復(fù)合果渣發(fā)酵酒加工工藝研究

陳祖滿，鄭云峰，李伊佳，師邱毅

（1. 浙江醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校，浙江寧波 315100；2. 國(guó)家黃酒產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，浙江紹興 312071）

0 引言

藍(lán)莓、桑果、楊梅是南方近年來發(fā)展和利用較快的漿果，具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、色澤艷麗、口感好等特點(diǎn)，受到消費(fèi)者的歡迎。藍(lán)莓為杜鵑花科（Ericaceae） 越橘屬（Vaccinium spp.） 植物[1]，含有極為豐富的天然水溶性色素花青素[2]、有機(jī)酸、黃酮醇等特殊營(yíng)養(yǎng)成分，被稱為“漿果之王”[3]。藍(lán)莓除了鮮食外，多被加工成果汁和果酒等，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量副產(chǎn)物果渣，而藍(lán)莓果實(shí)中花青素含量最豐富的部分是其特有的紫色果皮部位[4]。因此，藍(lán)莓果渣可以作為抗氧化活性化合物的來源[5]。藍(lán)莓果渣作為一種藍(lán)莓果汁生產(chǎn)過程的副產(chǎn)物，富含多酚類化合物[6]和膳食纖維素[7]，是天然抗氧化劑和天然色素的豐富來源[8]。已經(jīng)報(bào)道的酚類化合物的功效有抗氧化、清除自由基、降低正常細(xì)胞被氧自由基破壞的程度[9－11]、抗炎癥[12]等。桑葚，又名桑果、桑棗、桑實(shí)、桑子等，是桑樹的成熟果穗，為聚花果，由多數(shù)小瘦果聚合而成，呈長(zhǎng)圓形，屬聚合漿果，果肉柔嫩多汁，營(yíng)養(yǎng)豐富，風(fēng)味獨(dú)特，而且色澤誘人，是良好的食品加工原料[13]。桑葚鮮果中富含葡萄糖、果糖、蘋果酸、亞油酸，還含有16 種氨基酸（其中人體必需的8 種氨基酸含量約占總氨基酸的30.25%）、維B1、維B2、維C 和胡蘿卜素，以及人體缺乏的Zn，Mn，Ca 等礦物質(zhì)和微量元素，國(guó)家很早就把桑果列為既是食品又是藥品的保健食品行列[13-14]。楊梅果實(shí)營(yíng)養(yǎng)豐富，富含葡萄糖、果糖、檸檬酸、果酸、維B、維C 等[15]營(yíng)養(yǎng)成分。據(jù)報(bào)道，果實(shí)含糖量高達(dá)10%～30%，果酸0.5%～1.2%，每100 g 果肉中含蛋白質(zhì)0.7 g，脂肪0.3 g，粗纖維0.4 g，灰分3 g，Ca 12 mg，F(xiàn)e 0.6 mg，以及豐富的維生素，熱量為129.76 kJ[16]。此外，果實(shí)含鉀量是所有水果中最高，鮮果中含鉀量達(dá)1 410.0 mg/kg[17]，亦含有豐富的花色苷和類黃酮，具有較強(qiáng)的抗氧化和抗衰老作用。目前對(duì)營(yíng)養(yǎng)豐富的漿果開發(fā)方興未艾，大多以利用果肉、果汁為主，富含營(yíng)養(yǎng)成分的果渣大多未得到利用，作為廢棄物拋棄，不僅污染環(huán)境，還極大浪費(fèi)了可以綜合利用的資源。

充分利用藍(lán)莓果渣富含的花色苷、桑果渣穩(wěn)定色素、楊梅渣豐富多酚類物質(zhì)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，通過對(duì)果渣配比、發(fā)酵影響、發(fā)酵菌種和工藝參數(shù)的研究，確定復(fù)合果渣發(fā)酵酒加工工藝，解決以往漿果開發(fā)中存在的原料利用率低、營(yíng)養(yǎng)成分單一、成本高、品質(zhì)不穩(wěn)定、風(fēng)味差等問題，為生產(chǎn)色澤艷麗、富含纖維素、品質(zhì)穩(wěn)定性好、成本低的優(yōu)質(zhì)果酒提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 主要原材料

藍(lán)莓、桑果，奉化原料基地提供；楊梅，慈溪楊梅基地提供；安琪酵母，湖北安琪酵母股份有限公司提供；法國(guó)進(jìn)口果酒酵母：D254、帝伯仕降酸酵母、Lalvin，上海杰兔貿(mào)易有限公司提供；白砂糖（食品級(jí)）；二氧化硫（食品級(jí)），天津化工廠提供。

1.1.2 主要試劑

葡萄糖（分析純），上海山浦化工有限公司提供；40 g/L NaOH、0.1%酚酞、HCl（1+1）、葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液、次甲基藍(lán)指示劑（10 g/L）、斐林試劑、重鉻酸鉀、碘化鉀、硫酸溶液（以上均為分析純），浙江仙居縣興達(dá)化工廠提供。

1.2 儀器與設(shè)備

ISOLAB 型密度瓶，萊華爾科技（深圳） 有限公司產(chǎn)品；LAL1T 型酒精度計(jì)，廣州銘睿電子科技有限公司產(chǎn)品；FA2004 型分析天平，昆山艾思博格電子科技有限公司產(chǎn)品；全玻璃蒸餾裝置，上海精密儀器儀表有限公司產(chǎn)品；破碎機(jī)、DJ 型打漿機(jī)（刮板式）、DYJ 帶式壓榨機(jī)（帶過濾裝置），靖江前衛(wèi)食品機(jī)械廠產(chǎn)品；低溫發(fā)酵罐，新鄉(xiāng)市新輕機(jī)械有限公司產(chǎn)品；陳釀罐，寧波市中興機(jī)械制造有限公司產(chǎn)品。

1.3 方法

1.3.1 分析方法

酒精度、總糖含量、總酸含量、干浸出物含量、SO2含量等按GB15037 葡萄酒中規(guī)定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法[18]檢測(cè)；感官評(píng)定：按孫君社[19]的方法進(jìn)行。

1.3.2 試驗(yàn)方法

（1） 復(fù)合果渣發(fā)酵酒試驗(yàn)工藝。

復(fù)合果渣（藍(lán)莓渣∶桑果渣∶楊梅渣=3∶4∶3）→加水、加SO2→攪拌→成分調(diào)整（白砂糖、SO2、酵母） →主發(fā)酵→壓榨→后發(fā)酵→倒罐→陳釀→澄清、過濾→除菌過濾→灌裝→成品。

操作要點(diǎn)：

復(fù)合果渣制備：將藍(lán)莓渣、桑果渣、楊梅渣按3∶4∶3 比例混合后，加果渣質(zhì)量∶水=1∶0.5，1∶1，1∶2 這3 種不同配比進(jìn)行試驗(yàn)，確定最適配比，在攪拌中加入50 mg/L SO2。

成分調(diào)整：將規(guī)定用量的白砂糖、酵母（需先活化）、剩余30 mg/L SO2加入到復(fù)合果渣中，攪拌均勻。

主發(fā)酵、壓榨：保持發(fā)酵溫度（18 ℃） 進(jìn)行為期1 周的主發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后進(jìn)行壓榨，使渣汁得到分離，所分離出來的汁進(jìn)入后發(fā)酵。

后發(fā)酵：將分離出來的酒液繼續(xù)進(jìn)行發(fā)酵，直至殘?zhí)切∮? g/L。

倒罐、陳釀：通過倒罐，去除酒液底部沉積的酵母泥、果泥及其他沉淀物，將分離出來的酒液進(jìn)行陳釀，熟化酒的品質(zhì)。

澄清、過濾：陳釀后的酒用澄清劑進(jìn)行澄清，并通過用硅藻土進(jìn)行過濾，使酒體澄清透明。

除菌過濾：用除菌膜式過濾機(jī)去除酒中微生物及雜物。

灌裝、封口：將過濾后的酒及時(shí)灌裝、封口，即得到成品。

（2） 單因素試驗(yàn)方法。酵母發(fā)酵溫度根據(jù)酵母特性，從14 ℃開始，每提高2 ℃做1 個(gè)試驗(yàn)，到22 ℃共5 個(gè)試驗(yàn)進(jìn)行單因素試驗(yàn)，并對(duì)5 個(gè)樣品進(jìn)行評(píng)分，選擇最適合的3 個(gè)溫度作為正交試驗(yàn)的因素水平；菌種用量取0.010，0.015，0.020，0.025，0.030 g/L 做發(fā)酵試驗(yàn)，對(duì)結(jié)果按1.3.1 中的方法進(jìn)行評(píng)分，篩選出最適的3 個(gè)用量作為正交試驗(yàn)的三因素水平；SO2添加量取40，60，80，100，120 mg/L 5 個(gè)試驗(yàn)參數(shù)，將試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)分，得出3 個(gè)參數(shù)作為正交試驗(yàn)因素水平。

（3） 菌種優(yōu)化篩選。從果酒行業(yè)常用的葡萄酒、果酒常用酵母中，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選用安琪果酒酵母、D254、Lalvin、帝伯仕降酸酵母為復(fù)合果渣試驗(yàn)菌種，通過對(duì)發(fā)酵試驗(yàn)過程中主發(fā)酵所需時(shí)間、殘存糖含量、產(chǎn)酒率、生香情況及感官評(píng)定等因素的對(duì)比及分析，篩選出復(fù)合果渣發(fā)酵酒最適菌種。

（4） 發(fā)酵工藝參數(shù)的試驗(yàn)。將篩選出的最適復(fù)合果渣發(fā)酵菌種，通過發(fā)酵溫度、菌種用量、SO2添加量等主要因素的單因素試驗(yàn)，選取3 個(gè)較為合適的參數(shù)作為因子水平，然后通過正交試驗(yàn)，確定最佳工藝參數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合果渣配比對(duì)果酒品質(zhì)的影響

果渣中富含各種營(yíng)養(yǎng)成分、風(fēng)味物質(zhì)、鮮艷的色素及大量可溶性物質(zhì)，溶出結(jié)果直接影響復(fù)合果渣酒的品質(zhì)。因此，確定好果渣與溶劑（水） 的配比非常重要。若水比例大，有利于果渣中各種成分的溶出，但也會(huì)使酒體較?。ǜ山鑫锖康停⑸珴奢^淺、風(fēng)味較淡；若水比例小，雖然酒體飽滿，但果渣中有效成分溶出較慢，發(fā)酵過程中由于物料較濃，皮渣易結(jié)塊，使發(fā)酵過程中熱量散發(fā)困難而導(dǎo)致酒酸?。〒]發(fā)酸高），因此找到適合的料（復(fù)合果渣） 液（水） 比是做好復(fù)合果渣酒的第一步。試驗(yàn)在前期多次單果渣試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇了3 種不同的料液比，進(jìn)行發(fā)酵試驗(yàn)。

不同料液比對(duì)酒品質(zhì)的影響見表1。

表1 不同料液比對(duì)酒品質(zhì)的影響

從表1 可以看出，料液比為1∶2.0 時(shí)，雖然產(chǎn)品的揮發(fā)酸較低，但酒體較薄、風(fēng)味較淡，干浸出物低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（≥18 g/L）。料液比為1∶0.5 時(shí)發(fā)酵，產(chǎn)品雖然干浸出物較高，酒體飽滿，但過高的揮發(fā)酸使酒略帶酸味，皮渣中浸出苦味物質(zhì)濃度高使酒略帶苦味。料液比為1∶1 發(fā)酵產(chǎn)品干浸出物符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，揮發(fā)酸含量一般，不影響風(fēng)味，色澤及風(fēng)味也較好。因此，綜合考慮復(fù)合果渣酒的最適料液比為復(fù)合果渣∶水=1∶1.0。

2.2 酵母菌種的篩選

優(yōu)良酵母應(yīng)具有發(fā)酵能力強(qiáng)、殘?zhí)呛康?、抗逆性及生香能力?qiáng)，并與酒體相協(xié)調(diào)等特點(diǎn)。對(duì)復(fù)合果渣酒發(fā)酵而言，相對(duì)一般漿果發(fā)酵酒，發(fā)酵物料具有黏度低、酸度不高、原始菌數(shù)多、皮渣需要邊發(fā)酵邊浸提等特點(diǎn)。因此，能選擇一種既有一般優(yōu)良酵母的性能，又有較強(qiáng)抗逆性的酵母，是進(jìn)行酵母篩選的主要目標(biāo)。根據(jù)復(fù)合果渣物料加工特性，結(jié)合酵母發(fā)酵特點(diǎn)，在前期單體酵母廣泛試驗(yàn)的基礎(chǔ)，重點(diǎn)對(duì)適應(yīng)性較強(qiáng)的4 種酵母從主發(fā)酵時(shí)間、產(chǎn)酒能力、殘?zhí)?、產(chǎn)品總酸及感官評(píng)定等幾方面進(jìn)行了篩選試驗(yàn)。

不同酵母菌種發(fā)酵試驗(yàn)結(jié)果見表2。

從表2 可以看出，初步篩選后的4 種釀酒酵母，都具有較好的發(fā)酵能力。3#發(fā)酵較快，抗逆性強(qiáng)，發(fā)酵旺盛，酵母衰老快，殘?zhí)呛孔罡撸企w略稍粗糙，味略帶甘甜；2#發(fā)酵時(shí)間最長(zhǎng)，抗逆性差，效率不高，殘?zhí)呛恳草^高；1#發(fā)酵時(shí)間一般，抗逆性強(qiáng)，產(chǎn)酒能力較強(qiáng)，殘?zhí)呛康停C合評(píng)分最高；4#酵母主發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)，抗逆性略差，產(chǎn)酒能力強(qiáng)、殘?zhí)禽^低，并具有降酸作用（從原果汁總酸5.60 g/L 降至產(chǎn)品總酸5.20 g/L），酸感略弱。因此，根據(jù)果渣發(fā)酵特點(diǎn)及發(fā)酵結(jié)果評(píng)價(jià)，選用1#：安琪作為復(fù)合果渣的發(fā)酵酵母。這與筆者《藍(lán)莓發(fā)酵酒工藝優(yōu)化研究》中的研究結(jié)果相符。

表2 不同酵母菌種發(fā)酵試驗(yàn)結(jié)果

2.3 主發(fā)酵工藝確定

復(fù)合果渣發(fā)酵過程中若發(fā)酵溫度過高，發(fā)酵過于旺盛，產(chǎn)生熱量多，發(fā)酵時(shí)間短，會(huì)使酵母老化較快，發(fā)酵酒殘?zhí)呛扛?，酒體較粗糙，品質(zhì)較差等問題；若溫度過低，發(fā)酵速度較慢，易受雜菌污染而使酒酸敗，生產(chǎn)效率低；SO2具有殺滅和抑制雜菌作用，促進(jìn)色素單寧等有效成分溶出，使酒的品質(zhì)及風(fēng)味變好，但若用量過高，也會(huì)抑制酵母發(fā)酵，強(qiáng)烈刺激味會(huì)降低酒品質(zhì)，用量過少起不到抑制雜菌作用，使發(fā)酵過程中揮發(fā)酸升高，加速酒的氧化，降低酒的品質(zhì)；酵母添加量直接關(guān)系到發(fā)酵速度及生產(chǎn)成本，添加量過少，發(fā)酵速度慢、發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)、發(fā)酵不徹底、殘?zhí)呛慷?、生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，若酵母添加過多，繁殖快、發(fā)酵速度快、發(fā)酵時(shí)間短，影響發(fā)酵酒中風(fēng)味物質(zhì)的形成與積累，酒體較粗糙，發(fā)酵結(jié)束后大量的酵母死亡產(chǎn)生的酵母泥會(huì)直接影響酒的品質(zhì)。

針對(duì)復(fù)合果渣物料發(fā)酵中有效成分的溶出需要一定的時(shí)間，果渣原始菌數(shù)含量相對(duì)較高等特點(diǎn)，需要相對(duì)低的發(fā)酵溫度、酵母添加量和較高的SO2添加量，因此，將發(fā)酵溫度、SO2用量、酵母菌用量作為影響發(fā)酵的主要因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

單因素試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

從圖1 可以看出，不同發(fā)酵溫度對(duì)酒品質(zhì)影響比較明顯，16，18，20 ℃3 個(gè)發(fā)酵溫度所發(fā)酵酒品質(zhì)相對(duì)較好，因此作為正交試驗(yàn)的3 個(gè)因素水平進(jìn)行優(yōu)化組合；酵母菌用量0.015，0.020，0.025 mg/L 3 個(gè)因素發(fā)酵后酒的品質(zhì)較好，因此也作為發(fā)酵工藝優(yōu)化試驗(yàn)的3 個(gè)因素水平；SO2用量60，80，100 mg/L在3 個(gè)水平發(fā)酵酒品質(zhì)相對(duì)較好，因此也作為工藝優(yōu)化的3 個(gè)水平。

圖1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定各自的試驗(yàn)水平，進(jìn)行了三因素三水平的正交試驗(yàn)。

主發(fā)酵工藝參數(shù)的因素與水平設(shè)計(jì)見表3，正交試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表3 主發(fā)酵工藝參數(shù)的因素與水平設(shè)計(jì)

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果

通過對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果（表4） 的直觀分析，發(fā)酵溫度（A） 的極差最大，其次SO2用量（C），最后是酵母菌用量（B），工藝參數(shù)的最佳組合為A2C2B2，即發(fā)酵溫度18 ℃，SO2用量80 mg/L，酵母菌用量0.02 mg/L。

正交試驗(yàn)方差分析結(jié)果見表5。

從表4 和表5 正交試驗(yàn)極差分析和方差分析可以看出，因素A 的影響最顯著（p＜0.05），其次是C，最后是B。可見影響主發(fā)酵的主次因素為A＞C＞B，最佳組合為A2B2C2，即發(fā)酵溫度18 ℃，SO2用量80 mg/L，酵母菌用量0.02 mg/L。經(jīng)對(duì)優(yōu)化組驗(yàn)證試驗(yàn)，其評(píng)分達(dá)到93.5 分，另外從組合結(jié)果及實(shí)際生產(chǎn)也可以看出溫度對(duì)主發(fā)酵的影響最明顯。

表5 正交試驗(yàn)方差分析結(jié)果

2.4 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)[20]

根據(jù)最新版GB/T 15037—2006 葡萄酒標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，反映一些葡萄酒（果酒） 主要質(zhì)量的指標(biāo)。

葡萄酒（果酒） 主要質(zhì)量指標(biāo)見表6。

表6 葡萄酒（果酒） 主要質(zhì)量指標(biāo)

經(jīng)評(píng)定，復(fù)合果渣果酒的主要品質(zhì)指標(biāo)感官、典型性符合國(guó)標(biāo)要求，干浸出物含量18.3 g/L，酒精度12±0.5（V/V），總糖含量2.2 g/L，揮發(fā)酸0.52 g/L等主要理化指標(biāo)符合上述國(guó)標(biāo)要求，因此產(chǎn)品達(dá)到GB/T 15037—2006 葡萄酒標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求的。

3 結(jié)論

在藍(lán)莓渣、桑果渣、楊梅渣按3∶4∶3 混合條件下，研究得出復(fù)合果渣與水最適配比為1∶1；最適酵母為安琪果酒酵母，在發(fā)酵溫度18 ℃，酵母用量0.02 mg/L，SO2用量80 mg/L 的工藝條件下發(fā)酵，能生產(chǎn)出酒精度12.0（V/V），揮發(fā)酸0.52 g/L，干浸出物18.3 g/L 的天然復(fù)合果酒；復(fù)合果渣酒具有濃郁的復(fù)合水果風(fēng)味，豐富的營(yíng)養(yǎng)成分和艷麗的色澤，與單一水果酒比具有更優(yōu)質(zhì)的品質(zhì)。