水蜜桃火龍果復(fù)合果酒的發(fā)酵工藝研究

潘 俊 張愛華 曾令文 吉姆·哈迪

（常州大學(xué)城鄉(xiāng)礦山研究院，江蘇常州 213164）

陽山水蜜桃是無錫市陽山鎮(zhèn)的地方特產(chǎn)，是桃類中最優(yōu)良的品種之一，以形狀優(yōu)美、色澤艷麗、皮薄肉細(xì)、汁多味美而馳名中外。陽山水蜜桃營養(yǎng)價(jià)值豐富，含有蛋白質(zhì)、脂肪、糖、鈣、磷、鐵和維生素B、C 等成分。具有潤肺、祛痰、美膚、清胃等功效?；瘕埞置t龍果、青龍果等，屬仙人掌科量天尺屬和蛇鞭柱屬植物。果實(shí)營養(yǎng)價(jià)值高，含人體所需的多種氨基酸和豐富的微量元素，具有低脂肪、高纖維素、高維生素C、高磷質(zhì)、低熱量等特點(diǎn)。在醫(yī)藥方面，它有解毒、潤肺、養(yǎng)顏、明目等功效，對降低血糖、血脂、血壓以及預(yù)防便秘、糖尿病等有一定功效，已成為廣受歡迎的新興水果之一。

鑒于水蜜桃風(fēng)味物質(zhì)豐富，出汁率高，香氣濃郁，而紅心火龍果顏色鮮艷但出汁率較低，將兩者進(jìn)行復(fù)配，形成互補(bǔ)，研制出一款水蜜桃火龍果復(fù)合果酒。本研究通過單因素和正交試驗(yàn)對水蜜桃火龍果復(fù)合果酒的發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化，希望能得到一款色澤鮮艷、香氣濃郁、口感豐富的新型復(fù)合果酒，為促進(jìn)水蜜桃和火龍果的深加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮水蜜桃，購于江蘇省無錫市陽山桃源圣境；新鮮紅心火龍果；購于江蘇省常州市凌家塘市場；RB2 高活性干酵母，法國LAFFORT 公司；焦亞硫酸鉀（食品級）、酵母營養(yǎng)助劑、果膠酶（LAFAZYM CL），均購于法國LAFFORT 公司；冰糖，市售食品級；其余試劑均為分析純，購于常州市潤友商貿(mào)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

電子天平，杭州萬特衡器有限公司；PHS-25型數(shù)顯pH 計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；WYT-32 型手持糖度計(jì)，成都光電儀器廠生產(chǎn)；20 L 小型發(fā)酵罐，煙臺帝伯仕啤酒技術(shù)有限公司；陶瓷膜過濾機(jī)，江蘇久吾高科技股份有限公司；恒溫水浴鍋，蘇州市國飛實(shí)驗(yàn)室儀器有限公司；灌瓶機(jī)，意大利Marchisio 公司；氣囊壓榨機(jī)，山東諸城市健源釀酒設(shè)備有限公司；UV-2600 紫外可見分光光度計(jì)，日本島津公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 復(fù)合果酒發(fā)酵工藝流程

1.3.1.1 水蜜桃汁制備

水蜜桃→挑選→冷藏→清洗→切塊去核→榨汁

1.3.1.2 火龍果漿制備

火龍果→挑選→冷藏→清洗→去皮→破碎

1.3.1.3 果酒發(fā)酵工藝流程

1.3.2 工藝操作要點(diǎn)

水蜜桃和火龍果的挑選：選用充分成熟、香氣濃郁、含糖量高、表皮無霉變、完整且無病蟲害的新鮮水蜜桃和火龍果，水蜜桃清洗后壓榨為水蜜桃汁，火龍果清洗去皮后破碎。

冷藏：將挑選好的水蜜桃和火龍果在4 ℃的冷庫中冷藏24 h，以保持水果原有的風(fēng)味。

酶解：添加0.11 g/L 的果膠酶于果肉中，攪拌均勻，在16 ℃～18 ℃溫度下酶解24 h。

原料的調(diào)配：新鮮火龍果和新鮮水蜜桃汁的初始糖度不足以提供所需酒精發(fā)酵的糖度，因此添加冰糖并充分溶解，使果汁的初始糖度能達(dá)到理想值。

發(fā)酵：將調(diào)配好的復(fù)合發(fā)酵液進(jìn)行接種，使發(fā)酵溫度保持在14 ℃～22 ℃，每天定時(shí)攪拌，檢測糖度和酒精度的變化，監(jiān)測發(fā)酵情況。

過濾澄清：將發(fā)酵好的果酒用氣囊壓榨機(jī)去除果渣，然后用孔徑0.45 μm 陶瓷膜進(jìn)行過濾。

陳釀：將酒液裝罐密封，在6 ℃～8 ℃冷庫中陳釀6～12 個月；

殺菌：將調(diào)配好的果酒裝瓶封蓋，然后在恒溫水浴箱中進(jìn)行巴氏殺菌（70 ℃，10 min）。

1.3.3 理化指標(biāo)檢測

可溶性固形物：采用手持折光儀法；酒精度：按照GB 5009.225—2016《酒中乙醇濃度的測度》中方法測定；總糖、還原糖、總酸、感官評定：按照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》規(guī)定的方法測定。

菌落總數(shù)：按GB 4789.2—2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測定》規(guī)定方法測定；大腸菌群：按GB 4789.3—2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群計(jì)數(shù)》規(guī)定方法測定。

1.3.4 感官測評

感官評定：參考農(nóng)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1508—2017《綠色食品 果酒》，制定了適合本復(fù)合果酒的評分標(biāo)準(zhǔn)，由20 人組成品評小組進(jìn)行參評，采取無記名方式對果酒的色澤、香氣、口感和典型性進(jìn)行綜合評分，滿分100 分（色澤占20%、香氣占30%、口感占40%、典型性占10%），取總分的平均值為該樣品的綜合得分，評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 復(fù)合果酒感官評分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.5 單因素試驗(yàn)

選用RB2 酵母為菌種，分別考察水蜜桃汁與火龍果漿的復(fù)合比例（1:2、1:1、2:1、3:1）、酵母接種量（0.1 g/L、0.2 g/L、0.3 g/L、0.4 g/L、0.5 g/L）、發(fā)酵溫度（11 ℃、15 ℃、19 ℃、23 ℃、27 ℃）、發(fā)酵時(shí)間（6 d、8 d、10 d、12 d、14 d）、初始糖度（18%、20%、22%、24%、26%）對復(fù)合果酒酒精度和感官的影響。每組試驗(yàn)重復(fù)3 次。

1.3.6 發(fā)酵工藝主要因素的正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取酵母接種量（A）、發(fā)酵溫度（B）、發(fā)酵時(shí)間（C）、初始糖度（D）為正交試驗(yàn)優(yōu)化的4 個因素，每個因素選擇3 個水平，以酒精度和感官評分為判定指標(biāo)，采用L9（34）正交試驗(yàn)優(yōu)化發(fā)酵工藝。釀造工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平見表2。

表2 復(fù)合果酒發(fā)酵工藝正交試驗(yàn)因素與水平表

2 結(jié)果與討論

2.1 不同水蜜桃汁添加比例對復(fù)合果酒品質(zhì)的影響

水蜜桃汁與火龍果漿不同的復(fù)合比例對果酒酒精度與感官評分的影響如表3 所示。

表3 水蜜桃汁與火龍果漿的復(fù)合比例對復(fù)合果酒品質(zhì)的影響

由表3 可知在酵母接種量0.3 g/L，發(fā)酵溫度為19 ℃，發(fā)酵時(shí)間為10 d，初始糖度為24%的條件下，隨著水蜜桃汁添加量的增多，酒精度有所增加，但總體變化不大，感官評分則是先上升后下降，在比例為1∶2 的時(shí)候感官評分最低，可能是因?yàn)樗厶抑砑舆^少，導(dǎo)致復(fù)合果酒的香氣不夠濃郁，口感欠柔和，在比例為3∶1 的時(shí)候，由于水蜜桃汁添加過多，導(dǎo)致果酒酒體色澤較淡，口感單一，當(dāng)水蜜桃汁與火龍果的比例為2∶1 時(shí)，感官評分最高，因此，水蜜桃汁與火龍果的最佳復(fù)配比選為2∶1（ml∶g）。

2.2 酵母接種量對復(fù)合果酒品質(zhì)的影響

在發(fā)酵過程中，酵母將糖轉(zhuǎn)化為酒精，在發(fā)酵溫度為19 ℃，發(fā)酵時(shí)間為10 d，初始糖度為22%的條件下，酵母接種量對復(fù)合果酒品質(zhì)的影響如圖1 所示。

圖1 酵母接種量對復(fù)合果酒品質(zhì)的影響

由圖1 可知，隨著酵母接種量逐漸增加，復(fù)合果酒的酒精度呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，當(dāng)接種量為0.3 g/L 時(shí)，酒精度達(dá)到最大。圖中顯示感官評分的趨勢也是先增加后降低，當(dāng)酵母接種量為0.3 g/L 時(shí)達(dá)到最佳口感，此時(shí)感官評分高達(dá)88分。酵母接種量越大，果酒中總糖的消耗越大，酒精度上升的越快。但過多的酵母會導(dǎo)致發(fā)酵進(jìn)程加快，對果酒的風(fēng)味和口感造成一定的影響。因此，選擇復(fù)合果酒的酵母接種量為0.3 g/L。

2.3 發(fā)酵溫度對復(fù)合果酒品質(zhì)的影響

發(fā)酵溫度直接影響微生物的生長和代謝，從而會影響果酒的品質(zhì)和口感，在酵母接種量為0.3 g/L，發(fā)酵時(shí)間為10 d，初始糖度為22%的條件下，不同的發(fā)酵溫度對復(fù)合果酒品質(zhì)的影響如下頁圖2 所示。

由圖2 可知，隨著發(fā)酵溫度的升高，酒精度呈先升高后趨于穩(wěn)定的趨勢，在發(fā)酵溫度為19 ℃時(shí)酒精度最高。感官評分隨著發(fā)酵溫度的升高先增加后降低，在19 ℃時(shí)口感最佳。溫度過低，酵母繁殖速度慢，發(fā)酵時(shí)間長，酒精度低；溫度太高會使酵母活動加劇，導(dǎo)致酵母過早死亡，同時(shí)伴隨一些高級醇等副產(chǎn)物的產(chǎn)生，對果酒的品質(zhì)及風(fēng)味產(chǎn)生不好的影響。因此，選擇復(fù)合果酒的最適發(fā)酵溫度為19 ℃。

圖2 發(fā)酵溫度對復(fù)合果酒品質(zhì)的影響

2.4 發(fā)酵時(shí)間對復(fù)合果酒品質(zhì)的影響

合適的發(fā)酵時(shí)間會讓水果中的風(fēng)味物質(zhì)在發(fā)酵過程中充分釋放，可以豐富果酒的口感。在酵母接種量為0.3 g/L，發(fā)酵溫度為19 ℃，初始糖度為22%的條件下，不同發(fā)酵時(shí)間對復(fù)合果酒品質(zhì)的影響如圖3 所示。

圖3 發(fā)酵時(shí)間對復(fù)合果酒品質(zhì)的影響

由圖3 可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，酒精度呈上升趨勢，而感官評分先增加后降低，在發(fā)酵時(shí)間為12 d 時(shí)口感最佳。適宜的發(fā)酵時(shí)間可以讓水蜜桃汁和火龍果內(nèi)的風(fēng)味物質(zhì)充分融入到果酒中，使果酒的口感豐富。適宜的發(fā)酵時(shí)間可以使糖分充分轉(zhuǎn)化為酒精，但過長的發(fā)酵時(shí)間會導(dǎo)致不良物質(zhì)析出，從而影響復(fù)合果酒的口感。因此，選擇復(fù)合果酒的最適發(fā)酵時(shí)間為12 d。

2.5 初始糖度對復(fù)合果酒品質(zhì)的影響

在果酒的發(fā)酵過程中，初始糖度的多少直接影響最終酒精度的高低。在酵母接種量為0.3 g/L，發(fā)酵溫度為19 ℃，發(fā)酵時(shí)間為12 d 的條件下，不同初始糖度對復(fù)合果酒品質(zhì)的影響如圖4 所示。

圖4 初始糖度對復(fù)合果酒品質(zhì)的影響

為了使復(fù)合果酒達(dá)到所需的酒精度，需要添加適量冰糖以提高初始糖度。由圖4 可知，隨著初始糖度的增加，酒精度先升高后降低，在初始糖度為22%時(shí)最高。因?yàn)槌跏继嵌冗^高，會導(dǎo)致細(xì)胞壁外滲透壓增大，使酵母菌的停滯期延長，對酵母的繁殖有抑制作用，起酵時(shí)間長，對酒精生成有明顯的抑制作用。感官評價(jià)結(jié)果表明當(dāng)初始糖度為22%時(shí)，復(fù)合果酒口感最佳。因此，選擇復(fù)合果酒的最適初始糖度為22%。

2.6 復(fù)合果酒發(fā)酵工藝優(yōu)化試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以酵母接種量（A）、發(fā)酵溫度（B）、發(fā)酵時(shí)間（C）、初始糖度（D）為影響因素，酒精度和感官評分為評價(jià)指標(biāo)，設(shè)計(jì)L9（34）正交試驗(yàn)，結(jié)果與分析見下頁表4。

由表4 可知，對復(fù)合果酒酒精度影響最大的因素是B（發(fā)酵溫度），其次是D（初始糖度）和A（酵母接種量），而C（發(fā)酵時(shí)間）的影響最小。以酒精度為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的最優(yōu)工藝組合為A2B2C3D2。對于復(fù)合果酒的感官評分，影響因素的大小順序是B（發(fā)酵溫度）＞D（初始糖度）＞C（發(fā)酵時(shí)間）＞A（酵母接種量），其最優(yōu)工藝組合為A2B2C3D2，即酵母接種量為0.3 g/L，發(fā)酵溫度為19 ℃，發(fā)酵時(shí)間為12 d，初始糖度為22%。

2.7 驗(yàn)證試驗(yàn)

由正交試驗(yàn)結(jié)果可知，復(fù)合果酒的最佳工藝組合都是A2B2C3D2，但在正交表中沒有此組合，為了進(jìn)一步驗(yàn)證復(fù)合果酒最佳工藝參數(shù)的準(zhǔn)確性，采用最優(yōu)組合A2B2C3D2進(jìn)行3 次重復(fù)性試驗(yàn)，結(jié)果見下頁表5。

表4 復(fù)合果酒發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

表5 復(fù)合果酒發(fā)酵試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果

由表5 可知，在A2B2C3D2條件下復(fù)合果酒酒精度和感官評分均高于正交試驗(yàn)組中的結(jié)果，故選擇A2B2C3D2為最佳方案，即酵母接種量0.3 g/L，發(fā)酵溫度19 ℃，發(fā)酵時(shí)間12 d，初始糖度22%，在此條件下釀制的水蜜桃火龍果復(fù)合果酒的酒精度最高，口感最佳。

2.8 復(fù)合果酒理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)

對最優(yōu)條件下制得的復(fù)合果酒的理化指標(biāo)進(jìn)行測定，測定結(jié)果為：復(fù)合果酒酒精度13% vol，總糖8.1 g/L，總酸6.5 g/L，甲醇10.7 mg/L，果酒指標(biāo)均符合農(nóng)業(yè)部發(fā)布的NY/T 1508—2017《綠色食品果酒》的要求。

復(fù)合果酒微生物指標(biāo)測定結(jié)果：菌落總數(shù)＜20 CFU/mL，大腸桿菌群＜3 MPN/100 mL，致病菌未檢出。

3 結(jié) 論

通過單因素試驗(yàn)確定了水蜜桃汁與火龍果的復(fù)配比例為2∶1。以酵母接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間和初始糖度為主要影響因素。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用正交試驗(yàn)，對水蜜桃火龍果復(fù)合果酒的發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化，最終確定了復(fù)合果酒的最佳工藝條件為：酵母接種量0.3 g/L，發(fā)酵溫度19 ℃，發(fā)酵時(shí)間12 d，初始糖度22%，此工藝條件下釀出的水蜜桃火龍果復(fù)合果酒顏色鮮艷、酒體醇厚、口感豐滿，同時(shí)具有水蜜桃和火龍果的天然風(fēng)味。