黃金貢柚果酒的發(fā)酵工藝研究

王登宇，易 佳，李丹蓉，汪宇濤，雷 丹，張和斌，肖華武，蔣繼豐*

（懷化學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院，湖南 懷化 418000）

在眾多柚子品種中，黃金貢柚是名副其實(shí)的“混血兒”，為橘與柚雜交的新品種，因皮色金黃、個大如柚而得名。其似柚非柚而香于柚，似桔非桔而甜于桔，綜合了柚子和橘子的優(yōu)點(diǎn)。果肉酸甜，含糖量較高，維生素C（vitamin C，VC）和胡蘿卜素都非常豐富。其具有清熱去火、潤肺補(bǔ)肝、生津止渴、化痰理氣的作用，還能增強(qiáng)體質(zhì)，在市場上有很強(qiáng)的競爭力，深受消費(fèi)者的喜愛。

黃金貢柚目前果實(shí)以鮮食為主，少量鮮果進(jìn)行果汁、果茶、果膠系列產(chǎn)品的開發(fā)。果酒是以水果為原料經(jīng)過發(fā)酵而成的低度飲料酒，富含多糖、氨基酸、有機(jī)酸、酯類及多種維生素[1-2]，其中糖使果酒風(fēng)味柔和，有機(jī)酸使果酒顏色美觀純凈[3]，酯賦予果酒香氣，氨基酸、維生素則強(qiáng)化果酒的營養(yǎng)，適量飲用對衰老引起的腦機(jī)能退化、心血管疾病以及某些癌癥的抑制有益[4-5]。而市場上黃金貢柚果酒鮮有報道，鑒于黃金貢柚的營養(yǎng)價值，將其應(yīng)用于果酒的釀造，以其開發(fā)出低酒精度、高營養(yǎng)、好口感的果酒，一方面可增加果酒的風(fēng)味與品質(zhì)，充分發(fā)揮果酒的保健功效；另一方面，通過發(fā)酵可以避免熱處理對黃金貢柚的成分產(chǎn)生不良影響，因此將黃金貢柚的營養(yǎng)物質(zhì)和果酒的保健功能相結(jié)合，通過發(fā)酵工藝的優(yōu)化，釀造出符合大眾需求的新型果酒，必定會大受歡迎[6]。本研究通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)優(yōu)化黃金貢柚果酒的發(fā)酵工藝，旨在開發(fā)黃金貢柚果酒，增加黃金貢柚鮮果資源利用率，為黃金貢柚深加工提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黃金貢柚、白砂糖：市售；酵母：安琪葡萄酒果酒專用酵母；檸檬酸：河南千志商貿(mào)有限公司。其他試劑為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

HHS-26電熱恒溫水浴鍋：上海東星建材試驗(yàn)設(shè)備有限公司；AEY1204電子天平：湘儀天平儀器設(shè)備有限公司；DHG-9101-1SA電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海三發(fā)科學(xué)儀器有限公司；FL-1可調(diào)式封閉電爐：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；DJ13B-D68SG全自動家用豆?jié){機(jī)：九陽股份有限公司；DD5臺式大容量低速離心機(jī)：湖南赫西儀器裝備有限公司；HWS-250B恒溫培養(yǎng)箱：上海析域儀器設(shè)備有限公司；WYT-J用手持式折光儀：成都豪創(chuàng)光電儀器有限公司；pHS-3B pH計：上海三信儀表廠。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 黃金貢柚果酒的制作工藝流程

原料選取及預(yù)處理→果肉榨汁→過濾→調(diào)節(jié)初始糖度與pH值→滅菌→接種→主發(fā)酵→脫苦→后發(fā)酵→澄清→滅菌→成品

1.3.2 操作要點(diǎn)

原料選取及預(yù)處理：選擇新鮮、多汁、完全成熟、無明顯腐爛的黃金貢柚。人工去除柚子果皮、種子。將果肉用刀切割成小塊便于果肉榨汁。

果肉榨汁：將果肉與純凈水按1∶1配比，放入潔凈的榨汁機(jī)中榨汁。將干凈的紗布放入開水中消毒10 min，果汁用4層紗布過濾去掉大顆粒果渣。

調(diào)節(jié)初始糖度和pH值：加入白砂糖，溶解使其糖度變?yōu)槟繕?biāo)值。隨后加入檸檬酸調(diào)節(jié)pH值為4.0。

滅菌：采用巴氏殺菌法，將處理好的黃金貢柚果汁放置在65℃條件下殺菌30 min。

菌種活化與接種：取99 mL純凈水，放入水溫為37℃的水浴鍋中。準(zhǔn)確稱取1 g干酵母，加入純凈水中，用玻璃杯攪拌使其充分溶解，活化30 min左右。隨后取適量活化完全的酵母液加入已完成調(diào)節(jié)糖度、pH值和滅過菌的料液中，密封發(fā)酵容器。

主發(fā)酵：料液在適宜溫度下密閉式發(fā)酵一段時間，要求發(fā)酵液體積不超過容器的80%（3 d后添加8°Bx白砂糖）。發(fā)酵過程中每天攪拌一次，使料液與酵母充分接觸，利于發(fā)酵完全。

后發(fā)酵及澄清：主發(fā)酵完成后首先將酒與酒渣分離，防止因酵母自溶引起的酒質(zhì)下降[7]。所得的新酒的口感和色澤均較差，需經(jīng)過存放老熟，酒的質(zhì)量才能得到提高[8]。溫度調(diào)控在15～18℃，時間為7d，果酒自然澄清。取上清液，4 000 r/min、4℃離心10 min，得到較為清澈晶亮的果酒。

脫苦：β-環(huán)狀糊精具有掩蔽異味等作用，因此選擇用β-環(huán)狀糊精對果酒進(jìn)行脫苦處理[9-10]。按照張文森[11]的方法，將0.6%β-環(huán)狀糊精加入果酒中進(jìn)行脫苦2 h處理，提升其口感及風(fēng)味。

滅菌：將果酒過濾，再次進(jìn)行殺菌，殺菌溫度為65℃，殺菌30 min，殺菌完成后即可得到黃金貢柚果酒。

1.3.3 果酒發(fā)酵工藝優(yōu)化單因素試驗(yàn)

本研究選擇了酵母接種量（0.16%、0.32%、0.48%、0.64%、0.80%和0.96%）、初始糖度（18 °Bx、20 °Bx、22 °Bx、24 °Bx、26°Bx）、發(fā)酵溫度（16℃、20℃、24℃、28℃和32℃）和發(fā)酵時間（3 d、4 d、5 d、6 d、7 d）為考察因素，以發(fā)酵過程中的酒精度和發(fā)酵終止時的果酒的感官評分為評價指標(biāo)，探討各因素變化對黃金貢柚果酒發(fā)酵的影響。

1.3.4 果酒發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以發(fā)酵終止時果酒的感官評價結(jié)果為依據(jù)，以酵母接種量、發(fā)酵溫度、初始糖度和發(fā)酵時間為考察因素，以發(fā)酵黃金貢柚果酒品質(zhì)評分結(jié)果為評價指標(biāo)作L9（34）正交試驗(yàn)，確定最佳工藝參數(shù)。果酒發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平見表1。

表1 果酒發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for fruit wine fermentation technology optimization

1.3.5 檢驗(yàn)方法

（1）感官指標(biāo)評定

評定小組成員由20人組成，其中女性成員10人，男性成員10人，年齡集中在18～60歲。采用100分制評分法，根據(jù)顏色（15分）、氣味（20分）、澄清度（15分）、口感（50分）評分，并取其平均值作為產(chǎn)品最終分?jǐn)?shù)，感官評定標(biāo)準(zhǔn)如表2。

表2 黃金貢柚果酒的感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standard of golden pomelo fruit wine

（2）理化指標(biāo)測定

酒精度、總糖、總酸測定：參考GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[12]。糖度：采用手持式糖度計測定。pH值：采用pH計檢測。

（3）微生物指標(biāo)

為了保證肉雞的身體健康，保證雞雛的健康成長，雞舍需要保證溫度的均衡，不可出現(xiàn)大幅度的溫度浮動，避免因溫度的變化導(dǎo)致雞群感冒，但養(yǎng)殖戶要注意冬季的雞舍通風(fēng)問題。夏季外圍環(huán)境溫度高，雞舍正常通風(fēng)可以有效排除廢氣；冬季外圍溫度低，養(yǎng)殖戶為了雞舍保溫多采用封閉雞舍的方式，這種方式不利于雞舍通風(fēng)，容易導(dǎo)致細(xì)菌、病毒無法及時被排出，進(jìn)而導(dǎo)致肉雞患病，因此養(yǎng)殖戶在冬季也要進(jìn)行有效通風(fēng)，例如在一天溫度最高時進(jìn)行通風(fēng)，風(fēng)扇排風(fēng)等，都可以在維持溫度的同時更換雞舍內(nèi)空氣。

細(xì)菌總數(shù)、大腸菌群及致病菌（沙門氏菌、金黃色葡萄球菌）按GB/T 4789.25—2003《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)酒類檢驗(yàn)》的規(guī)定執(zhí)行[13]。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 酵母接種量對果酒品質(zhì)的影響

研究酵母接種量對果酒品質(zhì)的影響，設(shè)定發(fā)酵時間為5 d，發(fā)酵溫度24℃，初始糖度18°Bx，酵母接種量分別為0.16%、0.32%、0.48%、0.64%、0.80%、0.96%。發(fā)酵結(jié)束后測定果酒的酒精度并進(jìn)行感官評定，結(jié)果如圖1所示。

圖1 酵母接種量對果酒品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of yeast inoculum on fruit wine quality

由圖1可知，酵母接種量對果酒品質(zhì)影響較明顯。隨著酵母菌接種量的增大，果酒的酒精度和感官評分先升高后降低，接種量為0.8%時，酒精度和感官評分到達(dá)最高。在一定程度上增大接種量不僅可加速酵母繁殖，還能夠提高果酒的發(fā)酵速度。接種量＞0.8%后酒精度和感官評分均明顯下降。酵母接種量太大，消耗的大部分營養(yǎng)物質(zhì)用于酵母菌繁殖，料液中溶解氧不足，也沒有足夠的糖分可轉(zhuǎn)化為酒精，使酒精度降低影響產(chǎn)物生成，并進(jìn)一步影響果酒品質(zhì)；并且酵母接種量如果過大會使果酒渾濁，食用時有較大酵母味[14-15]。由此可見，最佳酵母接種量為0.80%，此條件下其酒精度為15.5%vol，感官評分為73分。

2.1.2 初始糖度對果酒品質(zhì)的影響

研究初始糖度對果酒品質(zhì)的影響，設(shè)定發(fā)酵時間為5d，酵母接種量為0.80%，發(fā)酵溫度為24℃，初始糖度分別為18 °Bx、20 °Bx、22 °Bx、24 °Bx、26 °Bx。發(fā)酵結(jié)束后測定果酒的酒精度并進(jìn)行感官評定，結(jié)果如圖2所示。

圖2 初始糖度對果酒品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of initial sugar content on fruit wine quality

由圖2可知，隨著初始糖度增加，酒精度變化較為平緩，在糖度22°Bx時酒精度最高。感官評分隨著初始糖度的增加逐漸提高，在糖度22°Bx后呈下降趨勢。高濃度糖導(dǎo)致高滲透壓環(huán)境，抑制酵母菌的生長繁殖，使發(fā)酵不徹底，產(chǎn)物酒精度低，同樣影響口感[16-17]。因此確定最佳初始糖度為22°Bx，此條件下其酒精度為15.7%vol，感官評分為71分。

研究發(fā)酵溫度對果酒品質(zhì)的影響，設(shè)定發(fā)酵時間為5d，初始糖度為22°Bx，酵母接種量為0.8%，發(fā)酵溫度分別為16℃、20℃、24℃、28℃、32℃。發(fā)酵結(jié)束后測定果酒的酒精度并進(jìn)行感官評定，結(jié)果如圖3所示。

圖3 發(fā)酵溫度對果酒品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of fermentation temperature on fruit wine quality

由圖3可知，在20℃時酒精度和感官評分兩項指標(biāo)都達(dá)到最高值。其他溫度條件下酒精度與感官評分均不理想，溫度不合適影響到酵母菌活性，溫度低使酵母菌代謝減弱，發(fā)酵啟動困難并且發(fā)酵不徹底，酒精度較低，口感不佳[15]；溫度過高也會使酵母過早的進(jìn)入衰亡期，縮短發(fā)酵周期。綜合考慮，最佳發(fā)酵溫度為20℃，此條件下其酒精度為16.2%vol，感官評分為75分。

2.1.4 發(fā)酵時間對果酒品質(zhì)的影響

研究發(fā)酵時間對果酒品質(zhì)的影響，設(shè)定發(fā)酵溫度為20℃，初始糖度22°Bx，酵母接種量為0.8%，發(fā)酵時間分別為3 d、4 d、5 d、6 d、7 d。發(fā)酵結(jié)束后測定果酒的酒精度并進(jìn)行感官評定，結(jié)果如圖4所示。

圖4 發(fā)酵時間對果酒品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of fermentation time on fruit wine quality

由圖4可知，在發(fā)酵過程中，酵母菌不斷繁殖，不斷將糖分轉(zhuǎn)化為酒精，發(fā)酵到第6天時，感官評分和酒精度達(dá)到最佳。而第7天產(chǎn)品感官評分下降明顯，時間太長酵母菌自溶引起品質(zhì)下降，口感變差[7]。由此確定，最佳發(fā)酵時間為6d，此條件下其酒精度為15.4%vol，感官評分為76分。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

在前述單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行4因素3水平正交試驗(yàn)，考慮果酒的適口性，以感官評分為評價標(biāo)準(zhǔn)對黃金貢柚果酒發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化。正交試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 黃金貢柚果酒發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiments for golden pomelo fruit wine fermentation technology optimization

由表3可以看出，發(fā)酵溫度和酵母接種量對黃金貢柚果酒發(fā)酵試驗(yàn)影響較大，發(fā)酵時間和初始糖度對柚子果酒發(fā)酵影響較小。通過極差R可以看出4個因素影響力大小為A＞C＞B＞D，即發(fā)酵溫度影響最大，酵母接種量其次，發(fā)酵時間較小，初始糖度影響最小。柚子果酒評分最高的工藝為A2B2C2D3，即發(fā)酵溫度為20℃，發(fā)酵時間為6 d，酵母接種量為0.8%，初始糖度為24°Bx，此條件下制備的黃金貢柚果酒酒精度為15.5%vol，感官評分為88分。

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

為保證試驗(yàn)準(zhǔn)確性，選取最優(yōu)工藝A2B2C2D3進(jìn)行3次試驗(yàn)，三次感官評分為87.3、88.1、89.4，取其平均值作為產(chǎn)品最終分?jǐn)?shù)，最終感官評分高達(dá)88.2分，已經(jīng)超過了其他條件下所得到的感官評定分?jǐn)?shù)，因此正交試驗(yàn)的結(jié)果可信。在該條件下果酒呈淡黃色，有淡淡的貢柚氣味，果酒中有少量懸浮物，口感適口性有待提高。根據(jù)正交試驗(yàn)的結(jié)果，最后確定柚子果酒在發(fā)酵溫度20℃，發(fā)酵時間6 d，酵母接種量0.8%，初始糖度24°Bx條件下可得風(fēng)味獨(dú)特的黃金貢柚果酒。

2.4 黃金貢柚果酒的品質(zhì)指標(biāo)

果酒理化指標(biāo)：酒精度為15.5%vol，總酸7 g/L，總糖6.5 g/L。

果酒衛(wèi)生指標(biāo)：細(xì)菌總數(shù)＜50 CFU/mL，大腸菌群＜2 MPN/100 mL，致病菌并未檢出。

感官指標(biāo)結(jié)果：發(fā)酵好的黃金貢柚果酒顏色呈淡黃色，整體較透亮；氣味有淡淡黃金貢柚氣味，無其他異味；澄清度方面，果酒有少量懸浮物；口感微酸，較為柔和，稍有苦味，能讓人接受。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)以新鮮黃金貢柚為材料，經(jīng)過處理榨成果汁后加入葡萄酒酵母密閉發(fā)酵制備果酒。貢柚果酒最佳發(fā)酵條件為：酵母接種量0.8%，初始糖度24°Bx，發(fā)酵溫度20℃，發(fā)酵時間6 d，在此條件下可得到風(fēng)味獨(dú)特的黃金貢柚果酒，其酒精度可達(dá)15.5%vol，感官評分為88分。