火龍果蘋果復(fù)合果酒發(fā)酵工藝的研究

王正榮，馬漢軍（河南科技學(xué)院食品學(xué)院，河南新鄉(xiāng)453003）

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火龍果蘋果復(fù)合果酒發(fā)酵工藝的研究

王正榮，馬漢軍
（河南科技學(xué)院食品學(xué)院，河南新鄉(xiāng)453003）

摘要：以新鮮的蘋果和紅皮白肉型火龍果果實為原料，進行復(fù)合果酒發(fā)酵工藝的研究，在接種量、糖度和發(fā)酵時間單因素實驗的基礎(chǔ)上，利用響應(yīng)面設(shè)計優(yōu)化復(fù)合果酒的發(fā)酵工藝條件。實驗結(jié)果表明，以蘋果和火龍果的純果汁，按2∶1的比例混合發(fā)酵，在pH4.0，酵母接種量0.95 %，初始糖度19.23 %，時間為7.3 d的工藝下，釀造出品質(zhì)優(yōu)良，酒體透亮，具有清雅和諧的果香和酒香的復(fù)合果酒，具有極大的營養(yǎng)價值。

關(guān)鍵詞：復(fù)合果酒；蘋果；火龍果；發(fā)酵條件；優(yōu)化

火龍果為仙人掌科量尺屬多漿植物果用栽培品種，集水果、花卉、蔬菜、保健、醫(yī)藥于一身[1-2]。研究表明，火龍果是一種高纖維、低脂肪、低糖度的水果，除碳水化合物、粗纖維外，還含有不飽和脂肪酸、抗氧化物、Vc和花青素甚至還含有一般植物少有的植物性蛋白[3-4]，對重金屬中毒具有解毒作用?；瘕埞薪笛獕?、降血脂、解毒、滋肺、養(yǎng)顏、明目之功效，對便秘和糖尿病也有療效，它富含的花青素具有抗氧化、抗自由基、抗衰老的作用，含有豐富的水溶性膳食纖維[4-5]，具有減肥、降血糖和潤腸的作用；火龍果的黑色小種子，含有不飽和脂肪酸及抗氧化物質(zhì)[6-7]，具有諸多的保健功效。蘋果是我國的主要水果產(chǎn)品之一，富含多種營養(yǎng)成分，含有各種維生素和微量元素，是所有蔬果中營養(yǎng)價值很豐富的品種。目前利用火龍果制作果酒的研究報道還不多見，火龍果的復(fù)合果酒更是鮮有報道，本研究將火龍果與蘋果進行發(fā)酵制成火龍果蘋果復(fù)合酒，是一種色、香、味較佳的低酒精度健康飲品。它既有蘋果酒的風(fēng)格、火龍果的清香，同時還具有很好的抗氧化性，防止心血管疾病的同時也具有很好的美容養(yǎng)顏作用，具有較高的推廣價值和發(fā)展前景。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

原料：蘋果（紅富士），火龍果，白砂糖購于超市，成熟新鮮的紅皮白肉型火龍果；安琪牌葡萄酒高活性酵母；果膠酶，法國拉曼公司；異Vc鈉、檸檬酸均為分析純。

儀器設(shè)備：榨汁機，山東九陽小家電有限公司；HH-4型恒溫水浴鍋，金壇市杰瑞爾電器有限公司；PYX-250S-B型生化培養(yǎng)箱，科力儀器；W2-108型手持折光儀，浙江托普儀器有限公司；BS110S型電子天平，北京賽多利斯天平有限公司；酒精計，河北省河間市儀表廠；手持糖度儀，成都光學(xué)廠。

1.2實驗方法

1.2.1工藝流程（見圖1）

1.2.2操作要點

原料選擇：選擇新鮮、成熟、無病蟲害及無霉?fàn)€變質(zhì)的蘋果和火龍果。

圖1　工藝流程圖

去皮、去核、切碎、護色：將洗凈的蘋果去皮、去核并切成小塊，將火龍果去皮，切塊。并將去皮、切塊的蘋果和火龍果快速放入含有1 %～2 %食鹽及0.1 %～0.2 %檸檬酸的混合溶液中進行護色[8-9]。

打漿：將切成塊狀的蘋果和火龍果用榨汁機分別進行榨汁，并向榨好的果汁中分別加入0.15 g/kg的異Vc鈉護色[10]。

酶處理：向蘋果汁和火龍果汁中分別添加水果質(zhì)量0.3 %的果膠酶，在50℃的恒溫水浴鍋中靜置1 h[11-12]。

調(diào)配混合果汁：將過濾的蘋果汁和火龍果汁分別按照多種不同的體積比例進行混合并置于透明的杯子中，攪拌均勻，根據(jù)混合果汁的色澤和風(fēng)味進行評比，選出最佳比例。

果汁成分調(diào)整：將果汁按照最佳比例混合后，用pH值計測量混合果汁的pH值，用檸檬酸將pH值調(diào)整到4.0左右，根據(jù)最終復(fù)合果酒理化指標(biāo)中的酒精度調(diào)整糖度，將所需一定量的白砂糖加入果汁中，攪拌使充分溶解。

接種發(fā)酵：將所需一定量的酵母加入適量的38℃混合果汁中攪拌溶解，靜置15～30 min后，攪拌冷卻至28～30℃即可使用，將調(diào)整好糖度和酸度的果汁接入，通過正交試驗選出最佳的酵母用量，溫度控制在25～28℃，根據(jù)正交試驗選出的最佳發(fā)酵時間進行發(fā)酵[14]。

澄清、過濾：待發(fā)酵結(jié)束后，虹吸過濾沉淀，得到澄清果酒。

陳釀：將澄清的復(fù)合果酒放入經(jīng)過滅菌的玻璃容器中，密封，置于陰暗處陳釀[15]。

1.2.3混合果汁比例的選擇

將過濾的蘋果汁和火龍果汁分別按照0.25∶1、0.5∶1、0.75∶1、1∶1、1∶0.75、1∶0.5、1∶0.75的體積比例進行混合并置于透明的杯子中，攪拌均勻，根據(jù)混合果汁的色澤和風(fēng)味進行評比，選出最佳比例?；旌瞎{(diào)配比例的選取既要兼顧兩者風(fēng)味，又要求混合果汁的顏色呈現(xiàn)令人愉悅的顏色。

1.2.4影響發(fā)酵主要因子的單因素優(yōu)化

分別以酵母用量、含糖量和發(fā)酵時間作為影響因子，進行單因素實驗，研究各單因素對火龍果蘋果果酒發(fā)酵工藝的影響。

1.2.5響應(yīng)面試驗優(yōu)化工藝

根據(jù)單因素試驗，選擇合適的因素水平，利用Design Expert8.0.6進行3因素Box－Benhnken響應(yīng)面試驗設(shè)計，尋找以蘋果、火龍果為原料制備果酒發(fā)酵的最佳工藝參數(shù)，以釀造出品質(zhì)優(yōu)良的復(fù)合果酒[15]。響應(yīng)面設(shè)計因素與水平見表1。

表1　響應(yīng)面試驗因素水平設(shè)計

1.2.6分析方法

酒精度的測定采用蒸餾法，含糖量的測定采用手持折光儀。

1.2.7產(chǎn)品感官評定標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)復(fù)合果酒色澤、氣味、口感、狀態(tài)進行感官評定（表2）并對其進行評分，統(tǒng)計評分結(jié)果，以確定復(fù)合果酒的最佳生產(chǎn)工藝。

表2　感官評分標(biāo)準(zhǔn)

2　結(jié)果與分析

2.1混合果汁比例的選擇

通過對以上7種不同混合比例的復(fù)合果汁進行品評，發(fā)現(xiàn)當(dāng)蘋果汁和火龍果汁的混合比例為2∶1時，復(fù)合果汁的果味果香和諧，能兼顧兩者風(fēng)味，顏色呈明亮的淡黃色，因此，混合果汁的最佳比例為蘋果汁∶火龍果汁為2∶1。

2.2單因素試驗

2.2.1酵母接種量對酒精發(fā)酵的影響

固定溫度28℃，含糖量18 %，試驗酵母接種量分別為0.6 %、0.8 %、1.0 %、1.2 %、1.4 %（v/v），恒溫發(fā)酵6 d后，果酒酒精度和感官評價的結(jié)果見圖2。由圖2可以看出，在其他條件不變的情況下，酵母用量加大，發(fā)酵生成的酒精量增多，酵母用量在0.6 %～0.8 %范圍內(nèi)變化明顯，超過0.8 %發(fā)酵生成的酒精含量趨于穩(wěn)定。由圖2可知，當(dāng)接種量為0.6 %時，生產(chǎn)的果酒果香、果味較濃，酒香較淡，當(dāng)接種量為1 %、1.2 %、1.4 %時，酵母味稍明顯，影響了果酒的味道，當(dāng)接種量為0.8 %時，感官評分最佳。

圖2　接種量對酒精發(fā)酵的影響

2.2.2含糖量對酒精發(fā)酵的影響

固定溫度28℃，發(fā)酵時間7 d，酵母1.0 %，含糖量選取5個水平分別是14 %、16 %、18 %、20 %、22 %，含糖量對酒精發(fā)酵的影響見圖3。由圖3可以看出，在其他條件不變的情況下，隨著含糖量的增大，發(fā)酵生成的酒精含量增加。含糖量為14 %、16 %、18 %時，生產(chǎn)的果酒果香、果味較濃，酒香較淡，當(dāng)含糖量為22 %時，生產(chǎn)的果酒酒精味稍重口感較差，當(dāng)含糖量為20 %時，生產(chǎn)的果酒感官評分最佳。

圖3　初始糖度對發(fā)酵后原酒各指標(biāo)的影響

2.2.3發(fā)酵時間對酒精發(fā)酵的影響

固定發(fā)酵溫度28℃，酵母用量1%，含糖量18 %，發(fā)酵時間選取5個水平分別是3 d、5 d、7 d、9 d、11 d，發(fā)酵時間對酒精發(fā)酵的影響見圖4。由圖4可以看出，在其他條件不變的情況下，隨著發(fā)酵時間的延長，酒精生成量增加，7 d以前變化明顯，7 d后基本趨于穩(wěn)定。說明發(fā)酵已經(jīng)結(jié)束。由圖4可知，在發(fā)酵時間為3 d、5 d時，果酒果香較重，酒香較淡，顏色較淡，在發(fā)酵7 d時，感官評定趨于穩(wěn)定。

圖4　發(fā)酵時間對酒精發(fā)酵的影響

2.3酒精發(fā)酵工藝的優(yōu)化

響應(yīng)面法是一種比較經(jīng)濟實用的試驗設(shè)計方法，它利用較少的試驗次數(shù)和較短的時間，利用現(xiàn)代計算機軟件對結(jié)果進行多元線性回歸分析，得出較優(yōu)的工藝。本實驗根據(jù)Box-Benhnken的中心組合實驗設(shè)計原理，根據(jù)單因素試驗結(jié)果選取影響較大的3個因素：接種量(X1)、初始糖含量(X2)、時間(X3)進行組合，采用Design Expert 8.0.6軟件對所得數(shù)據(jù)進行回歸分析，結(jié)果見表3。

表3　Box-Behnken響應(yīng)面設(shè)計方案及結(jié)果

用Design Expert 8.0.6軟件對進行數(shù)據(jù)分析，得到感官評價值對自變量接種量、含糖量、發(fā)酵時間的二次多項回歸模型方程：

利用Design Expert 8.0.6軟件對該模型進行顯著性分析[16]，分析結(jié)果見表4。由表4可知，該回歸模型P= 0.0032＜0.01，表明該模型回歸極顯著，同時，失擬項p= 0.092＞0.05，說明方程不失擬，可以用此模型分析和預(yù)測火龍果蘋果酒精發(fā)酵的最佳條件。

通過對試驗中各影響因素的分析表明，接種量、初始含糖量、X2X3、X22、X32對感官評分有顯著性影響，其中在3個影響因素中初始含糖量影響最大，其次是接種量，最后是發(fā)酵時間。在交互作用中只有含糖量和發(fā)酵時間有交互影響，其他均無交互影響，在兩次平方項中，除了接種量，其他均有顯著性影響。通過軟件分析得出最佳配方：酵母接種量0.95 %，初始糖度19.23 %，時間為7.3 d。

表4　因素方差分析表

2.4響應(yīng)面的驗證試驗

在響應(yīng)面進行分析后，得出最佳的發(fā)酵工藝，在實驗室條件下進行了驗證試驗，并與響應(yīng)面試驗過程中的最佳方案進行對比，最終得出結(jié)論，驗證試驗與預(yù)測結(jié)果基本一致，最終釀出的酒體澄清透明，具有清雅、優(yōu)美、和諧的果香和酒香，入口清爽，酒質(zhì)醇厚，具有火龍果的清香，同時具有蘋果的濃郁香氣，典型性好。同時對其他指標(biāo)進行了測量，各項指標(biāo)分別為：酒精度11.32 %vol，還原糖2.68 g/L，pH 4.26。衛(wèi)生指標(biāo)符合GB 2758—2005發(fā)酵酒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

3　結(jié)論與討論

利用響應(yīng)面法對火龍果蘋果復(fù)合果酒進行發(fā)酵工業(yè)的優(yōu)化，最終得出最佳的發(fā)酵工藝條件：酵母接種量0.95 %，初始糖度19.23 %，時間為7.3 d，在此條件下，果酒的各項指標(biāo)能達(dá)到較好的水平。

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The Fermentation Techniques of Apple & Pitaya Compound Fruit Wine

WANG Zhengrong and MAHanjun
(School of Food Science, He'nan Institute of Science and Technology, Xinxiang, He'nan 453003, China)

Abstract:Fresh apples and pitaya (red pericarp and white flesh) were used as raw materials to produce compound fruit wine. On the basis of single factor test (inoculating quantity, sugar content, and fermenting time), the fermentation conditions were optimized by Box-Benhnken response surface method as follows: mixed fermentation of apple juice and pitaya juice at the ratio of 2∶1, pH value was 4.0, yeast inoculating quantity was 0.95 %, the initial sugar content was 19.23 %, and fermentation time was 7.3 d. The produced wine had harmonious fruit aroma and wine aroma, and clear and transparent wine body. Besides, it was of great nutritional value.

Key words:compound fruit wine; apple; pitaya; fermentation conditions; optimization

作者簡介：王正榮，E-mail：wazhro@qq.com。

收稿日期：2015-10-27

DOI：10.13746/j.njkj.2015414

中圖分類號：TS262.7；TS261.4

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1001-9286(2016)03-0096-04

優(yōu)先數(shù)字出版時間：2016-01-22；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160122.0958.003.html。