番茄蜂蜜果酒的發(fā)酵工藝研究

東莎莎，于斌，王春燕，蘇娟

（1.中華全國供銷合作總社濟南果品研究院，山東濟南250014；2.煙臺南山學院，山東煙臺265713）

番茄有很高的營養(yǎng)價值和藥用價值，含有人類必需的多種維生素，鉬、鉻、泛酸、膽堿、鋅、鐵，以及番茄紅素、谷胱甘肽等營養(yǎng)物質(zhì)。其中的番茄紅素具有很強的抗氧化性，能防止細胞氧化、抑制癌細胞數(shù)目增長、增強免疫力[1]。谷胱甘肽能防止色素沉積、淡化斑點，具有美白功效。另外，番茄也是一種比較受歡迎的減肥食品。番茄種植面積大，果實產(chǎn)量高，但成熟期較集中，易腐爛，對貯存的條件要求高，不宜長時間貯藏和長途運輸，市場供應(yīng)不均衡。目前市場上，番茄大部分供鮮食，少量進行再加工。番茄加工產(chǎn)品主要有番茄醬、番茄干蜜餞、番茄汁和膨化食品等，用于釀酒工藝的很少。

國外的番茄酒生產(chǎn)是小規(guī)模的，無大批量生產(chǎn)的報道。我國果酒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不斷進步，但大多都是葡萄酒的生產(chǎn)，番茄發(fā)酵酒是近幾年才發(fā)展起來，技術(shù)不成熟，所以研究報道較少，余健[2]以番茄為原料經(jīng)過酒精發(fā)酵研究生產(chǎn)番茄紅素保健果酒的工藝。另有關(guān)于番茄復(fù)合酒的研究，如肖長元等[3]研發(fā)的紅棗番茄保健酒、何惠等[4]研發(fā)的番茄竹蓀混合發(fā)酵酒、肖春玲等[5]研發(fā)的櫻桃番茄果酒等，但是番茄蜂蜜果酒的研發(fā)卻沒有相關(guān)報道。本研究以番茄蜂蜜作為原料，研究了番茄在加入蜂蜜后的發(fā)酵工藝，在不斷優(yōu)化中提高蜂蜜番茄酒的品質(zhì)，并將蜂蜜的營養(yǎng)成分和保健功能轉(zhuǎn)移到番茄酒中，增加酒中的營養(yǎng)成分，充分利用我國番茄資源豐富的優(yōu)勢，生產(chǎn)出既美味可口又營養(yǎng)豐富的保健飲品，滿足人們食品要求提高的消費觀念。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮番茄，購于煙臺某蔬菜商場。蜂蜜為槐花蜜，購于重慶市唐氏蜂業(yè)有限公司。

檸檬酸，常州環(huán)?；び邢薰荆粊喠蛩徕c，上海一研生物科技有限公司；葡萄酒酵母，廣東丹寶利酵母有限公司；果膠酶，邢臺市太和生物化學技術(shù)有限公司；磷酸氫二鈉，天津賽德利斯實驗分析儀器公司；斐林試劑A、B液、鹽酸、硫酸、淀粉指示劑、甲醇標準溶液等，天辰化學產(chǎn)品有限公司；以上試劑均為食品級。

1.2 儀器與設(shè)備

組合式榨汁攪拌機，W135，上海賽康電器有限公司；恒溫水浴鍋，HH-W600，歐來博實驗設(shè)備有限公司；分光光度計，HH-W600，歐來博實驗設(shè)備有限公司；酒精計，JKX-SJ02，北京中慧天誠科技有限公司；糖度計，RHB-10ATC，四川天金儀表成套有限公司；酸度計，pHS-25，上海雷磁實驗儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

新鮮番茄→預(yù)處理→榨汁→酶解→過濾→調(diào)整糖度（加蜂蜜）→接種（加葡萄酒酵母）→主發(fā)酵→后發(fā)酵→陳釀→澄清過濾→殺菌→質(zhì)檢→成品

1.3.2 操作要點

（1）材料預(yù)處理

市場上購買新鮮番茄，要求番茄表面無任何破損，選擇品質(zhì)佳且成熟度適中的果實。將番茄表面清洗干凈，剔除果梗，將番茄切塊。

（2）榨汁

稱取500 g 番茄放入榨汁機中，加入98 mg/L 的亞硫酸鈉粉末和50 mg/L 果膠酶進行榨汁酶解。因二氧化硫在果酒中有利于色素形成、無機鹽溶解、增加浸出物的含量和酒的色度，并且能防止榨汁過程中番茄汁的褐變，抑制有害微生物繁殖[6]。果膠酶可以分解番茄里的果膠，軟化果膠質(zhì)，降低蜂蜜和番茄汁的粘稠度。

（3）過濾

由于番茄內(nèi)含有較多的纖維，榨汁后果肉小，因此過濾時采用100 目的過濾網(wǎng)，將剩下的濾渣再次榨汁，榨汁3 次以提高出汁率。

（4）調(diào)整成分

為了保證發(fā)酵的順利進行，提高番茄蜂蜜酒的品質(zhì)，發(fā)酵前需要對果汁成分進行調(diào)整。

糖度的調(diào)整：糖是酒精形成的基礎(chǔ)物質(zhì)，原番茄汁含糖量較低，本試驗用蜂蜜來調(diào)整糖度。將蜂蜜先融化，然后添加到番茄汁中混合均勻，用糖度計測量番茄汁的糖度，調(diào)制成20°Bx[7]。

酸度的調(diào)整：酸在發(fā)酵過程中的作用重大，可抑制細菌生長繁殖，增加風味。本研究使用的葡萄酒酵母最適生長pH 為4.5~5.0[8]，因此，初始pH 為4.5~5.0。加入葡萄酒酵母菌，將其攪拌均勻后放入30 ℃水浴鍋內(nèi)靜置30 min，使酵母充分活化。

（5）發(fā)酵

在設(shè)定的環(huán)境條件下對果汁進行主發(fā)酵和后發(fā)酵。

主發(fā)酵：通過單因素試驗和正交試驗確定發(fā)酵酒的最佳工藝組合來進行發(fā)酵，減少果汁發(fā)酵之前的雜菌感染以及氧化等不良條件的影響。

后發(fā)酵：番茄酒在主發(fā)酵結(jié)束后，進入后發(fā)酵期間會發(fā)生一系列物理學和生物學變化，促進醇厚柔和口味的形成，改善酒質(zhì)。后發(fā)酵溫度越低，越有利于降低酒中可溶性固形物含量、提高酒精度和透光率，但是隨著后發(fā)酵溫度的降低，相應(yīng)的發(fā)酵周期也延長。通過對酒的理化性質(zhì)和感官評價的比較，后發(fā)酵溫度選擇13~18 ℃，繼續(xù)發(fā)酵7 d[9]。發(fā)酵結(jié)束后將其放入恒溫培養(yǎng)箱中進行陳釀。

（6）陳釀、過濾澄清

剛發(fā)酵完的酒不夠成熟，且有辛辣味，需要將溫度控制在15 ℃左右陳釀30 d，使其自然成熟，避免辛辣澀口等刺激氣味的產(chǎn)生，使產(chǎn)品更加爽口柔和。陳釀后造成酒混濁影響番茄酒的品質(zhì)，最主要的混濁物質(zhì)包括原料本身釋放的單寧和蛋白質(zhì)，因此過濾澄清能保證酒的品質(zhì)。混濁現(xiàn)象不只是番茄汁本身因素造成的，在前期加入的蜂蜜也會隨發(fā)酵產(chǎn)生一些雜質(zhì)，主要是由于產(chǎn)生較多的蛋白質(zhì)和多酚，碳水化合物（α-葡聚糖和β-葡聚糖形成的白色乳濁液）產(chǎn)生的較少。

用0.02%的殼聚糖作澄清劑對果酒進行澄清[10]。殼聚糖是一種天然無毒的陽離子型絮凝劑，與酒中帶負電荷的單寧、蛋白質(zhì)、纖維素聚合并能吸附其他懸浮物沉淀[11]。

（7）罐裝滅菌

將過濾澄清后的果酒裝入玻璃瓶中，密封之后，進行高溫瞬時滅菌（溫度95 ℃、滅菌5 s），滅菌后再進行冷卻，保證酒品的風味和色度。

1.3 檢測指標及方法

糖度：手持式糖度儀測定；酸度：酸堿中和滴定法；酒精度：酒精計法；甲醇含量：分光光度法；SO2含量：直接碘量法；VC 含量：碘量法。

微生物的檢測：菌落總數(shù)，平板計數(shù)法；大腸菌群，固體培養(yǎng)基測定法；致病菌，薄膜過濾法[12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 影響發(fā)酵的單因素試驗

2.1.1 發(fā)酵時間對果酒品質(zhì)的影響

稱取50 g 的番茄汁置于錐形瓶中，調(diào)整pH 為4.7，溫度為24 ℃，酵母接種量為0.2 g/L，發(fā)酵時間設(shè)置4、5、6、7、8 d 這5 個梯度分別進行試驗，以酒精度和殘留總糖來確定最佳發(fā)酵時間，結(jié)果見圖1。

圖1 不同發(fā)酵時間對酒精度和殘留總糖的影響Fig.1 Effect of different fermentation time on alcohol degree and residual total sugar

由圖1 可知，發(fā)酵過程中酒精度不斷升高，殘余總糖的含量不斷下降。發(fā)酵時間為6 d 時，酒精度達到8.5%，殘?zhí)强偭?.8 g/L；之后酒精度升高速度較慢，基本保持平衡狀態(tài)。因此最佳發(fā)酵時間為6 d。

2.1.2 初始pH 對果酒品質(zhì)的影響

番茄汁50 g，酵母接種量為0.2 g/L，發(fā)酵時間6 d，溫度24 ℃，由于酵母發(fā)酵的最適pH 為4.5~5.0，因此用檸檬酸將pH 調(diào)制4.3、4.5、4.7、4.9、5.1 這5 個梯度進行試驗，不同初始pH 對酒精度和殘留總糖的影響結(jié)果見圖2。

圖2 不同初始pH 對酒精度和殘留總糖的影響Fig.2 Effects of different initial pH on alcohol degree and residual total sugar

由圖2 可知，隨著初始pH 值的增大，番茄蜂蜜酒液中的殘留總糖呈先下降后上升的趨勢，而酒精度則為先上升后下降。當初始pH 為4.7 時，酒精度和殘留總糖分別達到了最大值和最小值，因此最佳初始pH 為4.7。

2.1.3 酵母接種量的確定

不同的酵母接種量對番茄蜂蜜酒酒精度和殘留總糖的影響見圖3。取番茄汁50 g，調(diào)整pH 為4.7，發(fā)酵時間6 d，溫度24 ℃，酵母接種量以0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%這5 個梯度進行試驗。

圖3 不同接種量對酒精度和殘留總糖的影響Fig.3 Effects of different inoculation amounts on alcohol degree and residual total sugar

由圖3 可知，當酵母接種量為0.1%～0.3%時，酒精度呈上升的趨勢，殘留總糖呈下降的趨勢，但含量相對較高，發(fā)酵不完全。當酵母接種量為0.3%時，酒精度和殘留總糖數(shù)值基本達到最大值和最小值。當酵母接種量0.3%～0.5%時，酒精度和殘留總糖數(shù)值趨于穩(wěn)定，發(fā)酵基本完全，這可能是因為酵母菌的接種量增多，本身的繁殖也會受阻礙。可見，當酵母接種量越多時番茄蜂蜜酒發(fā)酵的越快，酒精度越高，糖分解轉(zhuǎn)化的越充分，但過高的酵母量會導致味苦、風味不佳；酵母接種量過少，會使起發(fā)慢。因此選擇最佳酵母接種量為0.3%。

2.1.4 發(fā)酵溫度的確定

本試驗以番茄汁50 g，調(diào)整pH 4.7，酵母接種量3%，發(fā)酵時間6 d，由于酒精發(fā)酵時的溫度一般控制在18～25 ℃，因此選擇20、22、24、26、28 ℃這5 個溫度梯度進行試驗，不同發(fā)酵溫度對酒精度和殘留總糖的影響，結(jié)果見圖4。

由圖4 可知，當發(fā)酵溫度在20～24 ℃時，酒精度隨著溫度的升高而變大，殘留總糖隨著溫度的升高而降低；當發(fā)酵溫度為24 ℃時，酒精度達到最大值，殘留總糖達到最小值，發(fā)酵較為徹底；之后酒精度下降，殘留總糖升高，可能是由于高溫時發(fā)酵速率變高使發(fā)酵的周期變短，發(fā)酵不完全，酒精產(chǎn)量降低，殘留總糖含量高，因此本實驗選擇最佳發(fā)酵溫度為24 ℃。

圖4 不同發(fā)酵溫度對酒精度和殘留總糖的影響Fig.4 Effects of different fermentation temperatures on alcohol degree and residual total sugar

2.2 番茄蜂蜜酒發(fā)酵的正交試驗

結(jié)合單因素試驗的結(jié)果，從發(fā)酵時間（A）、初始pH（B）、發(fā)酵溫度（C）、酵母接種量（D）這4 個因素中各取3個適宜水平，做L9(34)正交試驗，以發(fā)酵酒的酒精度為衡量指標，試驗設(shè)計見表1，結(jié)果見表2。

表1 發(fā)酵條件的正交試驗設(shè)計Table 1 Orthogonal design of fermentation conditions

由表2 可知，發(fā)酵工藝中各個因素對產(chǎn)品酒精度影響的大小順序為B＞A＞C＞D，即發(fā)酵溫度＞發(fā)酵時間＞初始pH＞酵母接種量，說明發(fā)酵溫度是影響番茄酒發(fā)酵的主要因素。溫度過高或過低都不能正常發(fā)酵，溫度過高容易使果香酒香散失，影響成酒的最終品質(zhì)；溫度過低，酵母菌發(fā)育緩慢，延長發(fā)酵周期。最佳的發(fā)酵工藝為A3B3C1D3，即發(fā)酵時間為7 d，發(fā)酵溫度為26 ℃，初始pH為4.7，酵母接種量為0.4 g/L。經(jīng)試驗驗證，酒精度為9.0%，優(yōu)于其他組合。

2.3 番茄蜂蜜發(fā)酵酒的指標

試驗所得成品酒中的酒精度為9.0%，總糖為5.8 g/L，總酸含量為7.12 g/L，VC 含量為143.5 mg/L，甲醇的含量為0.011 g/100 mL，SO2的含量為120.32 mg/L，以上理化指標均符合GB/T 15037。菌落總數(shù)為58 CFU/mL，大腸桿菌未檢出，致病菌未檢出。檢測結(jié)果均符合國家標準[22]。

表2 發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗結(jié)果Table 2 Orthogonal test results for optimizing fermentation conditions

3 結(jié)論

番茄蜂蜜酒的最佳發(fā)酵工藝為發(fā)酵溫度26 ℃，發(fā)酵時間7 d，初始pH 4.7。酵母接種量0.4 g/L，該條件下得到的蜂蜜番茄酒酒精度為9.0%，總糖為5.8 g/L，總酸為7.12 g/L，大腸桿菌未檢出，致病菌未檢出。蜂蜜番茄酒的理化檢測和衛(wèi)生檢測指標均符合國家標準。