王 靜，侯文靜

(河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院 食品與生物工程學(xué)院，河南 鄭州 450046)

木瓜不僅富含多種微量元素，還含有有機(jī)酸、皂甙、氨基酸、維生素、黃酮、胡蘿卜素、果膠等多種物質(zhì)，具有抗菌消炎、舒筋活絡(luò)、抗衰養(yǎng)顏、軟化血管、驅(qū)風(fēng)止痛、阻止亞硝酸胺合成和防癌等功效，是藥食兩用的“果之珍品”[1]，具有很高的營(yíng)養(yǎng)和保健價(jià)值[2-3]。枸杞屬多刺植物，其果實(shí)性味甘平，含有甜菜堿、阿托品、枸杞多糖、天仙子胺和枸杞色素，具有養(yǎng)肝、滋腎、潤(rùn)肺之功效。枸杞色素具有提高人體免疫功能、預(yù)防和抑制腫瘤及預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化等作用[4]。果酒以低酒精度、口感酸甜適中、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高等而深受消費(fèi)者的喜愛(ài)。目前，果酒的產(chǎn)量與白酒和啤酒的產(chǎn)量相比存在較大的差距，仍處于成長(zhǎng)階段[5，6]。國(guó)內(nèi)已有對(duì)木瓜酒的相關(guān)研究[7-9]。國(guó)內(nèi)枸杞酒的發(fā)酵研究方面也取得了進(jìn)展[10-13]。迄今為止，未見(jiàn)木瓜枸杞酒復(fù)合發(fā)酵生產(chǎn)方面的報(bào)道。

本試驗(yàn)將木瓜和枸杞進(jìn)行復(fù)合發(fā)酵，采用單因素和正交試驗(yàn)優(yōu)化木瓜枸杞酒的發(fā)酵條件，為木瓜枸杞酒的工廠(chǎng)化生產(chǎn)提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器設(shè)備

木瓜、枸杞、蔗糖、安琪牌葡萄酒·果酒專(zhuān)用酵母等購(gòu)自超市。亞硫酸溶液、二氯甲烷、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉、檸檬酸、鹽酸、五水硫酸銅等均為國(guó)產(chǎn)分析純，由天津市德恩化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。果膠酶購(gòu)自煙臺(tái)帝伯仕自釀機(jī)有限公司。

電子分析天平(FA1104，上海方瑞儀器器有限公司)。恒溫水浴鍋(J-HH-6A，勝衛(wèi)電子科技有限公司)。九陽(yáng)榨汁機(jī)(JYZ-E3，九陽(yáng)股份有限公司)。酸度計(jì)(PHS-3C，傲譜儀器有限公司)。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(5977BMSD ，美國(guó)安捷倫有限公司)。

1.2 木瓜枸杞酒的發(fā)酵工藝流程

1.3 發(fā)酵條件確定及發(fā)酵工藝優(yōu)化

1.3.1 原料處理、成分調(diào)整及菌種活化

將木瓜去皮、切塊放入九陽(yáng)榨汁機(jī)榨汁。枸杞與水按照1∶3比例浸泡30 min，再進(jìn)行榨汁。木瓜汁和枸杞汁以一定比例混合后，加入二氧化硫和果膠酶，恒溫水浴鍋中水浴3 h。將混合果汁調(diào)整到糖度22%、總酸4 g/L(以硫酸計(jì))、pH 3.5～4.0。將果酒酵母按比例加入無(wú)菌水，37℃下活化30 min，酵母起酵后，添加到發(fā)酵瓶，混合均勻。根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)工藝條件進(jìn)行發(fā)酵。

1.3.2 木瓜枸杞酒發(fā)酵最佳條件確定

采用單因素試驗(yàn)，以酒精度為主要參考指標(biāo)，以感官品評(píng)為輔助指標(biāo)，分別考察木瓜枸杞汁配比(1∶1、1.5∶1、2∶1、2.5∶1、3∶1)、初始糖度(18%、20%、22%、24%、26%)、酵母接種量(0.25%、0.5%、0.75%、1.0%、1.25%)、發(fā)酵溫度(18℃、20℃、22℃、24℃、26℃)和初始pH值(3.0、3.5、4.0、4.5、5.0)對(duì)木瓜枸杞酒發(fā)酵效果的影響[14]。

1.3.3 木瓜枸杞酒發(fā)酵工藝優(yōu)化

通過(guò)單因素試驗(yàn)，初步選出木瓜枸杞汁配比、酵母接種量、初始pH值、發(fā)酵溫度四個(gè)因素的最佳條件，采用四因素三水平進(jìn)行 L9(34)正交試驗(yàn)[15]，優(yōu)化發(fā)酵工藝(表1)。

表1 L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表

1.3.4 木瓜枸杞酒的感官品評(píng)和理化指標(biāo)檢測(cè)

根據(jù)GB/T 15037-2006《葡萄酒》的感官分析法，分別從色澤、香氣、滋味及酒體風(fēng)格等方面對(duì)木瓜枸杞酒進(jìn)行感官評(píng)定[16，17]，具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 木瓜枸杞酒的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

續(xù)表2 木瓜枸杞酒的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

木瓜枸杞酒理化指標(biāo)酒精度、干浸出物、總糖、總酸(滴定酸)和二氧化硫等的檢測(cè)按照GB/T 15038-2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》進(jìn)行[18]。木瓜枸杞酒中的風(fēng)味物質(zhì)檢測(cè)采用氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)[19-21]。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵條件對(duì)果酒品質(zhì)的影響

2.1.1 木瓜汁和枸杞汁配比對(duì)果酒品質(zhì)的影響

將木瓜汁和枸杞汁分別按1∶1、1.5∶1、2∶1、2.5∶1、3∶1的比例進(jìn)行配比， pH值調(diào)為4.0，酵母量調(diào)為0.75%，加入蔗糖將果汁的糖度調(diào)為24%，放入24℃恒溫箱發(fā)酵7天。結(jié)果如圖1所示，木瓜汁和枸杞汁配比為2∶1時(shí)，木瓜枸杞酒的酒精度和感官評(píng)分為最佳。

2.1.2 初始糖度對(duì)果酒品質(zhì)的影響

用蔗糖將木瓜枸杞汁的糖度分別調(diào)為20%、22%、24%、26%、28%，用檸檬酸將pH值調(diào)為4.0，酵母量設(shè)置為0.75%，24℃發(fā)酵7天。結(jié)果如圖2所示，酒精度雖然隨著初始糖度的增加而增加，但初始糖度這個(gè)因素的方差值和F檢驗(yàn)值偏差太大，所以后續(xù)不再繼續(xù)探究，本試驗(yàn)將初始糖度24%作為適宜初始糖度。

圖1 木瓜枸杞汁配比對(duì)果酒品質(zhì)的影響

2.1.3 酵母接種量對(duì)果酒品質(zhì)的影響

在初始糖度24%、初始pH值4.0的條件下，將木瓜枸杞汁(2∶1)的酵母接種量分別設(shè)置為0.25%、0.5%、0.75%、1.0%、1.25%，24℃恒溫箱中發(fā)酵7天。結(jié)果如圖3所示，隨著酵母接種量的增加，酒精度上升，但當(dāng)酵母接種量超過(guò)1.0%后，酒精度下降。結(jié)合感官評(píng)分結(jié)果，確定酵母最佳接種量為1.0%。

2.1.4 發(fā)酵溫度對(duì)果酒品質(zhì)的影響

將木瓜枸杞汁(2∶1)初始糖度調(diào)為24%，酵母接種量設(shè)置為0.75%，初始pH值調(diào)為4.0，分別在18℃、20℃、22℃、24℃、26℃下恒溫發(fā)酵7天。結(jié)果如圖4所示，隨著溫度的升高，酒精度表現(xiàn)為先上升后下降，發(fā)酵溫度為24℃時(shí)，木瓜枸杞酒的酒精度和感官評(píng)分最高。

圖2 初始糖度對(duì)果酒品質(zhì)的影響

圖3 酵母接種量對(duì)果酒品質(zhì)的影響

圖4 發(fā)酵溫度對(duì)果酒品質(zhì)的影響

2.1.5 發(fā)酵初始pH值對(duì)果酒品質(zhì)的影響

在初始糖度24%、酵母接種量0.75%的條件下，將木瓜枸杞汁(2∶1)的初始pH值分別調(diào)為3.0、3.5、4.0、4.5、5.0，24℃恒溫箱中發(fā)酵7天。結(jié)果如圖5所示，隨著pH值的升高，酒精度先上升后下降。結(jié)合感官評(píng)分結(jié)果，確定發(fā)酵最佳初始pH為3.5。

2.2 木瓜枸杞酒發(fā)酵工藝優(yōu)化

由表3得知，以酒精度為考察指標(biāo)時(shí)，四個(gè)因素的極差大小順序?yàn)锽>A>C>D，以感官評(píng)分為考察指標(biāo)時(shí)，四個(gè)因素的極差大小順序?yàn)锽>A>D>C。由酒精度方差分析(表4)得知，發(fā)酵溫度影響顯著(P<0.05)，且單因素試驗(yàn)是以酒精度為主要參考指標(biāo)，以感官評(píng)分為輔助指標(biāo)，所以四個(gè)因素對(duì)木瓜枸杞酒發(fā)酵影響程度的大小順序確定為B>A>C>D，即發(fā)酵溫度>木瓜枸杞汁配比>酵母接種量>初始pH值。木瓜枸杞酒的發(fā)酵條件較優(yōu)組合為A3B1C3D2，即木瓜枸杞汁配比3∶1、發(fā)酵溫度20℃、酵母接種量1.25%、初始pH 3.5。

圖5 初始pH對(duì)果酒品質(zhì)的影響

表3 木瓜枸杞酒正交試驗(yàn)結(jié)果

表4 酒精度方差分析

表5 感官評(píng)分方差分析

經(jīng)過(guò)三組驗(yàn)證性試驗(yàn)得知(表6)，酒精度平均值為12.9±0.05，感官評(píng)分平均值為82±0.94，此結(jié)果與正交試驗(yàn)的結(jié)果一致，表明正交試驗(yàn)結(jié)果可靠，即木瓜枸杞酒的發(fā)酵工藝最優(yōu)組合為A3B1C3D2。

2.3 木瓜枸杞酒的理化指標(biāo)

在2.2優(yōu)化條件下釀造的木瓜枸杞酒的各項(xiàng)理化指標(biāo)均符合果酒的國(guó)標(biāo)要求，酒液的酒精度為12.9 % Vol，干浸出物為56.9 g/L，總糖為30.0 g/L，總酸為5.8 g/L(以酒石酸計(jì))，二氧化硫?yàn)?31 mg/L。

2.4 木瓜枸杞酒的風(fēng)味物質(zhì)

木瓜枸杞酒風(fēng)味物質(zhì)成分見(jiàn)表7，共檢測(cè)出41種風(fēng)味物質(zhì)，其中醇類(lèi)6種、烷烴類(lèi)6種、酯類(lèi)7種、酮類(lèi)2種、酸類(lèi)7種、苯酚類(lèi)2種，其他物質(zhì)11種(二氧環(huán)丙烯、α-金合歡烯、乙基葡糖苷等)。

表6 驗(yàn)證性試驗(yàn)結(jié)果

表7 木瓜枸杞酒風(fēng)味物質(zhì)成分

續(xù)表7 木瓜枸杞酒風(fēng)味物質(zhì)成分

3 結(jié)論

本試驗(yàn)以藥食同源的木瓜和枸杞為釀酒原料，對(duì)木瓜枸杞酒的發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化，得到木瓜枸杞酒的最優(yōu)發(fā)酵條件為木瓜枸杞汁配比3∶1、發(fā)酵溫度20℃、酵母接種量1.25%、初始pH 3.5。在此條件下發(fā)酵的木瓜枸杞酒為橙紅色，澄清透明有光澤，有淡雅的木瓜枸杞果香，酒香微醇，入口柔順，酒體完整。成品酒的酒精度為12.9% Vol，干浸出物為56.9 g/L，總糖為30.0 g/L，總酸為5.8 g/L(以酒石酸計(jì))，二氧化硫?yàn)?31 mg/L，各項(xiàng)理化指標(biāo)均符合果酒的國(guó)標(biāo)要求。