糖主要被酵母轉(zhuǎn)化為CO2和酒精及其他副產(chǎn)物，這些產(chǎn)物的存在使得酒樣中的可滴定酸含量升高。發(fā)酵前期底物充足，可滴定酸含量迅速上升，到一定階段后，由于底物的減少和副產(chǎn)物對酵母發(fā)酵的逆向抑制，上升速度緩慢，并趨于穩(wěn)定。發(fā)酵結(jié)束后（12 d），F(xiàn)33、ENOFERM BDX和FC9酵母發(fā)酵的果酒中可滴定酸含量分別為9.65、9.66和9.83 g/L，三者間無顯著差異。

2. 3 不同釀酒酵母對發(fā)酵過程中臍橙果酒pH的影響

pH是影響酶活性的一個重要因素，當外環(huán)境pH改變與胞內(nèi)不一致時，被分泌到細胞外的胞外酶活性就會受到影響（匡鈺等，2012），從而影響酵母的新陳代謝，故控制好發(fā)酵液中pH的基本穩(wěn)定性對發(fā)酵過程非常重要。臍橙果酒最適pH可參考葡萄酒（pH 3.30～3.50），pH越低，越有利于一些氨基酸的吸收。由圖3可知，果酒pH在發(fā)酵前3 d有所下降，但下降速率較緩慢，第4 d后基本趨于穩(wěn)定，與果酒中可滴定酸含量變化規(guī)律基本吻合。發(fā)酵完成后（12 d），F(xiàn)33、ENOFERM BDX和FC9酵母發(fā)酵的臍橙果酒pH分別為3.37、3.42和3.35。整個發(fā)酵過程中，F(xiàn)C9酵母發(fā)酵的臍橙果酒pH變化最??；F33酵母發(fā)酵的果酒pH變化最大。

2. 4 不同釀酒酵母對發(fā)酵后臍橙果酒殘?zhí)橇亢途凭鹊挠绊?/p>

由圖4可知，不同酵母對臍橙果酒中殘?zhí)橇亢途凭染酗@著影響。F33、ENOFERM BDX和FC9酵母發(fā)酵的臍橙果酒中殘?zhí)橇糠謩e為4.65、4.02和3.90 g/L（圖4-A）；按照葡萄酒國家標準（GB 15037-2006），干葡萄酒中糖含量≤4.00 g/L，半干葡萄酒糖含量為4.00～12.00 g/L，3種酵母發(fā)酵后的果酒殘?zhí)橇烤蠂覙藴省Ｆ咸丫凭凭鹊膰覙藴蕿椤?.0%vol，酒精度越高，說明酵母對酒精的耐受度和對原料的轉(zhuǎn)化率越高。由圖4-B可知，3種酵母發(fā)酵的果酒酒精度均符合國家標準，以FC9酵母發(fā)酵的果酒酒精度最高，顯著高于其余兩種酵母。

3 討論

果酒釀造過程中，酵母決定其品質(zhì)、風(fēng)味、獨特性及營養(yǎng)保健性，但不同酵母菌株的發(fā)酵特性和自身特征存在差異性，故對酒體品質(zhì)產(chǎn)生不同的影響。為使橙汁果酒充分表現(xiàn)出其典型性和獨特性，前人已在柑橘、臍橙果皮或果園土壤中分離篩選出橙汁果酒專用酵母，如陳華等（2004）利用贛南臍橙汁自然發(fā)酵，分離篩選出酵母菌株Y1980，其適合釀造臍橙干酒；陳瑤等（2007）采用現(xiàn)代微生物實驗技術(shù)，利用富集培養(yǎng)和分離技術(shù)，從南豐蜜橘橙汁中分離篩選出酵母菌株Y68，其適合柑橘果酒的釀造；羅佳麗等（2013）從甜橙果皮和甜橙果園土壤中分離出138株酵母菌，通過對其發(fā)酵性能測試，篩選出酵母菌株S017最適合釀造甜橙果酒；熊元林和李曉宇（2014）從橙汁發(fā)酵醪液中分離篩選出綺麗酵母FJ-20為理想的橙汁果酒發(fā)酵酵母。然而，可能由于這些酵母菌株自身缺陷或生產(chǎn)技術(shù)，目前僅在實驗室中培養(yǎng)，未進行商業(yè)化生產(chǎn)，市場上至今無橙汁果酒的專用酵母。因此，橙汁果酒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍需依靠商業(yè)釀酒酵母。

商業(yè)酵母F33、ENOFERM BDX和FC9是目前市場上常用的釀酒酵母，具有各自的生長代謝特征。F33酵母發(fā)酵溫度為13～30 ℃，耐高酒精度16.0%vol，所需氮量少，揮發(fā)酸和硫化氫的產(chǎn)量低，可以大量生成水解多糖；ENOFERM BDX酵母能充分表現(xiàn)原料的典型性和香氣特征，發(fā)酵能力強，產(chǎn)熱少，揮發(fā)酸和硫化氫產(chǎn)量低，具有極好的浸色增香作用；FC9酵母發(fā)酵最佳溫度為10～20 ℃，耐酒精力強，發(fā)酵平穩(wěn)，揮發(fā)酸和硫化氫聚集較少。本研究采用這3種商業(yè)釀酒酵母對贛南橙汁進行發(fā)酵釀酒，結(jié)果表明，F(xiàn)C9酵母發(fā)酵酒醪中總糖含量下降速度最快，但還原糖含量下降速度最慢；而ENOFERM BDX酵母發(fā)酵酒醪中總糖含量下降速度最慢，還原糖含量下降速度最快； F33酵母發(fā)酵酒醪中總糖和還原糖含量下降速度介于兩者之間。說明FC9酵母啟動橙汁發(fā)酵速度快于F33和ENOFERM BDX酵母，一方面可能酵母FC9更適宜臍橙果汁環(huán)境；另一方面，臍橙中總糖含量為10.25%，還原糖含量為5.47%（張素斌等，2010），則非還原糖與還原糖基本各占50%，F(xiàn)C9酵母發(fā)酵非還原性糖的能力強于F33和ENOFERM BDX酵母，從而有利于發(fā)酵的啟動。同時，與F33和ENOFERM BDX酵母相比，F(xiàn)C9酵母發(fā)酵酒樣中可滴定酸含量最高，說明酵母FC9更有利于穩(wěn)定果酒的香氣。

臍橙果酒釀造中，酒醪糖分的變化可以反映酵母發(fā)酵能力的強弱，而酒樣殘?zhí)橇靠梢苑从尘契蔡欠质欠癜l(fā)酵完全。酵母菌株Y1980、Y68和S017發(fā)酵酒樣中殘?zhí)橇糠謩e為5.00、1.00和4.28 g/L（陳華等，2004；陳瑤等，2007；羅佳麗等，2013）。本研究中，F(xiàn)33、ENOFERM BDX和FC9酵母發(fā)酵酒樣中殘?zhí)橇糠謩e為4.65、4.02和3.90 g/L，可見3種酵母對糖的利用率均高于酵母菌株Y1980，但低于酵母菌株Y68。同時，F(xiàn)33（13.5%vol）、ENOFERM BDX（13.1%vol）和FC9（13.9%vol）酵母產(chǎn)酒精度均高于酵母菌株Y1980（10.0%vol～12.5%vol）（陳華等，2004）、Y68（11.6%vol）（陳瑤等，2007）、S017（12.3%vol）（羅佳麗等，2013）和FJ-20（<10.0%vol）（熊元林和李曉宇，2014）。發(fā)酵過程中，酒醪pH應(yīng)控制在2.00～4.00，以利于酵母的發(fā)酵。3種商業(yè)酵母在整個發(fā)酵過程酒醪pH均低于4.00，且F33（3.37）、ENOFERM BDX（3.42）和FC9（3.35）發(fā)酵酒樣中pH均低于酵母菌株Y1980（3.40～3.80）（陳華等，2004）、S017（3.70）（陳瑤等，2007）和FJ-20（3.40～3.60）（熊元林和李曉宇，2014）。

通過對比F33、ENOFERM BDX和FC9 3種商業(yè)釀酒酵母對臍橙果酒發(fā)酵特性的影響，初步判定FC9酵母較適宜釀制臍橙果酒。但本研究主要集中于3種商業(yè)酵母對臍橙果酒發(fā)酵特性的影響，對酒體香氣物質(zhì)、酚類物質(zhì)及抗氧化特性等方面未進行研究，故下一步將著重研究3種商業(yè)酵母對臍橙果酒這三方面的影響。

4 結(jié)論

通過比較F33、ENOFERM BDX和FC9酵母發(fā)酵臍橙果酒的總糖和還原糖含量變化，發(fā)現(xiàn)FC9酵母發(fā)酵速率最快，發(fā)酵結(jié)束后果酒中殘?zhí)橇孔畹?，酒精度最高，表明其發(fā)酵性能更優(yōu)異。綜合考慮3種釀酒酵母對臍橙果酒發(fā)酵特性的影響，可初步判定商業(yè)釀酒酵母FC9較適宜釀制臍橙果酒。

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（責(zé)任編輯 羅 麗）