陳清嬋，簡清梅*，王勁松，孫愛紅

（荊楚理工學(xué)院 生物工程學(xué)院，湖北 荊門 448000）

蜜橘含有豐富的糖類、礦物質(zhì)、纖維素、有機(jī)酸和多種維生素，對人體功能有極好的調(diào)節(jié)作用。另外，還能預(yù)防動脈硬化、癌癥等疾病。中國是柑橘的重要原產(chǎn)地之一，柑橘資源豐富，品種優(yōu)良，有4 000多年的栽培歷史[1]。目前，由于柑橘種植面積的大量提高，蜜橘資源過于豐富，勢必造成蜜橘過剩的局面，不僅導(dǎo)致大量蜜橘潰爛損失，還將挫傷果農(nóng)的積極性。加強(qiáng)蜜橘加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是改善這一局面的良好途徑。在2 000年前，我國就開始進(jìn)行葡萄酒和其他果酒的釀制，近幾年不少水果主要產(chǎn)區(qū)開發(fā)了一些特色果酒，如廣東福建的荔枝酒、枇杷酒等，西北的蘋果酒，華北的梨酒，江浙的桑椹酒等[2]。而全國適宜柑桔生產(chǎn)的地區(qū)也開始對柑桔酒進(jìn)行了研究，如以衢州柑桔[3]、廣東郁南砂糖桔[4]、四川柑桔[5]、南豐蜜桔[6]、雪峰蜜橘[7]等為原料，研究其釀造工藝。研究表明，桔子果酒含有7種人體必需氨基酸，果酒香氣成分多達(dá)40種[8]。以柑橘為原料釀造果酒，酒精度低，酒質(zhì)溫和爽口，果香味濃，基本保持了柑橘中的天然營養(yǎng)成分[9]。湖北是柑橘生產(chǎn)適宜區(qū)之一，柑橘業(yè)已成為湖北省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的支柱產(chǎn)業(yè)[10]。因此充分利用湖北省的柑橘資源，釀造具有本地柑橘特色的果酒，為柑橘產(chǎn)業(yè)的發(fā)展鋪開了一條新的道路。本實(shí)驗(yàn)選用荊門地區(qū)的漳河蜜橘作為研究對象，對漳河蜜橘榨汁發(fā)酵生產(chǎn)果酒的關(guān)鍵工藝參數(shù)做了相關(guān)試驗(yàn)，確定了最佳前發(fā)酵工藝。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

漳河蜜橘：充分成熟，市售；白砂糖（食品級）：南寧糖蜜商貿(mào)有限公司；高活性葡萄酒干酵母：湖北安琪酵母股份公司；亞硫酸：濟(jì)南龍勝化工有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

JYZ-E91榨汁機(jī)：深圳市美盾科技有限公司；PH20恒溫培養(yǎng)箱：天津市泰斯特儀器有限公司；PHS-25pH測定儀：上海精密科學(xué)儀器有限公司；LB10T手持式折光儀：廣州市銘睿電子科技有限公司；3255酒精度測量儀：天津市吉星儀表廠。

1.3 方法

1.3.1 蜜橘果酒加工工藝流程

蜜橘原料選擇→清洗→去皮→榨汁→調(diào)整成分→接種發(fā)酵→發(fā)酵→過濾→澄清→成品酒

1.3.2 檢測方法

可溶性固形物測定：手持折光儀；pH測定：pH測定儀；酒精度測定：蒸餾比重法[3]；酸度：酸堿滴定法[11]；糖度測量：斐林試劑法[11]。

風(fēng)味、色澤采用感官評價法。每次6位成員（3男3女）分別進(jìn)行品評記分，按照設(shè)計(jì)的橘子果酒評分標(biāo)準(zhǔn)（見表1）進(jìn)行打分（滿分100分），最終將6位成員評分取平均值為最終得分。

表1 蜜橘果酒感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of tangerine fruit wine

1.3.3 橘子酒發(fā)酵工藝優(yōu)化試驗(yàn)

（1）加水量對發(fā)酵的影響

向橘汁中添加水使橘汁與水的體積比分別為10∶3、10∶5、10∶7、10∶9、1∶1，其余發(fā)酵條件為：接種0.7 g/L活化的安琪葡萄酒干酵母，可溶性固形物含量20°Bx，SO2添加量60 mg/L，發(fā)酵溫度20 ℃，發(fā)酵時間7 d。發(fā)酵結(jié)束后，發(fā)酵結(jié)束后測定糖度和酒精度并進(jìn)行感官評定。

（2）可溶性固形物對發(fā)酵的影響

添加白砂糖，使可溶性固形物分別調(diào)整為18 °Bx、19°Bx、20°Bx、21°Bx、22°Bx，其余發(fā)酵條件為：接種0.7 g/L活化的安琪葡萄酒干酵母，SO2添加量60 mg/L，發(fā)酵溫度20 ℃，發(fā)酵時間7 d。發(fā)酵結(jié)束后測定糖度和酒精度并進(jìn)行感官評定。

（3）SO2添加量對發(fā)酵的影響

向橘汁中添加H2SO3使得SO2質(zhì)量濃度分別為40 mg/L、60 mg/L、80 mg/L、100 mg/L、120 mg/L，其余發(fā)酵條件為：接種0.7 g/L活化的安琪葡萄酒干酵母，可溶性固形物含量20 °Bx，SO2添加量60 mg/L，發(fā)酵溫度20 ℃，發(fā)酵時間7 d。發(fā)酵結(jié)束后測定糖度和酒精度并進(jìn)行感官評定。

（4）pH 值對發(fā)酵的影響

添加檸檬酸或碳酸鈣，調(diào)至pH值分別為3.2、3.5、3.8、4.1、4.4，其余發(fā)酵條件為：接種0.7 g/L活化的安琪葡萄酒干酵母，可溶性固形物含量20°Bx，SO2添加量60 mg/L，發(fā)酵溫度20 ℃，發(fā)酵時間7 d。發(fā)酵結(jié)束后測定糖度和酒精度并進(jìn)行感官評定。

（5）接種量對發(fā)酵的影響

分別按接種量0.4 g/L、0.7 g/L、1.0 g/L、1.3 g/L、1.6 g/L將安琪葡萄酒酵母接種到橘汁中，其余發(fā)酵條件為：可溶性固形物含量20°Bx，SO2添加量60 mg/L，發(fā)酵溫度20 ℃，發(fā)酵時間7 d。發(fā)酵結(jié)束后測定糖度和酒精度并進(jìn)行感官評定。

1.3.4 發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為確定最佳發(fā)酵條件，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以可溶性固形物的含量、接種量、pH值、加水量為因素進(jìn)行4因素3水平正交試驗(yàn)，因素與水平見表2。

表2 發(fā)酵工藝條件優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 2 Factors and levels of orthogonal experiment for fermentation conditions optimization

2 結(jié)果與分析

2.1 原材料處理方式對果酒感官影響

選擇成熟的、無腐爛、無蟲害的柑橘果實(shí)，剝?nèi)ケ砥ぃ瑢⑷テさ母涕儆谜ブ瓩C(jī)壓榨，將其組織破碎，得到果漿，用4層紗布進(jìn)行過濾，得到橘汁。分別將果漿和橘汁進(jìn)行發(fā)酵制得果酒，比較果渣對果酒品質(zhì)的影響。經(jīng)感官評價，兩者無明顯差異，帶果渣發(fā)酵的果酒果香較濃，考慮簡化加工環(huán)節(jié)，提高生產(chǎn)效率，試驗(yàn)采用果漿不過濾直接用于發(fā)酵的方式生產(chǎn)橘子酒。

2.2 橘子酒發(fā)酵條件研究

2.2.1 加水量對發(fā)酵的影響

圖1 不同加水量對發(fā)酵的影響Fig.1 Effect of water addition on tangerine wine fermentation

全果汁發(fā)酵，橘子酒酸澀味較重，影響品質(zhì)。本試驗(yàn)通過加水緩和其酸味，使之口感更柔和。試驗(yàn)結(jié)果見圖1。由圖1可知，當(dāng)加水量過高和過低，果酒的酒精度豆較低，可溶性固形物含量較高。由此可見，加水對酒精發(fā)酵程度有影響。橘汁和水的比例為10∶7時，果酒微甜、酒香濃厚、不酸、沒有嗆喉感。

2.2.2 可溶性固形物對橘汁發(fā)酵的影響

糖是酒精發(fā)酵的重要基質(zhì)原料，酵母菌利用糖分進(jìn)行生長繁殖，并產(chǎn)出酒精酯類等物質(zhì)，當(dāng)干浸出物合適時酵母繁殖和代謝速度都比較快[3]，本試驗(yàn)所用柑橘果汁的可溶性固形物在10°Bx左右。試驗(yàn)結(jié)果見圖2。由圖2可知，不加糖橘汁發(fā)酵后，糖度和酒精度都最低。可溶性固形物含量為20°Bx、21°Bx的橘汁發(fā)酵后糖度最高。可溶性固形物含量為22°Bx時，酒精度最高。但根據(jù)感官評價發(fā)現(xiàn)，可溶性固形物含量為22°Bx時，橘子酒苦味較重，且很嗆喉，這可能是過高的糖分影響酵母菌繁殖和代謝，使酒有辛辣味、苦味較重，果香味較淡[3]。不加糖橘汁發(fā)酵橘酒，味不甜，酒味淡，且酸澀味重，這與前面檢測結(jié)果相對應(yīng)。綜合檢測結(jié)果與感官評價，可溶性固形物含量為19°Bx時，酒精度含量較高，糖度適中，且甜酸適度、不嗆喉，故較合適橘子酒發(fā)酵。

圖2 可溶性固形物含量對發(fā)酵的影響Fig.2 Effect of soluble solids content on tangerine wine fermentation

2.2.3 SO2添加量對發(fā)酵的影響

圖3 不同SO2添加量對發(fā)酵的影響Fig.3 Effect of SO2addition on tangerine wine fermentation

由圖3可知，隨著SO2添加量的增大，果酒中的酒精度和可溶性固形物均處于較平穩(wěn)的狀態(tài)，變化不大，且經(jīng)過感官評價，不同SO2添加量條件下的果酒口感差別也不大。SO2在果酒的釀造中作為抑菌劑，能夠抑制不良微生物的生長，而酵母菌對其有一定的抗性。在抑制有害微生物的同時，SO2可最大程度地保留原料原有的成分，如氨基酸、VC等[12]。但考慮到實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)酵液容易受雜菌感染[13]，也有研究表明SO2添加過多會使酵母菌生長狀況減弱[14]。本試驗(yàn)SO2添加量選用80 mg/L。

2.2.4 pH值對發(fā)酵的影響

圖4 不同pH對發(fā)酵的影響Fig.4 Effect of pH value on tangerine wine fermentation

由圖4可知，隨著pH值的增加，果酒中的酒精度逐漸增加，可溶性固形物的含量逐漸減少。果酒的質(zhì)量一方面取決于酒精含量，另一方面取決于酸的種類和含量[3]。經(jīng)感官評價發(fā)現(xiàn)，pH值的改變對果酒的品質(zhì)影響很大，當(dāng)發(fā)酵液pH值為3.2時，果酒酸味很重、甜味重、酒味淡。當(dāng)發(fā)酵液pH值＞4.1時，果酒有較強(qiáng)的嗆喉感、苦味重，酒體較差，這與袁輝等[3]的報道接近，他們發(fā)現(xiàn)發(fā)酵醪液pH值＞4.0時，橘酒品質(zhì)較差，有強(qiáng)烈的辛辣味和刺喉感，口味異常，pH值降為＜3.0時，發(fā)酵速度較慢、殘?zhí)歉?、酸味重，表明pH值過低抑制了酵母菌的繁殖，不利于發(fā)酵的正常進(jìn)行。本試驗(yàn)中當(dāng)pH值為3.8時，酒香濃郁、無酸澀感、微甜。因此發(fā)酵液的pH值應(yīng)控制在3.8左右較合適。

2.2.5 酵母接種量對發(fā)酵的影響

圖5 不同接種量對發(fā)酵的影響Fig.5 Effect of inoculum on tangerine wine fermentation

酵母接種量是影響乙醇發(fā)酵的重要因素之一，在不同的接種量條件下，酵母利用各種發(fā)酵性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為酒精的量是不同[5]的。由圖5可知，在一定范圍內(nèi)，隨著酵母菌接種量的增大，果酒中酒精度含量逐漸增加、可溶性固形物逐漸減少。當(dāng)接種量達(dá)到4 g/L后，酒精度不再增加反而減少，糖度變化依然減少。這可能是由于當(dāng)接種量過多時，酵母菌繁殖旺盛，需消耗大量的糖分，利用糖分產(chǎn)生的酒精含量就相應(yīng)減少。另外，經(jīng)過感官評定，當(dāng)接種量在4 g/L時，果酒較酸且有苦味。當(dāng)接種量為2 g/L時，酒香濃郁、不酸不苦，酒體品質(zhì)較好。酵母菌接種量少，發(fā)酵的速率較慢，周期較長，并且容易染雜菌[12]。因此，發(fā)酵液接種量應(yīng)控制在2 g/L左右較合適。

2.3 發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)

為確定最佳發(fā)酵條件，在單因素的基礎(chǔ)上，以加水量、可溶性固形物的含量、pH值、接種量為因素設(shè)計(jì)L9（34）正交試驗(yàn)，以感官綜合評定為評價標(biāo)準(zhǔn)，正交試驗(yàn)結(jié)果見表3。方差分析結(jié)果見表4。

表3 發(fā)酵工藝條件優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiment for fermentation conditions optimization

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experiment results

試驗(yàn)以綜合感官指標(biāo)評定分?jǐn)?shù)最高為最佳，由表3極差分析結(jié)果可知，發(fā)酵工藝的最優(yōu)組合和最優(yōu)水平為A3B3C2D3，即可溶性固形物20 °Bx，接種量3 g/L，pH值為3.8，橘汁∶水為10∶9。經(jīng)過驗(yàn)證試驗(yàn)測定，在此條件下發(fā)酵得到的橘子酒酒精度為9.4%vol，感官評分為80分。由表4可以看出，影響感官評分的主次因素依次為B＞A＞D＞C，最主要因素是B，即接種量，其次是初始發(fā)酵醪可溶性固形物含量，四個因素對感官評定的結(jié)果均無顯著影響。

按照該工藝得到的主發(fā)酵結(jié)束的產(chǎn)品其他部分重要理化指標(biāo)：滴定酸6.0 g/L；揮發(fā)酸0.4 g/L；總糖83 g/L；干浸出物20.9 g/L；總SO246 mg/L；鉛0.014 mg/L；無機(jī)砷未檢出。

微生物指標(biāo)：菌落總數(shù)40 CFU/mL；大腸菌群＜3 MPN/100 mL；黃曲霉毒素未檢出；沙門氏菌未檢出；金黃色葡萄球菌未檢出。指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)[15]。

經(jīng)過濾澄清后的橘子酒，酒香濃郁、香甜柔和、無異味雜味、有橘子的風(fēng)味、顏色橙黃，感官滿足消費(fèi)要求，達(dá)到預(yù)期結(jié)果。

3 結(jié)論

由單因素及正交試驗(yàn)確定了橘酒最佳的主發(fā)酵條件，即橘汁∶水為10∶9，可溶性固形物20 °Bx，SO2含量為80 mg/L，接種量3 g/L，pH值為3.8，產(chǎn)品感官、理化及微生物指標(biāo)均符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

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