王千存，彭 濤*，路宏科，張小燕，張 輝，韓 睿，程天博

（1.甘肅省輕工研究院，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅紫軒酒業(yè)有限公司，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

瓢兒，學(xué)名菠蘿莓（pineberry），與草莓味道、外形十分相似，只有櫻桃般大小[1]，白色果肉上點(diǎn)綴棕紅色芝麻狀小紅點(diǎn)，果體僅有人工栽培草莓的十分之一，生長區(qū)多分布在陜南淺山陰涼地帶[2-3]。

瓢兒滋味鮮美，酸中帶甜，甜中帶酸，營養(yǎng)豐富，鮮果肉中含維生素C（vitamin C，VC）60～100 mg/100 g，并含有大量的糖類、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸、果膠等營養(yǎng)物質(zhì)，此外還含有豐富的維生素B1、B2以及鈣、磷、鐵、鉀、鋅、鉻等人體所必需的礦物質(zhì)和部分微量元素[4-5]。

甘肅省宕昌縣瓢兒栽培歷史悠久，適應(yīng)性強(qiáng)，營養(yǎng)、綠色、無污染，已成為全省乃至全國獨(dú)一無二的地方特色果品之一。但由于瓢兒采收期集中，保存期短，主要作為鮮食水果在當(dāng)?shù)丶爸苓叺貐^(qū)出售，瓢兒資源未被有效地開發(fā)利用[6]。瓢兒是熱敏性水果原料，采用傳統(tǒng)熱加工過程極易使其特征香氣成分發(fā)生劣變[7]。目前，國內(nèi)外關(guān)于葡萄酒的釀造工藝的研究報(bào)道較多，草莓酒釀造工藝研究尚不深入。趙方[8]研究了安琪葡萄酒活性干酵母在草莓汁中的發(fā)酵條件，表明發(fā)酵溫度為20℃，初始pH值為3.3，接種量為0.2‰，SO2添加量為100 mg/L，果膠酶量添加量為0.3 g/L時(shí)發(fā)酵出的酒質(zhì)較好；韓艷秋等[9]以速凍草莓為原料，通過對(duì)原料的前處理方式、發(fā)酵菌種及接種量、發(fā)酵溫度、糖度、偏亞硫酸鉀（K2S2O5）添加量、發(fā)酵周期等因素對(duì)草莓酒品質(zhì)影響的研究，確定了最佳發(fā)酵工藝參數(shù)；劉國明等[10]以草莓為原料，分別加入10種不同酵母進(jìn)行草莓酒發(fā)酵，篩選出了發(fā)酵草莓酒感官得分相對(duì)較高的3種酵母：酵母F10、帝伯仕果酒專用酵母（紅）、Lalvin D254酵母，并在此基礎(chǔ)上，以果酒感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，正交試驗(yàn)優(yōu)化草莓酒發(fā)酵工藝。

低溫發(fā)酵技術(shù)是通過降低果酒發(fā)酵溫度延長發(fā)酵時(shí)間[11-12]，使酒精發(fā)酵過程平緩穩(wěn)定進(jìn)行，使瓢兒中的糖分轉(zhuǎn)化更加完全，充分提取瓢兒中的各類功能性因子和營養(yǎng)成分，最大程度地保瓢兒清香典雅的果香，使各種雜菌對(duì)瓢兒酒可能帶來的干擾和影響降到最低。冷凍過濾技術(shù)是通過冷凍把酒體溫度降低，再利用硅藻土作為過濾介質(zhì)經(jīng)過粗濾、精濾除去果酒中的雜質(zhì)，減少常溫過濾時(shí)果酒香氣物質(zhì)的揮發(fā)，更持久地保留果酒的香味。

本試驗(yàn)在采用國內(nèi)傳統(tǒng)果酒加工技術(shù)基礎(chǔ)上，融入低溫發(fā)酵技術(shù)和冷凍過濾技術(shù)相結(jié)合工藝，以最大限度保留熱敏性原料瓢兒的感官品質(zhì)和營養(yǎng)成分為著眼點(diǎn)，進(jìn)行新產(chǎn)品瓢兒酒的研制，為瓢兒的產(chǎn)業(yè)化深加工奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

瓢兒：甘肅省宕昌縣官鵝溝風(fēng)景區(qū)；VC（分析純）：河南青甲貿(mào)易有限公司；果膠酶（酶活20 000 U/g）：山東匯益生物科技有限公司；白砂糖（食品級(jí)）：蘭州市周邊地區(qū)；釀酒高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；明膠（食品級(jí)）：上海甘源實(shí)業(yè)有限公司；單寧（食品級(jí)）：武漢康益和食品原料有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

WZS-1型糖度儀：浙江托普儀器有限公司；PHS-2C型酸度計(jì)：上海精密科學(xué)儀器有限公司；酒精計(jì)：上海華辰醫(yī)用儀表有限公司；PYXDHS-50型恒溫培養(yǎng)箱：上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠；GR11DR立式自動(dòng)壓力蒸汽滅菌器：致微（廈門）儀器有限公司AR2140型電子分析天平：奧豪斯國際貿(mào)易有限公司；NR60CP多功能色差儀：深圳市三恩時(shí)科技有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 瓢兒酒加工工藝流程及操作要點(diǎn)

操作要點(diǎn)：

原料預(yù)處理：挑選成熟、無病害的新鮮瓢兒，除去果梗洗凈果實(shí)表面的雜質(zhì)。

榨汁：瀝干水分后瓢兒放入組織破碎機(jī)中破碎，破碎過程中采用流加的方式向瓢兒漿中加入抗壞血酸護(hù)色，添加量為0.2 g/kg。

超高壓酶解：瓢兒漿中按果肉量0.01%～0.05%配比添加果膠酶，攪拌均勻后裝入聚丙烯薄膜袋中，用真空包裝機(jī)封口，置于超高壓設(shè)備的壓力腔內(nèi)，選擇壓力為100～200 MPa酶解2～4 h。

滅酶：酶解結(jié)束后，將壓力升至300 MPa，保壓10 min，滅酶。

成分調(diào)整：經(jīng)超高壓酶解后的瓢兒漿，調(diào)整糖度至20～24 °Bx，調(diào)整pH至3.3～3.9。

釀酒酵母活化：將釀酒活性干酵母用10倍水溶解，在30～35℃條件下活化20 min，加入到少量瓢兒原漿中活化20 min，冷卻備用。

釀酒酵母接種：將活化后的釀酒酵母加入瓢兒漿中進(jìn)行無菌接種，接種量為原漿量的3%。

低溫發(fā)酵：發(fā)酵溫度控制在13～18℃，定期測定發(fā)酵液中總糖和酒精含量，原漿發(fā)酵至總糖＜4 g/L時(shí)結(jié)束發(fā)酵，然后進(jìn)行壓榨分離，將自流汁與壓榨汁分別存放，待降溫靜置7 d后，將二者混合得到瓢兒原酒。

澄清處理：在原酒中添加0.03%的明膠與0.06%的單寧，使原酒中不穩(wěn)定物質(zhì)沉淀。

冷凍過濾：將澄清處理后的原酒在-10～-5℃條件下存放7 d，在保持原酒溫度-5℃左右過濾。

復(fù)配陳釀：對(duì)原酒的酒精度和糖度進(jìn)行調(diào)整后靜置陳釀，陳釀溫度保持在13～15℃；復(fù)配陳釀后的原酒在-10～-5℃條件下存放7 d。

冷凍精濾：溫度保持在-5℃左右冷凍精濾，即得瓢兒酒。

1.3.2 瓢兒酒的發(fā)酵工藝條件優(yōu)化

（1）單因素試驗(yàn)

以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別考察發(fā)酵溫度（11℃、13℃、15℃、17℃、19℃、21℃），發(fā)酵液糖度（16°Bx、18°Bx、20 °Bx、22 °Bx、24 °Bx、26 °Bx）及發(fā)酵初始pH值（2.7、3.1、3.5、3.9、4.4、4.9）對(duì)瓢兒酒感官品質(zhì)的影響。

（2）響應(yīng)面試驗(yàn)

選取發(fā)酵溫度（A）、發(fā)酵液糖度（B）、發(fā)酵初始pH（C）3個(gè)因素進(jìn)行響應(yīng)面分析，確定最佳發(fā)酵工藝參數(shù)，響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表1。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of response surface experiments

1.3.3 瓢兒酒感官、理化及微生物評(píng)價(jià)方法

（1）瓢兒酒感官評(píng)價(jià)方法

對(duì)瓢兒酒的色澤、香氣、口感和后味等感官特性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，評(píng)分方法及依據(jù)綜合參考國標(biāo)GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》，評(píng)價(jià)（總分100分）標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 瓢兒酒感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards of pineberry wine

（2）瓢兒酒理化及微生物檢驗(yàn)方法[13-15]

瓢兒酒理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)測定依據(jù)GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的測定項(xiàng)目和檢測方法進(jìn)行檢驗(yàn)。瓢兒酒色澤分析：用色差儀測定L*值、a*值、b*值、E*值，其中L*值代表亮度，a*值表征紅綠色，b*值表征黃藍(lán)色，E*值代表色度，色差值ΔE表示瓢兒酒顏色變化。當(dāng)ΔE＞2時(shí)，表示樣品的色澤變化明顯，ΔE越大，表示顏色變化越明顯。

1.3.4 冷凍過濾澄清瓢兒酒對(duì)其色澤和VC含量的影響

用冷凍過濾澄清瓢兒酒，與傳統(tǒng)過濾方法相比，能降低產(chǎn)品的香氣、色澤和營養(yǎng)物質(zhì)的損耗?？刂七^濾溫度分別為-10℃、-5℃、0℃、5℃、10℃時(shí)，考察過濾溫度對(duì)瓢兒酒色澤及VC含量的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 瓢兒酒低溫發(fā)酵的單因素試驗(yàn)

2.1.1 發(fā)酵溫度對(duì)瓢兒酒感官品質(zhì)的影響

由圖1可知，隨著發(fā)酵溫度在11～15℃范圍內(nèi)升高，瓢兒酒的感官品質(zhì)有所提升；當(dāng)發(fā)酵溫度為15℃時(shí)，發(fā)酵所得瓢兒酒感官品質(zhì)最佳，感官評(píng)分為80.4分；當(dāng)發(fā)酵溫度＞15℃之后，隨著發(fā)酵溫度的升高，瓢兒酒的感官品質(zhì)下降。因此，最適發(fā)酵溫度為15℃。

圖1 發(fā)酵溫度對(duì)瓢兒酒感官品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of fermentation temperature on sensory quality of pineberry wine

2.1.2 發(fā)酵液糖度對(duì)瓢兒酒品質(zhì)影響

圖2 發(fā)酵液糖度對(duì)瓢兒酒感官品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of sugar content of fermentation liquid on sensory quality of pineberry wine

由圖2可知，隨著發(fā)酵液糖度在16～20°Bx范圍內(nèi)升高，瓢兒酒的感官品質(zhì)有所提升；當(dāng)發(fā)酵液糖度為20°Bx時(shí)，發(fā)酵所得瓢兒酒感官品質(zhì)最佳，感官評(píng)分為76.4分；當(dāng)發(fā)酵液糖度＞20°Bx之后，隨著發(fā)酵液糖度的升高，瓢兒酒的感官品質(zhì)下降。因此，最適發(fā)酵液糖度為20°Bx。

2.1.3 發(fā)酵初始pH值對(duì)瓢兒酒品質(zhì)影響

由圖3可知，隨著發(fā)酵初始pH值在2.7～3.5范圍內(nèi)升高，瓢兒酒的感官品質(zhì)有所提升，當(dāng)發(fā)酵初始pH值為3.5時(shí)，感官評(píng)分為76.4分，發(fā)酵所得瓢兒酒品質(zhì)最佳；當(dāng)發(fā)酵初始pH值在3.5之后，隨著發(fā)酵pH的升高，瓢兒酒的品質(zhì)下降。因此，最適發(fā)酵初始pH值為3.5。

圖3 發(fā)酵初始pH值對(duì)瓢兒酒感官品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of initial fermentation pH value on sensory quality of pineberry wine

2.2 響應(yīng)面法優(yōu)化瓢兒酒低溫發(fā)酵工藝

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及結(jié)果

以瓢兒酒的感官評(píng)分（Y）為響應(yīng)值，選取發(fā)酵溫度（A）、發(fā)酵液糖度（B）、發(fā)酵初始pH（C）3個(gè)因素，采用響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化瓢兒酒低溫發(fā)酵的最佳工藝條件，結(jié)果如表3所示。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及結(jié)果Table 3 Design and results of response surface experiments

續(xù)表

2.2.2 模型建立及顯著性檢驗(yàn)

試驗(yàn)結(jié)果采用Design-Expert 8.0.6軟件的方差分析（analysis of variance，ANOVA）程序，進(jìn)行二次回歸擬合分析，得到瓢兒酒綜合感官指標(biāo)值的變化對(duì)發(fā)酵溫度（A）、發(fā)酵液糖度（B）以及發(fā)酵初始pH值（C）的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)模型進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表4，對(duì)各因素進(jìn)行二次多項(xiàng)式回歸擬合后，得到多項(xiàng)回歸方程：

表4 回歸模型方差分析Table 4 Variance analysis of regression model

由表4可知，模型極顯著（P＜0.000 1），因變量與所考察自變量之間的線性關(guān)系顯著（R2=0.993 3），表明所建立的模型可以用來解釋99.33%的響應(yīng)變化；模型調(diào)整確定系數(shù)為0.984 8，說明該模型能解釋98.48%響應(yīng)值的變化，只有1.52%的總變異沒有包括其中，擬合程度較好，失擬不顯著（P＞0.05），說明本試驗(yàn)所得二次回歸方程高度顯著，能夠很好地對(duì)響應(yīng)值進(jìn)行預(yù)測。交互項(xiàng)AC、二次項(xiàng)A2、C2對(duì)瓢兒酒感官評(píng)分的影響極顯著（P＜0.01）；二次項(xiàng)B2對(duì)瓢兒酒感官評(píng)分的影響顯著（P＜0.05）。

2.2.3 瓢兒酒發(fā)酵響應(yīng)面分析及優(yōu)化

根據(jù)回歸方程，得到各因素交互作用對(duì)瓢兒酒感官評(píng)價(jià)值影響的響應(yīng)面圖和等高線圖見圖4，其中等高線圓形表示兩因素交互作用不顯著，橢圓表示兩交互作用顯著。

圖4 發(fā)酵溫度、糖度及初始pH值交互作用對(duì)瓢兒酒感官評(píng)分影響的響應(yīng)面和等高線Fig.4 Response surface plots and contour line of effects of interaction between fermentation temperature,sugar content and initial pH value on sensory evaluation score of pineberry wine

利用Design-Expert軟件分析得到最優(yōu)發(fā)酵條件[16-18]，當(dāng)發(fā)酵溫度為15.64℃、糖度為21.53°Bx、初始pH值為3.48時(shí)，瓢兒酒感官評(píng)分為89.10分。考慮到實(shí)際操作性，設(shè)定發(fā)酵溫度為15℃、糖度為21°Bx、初始pH值為3.5。對(duì)以上最優(yōu)工藝進(jìn)行3次平行驗(yàn)證試驗(yàn)，感官評(píng)分分別為89.76分、89.48分、89.15分，平均值為89.47分，與理論預(yù)測值較為接近，故確定瓢兒酒發(fā)酵最佳工藝參數(shù)：發(fā)酵溫度為15℃、糖度為21 °Bx、初始pH值為3.5。

2.3 瓢兒酒品質(zhì)分析

2.3.1 瓢兒酒感官評(píng)價(jià)結(jié)果

優(yōu)化后制得的瓢兒酒色澤清亮透明，無明顯的懸浮物，呈現(xiàn)琥珀紅色，有濃郁的果香和酒香味，入口酒體豐滿，甘甜爽口，回味醇香，入喉有余香。

2.3.2 瓢兒酒理化及微生物檢驗(yàn)結(jié)果

瓢兒酒理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)均符合GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的規(guī)定，達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)級(jí)品的要求。

2.4 冷凍過濾澄清瓢兒酒對(duì)其色澤和VC含量的影響

2.4.1 過濾溫度對(duì)瓢兒酒色澤的影響

表5 不同過濾溫度對(duì)瓢兒酒色澤的影響Table 5 Effect of different filtration temperature on the color of pineberry wine

由表5可知，過濾處理瓢兒酒，其亮度值L*值均降低，但當(dāng)過濾溫度在-5℃以下，瓢兒酒的亮度值L*值與對(duì)照品相比無顯著性差異（P＞0.05），色差值ΔE＜2，色澤變化不明顯，說明低溫對(duì)其色澤影響較小，可以保持瓢兒酒原有的色澤。當(dāng)過濾溫度在5～10℃時(shí)，其L*值、a*值、b*值均顯著降低，瓢兒酒色差值ΔE＞2，色澤變化顯著。因此，控制過濾溫度保持在-5℃，有利于保持瓢兒酒的色澤。

2.4.2 過濾溫度對(duì)瓢兒酒VC保存率的影響

圖5 過濾溫度對(duì)瓢兒酒VC保存率的影響Fig.5 Effect of filtration temperature on VC retention rate of pineberry wine

由圖5可知，在過濾的過程中瓢兒酒VC的保存率降低，在-10℃、-5℃條件下過濾時(shí)，VC保存率分別為90.03%、88.73%。當(dāng)溫度升高到10℃時(shí)，VC含量顯著降低，VC保存率為75.25%。該現(xiàn)象發(fā)生的原因是過濾時(shí)瓢兒酒中的VC易與周圍環(huán)境中的氧氣發(fā)生反應(yīng)所致，而這一反應(yīng)與溫度有關(guān)，溫度越高，反應(yīng)活性越強(qiáng)，VC保存率越低。因此，綜合考慮瓢兒酒中營養(yǎng)成分保留及生產(chǎn)成本，試驗(yàn)選擇過濾溫度-5℃。

3 結(jié)論

采用單因素及響應(yīng)面試驗(yàn)對(duì)瓢兒酒的發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化，建立了瓢兒酒綜合評(píng)價(jià)的回歸模型，由該模型優(yōu)化的瓢兒酒發(fā)酵條件為：發(fā)酵溫度15℃、糖度21°Bx、初始pH值3.5，在此工藝條件下釀得的瓢兒酒綜合評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)為89分，此時(shí)瓢兒酒品質(zhì)最佳，理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)均符合檢測標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)級(jí)品的要求。瓢兒酒在過濾時(shí)，溫度保持在-5℃，有利于保持瓢兒酒的色澤和VC保存。