檸檬酒發(fā)酵菌種的篩選及工藝優(yōu)化

何雪梅 ，牙保山 ，劉國(guó)明 ，吳翠瓊 ，李杰民 ，唐雅園 ，李 麗 ，盛金鳳 ，鄭鳳錦 ，孫 健

(1.廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣西南寧530007；2.廣西果蔬貯藏與加工新技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧530007)

檸檬（Citrus limon）為蕓香科柑橘，屬于蕓香科柑橘類(lèi)常綠小喬木果樹(shù)，別名洋檸檬。在世界柑橘產(chǎn)業(yè)中，檸檬占第3位，年產(chǎn)量約占世界柑橘總產(chǎn)量的9%[1]。由于檸檬不耐寒，適合在溫?zé)岬膩啛釒У貐^(qū)氣候環(huán)境下栽培[2]。我國(guó)的四川、廣西、福建、臺(tái)灣等地也有栽培[3-4]，其中四川安岳、云南德宏已經(jīng)成為中國(guó)主要的檸檬生產(chǎn)基地[5-6]，我國(guó)檸檬的產(chǎn)量約為世界檸檬產(chǎn)量的10%[7]。新鮮檸檬中含有大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，維生素含量豐富，果汁中維生素C含量為76 mg/100 mL,另外檸檬中還含有少量的其他維生素，如維生素B1、B2、B3、B6、B9等。檸檬中膳食纖維、蛋白質(zhì)、脂肪含量較少，此外，還含有檸檬烯、有機(jī)酸和黃酮類(lèi)揮發(fā)油及橙皮甙[8]。檸檬具有改善血液循環(huán)、預(yù)防心血管疾病、增強(qiáng)抵抗力和抗應(yīng)激能力、護(hù)膚美容、促進(jìn)牙齒生長(zhǎng)，防止牙齦出血等重要作用[9-14]。

目前檸檬以鮮銷(xiāo)為主，市場(chǎng)波動(dòng)大，經(jīng)常造成豐產(chǎn)不豐收的局面。對(duì)其進(jìn)行精深加工是解決檸檬滯銷(xiāo)、經(jīng)濟(jì)效益不高的重要途徑。但當(dāng)前加工產(chǎn)品長(zhǎng)期以檸檬干片為主，產(chǎn)品單一，附加值不高，需開(kāi)發(fā)多樣化的檸檬加工產(chǎn)品，豐富產(chǎn)品種類(lèi)。發(fā)酵果酒是較受消費(fèi)者喜愛(ài)的產(chǎn)品形式，本實(shí)驗(yàn)選擇北京青檸檬品種為原料，以感官評(píng)分為主要衡量指標(biāo)，篩選出適合此檸檬品種釀酒的菌種，并優(yōu)化發(fā)酵工藝，為檸檬的深加工利用提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

原料：檸檬，北京青檸檬，廣西上林縣明亮鎮(zhèn)萬(wàn)古村青檸檬基地；柚苷酶（酶活力50000 U/g，食品級(jí)），鄭州市南四環(huán)百榮世貿(mào)商城；果膠酶（酶活力100000 U/g），南寧龐博生物工程有限公司；白砂糖，南寧糖業(yè)有限公司。

菌種：拉曼德系列干酵母冰酒酵母R-HTS、2323酵母、212酵母、71B、KD、KI，法國(guó)拉曼德公司；帝伯士系列干酵母F33、D254，煙臺(tái)帝伯士自釀機(jī)有限公司；安琪系列干性酵母RW、SY，安琪酵母股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

pHS-3C酸度計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；PLA-1糖度計(jì)，維欣儀奧科技公司；酒精計(jì)，新林儀表有限公司；JA2003型電子天平，上海良平儀器儀表有限公司；PGL精密天平，深圳市怡華新電子有限公司；HH-S4數(shù)顯恒溫水浴鍋，金壇市萬(wàn)華實(shí)驗(yàn)儀器廠。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 檸檬酒加工工藝流程及操作要點(diǎn)

選擇色澤鮮亮、成熟、無(wú)損壞的新鮮檸檬清洗干凈，削皮去核切碎后，將檸檬果肉和純凈水按1∶1進(jìn)行榨汁。榨汁后的檸檬果漿中加入0.01%的果膠酶酶解2 h，酶解溫度45℃，酶解60 min后按2 g/kg的添加量加入柚苷酶去苦，45℃的恒溫水浴中保溫60 min。酶解后用白砂糖和氫氧化鈉調(diào)整糖度和酸度，在70～75℃的水浴中滅菌25～30 min。滅菌后冷卻至常溫時(shí)，加入酵母菌按照發(fā)酵條件進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵時(shí)間為7 d，然后過(guò)濾陳釀。具體工藝流程如下：

檸檬→清洗、削皮去核→榨汁→酶解→去苦→調(diào)配→滅酶、殺菌→接菌種→發(fā)酵→過(guò)濾→殺菌→陳釀

1.3.2 檸檬酒發(fā)酵菌種篩選及工藝優(yōu)化

1.3.2.1 檸檬果酒發(fā)酵菌種的篩選

分別選取10種酵母菌種進(jìn)行單因素試驗(yàn)分析，取檸檬果汁1000 mL，在自然pH值、白砂糖調(diào)整可溶固形物含量為23%、菌種添加量0.1%、常溫條件下發(fā)酵7 d，考察不同酵母對(duì)檸檬酒感官評(píng)分的影響，篩選適宜的菌種。感官評(píng)價(jià)由10人組成的品評(píng)小組，通過(guò)視覺(jué)、嗅覺(jué)和味覺(jué)三方面對(duì)樣品進(jìn)行描述，并根據(jù)表1中標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打分。

表1 感官評(píng)定參考標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2.2 檸檬酒發(fā)酵工藝優(yōu)化

①pH值對(duì)檸檬果酒酒精度的影響

取檸檬果汁1000 mL，發(fā)酵條件為安琪RW添加量0.1%、白砂糖調(diào)整可溶固形物含量為23%，調(diào)節(jié)發(fā)酵液pH值分別為2.7、2.9、3.1、3.3、3.5、3.7進(jìn)行單因素試驗(yàn)，常溫條件下發(fā)酵7 d，考察不同pH值對(duì)檸檬果酒酒精度的影響。

②可溶固形物含量對(duì)檸檬果酒酒精度的影響

取檸檬果汁1000 mL，在自然pH值、酵母菌種安琪RW添加量0.1%條件下，采用白砂糖調(diào)整可溶固形物含量為17%、19%、21%、23%和25%進(jìn)行單因素試驗(yàn)，常溫條件下發(fā)酵7 d，考察不同初始可溶固形物含量對(duì)檸檬果酒酒精度的影響。

③菌種添加量對(duì)檸檬果酒酒精度的影響

取檸檬果汁1000 mL，在自然pH值、可溶固形物含量23%時(shí)，分別選取安琪RW菌種添加量0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%進(jìn)行單因素試驗(yàn)，常溫條件下發(fā)酵7 d，考察不同菌種添加量對(duì)檸檬果酒酒精度的影響。

1.3.2.3 檸檬酒發(fā)酵正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以檸檬酒酒精度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，選取顯著性的影響因素進(jìn)行3因素3水平的正交試驗(yàn)，優(yōu)化檸檬酒發(fā)酵工藝條件，正交試驗(yàn)因素與水平見(jiàn)表2。

表2 檸檬酒發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平

2 結(jié)果與分析

2.1 檸檬酒發(fā)酵條件優(yōu)化單因素試驗(yàn)

2.1.1 不同菌種對(duì)感官評(píng)分的影響（表3）

表3 不同菌種對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響

由表3可知，不同菌種對(duì)檸檬酒感官評(píng)差別較大。通過(guò)對(duì)10種不同酵母在相同的發(fā)酵條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵，選出一種綜合性比較好的且感官評(píng)分較高的菌種進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明，安琪RW菌種效果較好，所得果酒橙黃色，澄清有光澤，具有檸檬清香和酒香，酒香協(xié)調(diào)，微酸、微苦。因此后續(xù)試驗(yàn)均采用安琪RW作為檸檬酒發(fā)酵的菌種。

2.1.2 pH值對(duì)檸檬果酒酒精度的影響（圖1）

圖1 pH值對(duì)檸檬果酒酒精度的影響

不同pH值對(duì)檸檬果酒酒精度的影響見(jiàn)圖1?？傮w來(lái)看，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，pH值對(duì)發(fā)酵所產(chǎn)的酒精度的影響相差不大，pH值越高發(fā)酵所產(chǎn)的酒精度也相對(duì)比較低。結(jié)果表明，在相同條件下，pH值為2.7、2.9、3.1時(shí)發(fā)酵所產(chǎn)酒精度相對(duì)較高。

2.1.3 可溶固形物含量對(duì)檸檬果酒酒精度的影響（圖2）

圖2 可溶固形物含量對(duì)檸檬果酒酒精度的影響

不同可溶固形物含量對(duì)檸檬果酒酒精度的影響見(jiàn)圖2。隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，除了可溶固形物含量為25%之外，其余的酒精度逐步上升，最后趨于平衡甚至有下降的趨勢(shì)。結(jié)果表明，在相同條件下，可溶固形物含量為21%、23%、25%時(shí)發(fā)酵所產(chǎn)酒精度相對(duì)較高。

2.1.4 菌種添加量對(duì)檸檬果酒酒精度的影響（圖3）

圖3 不同菌種添加量對(duì)檸檬果酒酒精度的影響

不同菌種添加量對(duì)檸檬果酒酒精度的影響見(jiàn)圖3。由圖3分析可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，不同的菌種添加量的起酵速度不同。菌種添加量比較大的起酵速度快，發(fā)酵的啟動(dòng)速度也在加快，體系中所產(chǎn)酒精度也較高，當(dāng)發(fā)酵速度較早達(dá)到頂峰時(shí)，由于酵母有自溶、衰亡等現(xiàn)象，使?fàn)I養(yǎng)液中的一些營(yíng)養(yǎng)成分短時(shí)間內(nèi)被消耗完，導(dǎo)致后期的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)不上，使發(fā)酵速度逐漸下降，產(chǎn)酒精量隨之下降；菌種添加量比較低的起酵速度慢，體系中所產(chǎn)酒精量也慢；菌種添加量為0.15%、0.20%、0.25%時(shí)發(fā)酵所產(chǎn)酒精度相對(duì)較高。

2.2 檸檬酒發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果（表4）

表4 檸檬酒正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

通過(guò)對(duì)表4中試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀分析可知，影響檸檬酒發(fā)酵的主要因素的主次順序?yàn)椋嚎扇苄怨绦挝锖俊⒕N添加量、pH值。其最佳組合為A2B3C3，即可溶性固形物含量為25%、菌種添加量為0.25%、pH值為2.9，檸檬果酒酒精度可達(dá)到13.2%vol。

表5 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析

由表5正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析可知：pH值對(duì)檸檬酒酒精度影響不顯著（F＜0.05），可溶性固形物含量對(duì)檸檬酒酒精度影響最大，菌種添加量對(duì)檸檬酒酒精度的影響次之，二者都達(dá)到顯著影響（F≥0.05）。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)選用新鮮的北京青檸檬為實(shí)驗(yàn)的原料，對(duì)10種酵母進(jìn)行發(fā)酵性能測(cè)試，篩選出適合檸檬果酒發(fā)酵的菌種為安琪RW。通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化得出檸檬酒的最佳發(fā)酵工藝為，初始可溶性固形物含量為25%、菌種添加量為0.25%、pH值為2.9，在常溫條件下釀造出來(lái)的檸檬果酒酒精度為13.2%vol，最后得到的酒液色澤澄清、橙黃色，有典型的檸檬果香，酒香濃郁，酒香與果香良好無(wú)異味，酸甜適口、回味時(shí)間長(zhǎng)，具有獨(dú)特的風(fēng)味。