軟棗獼猴桃酒生物降酸研究

呂英池，許玉然，竇佳博，賀 陽

（1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，吉林長春 130118；2.吉林森工泉陽泉飲品有限公司，吉林長春 130022）

0 引言

軟棗獼猴桃（Actinidia arguta），也稱為軟棗子，在長白山地區(qū)擁有豐富的資源，遼寧丹東、黑龍江小興安嶺也具有廣泛分布，占全國面積的50%以上[1]，其野生種在東北地區(qū)有大量種植。軟棗獼猴桃富含多種營養(yǎng)元素，如維C、多酚、有機酸、黃酮類等物質(zhì)，其中黃酮類化合物是主要活性成分之一[2]。軟棗獼猴桃的有機酸主要為檸檬酸、奎寧酸、蘋果酸和草酸[3]。王聰雅[4]研究表明，不同野生軟棗獼猴桃總酸含量為17.50～21.69 g/L，均以檸檬酸含量為首。因酸度較高，降酸成為軟棗獼猴桃酒生產(chǎn)中的研究熱點。

果酒中酵母菌降酸主要有釀酒酵母和非釀酒酵母的降酸[5]，其中釀酒酵母在果酒發(fā)酵過程中可將糖轉(zhuǎn)化為酒精，近年來非釀酒酵母也被用于果酒降酸。較典型的非釀酒酵母是粟酒裂殖酵母，也有研究表明非釀酒酵母菌的伊薩酵母屬[6]、畢赤酵母屬[7]、熱帶假絲酵母屬[8]對檸檬酸有較強的降解力，適用于檸檬酸型果酒、果汁的降酸。

鐘映雪等人[9]將降酸酵母和蘋果酸-乳酸發(fā)酵結(jié)合用于黑虎香葡萄酒降酸，可降低其1.03 g/L 的酸。劉俊麗等人[10]以檸檬酸為唯一外加碳源的培養(yǎng)基篩選得到具有檸檬酸降解能力的菌株GS1-1，用于獼猴桃果酒發(fā)酵，檸檬酸降解率為22.9%。Vilela A 等人[11]利用釀酒酵母S26 進行葡萄酒發(fā)酵，在72 h 和168 h 內(nèi)，酸性葡萄酒的揮發(fā)酸分別降低了28%和62%，且對葡萄酒的香氣不會產(chǎn)生負面影響。目前，鮮見軟棗獼猴桃酒的降酸研究。

采用吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏工程實驗室在2021 年從紅樹莓和藍靛果中篩選到可降解有機酸的2 株降酸酵母葡萄有孢漢遜酵母A3（Hanseniaspora uvarum）和二孢接合酵母B5（Zygosaccharomyces bisporus）對軟棗獼猴桃酒進行降酸處理，得到最佳的降酸工藝，提高產(chǎn)品品質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

軟棗獼猴桃，原始含酸量為（13.86±0.18）g/L，采自吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)軟棗獼猴桃園；降酸酵母菌株A3和B5，由吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程實驗室提供，均符合試驗要求；安琪葡萄酒專用酵母，安琪酵母股份有限公司提供。

1.2 儀器與設(shè)備

CPA-125 型電子分析天平，德國Sartorius 公司產(chǎn)品；XFX-50CA 型電熱式壓力蒸汽滅菌鍋，浙江新豐醫(yī)療器械有限公司產(chǎn)品；SW-CJ-2D 型雙人凈化工作臺，蘇州凈化設(shè)備有限公司產(chǎn)品；HZQ-F160型振蕩培養(yǎng)箱，東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司產(chǎn)品；SPX-250S-Ⅱ型生化培養(yǎng)箱，上海精科儀器有限公司產(chǎn)品；HH-2 型水浴鍋，常州越新儀器制造有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點

（1）原料預(yù)處理。將軟棗獼猴桃破碎，得到果漿汁。

（2）酶解。果漿汁酶解處理條件為果膠酶添加量為0.27%，纖維素酶添加量為0.90%，于45 ℃下酶解1.5 h，冷卻至室溫后經(jīng)紗布過濾得果汁備用[12]。

（3）調(diào)整成分。調(diào)整果汁糖度為220 g/L，加入二氧化硫50 mg/L。

（4）菌種活化。安琪葡萄酒專用酵母的接種量為0.04～0.06 g/L，加入適量果汁溶解后，在37 ℃下保溫活化25 min。

（5）發(fā)酵。調(diào)整好糖度的果汁添加活化后的安琪葡萄酒專用酵母，將其在25 ℃下發(fā)酵8 d，17 ℃下發(fā)酵20 d。

（6）陳釀。發(fā)酵好的果酒在10 ℃條件下陳釀半年以上。

（7）滅菌。對果酒進行巴氏滅菌，于65 ℃下滅菌30 min，以防止釀酒酵母對果酒降酸的影響。

（8）降酸。按試驗設(shè)計添加不同濃度的菌液在一定溫度、時間下進行降酸培養(yǎng)。

（9）澄清。為得到清澈透明、均一穩(wěn)定、品質(zhì)較佳的果酒，添加0.5%皂土與明膠復(fù)合澄清劑（質(zhì)量比為1.4∶1.0），于50 ℃下水浴38 min[13]。

（10）殺菌。灌裝前空瓶先殺菌，酒液經(jīng)121 ℃、10 s 高溫瞬時殺菌，降溫至55 ℃灌裝封口，再于65 ℃下二次殺菌30 min。

1.4 軟棗獼猴桃酒最適接種方式篩選試驗設(shè)計

將釀造好的軟棗獼猴桃酒（13.49±0.24）g/L 分別以A3、B5、A3+B5、A3-B5 和B5-A3 這5 種接種方式進行降酸處理，以降酸率為評價指標(biāo)，選擇軟棗獼猴桃酒最佳降酸方式。

1.5 軟棗獼猴桃酒最佳降酸條件單因素試驗和正交試驗設(shè)計

1.5.1 降酸菌液用量的確定

將降酸菌液分別以4%，5%，6%，7%，8%的接種量接種到果酒中，26 ℃下降酸處理4 d，以降酸率為指標(biāo)確定最佳降酸菌液接種量。

1.5.2 降酸時間的確定

將降酸菌液以6%的接種量接種到果酒中，26 ℃下分別降酸處理2，3，4，5，6 d，以降酸率為指標(biāo)確定最佳降酸時間。

1.5.3 降酸溫度的確定

將降酸菌液以6%的接種量接種到果酒中，分別在22，24，26，28，30 ℃下降酸處理4 d，以降酸率為指標(biāo)確定最佳降酸溫度。

1.5.4 正交試驗

根據(jù)單因素試驗結(jié)果進行正交試驗，并以降酸率為檢測指標(biāo)，即降酸菌液接種量（A）、降酸時間（B）、降酸溫度（C），進行三因素三水平正交試驗，確定最佳降酸條件。

1.6 分析測定方法

（1）感官評定：參考孫天利等人[14]對軟棗獼猴桃—梨復(fù)合果酒感官評價標(biāo)準(zhǔn)評定色澤、香氣、滋味、組織狀態(tài)；

（2）酒精度（%）：按照GB 15038—2006 中的方法測定[15]；

（3）總酸（g/L）：按照GB 15038—2006 中的方法測定[15]；

（4）殘?zhí)牵╣/L）：按照GB 15038—2006 中的方法測定[15]；

（5）黃酮測定方法（mg/100 mL）：采用紫外分光光度計法[16]。

2 結(jié)果與分析

2.1 軟棗獼猴桃酒降酸最適接種方式篩選試驗結(jié)果與分析

不同接種方式對降酸率的影響見圖1。

圖1 不同接種方式對降酸率的影響

由圖1 可知軟棗獼猴桃酒經(jīng)A3 發(fā)酵后降酸效果最好，總酸質(zhì)量濃度由（13.49±0.24）g/L 降到（7.30±0.51）g/L，符合果酒總酸含量范圍，降酸率為（45.89±3.76）%。因此，進行酵母菌A3 單獨發(fā)酵軟棗獼猴桃酒，原始酸為（13.49±0.24）g/L 的降酸工藝優(yōu)化，以獲得最佳降酸條件，得到口感較好的軟棗獼猴桃酒。

2.2 軟棗獼猴桃酒降酸單因素試驗結(jié)果分析

2.2.1 降酸菌液接種量對降酸率的影響

降酸菌液接種量對降酸率的影響見圖2。

圖2 降酸菌液接種量對降酸率的影響

由圖2 可知，在發(fā)酵的過程中，4%～6%時發(fā)酵較快，降酸率呈現(xiàn)上升趨勢，但在6%～8%時，接種量過大會使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)過多消耗在菌體細胞的生長繁殖上，結(jié)果使得果酒總酸質(zhì)量濃度降低較少，所以要選擇適宜的降酸菌液接種量，以利于節(jié)省菌液接種量和提高降酸率[17]。因此，選擇5%，6%，7%進行正交試驗。

2.2.2 降酸時間對降酸率的影響

降酸時間對降酸率的影響見圖3。

圖3 降酸時間對降酸率的影響

由圖3 可知，在降酸時間2～5 d 時，降酸率呈現(xiàn)上升趨勢。在5～6 d 時，發(fā)酵充分而使降酸率上升幅度持平衡狀態(tài)，最終降酸率為28.50%。郝愛玲等人研究了不同酵母菌株對獼猴桃果酒降酸率的影響，其中最優(yōu)酵母可在發(fā)酵250 h 后使其總酸降酸率為6.26%。但與試驗結(jié)果相比，發(fā)酵時間過長且降酸效果也不如酵母菌A3。因此，為節(jié)約能源及時間，選擇3，4，5 d 進行正交試驗。

2.2.3 降酸溫度對降酸率的影響降酸溫度對降酸率的影響見圖4。

圖4 降酸溫度對降酸率的影響

由圖4 可知，在降酸溫度22～28 ℃時，降酸率呈現(xiàn)下降趨勢，在28～30 ℃時升高得較少。這是由于溫度較低時，微生物活性低，生長繁殖速度慢，進而使降酸率上升緩慢；隨著溫度升高，微生物生長繁殖速度加快，但超過其最適生長溫度則會抑制活性，使降解效果不好[19]。因此，選擇26，28，30 ℃進行正交試驗。

2.3 軟棗獼猴桃酒降酸正交試驗結(jié)果分析

正交試驗設(shè)計及結(jié)果見表1，方差分析與顯著性分析結(jié)果見表2。

表1 正交試驗設(shè)計及結(jié)果

表2 方差分析與顯著性分析結(jié)果

由表1 可知，影響軟棗獼猴桃酒降酸率的因素A＞B＞C，即降酸菌液接種量影響最大，其次是降酸時間，再次是降酸溫度。9 組正交試驗中得到的軟棗獼猴桃酒最佳降酸條件為A2B3C1。由表2 可知，降酸菌液接種量的p=0.009＜0.01，降酸時間的p=0.02＜0.05，降酸溫度的p=0.048＜0.05。

表明降酸菌液接種量具有極顯著影響，降酸時間和降酸溫度在軟棗獼猴桃酒降酸過程中均具有顯著影響。綜合K 值，最佳降酸條件為A2B3C2，但在結(jié)果分析表并未出現(xiàn)，且在正交試驗及結(jié)果分析中可發(fā)現(xiàn)A2B3C1的降酸率最高，因此需要對2 組進行驗證試驗。

驗證試驗結(jié)果分析見表3。

表3 驗證試驗結(jié)果分析

由表3 可知，軟棗獼猴桃酒最佳降酸條件為A2B3C2，即A3 降酸菌液接種量為6%，降酸時間為5 d，降酸溫度為28 ℃，總酸質(zhì)量濃度可由（13.49±0.24）g/L 降至（6.82±0.35）g/L，降酸率為（49.64±1.97）%。

2.4 軟棗獼猴桃酒指標(biāo)結(jié)果分析

軟棗獼猴桃酒質(zhì)量指標(biāo)見表4。

表4 軟棗獼猴桃酒質(zhì)量指標(biāo)

由表4 可知，降酸前后軟棗獼猴桃酒的色澤和香氣均無明顯變化，但在其滋味上得到了明顯的改善，根據(jù)果酒總酸質(zhì)量濃度的變化也可看出果酒的酸含量經(jīng)過有效降解后，酸度下降獲得酸甜可口的軟棗獼猴桃酒。同時，果酒殘?zhí)羌熬凭鹊淖兓辖湍妇l(fā)酵的規(guī)律，黃酮含量的變化也較小。因此，軟棗獼猴桃酒在經(jīng)過酵母菌A3 降酸后，可得到品質(zhì)好、口感佳的新型果酒。

3 結(jié)論

軟棗獼猴桃酒最佳降酸方式工藝優(yōu)化結(jié)果為A3降酸菌液接種量為6%（1.5×106CFU/mL），降酸時間為5 d，降酸溫度為28 ℃，此工藝參數(shù)下的總酸質(zhì)量濃度由（13.49±0.24）g/L 降至（6.82±0.35）g/L，降酸率為（49.64±1.97）%。殘?zhí)橇繛椋?.00±0.02）%，酒精度為（11.5±0.15）%，黃酮含量為（27.89±0.05）mg/100 mL，符合國家標(biāo)準(zhǔn)中果酒質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。軟棗獼猴桃酒呈淡黃色，色澤良好、清澈透明，酒香濃郁，無刺激味，酸甜適宜，有軟棗獼猴桃特有的滋味。