蜜柚桂圓發(fā)酵果酒釀造工藝的優(yōu)化

劉靜娜，莊遠紅，張茜茜

（閩南師范大學 生物科學與技術(shù)學院，福建 漳州363000）

琯溪蜜柚是漳州市平和縣的地方特產(chǎn)，是柚類中最優(yōu)良的品種之一，以其果大、皮薄、肉厚、汁多、酸甜適口等良好品質(zhì)而馳名中外[1]，其營養(yǎng)豐富，每100 mL果汁含總糖9.17～9.86 g，總酸0.73～1.01 g，維生素C（vitamin C，VC）48.93～51.98 mg[2]。其含有蘆丁、類胰島素、枸櫞酸、柚皮苷等生理活性成分，具有降膽固醇、降血糖、防癌和抗畸變等作用[3]。桂圓又稱龍眼，果實呈黃褐色，果肉白色透明，汁多味甜，富含粗纖維、VA、VB1、VB2、VC、煙酸、酒石酸、蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分[4]，同時桂圓具有很好的保健功效，能夠有效清除自由基[5-6]、降低血糖[7]、調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)[8]、神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)[9]。

在眾多水果加工方法中，發(fā)酵果酒具有顯著的優(yōu)勢和特點。通過微生物的發(fā)酵活動，能更好地將有效功能成分浸溶于酒中，有助于人體吸收利用[10]。桂圓果肉風味好，富含葡萄糖、蔗糖等糖分（約20%），是釀造果酒的優(yōu)質(zhì)原料[4，11]，大多研究均采用新鮮桂圓取汁釀酒[12-13]，但桂圓不耐貯藏，以鮮果為原料將大大增加存儲成本，而以桂圓干釀酒仍有良好的功能活性[14]。利用柑橘屬水果進行釀酒，酒質(zhì)溫和爽口，果香味濃，基本保持了柑橘中的天然營養(yǎng)成分[15]，且琯溪蜜柚近年來種植規(guī)模逐年擴大，造成大量柚果剩余，農(nóng)戶經(jīng)濟損失較大，亟需將其進行深加工以提高產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值，目前的加工主要在于果脯、果汁飲料[16-17]等，而蜜柚果酒甚為少見。因此本試驗以琯溪蜜柚和桂圓干為主要原料進行發(fā)酵，研制風味獨特的復合果酒，為生產(chǎn)和科研提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

琯溪蜜柚、桂圓干（漳州本地產(chǎn)）、白砂糖：市售；葡萄酒-果酒專用酵母RW：湖北安琪生物技術(shù)公司；果膠酶（食品級，酶活300 000 U/g）：寧夏和氏璧生物技術(shù)有限公司；β-環(huán)糊精（食品級）：孟州市華興生物化工有限責任公司；其余試劑（均為分析純）：西隴化工股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

PRX-250B型恒溫智能培養(yǎng)箱：寧波賽福試驗儀器有限公司；FR224CN型電子天平：奧豪斯儀器上海有限公司；

JJ-2型組織破碎機：金壇市國旺試驗儀器廠；HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋：常州國華電器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 果酒加工工藝流程及操作要點

挑選充分成熟的蜜柚，去皮、去囊衣、去籽，果肉打漿后，添加果膠酶（0.025 g/100 g果肉），40 ℃酶解30 min，95 ℃滅酶30 s[18]，壓榨過濾得蜜柚果汁；在100 mL水中加入10 g桂圓干，煮沸、冷卻后，加入一定量蜜柚果汁，用白砂糖調(diào)整復合果汁的初始糖度，接種一定量果酒酵母，在22 ℃條件下進行密閉式發(fā)酵，發(fā)酵液體不超過容器的80%，發(fā)酵一定時間完成主發(fā)酵。過濾除渣，將發(fā)酵后的柚子桂圓果酒裝入貯酒罐密封陳釀，即后發(fā)酵。在15～18 ℃陳釀14 d。添加β-環(huán)糊精0.5 g/100 mL，45 ℃條件下處理30 min進行脫苦[18]，70 ℃殺菌20 min，即得成品。

1.3.2 單因素試驗

分別考察初始糖度（20%、24%、28%、32%）、蜜柚果汁添加量（110 mL、120 mL、130 mL、140 mL）、酵母接種量（0.6%、0.7%、0.8%、0.9%）、發(fā)酵時間（4 d、5 d、6 d、7 d）對蜜柚桂圓果酒總糖、酸度、酒精度和感官評分的影響。

1.3.3 蜜柚桂圓果酒發(fā)酵條件優(yōu)化響應(yīng)面試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，選取初始糖度（A）、蜜柚果汁添加量（B）和酵母接種量（C）3個因素為自變量，以感官評分（Y）為響應(yīng)值，根據(jù)Box-Behnken中心組合設(shè)計原理，設(shè)計響應(yīng)面分析試驗，確定蜜柚桂圓果酒的最佳工藝，響應(yīng)面試驗因素與水平見表1。

表1 蜜柚桂圓果酒發(fā)酵條件優(yōu)化響應(yīng)面試驗因素與水平Table 1 Factors and levels of response surface experiments for fermentation condition optimization of pomelo and longan wine

1.3.4 測定方法

酒精度、酸度、總糖：參照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》進行測定[19]；初始糖度：以手持折光儀測定。

感官評定：參照農(nóng)業(yè)部標準NY/T 1508—2017《綠色食品果酒》，并根據(jù)柚子桂圓果酒的特性，制定其感官評分標準[20]。由10名食品專業(yè)人員組成評定小組，對果酒的外觀、香氣、滋味、典型性進行觀察和品嘗并打分，滿分100分，評分標準見表2。

表2 蜜柚桂圓果酒感官評分標準Table 2 Sensory evaluation standards of pomelo and longan wine

2 結(jié)果與分析

2.1 初始糖度對蜜柚桂圓果酒品質(zhì)的影響

由表3可知，隨著初始糖度的升高，酒精度、總糖逐漸提高，酸度較為穩(wěn)定，感官評分先上升后下降。在初始糖度＜24%之前，酒體酸澀味重，缺少酒香氣；初始糖度增加至28%，果酒品質(zhì)明顯提高，柚香酒香濃郁，口味協(xié)調(diào)柔和，酒體醇香飽滿；當初始糖度＞28%之后，果酒品質(zhì)下降，酒精度較高，果香不明顯。可能是對于處在對數(shù)生長期的酵母菌，糖度太低，無法滿足它們生長繁殖和正常的生理代謝活動；糖度較高時，酵母菌生長快，酒精度過高，酒體可能提前進入衰老期。綜合來看，選擇初始糖度24%～28%為宜。

2.2 蜜柚果汁添加量對蜜柚桂圓果酒品質(zhì)的影響

表4 蜜柚果汁添加量對蜜柚桂圓果酒品質(zhì)的影響Table 4 Effect of pomelo juice addition on the quality of pomelo and longan wine

由表4可知，隨著蜜柚果汁添加量的增加，果酒的酒精度、總糖、總酸都逐漸上升，感官評分先上升后下降。果汁添加量＜120 mL之前，柚香不明顯；果汁添加量＞130 mL之后，酒精度高，澄清度低，有少量沉淀，有酸澀味，感官評分相對較低，可能是由于果汁含量高時，酸度較大，柚果中天然存在的苦味物質(zhì)未完全除去，導致口感較差。綜合來看，選擇果汁添加量為120～130 mL為宜。

2.3 發(fā)酵時間對蜜柚桂圓果酒品質(zhì)的影響

由表5可知，隨著發(fā)酵時間的延長，酒體的酒精度先升高后降低，總糖先升高后穩(wěn)定，酸度逐漸降低。從總體來看，發(fā)酵時間為6 d時，酒體的酒精度、酸度以及總糖的量適宜，此時酒體柚香濃郁，醇香飽滿，口感清爽，組織均勻，光澤度高，果酒的品質(zhì)較好。發(fā)酵時間＜6 d時，酒體的酒香氣不明顯，光澤度不高，有少量沉淀；發(fā)酵時間＞6 d時，酒精度下降，可能是隨著發(fā)酵時間的延長，發(fā)酵產(chǎn)生的副產(chǎn)物影響了酵母菌的代謝活動。綜合來看，選擇發(fā)酵時間6 d為宜。

2.4 酵母接種量對蜜柚桂圓果酒品質(zhì)的影響

表6 酵母接種量對蜜柚桂圓果酒品質(zhì)的影響Table 6 Effect of yeast inoculum on the quality of pomelo and longan wine

由表6可知，隨著酵母菌接種量的增加，酒體的酒精度逐漸上升直至趨于穩(wěn)定，總糖先升高后降低，酸度逐漸降低。從總體來看，酵母接種量為0.8%時，酒體的酒精度，酸度以及總糖的量適宜，此時酒體柚香濃郁，醇香飽滿，色澤橙黃，光澤度高，果酒的品質(zhì)較好；酵母接種量較低時，酒體的酒香氣不明顯，光澤度不高，有少量沉淀；酵母接種量＞0.8%之后，酒體的酸澀味較重，口感不好。可能是酵母接種量過高時，發(fā)酵太快，對于果酒風味的形成產(chǎn)生不利影響；接種量過低，酒液中的糖分不能被充分利用，酒體寡淡。綜合來看，選擇最適宜的酵母添加量為0.7%～0.8%。

2.5 響應(yīng)面試驗優(yōu)化蜜柚桂圓果酒釀造工藝

響應(yīng)面試驗結(jié)果見表7，方差分析見表8。對表7的數(shù)據(jù)進行回歸擬合，得到二次回歸模型為：

表7 蜜柚桂圓果酒發(fā)酵條件優(yōu)化響應(yīng)面試驗設(shè)計及結(jié)果Table 7 Design and results of response surface experiments for fermentation condition optimization of pomelo and longan wine

表8 回歸模型方差分析Table 8 Variance analysis of the regression model

由表8可知，回歸項中模型極顯著（P＜0.01），失擬項不顯著（P=0.223 4＞0.05），說明能夠反映蜜柚桂圓果酒的感官評分與各因素之間的關(guān)系；R2=0.979 8及R2adj=0.953 7，說明方程擬合效果好，誤差小，可以用來預(yù)測果酒的感官評分。A、C、A2、B2、C2的影響極顯著（P＜0.01），說明對果酒的感官評分影響極大；B、BC的影響顯著（P＜0.05），說明對感官評分影響較大；AB、AC對感官評分影響不顯著（P＞0.05）。比較F值大小可知，3個因素對果酒的影響為初始糖度＞酵母接種量＞蜜柚果汁添加量。

圖1 初始糖度、蜜柚果汁添加量與酵母接種量交互作用對蜜柚桂圓果酒感官品質(zhì)影響的響應(yīng)面及等高線Fig. 1 Response surface plots and contour line of interaction between initial sugar content, pomelo juice addition and yeast inoculum on the sensory quality of pomelo and longan wine

由圖1可以看出，在所選范圍內(nèi)是存在極點的，其中蜜柚果汁添加量與酵母添加量的響應(yīng)面坡度比較陡峭、等高線呈橢圓形，說明蜜柚果汁添加量與酵母接種量之間的交互作用顯著，對結(jié)果影響較大。

應(yīng)用響應(yīng)面分析軟件得出蜜柚桂圓果酒的最優(yōu)工藝：初始糖度27.14%，柚果汁添加量126.17 mL，酵母接種量0.77%，感官評分理論預(yù)測值為90.37。為了便于生產(chǎn)實際操作，將最優(yōu)條件修正為初始糖度27%，柚果汁添加量125 mL，酵母接種量0.8%，按此條件進行果酒釀造，三次平行樣品的感官評分分別為90、90、91，平均分為90.3分，與理論預(yù)測值接近，說明該模型可行性高，具有實際應(yīng)用價值。

2.6 產(chǎn)品理化指標

對最優(yōu)條件下制得的蜜柚桂圓果酒進行理化指標測定，該果酒酒精度為14.3%vol，總糖含量為8.2 g/L，總酸含量為6.8 g/L，符合農(nóng)業(yè)部發(fā)布的農(nóng)業(yè)行業(yè)標準NY/T1508—2017《綠色食品果酒》的要求。

3 結(jié)論

對蜜柚桂圓果酒發(fā)酵工藝進行了研究，得到最優(yōu)的工藝條件為在100 mL水中加入10 g桂圓干和125 mL蜜柚果汁，調(diào)整初始糖度為27%、接種0.8%酵母，在22 ℃發(fā)酵6 d，得到的蜜柚桂圓果酒酒精度為14.3%vol，總糖含量為8.2 g/L，總酸含量為6.8 g/L，酒液清亮，色澤橙黃，酸甜適中，具有令人愉悅的果香和酒香，感官評分為90.3分，與預(yù)測值相近，模型方差分析和響應(yīng)面分析表明，該模型回歸極顯著，對試驗擬合較好，優(yōu)化的蜜柚桂圓果酒釀造條件具有一定的實際應(yīng)用價值。