沙田柚果酒脫苦工藝

陳靜 ，戴梓茹，郭德軍 ，牛改改，張自然，陳德強

1.北部灣大學(xué)食品工程學(xué)院（欽州 535000）；2.欽州市特色果蔬發(fā)酵重點實驗室（欽州 535000）

柚子屬蕓香科柑橘屬亞熱帶果樹生長的果實，又稱內(nèi)紫、香欒、雷柚、橘紅[1]。沙田柚是柚子眾多品種中的一個品種，以廣西容縣所生產(chǎn)的沙田柚最為出名，根據(jù)果肉的風(fēng)味可將沙田柚分為酸柚和甜柚，其汁多肉飽滿，耐儲存，在摘后存儲時間可達5~6個月，有“柚中之王”的美稱[2-3]。

沙田柚果酒中含有對人體起降血糖、減肥、抗動脈硬化、美顏養(yǎng)容、降血脂等作用的類似于胰島素的成分[4]。李敏等[5]使用超聲輔助提取法對柚子果皮進行處理，提取得到黃酮類物質(zhì)，并證明其具有抗氧化作用。Lee等[6]試驗證明柚子中存在抗動脈硬化作用的成分。沙田柚果酒中含有多種維生素和黃酮類等物質(zhì)，每百毫升的果肉含有120 mg維生素C，是柑橙的2倍以上，蘋果的7倍[7]，具有抗衰老的作用。但沙田柚果酒的最大問題就是后苦味很重，Jung等[8]研究發(fā)現(xiàn)沙田柚果酒中存在難以去除的苦味。柚皮苷是引起沙田柚果酒苦味的主要因素[9]，柚皮苷是一種存在于柑橘類果實（柚子類為主）中的一種天然黃酮類物質(zhì)[10]，對果酒的口感影響極大。近年來，有不少研究人員采用不同的脫苦方法對沙田柚、蜜柚等類似的水果進行脫苦研究，但是對于沙田柚果酒成品中的苦味物質(zhì)去除效果還不是很理想，加劇了沙田柚果汁、罐頭等系列產(chǎn)品加工生產(chǎn)的困難，且在國內(nèi)外對柑橘類脫苦工藝的研究較為薄弱，導(dǎo)致沙田柚以鮮果出售的方式為主，進一步限制了沙田柚其他系列加工產(chǎn)品的開發(fā)[11]。

試驗主要通過混合添加吸附劑、酶制劑及苦味抑制劑對沙田柚果酒進行脫苦，以單因素試驗和正交試驗，展開對沙田柚果酒脫苦的探究，以果酒的理化指標(biāo)和感官評價為參考，確定果酒的最優(yōu)脫苦工藝條件，使之得到口感更好、更具沙田柚風(fēng)味的果酒，更好地帶動當(dāng)?shù)厣程镨值匿N售，促進當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展，以滿足不同消費人群和對沙田柚愛好者的需求。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 原料

沙田柚（欽州市欽南區(qū)東風(fēng)市場）；白砂糖（大康惠超市）。

1.1.2 主要試劑

焦亞硫酸鉀：食品級（SO2含量大于56%，煙臺帝伯仕自釀劑有限公司）；果膠酶（5×105U/g，夏盛實業(yè)集團有限公司）；酶苷柚（100萬 U/g，上海興業(yè)生物科技有限公司）；β-環(huán)糊精（西安隆茂生物科技有限公司）；葡萄糖、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉、硫酸銅（均為分析純，純度＞98%，天津市致運化學(xué)試劑有限公司）；甲醇、叔戊醇、異丁醇、異戊醇標(biāo)準(zhǔn)品（純度≥99.5%，山東西亞化學(xué)工業(yè)有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

HT-114ATC手持糖量計（德州眾遠電子有限公司）；力邦榨汁機（中山市十三朗電器源頭廠家）；HH-420電熱恒溫水浴鍋（上海力辰邦西儀器科技有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 沙田柚果酒的釀造工藝流程

1.3.2 試驗操作要點

1.3.2.1 原料的處理

柚子酒原料的不同處理方式會直接導(dǎo)致果酒品質(zhì)和口感的好壞，對果酒發(fā)酵速度的快慢有一定的影響[12]。挑選成熟、表皮無蟲害的沙田柚果實作為原料，去皮、榨汁，然后將原料按照4種方式處理：（1）沙田柚果肉破碎帶渣帶囊發(fā)酵；（2）沙田柚果肉破碎帶渣發(fā)酵；（3）沙田柚果肉不破碎帶囊發(fā)酵；（4）沙田柚果肉不破碎不帶囊發(fā)酵。根據(jù)表1對果酒的發(fā)酵后效果以及對果酒的苦味程度進行感官評定，選擇最好的處理方式進行釀造。

1.3.2.2 酶解

以優(yōu)選出的原料處理方式中添加果膠酶，果膠酶可以提高柚子出汁率，降低果汁黏度，提高果汁澄清度，攪拌溶解果膠酶水解的最佳條件為溫度45 ℃、酶添加量0.02%、酶解時間100 min、pH 3.5，酶解完全[13]。

1.3.2.3 成分調(diào)整

適量的糖度可達到殺菌作用。使用糖度計測定原料中的果汁糖度，添加白砂糖使發(fā)酵前的果酒初始糖度達到22 °BX。

1.3.2.4 主發(fā)酵

稱取所需的酵母用量，加入適量的2%溫糖水，不斷攪拌至溶解活化30 min[14]，將活化后的酵母倒入果汁中，在常溫下發(fā)酵3~12 d，攪拌均勻，每隔2~3 d攪拌1次，且在主發(fā)酵期間不定時檢測殘?zhí)呛?，殘?zhí)呛拷档? g/L以下即主發(fā)酵結(jié)束。

1.3.2.5 后發(fā)酵

主發(fā)酵結(jié)束后，將果渣分離，待靜置1~2 d后可用虹吸法分離上清液，于常溫發(fā)酵，直到果酒中的殘?zhí)遣辉侔l(fā)生變化發(fā)酵結(jié)束。

1.3.2.6 脫苦工藝

在完成發(fā)酵的果酒中添加脫苦劑進行脫苦，在沙田柚果酒中添加一定比例白砂糖、環(huán)糊精、柚苷酶。李利君等[15]試驗指出，白砂糖1.5%時脫苦效果最好；賀紅宇等[16]試驗中表明，添加β-環(huán)糊精5 g/L時脫苦效果最好；牛小明[17]的研究中表明，柚苷酶0.05 g/L時達到最優(yōu)的脫苦效果。把添加脫苦劑的果酒在50 ℃水浴中保持90 min，在常溫下放置7 d澄清后進行感官評定。

1.3.2.7 澄清

在經(jīng)脫苦后的復(fù)合果酒中添加一定量的澄清劑，室溫內(nèi)靜置48 h左右，待酒液澄清后，取上層澄清液在紫外分光光度計640 nm處測透光率。

1.3.2.8 灌裝成品

對脫苦澄清沙田柚果酒進行過濾瓶裝。使用巴氏滅菌法對灌裝后的果酒滅菌15 min，即得成品。

1.3.3 沙田柚果酒原料不同處理方式的感官評定

試驗中原料采用4種不同的處理方式，經(jīng)過10名食品專業(yè)人員進行對果酒苦味效果的感官評定，選出苦味較輕的原料處理方式。其評定標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 沙田柚果酒原料不同處理方式的感官評定表

1.3.4 沙田柚果酒脫苦工藝優(yōu)化

采用單一變量控制法進行單因素試驗。沙田柚果酒中β-環(huán)糊精添加量為0，0.15%，0.30%，0.45%和0.60%；柚苷酶添加量為0，0.01%，0.02%，0.03%和0.04%；白砂糖添加量為0，1.0%，2.0%，3.0%和4.0%；考察β-環(huán)糊精添加量、柚苷酶添加量、白砂糖添加量對產(chǎn)品感官評定和理化指標(biāo)的影響。

1.3.5 沙田柚果酒正交試驗脫苦工藝優(yōu)化

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，采用L9(33)正交法進行試驗設(shè)計，以β-環(huán)糊精添加量（A）、柚苷酶添加量（B）、白砂糖添加量（C）為自變量，以感官評定分?jǐn)?shù)為評價標(biāo)準(zhǔn)，通過三因素三水平正交試驗確定沙田柚果酒的脫苦的最佳方案。因素與水平見表2。

表2 沙田柚果酒正交優(yōu)化因素與水平表 單位：%

1.3.6 澄清

皂土的預(yù)處理參照孫喜房等[18]的研究方法。稱取2.5 g皂土放入50 mL燒杯中，用蒸餾水充分溶解，用50 mL容量瓶定容。

皂土的添加：取10份10 mL脫苦后的沙田柚果酒于25 mL比色管中，分別添加1.1，1.2，1.3，1.4，1.5，1.6，1.7，1.8，1.9和2.0 g/L的皂土，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝箪o置24 h左右，去上清液，在640 nm波長測定透光率，確定皂土最優(yōu)量。

1.3.7 沙田柚果酒的品質(zhì)分析

1.3.7.1 感官評價

試驗中的脫苦工藝分別從4個方面進行：外觀（25分）、滋味（40分）、香氣（20分）、典型性（15分）。感官評定小組由10名專業(yè)的感官評價員組成，評價滿分為100分[19]，參照NY/T 1508—2017《綠色食品 果酒》[20]，最終評分取評定人員的感官評定數(shù)據(jù)的平均值。其感官評定標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 沙田柚果酒的感官評價表

1.3.7.2 分析與測定方法

參照GB/T 15037—2006《葡萄酒》[21]和GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[22]對沙田柚果酒的理化指標(biāo)的檢測；酒精度，采用蒸餾后用酒精度計測定；總糖，采用直接滴定法測定；總酸，采用酸堿滴定法測定。采用WPS 2019軟件進行圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 原料處理方式的確定

由圖1可知，方式（1）（3）較方式（2）（4）所發(fā)酵得出的果酒的苦澀味更重，方式（4）相對于方式（2）出汁率較低，依據(jù)苦澀味綜合考慮，通過感官評定的方式對發(fā)酵原料處理進行選擇，方式（2）的分?jǐn)?shù)最高，為7.2分。依據(jù)苦澀味綜合考慮，原料選擇方式（2）較為合理。

圖1 沙田柚果酒原料的不同處理方式對感官的影響

2.2 不同脫苦劑對沙田柚果酒脫苦效果

2.2.1β-環(huán)糊精的脫苦效果

分別取0，0.15%，0.30%，0.45%和0.60%的β-環(huán)糊精進行脫苦，考察其對柚子酒果酒的理化影響，及脫苦效果的影響。結(jié)果見表4。

由表4可知，在β-環(huán)糊精添加量0~0.6%范圍內(nèi)，隨著β-環(huán)糊精添加量增加，果酒酒精度呈現(xiàn)先升高后降低趨勢，果酒的總糖和總酸均有所升高，這可能是試劑基團或自身效應(yīng)造成的結(jié)果。β-環(huán)糊精是一種成本較低廉的吸附劑，它與柚皮苷分子以范德華力及氫鍵締合形成穩(wěn)定的包嵌物[23]，β-環(huán)糊精可以對柚子中的苦味物質(zhì)進行包裹，從而達到脫苦效果，果酒的營養(yǎng)物質(zhì)在β-環(huán)糊精進行脫苦過程中不會發(fā)生很大的改變。甲醇和雜醇油呈下降趨勢。β-環(huán)糊精添加量0.45%時，甲醇為384.56 mg/L、雜醇為143.64 mg/L，此時感官評分為85.4分，隨著添加量增大，感官評分有所下降，β-環(huán)糊精添加量0.45%時果酒感官較易讓人接受。

表4 β-環(huán)糊精添加量對沙田柚果酒品質(zhì)的影響

2.2.2 柚苷酶的脫苦效果

分別取0，0.01%，0.02%，0.03%和0.04%的酶苷柚進行脫苦，考察其對柚子酒果酒的理化影響，以及脫苦后對酒感官的影響。結(jié)果見表5。

由表5可知：柚苷酶添加量0~0.04%的范圍內(nèi)，隨著柚苷酶添加量增加，沙田柚果酒酒精度逐漸上升，但總體變化不是很大，酸度變化不明顯，糖度相對于空白均有所增加，從空白的6.25最大增加到6.85；由于柚苷酶體系由α-L-鼠李糖苷酶和β-D-葡萄糖苷酶組成，同時擁有這2種酶的活性，柚苷酶主要將柚子中的柚皮苷水解為沒有苦味的柚皮素和葡萄糖[24]；果酒中隨著柚苷酶的加入，甲醇、異丁醇、異戊醇總體呈下降趨勢，可能由于雜醇形成過程中液中可利用的α-氨基氮源缺乏，雜醇含量有所下降；在感官評分方面，在柚苷酶添加量為0.02%時為最高值，83.2分；用量過多時，苦味物質(zhì)雖然完全水解，但是過多的酶蛋白會引起不良反應(yīng)，從而使復(fù)合果酒的品質(zhì)受到影響[25]，其顏色和風(fēng)味也是在這一范圍內(nèi)最佳。因此，選擇柚苷酶添加量0.02%對沙田柚果酒進行脫苦。

表5 柚苷酶添加量對沙田柚果酒的影響

2.2.3 白砂糖的脫苦效果

分別取0，1%，2%，3%和4%的白砂糖進行脫苦，考察其對柚子酒果酒的理化影響，及脫苦后對酒感官的影響。結(jié)果見表6。

由表6可知：隨著白砂糖添加量增加，酒精度呈現(xiàn)升高趨勢；總酸先降后升，可能的原因是初期有機酸和乙醇被利用發(fā)生酯化反應(yīng)生成酯類物質(zhì)，引起有機酸下降；隨之加糖量增加和時間的推移，后期乙醇被氧化而生成乙酸，酸度有所增加[26]。果酒中甲醇含量明顯下降，這可能與添加蔗糖后，果汁發(fā)酵體系中酒精度升高，抑制了果膠酶的相關(guān)活性有關(guān)，具體的原因還有待進一步探討[27]。高級醇的生成途徑包括降解代謝途徑和合成代謝途徑，降解代謝途徑主要是將特定的氨基酸代謝產(chǎn)生特定的高級醇[28]。隨著蔗糖添加量增加，果酒中各種異丁醇、異戊醇的含量均有所升高。添加蔗糖后酒精度有所增加，同時有更多的能量參與相關(guān)代謝酶的合成，從而生成更多的異丁醇、異戊醇?？偺请S著白砂糖添加量的增加而增加，甜度增加，但也掩蓋果酒的特有果香，色澤也會加深，通過感官評定小組感官評定得出，白砂糖添加量2.0%時感官評分達到最高值81.8分，且在這范圍內(nèi)的果酒的顏色沒有發(fā)生很明顯的變化。因此，白砂糖添加量2.0%時的脫苦效果更容易讓人接受。

表6 白砂糖添加量對沙田柚果酒的影響

2.3 沙田柚果酒正交脫苦

沙田柚果酒脫苦工藝正交試驗方案與分析如表7所示。

根據(jù)表7可知，每個因素對沙田柚果酒的脫苦效果不同，柚苷酶的添加量對沙田柚果酒脫苦效果最大，其次是β-環(huán)糊精添加量對沙田柚果酒脫苦效果，白砂糖添加量對沙田柚果酒脫苦效果最小，各個因素添加量對沙田柚果酒脫苦的順序為B＞A＞C，即柚苷酶添加量＞β-環(huán)糊精添加量＞白砂糖添加量。最佳組合為B1A2C2，即柚苷酶添加量0.01%、β-環(huán)糊精添加量0.45%、白砂糖添加量2.0%，在50 ℃條件下水浴90 min，常溫存放7 d后，果酒感官評分為84.3分，酒精度為12%vol。

表7 沙田柚果酒發(fā)酵工藝正交試驗結(jié)果與分析

由表8可知，因素B（柚苷酶添加量）對沙田柚果酒的感官評定有顯著影響，因素A（β-環(huán)糊精）和因素C（白砂糖添加量）對沙田柚果酒中的感官評定中都沒有顯著性影響。

表8 沙田柚果酒脫苦工藝優(yōu)化正交試驗結(jié)果方差分析

2.4 沙田柚果酒澄清

由圖2可知，皂土添加量在1.1~2.0 g/L范圍內(nèi)，隨著添加量不斷增加，沙田柚果酒的透光率不斷增加，皂土添加量1.6 g/L時，透光率達到最高值85.2%，之后隨著皂土添加量增加，沙田柚果酒的透光率則是趨于穩(wěn)定狀態(tài)。因此，皂土添加量1.6 g/L后靜置24 h左右，果酒透光度最高，澄清效果最好。

圖2 皂土添加量對沙田柚果酒澄清影響

3 結(jié)論

試驗主要以廣西沙田柚為主要原料制作果酒，由于柚子酒苦味較重，經(jīng)過原料處理篩選出沙田柚原果破碎不帶果囊發(fā)酵。利用單因素試驗和正交試驗結(jié)合的方法對果酒脫苦工藝的進一步優(yōu)化，并結(jié)合感官評定得出沙田柚果酒的最佳脫苦工藝條件。結(jié)果表明，添加苦味抑制劑最佳組合為柚苷酶的添加量0.01%、β-環(huán)糊精添加量0.45%、白砂糖添加量2.0%，在50 ℃條件下水浴90 min，在常溫下存放7 d后的脫苦效果最佳，果酒澄清皂土添加量在1.6 g/L時，透光率達到最高值85.2%，沙田柚子酒口感更協(xié)調(diào)。