帶殼百香果與甘蔗汁混釀復(fù)合果酒工藝研究

程雅芳，曹慕明，陳國品，謝蜀豫，黃秋鳳，李 瑋*

（1.廣西衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學院 醫(yī)技系，廣西 南寧 530023；2.廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學院 葡萄與葡萄酒研究所，廣西 南寧 530007）

百香果（Passiflora edulis）又名西番蓮、巴西果、雞蛋果，是一種原產(chǎn)于南美洲的西番蓮科、西番蓮屬的熱帶多年生木質(zhì)藤本植物[1-2]。我國自1913年將其引進以來，已經(jīng)在福建、廣東、廣西、臺灣等熱帶、亞熱帶省份廣泛種植[2-3]。百香果具有濃郁的熱帶水果香氣風味，果肉果汁富含維生素、有機酸、氨基酸等營養(yǎng)成分，果皮和種子富含膳食纖維、類黃酮、不飽和脂肪酸等功能性成分[4-6]，不但適宜鮮食，也非常具有加工價值。但根據(jù)研究報道顯示，由于百香果出汁率低，無論是單一百香果酒或是百香果與其他原料混合釀造的復(fù)合果酒，均采用的是將百香果去殼取汁發(fā)酵的工藝[7-10]，這不但工序繁雜，而且果皮中的功能性成分也隨之損失。因此，開展百香果帶殼釀造的嘗試，對于百香果的加工技術(shù)創(chuàng)新具有重要的意義。

甘蔗是釀酒及酒精工業(yè)的重要原料，目前甘蔗除了制糖外主要用于生產(chǎn)燃料酒精[11]，此外，在古巴、牙買加、巴西等地用甘蔗發(fā)酵生產(chǎn)的朗姆酒聞名世界[12]。在我國，由于包含習慣及傳統(tǒng)的原因，甘蔗釀酒的研究工作相對較少[13-14]。盡管如此，由于甘蔗原料的廉價優(yōu)勢以及甘蔗果酒具有較好的品質(zhì)特性，在國內(nèi)特別是我國甘蔗優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)廣西開發(fā)特色甘蔗果酒產(chǎn)品，仍具有較好的應(yīng)用前景。

鑒于百香果風味物質(zhì)豐富，但出汁率低且果汁低糖高酸；而甘蔗汁風味較為平淡，但含有充足的糖分可供發(fā)酵。將兩者進行復(fù)配可以形成優(yōu)勢互補，且廣西是百香果和甘蔗的主產(chǎn)區(qū)，開展此研究具有較好的應(yīng)用前景。因此，本研究通過采用單因素優(yōu)化和多因素正交組合優(yōu)化的方法對百香果生物發(fā)酵法破殼、百香果帶殼與甘蔗汁混合進行酒精發(fā)酵的工藝進行優(yōu)化，以期得到保留更多百香果功能性成分、品質(zhì)優(yōu)良的果酒產(chǎn)品，為促進百香果及甘蔗的精深加工提供新的技術(shù)路線。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

百香果（紫香一號）：廣西北流；甘蔗（桂糖49號）：廣西南寧；安琪牌甜酒曲：安琪酵母股份有限公司；果酒酵母（71B型酵母）：法國Lalvin公司；果膠酶（58 000 U/g）：法國Lallemand公司；白砂糖（食品級）：南寧中華路批發(fā)市場；其余試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

YF-T80甘蔗榨汁機：廣州市艾拓機電制造有限公司；PAL-BXIACID2手持式糖酸度計：日本ATAGO公司；PHB-4便攜式pH計：上海儀電科學儀器股份有限公司；UV-2600紫外可見分光光度計：日本島津公司；H1650R臺式高速冷凍離心機：長沙湘儀離心機儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 百香果甘蔗復(fù)合果酒加工工藝流程及操作要點

操作要點：

百香果的選擇：選取充分成熟、香氣濃郁、含糖量高、果皮呈深紫色、完整且無顯著病蟲害的果實。

甘蔗的選擇：選擇成熟度好、含糖量高、無霉變及病蟲害的甘蔗為原料，經(jīng)過清洗后壓榨為甘蔗汁。

發(fā)酵破殼：將酒曲菌粉用新鮮的甘蔗汁配制成10%的菌懸液。將百香果裝入不銹鋼發(fā)酵桶后，將酒曲懸浮液均勻噴灑于果實上，于28℃條件下培養(yǎng)，以桶中90%以上百香果出現(xiàn)果殼脆化流汁終止發(fā)酵。通過外力適當擠壓桶內(nèi)堆積的百香果，使其外殼破裂，以便后續(xù)發(fā)酵。

甘蔗汁的調(diào)配：完整百香果所能提供的果汁較少，且果汁含糖量較低，新榨甘蔗汁也無法提供酒精發(fā)酵的足夠糖量，因此，需要向甘蔗汁中添加蔗糖調(diào)節(jié)初始糖度為25%～40%。

主發(fā)酵：按不同料液比向發(fā)酵桶中補入調(diào)配好的甘蔗汁，需確保液面沒過百香果皮渣。根據(jù)桶內(nèi)料液總體積，按50 mg/L加入果膠酶，再按0.1 g干酵母/L的接種量稱取活性干酵母，按使用說明活化后接種到發(fā)酵桶中，按試驗要求在選定發(fā)酵溫度，在恒溫條件下進行主發(fā)酵，每天攪拌2次，按試驗要求，選取發(fā)酵周期為7～12 d。

后發(fā)酵：為確保酒體中的可發(fā)酵性糖充分轉(zhuǎn)化為酒精，在主發(fā)酵結(jié)束后，將與皮渣分離的上清酒體轉(zhuǎn)至另一不銹鋼發(fā)酵罐中，于15℃滿罐靜置進行后發(fā)酵20 d，以酒體中總糖含量＜45 g/L且不再下降為發(fā)酵終點。

澄清及陳釀：后發(fā)酵結(jié)束后，按1 g/L的量向酒體中加入皂土，于5℃靜置澄清40 d，轉(zhuǎn)罐去除罐底殘留物，上清酒液于16℃滿罐陳釀90 d，即得百香果甘蔗復(fù)合果酒。

1.3.2 酒曲發(fā)酵破殼的時間優(yōu)化

將酒曲菌粉用新鮮的甘蔗汁配制成10%的菌懸液。將百香果裝入不銹鋼發(fā)酵桶后，將酒曲懸浮液均勻噴灑于果實上，于28℃條件下培養(yǎng)，每隔24 h檢查百香果果殼脆化并流汁的比例，優(yōu)化酒曲發(fā)酵破殼的時間。

1.3.3 釀造工藝優(yōu)化單因素試驗

百香果和甘蔗汁配比的確定：將發(fā)酵破殼的百香果和調(diào)配好的甘蔗汁分別按不同的料液比（1∶2、1∶3、1∶4、1∶5（g∶mL）），調(diào)節(jié)混合醪液的初始含糖量為25%，于24℃混合浸漬發(fā)酵10 d后去除皮渣，測定發(fā)酵液酒精度并進行感官評分。

初始含糖量的確定：將百香果和甘蔗汁按最適比例調(diào)配好后，分別調(diào)整初始含糖量為20%、25%、30%、35%、40%，按0.2 g/L接種干酵母，于20℃發(fā)酵7 d，測定發(fā)酵液酒精度并進行感官評分。

發(fā)酵溫度的確定：將百香果和甘蔗汁按最適比例調(diào)配好后，分別調(diào)整初始含糖量為30%，按0.2 g/L接種酵母，分別于15℃、18℃、21℃、24℃、27℃發(fā)酵7 d，測定發(fā)酵液酒精度并進行感官評分。

發(fā)酵時間的確定：將百香果和甘蔗汁按最適比例調(diào)配好后，分別調(diào)整初始含糖量為30%，按0.2 g/L接種酵母，于20 ℃條件下分別發(fā)酵5 d、7 d、9 d、11 d、13 d后去除皮渣，測定發(fā)酵液酒精度并進行感官評分。

1.3.4 釀造工藝優(yōu)化正交試驗

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，固定百香果和甘蔗汁配比為1∶3（g∶mL），對初始含糖量（A）、發(fā)酵溫度（B）和發(fā)酵時間（C）進行3因素3水平正交試驗，以酒精度及感官評分為評價指標，優(yōu)化百香果甘蔗復(fù)合果酒發(fā)酵工藝條件，正交試驗因素與水平見表1。

表1 百香果甘蔗復(fù)合果酒發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗因素與水平Table1 Factors and levels of orthogonal experiments for fermentation process optimization of passion fruit-sugarcane compound wine

1.3.5 產(chǎn)品品質(zhì)分析

（1）感官指標

參考已有復(fù)合果酒的評價標準[15]，修改制定了適合于本研究的成品酒質(zhì)量評分標準，具體感官評價標準見表2。由10人品評，對酒體的外觀、香氣、滋味和典型性進行綜合評分，滿分100分，取總分的平均值為果酒樣品的綜合得分。

表2 百香果甘蔗復(fù)合果酒感官質(zhì)量評分標準Table2 Sensory evaluation standards of passion fruit-sugarcane compound wine

（2）理化指標

酒精度采用GB 5009.225—2016《酒中乙醇濃度的測定》中的酒精計法；總糖及還原糖含量分別采用國標GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的菲林試劑法；總固形物含量：采用手持式糖度計檢測。

（3）微生物指標

微生物指標參照GB4789.2—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數(shù)測定》的方法測定細菌菌落總數(shù)、大腸桿菌及致病菌。

2 結(jié)果與分析

2.1 酒曲發(fā)酵破殼的時間優(yōu)化

圖1 發(fā)酵時間對百香果破殼率的影響Fig.1 Effect of fermentation time on breaking rate of passion fruit

本研究通過接種酒曲，利用其中的曲霉、根霉等絲狀真菌的生長特性和強大的果膠酶、纖維素酶等酶系[16-19]的作用，使百香果的果殼破裂，果汁流出進而實現(xiàn)帶殼發(fā)酵。酒曲發(fā)酵破殼的時間優(yōu)化結(jié)果見圖1。由圖1可知，接種酒曲后發(fā)酵時間與破殼率成正相關(guān)，當發(fā)酵時間達到5 d時，破殼率達到90%以上，適宜用于后續(xù)主發(fā)酵。因此，發(fā)酵時間5 d為宜。

2.2 發(fā)酵工藝優(yōu)化單因素試驗

2.2.1 百香果與甘蔗汁的配比對酒體品質(zhì)的影響

發(fā)酵破殼的百香果和調(diào)配好的甘蔗汁配比對酒體感官評分的影響結(jié)果如表3所示。由表3可知，過高的百香果比例會引起酒體百香果香氣過于濃烈、尖酸味過于突出、酒體協(xié)調(diào)性和口感較差等問題；而甘蔗汁比例過高則會造成酒體的百香果香氣變淡、酒體典型性弱化等問題。綜合考慮，選定百香果與甘蔗汁的最適料液比為1∶3（g∶mL）。

表3 百香果與甘蔗汁料液比對酒體感官評分的影響Table3 Effect of passion fruit to sugarcane juice ratio on sensory evaluation of wine

2.2.2 初始含糖量對酒體品質(zhì)的影響

不同初始糖含量對百香果甘蔗復(fù)合果酒品質(zhì)的影響結(jié)果見圖2。由圖2可知，當初始含糖量在20%～35%時，酒精度隨初始含糖量增加而增加；當初始含糖量為35%時，酒精度達到14.7%vol的最高值；初始含糖量＞35%之后，酒精度隨之下降。當初始含糖量為20%～30%時，酒體感官評分隨初始含糖量增加而增加；當初始含糖量為30%時，酒精度為13.6%vol，感官評分達到最高78分；當初始含糖量＞30%之后，感官評分有所下降。綜合酒精含量和感官評分，初始含糖量30%為宜。

圖2 不同初始含糖量對百香果甘蔗復(fù)合果酒品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of different initial sugar content on the quality of passion fruit-sugarcane compound wine

2.2.3發(fā)酵溫度對酒體品質(zhì)的影響

過高的發(fā)酵溫度會造成酵母早衰，還可能產(chǎn)生過多的高級醇、有機酸等副產(chǎn)物，進而破壞酒的品質(zhì)。但過低的發(fā)酵溫度又會抑制酵母生長，容易引發(fā)發(fā)酵中止[20]。由圖3可知，酒體酒精度隨發(fā)酵溫度在15～24℃范圍內(nèi)提高而逐漸升高，當發(fā)酵溫度達到24℃時，酒精度達到最高值13.8%vol，繼續(xù)提高發(fā)酵溫度酒精度反而有所下降；酒體口感隨發(fā)酵溫度在15～18℃范圍內(nèi)提高而逐漸升高，當發(fā)酵溫度為18℃時，酒體感官評分達到最高值77分，酒精度為13.0%vol，繼續(xù)提高發(fā)酵溫度，酒體感官評分有所下降；綜合酒精含量和感官評分，發(fā)酵溫度18℃為宜。

圖3 不同發(fā)酵溫度對百香果甘蔗復(fù)合果酒品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of different fermentation temperature on the quality of passion fruit-sugarcane compound wine

2.2.4 發(fā)酵時間對酒體品質(zhì)的影響

適宜的發(fā)酵時間能夠確保發(fā)酵過程完全以及果酒原料中的風味物質(zhì)充分浸漬溶出。過長的發(fā)酵時間，可能導致原料中不良風味物質(zhì)的溶出、酵母自溶、代謝副產(chǎn)物增加等問題，影響酒體品質(zhì)。由圖4可知，酒體酒精度隨發(fā)酵時間在5～9 d范圍內(nèi)增加而逐漸升高，在發(fā)酵時間＞9 d后增加趨緩，當發(fā)酵至13 d時，酒精度達到最高值13.8%vol；酒體口感隨發(fā)酵時間在5～13 d范圍內(nèi)增加而先升后降，當發(fā)酵至7 d時，酒體感官評分達到最高值76分，當發(fā)酵時間＞7 d后，酒體感官評分有所下降。綜合酒精度和感官評分，發(fā)酵時間以9 d為宜。

圖4 不同發(fā)酵時間對百香果甘蔗復(fù)合果酒品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of different fermentation time on the quality of passion fruit-sugarcane compound wine

2.3 發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，對初始含糖量（A）、發(fā)酵溫度（B）和發(fā)酵時間（C）進行3因素3水平正交試驗，以酒精度及感官評分為評價指標，優(yōu)化百香果甘蔗復(fù)合果酒發(fā)酵工藝條件，正交試驗結(jié)果與分析見表4。

表4 百香果甘蔗復(fù)合果酒釀造工藝優(yōu)化正交試驗結(jié)果與分析Table4 Results and analysis of orthogonal experiments for fermentation process optimization of passion fruit-sugarcane compound wine

由表4可知，對酒精度的影響主次順序為發(fā)酵溫度＞初始含糖量＞發(fā)酵時間，對酒體感官品質(zhì)的影響主次順序為初始含糖量＞發(fā)酵溫度＞發(fā)酵時間。以酒精度為評價指標最優(yōu)發(fā)酵工藝條件組合為A3B3C3，即初始含糖量32.5%，發(fā)酵溫度24℃，發(fā)酵時間11 d；而以感官評分為評價指標最優(yōu)組合為A3B3C2，即初始含糖量32.5%，發(fā)酵溫度24℃，發(fā)酵時間9 d。以感官評分最優(yōu)組合A3B3C2條件進行3次驗證試驗，酒體酒精度達到14.1%vol，感官評分達到79分。

以酒體酒精度和感官評分為評價指標的方差分析結(jié)果分別見表5、表6。由表5、表6可知，在選定試驗條件下，原料初始含糖量和發(fā)酵溫度對酒體酒精度影響顯著（P＜0.05），但對感官品質(zhì)影響不顯著（P＞0.05），而發(fā)酵時間對于酒精度及感官品質(zhì)影響均不顯著（P＞0.05）。

2.4 百香果甘蔗復(fù)合果酒質(zhì)量指標

2.4.1 感官評價

百香果甘蔗復(fù)合果酒酒體色澤呈玫瑰紅色或桃紅色，澄清透亮，具有典型的百香果濃郁香氣和甘蔗汁的清香風味，口感酸甜協(xié)調(diào)，清爽適口，回味愉悅，無后苦及異味。

2.4.2 理化指標

由表7可知，百香果甘蔗復(fù)合果酒理化指標達到GB/T 15037—2006《葡萄酒》國家標準的要求。

表7 百香果甘蔗復(fù)合果酒理化指標Table7 Physical and chemical indicators of passion fruit-sugarcane compound wine

2.4.3 微生物指標

百香果甘蔗復(fù)合果酒細菌總數(shù)＜20 CFU/mL，大腸菌群＜3 MPN/100 mL，致病菌未檢出符合相關(guān)國家標準。

3 結(jié)論

通過正交試驗，確定了帶殼百香果與甘蔗汁混合發(fā)酵生產(chǎn)復(fù)合果酒的工藝路線，優(yōu)化得到最佳的發(fā)酵工藝條件為在發(fā)酵溫度28℃條件下接種酒曲發(fā)酵5 d完成百香果破殼，百香果與甘蔗汁配比1∶3（g∶mL），調(diào)節(jié)初始含糖量至32.5%，酵母接種量為0.02%，在24℃發(fā)酵9 d完成主發(fā)酵。在此優(yōu)化條件下，所得復(fù)合果酒感官評分為79分，酒精度達到14.1%vol，色澤呈玫瑰紅色或桃紅色，澄清透亮，具有典型的百香果濃郁香氣和甘蔗汁的清香風味，口感酸甜協(xié)調(diào)，清爽適口，回味愉悅，無后苦及異味。