青脆李果酒發(fā)酵及澄清工藝研究

曾順德，商桑，高倫江，曾小峰，尹旭敏，刁源，曾志紅

（重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工研究所，重慶401329）

李屬薔薇科核果類(lèi)溫帶水果，氣候適應(yīng)性強(qiáng)，山坡灌叢中或水邊、溝底、路旁等處均可栽培。李已成為重慶第二大主栽水果，栽培面積達(dá)82 萬(wàn)畝，已成為巫山、萬(wàn)州等地精準(zhǔn)扶貧、鄉(xiāng)村振興的重要支柱產(chǎn)業(yè)，品種大部為青脆李，具有質(zhì)脆味甜，風(fēng)味獨(dú)特，營(yíng)養(yǎng)豐富，促消化、清肝、利水、降壓、導(dǎo)瀉、鎮(zhèn)咳、美容養(yǎng)顏等功效。重慶地區(qū)青脆李成熟正值7 月～8 月盛夏，果實(shí)生理代謝旺盛，不經(jīng)處理，采后3 d～5 d 即失去原有質(zhì)地和風(fēng)味[1]，迫切需要加工產(chǎn)業(yè)鏈支撐。目前李加工多局限于果脯蜜餞，新型加工制品相對(duì)較少。隨著人們生活質(zhì)量和健康水平要求的不斷提高及生活節(jié)奏的加快，人們對(duì)果蔬的需求正由數(shù)量向質(zhì)量轉(zhuǎn)變，要求方便、營(yíng)養(yǎng)、安全的果蔬產(chǎn)品。

果酒加工過(guò)程混入的果肉、果渣微粒以及配料中帶入雜質(zhì)，易在果酒中形成懸浮物使其產(chǎn)生渾濁和沉淀[2]。另外果酒中含有的蛋白質(zhì)、果膠、鞣質(zhì)、纖維素、多糖類(lèi)大分子、單寧和蛋白質(zhì)的絡(luò)合物以及酒石酸鹽等在酒中以膠體狀態(tài)存在，使果酒透光率和穩(wěn)定性變差。渾濁和沉淀都嚴(yán)重影響到果酒的外觀，難以被消費(fèi)者接受。青脆李果酒在加工、貯存過(guò)程中易出現(xiàn)沉淀、渾濁、褐變等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響青脆李果酒品質(zhì)，本研究通過(guò)篩選青脆李果酒適宜發(fā)酵菌種、發(fā)酵及澄清工藝，目的是為高品質(zhì)青脆李果酒生產(chǎn)提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

檸檬酸、葡萄糖、氫氧化鈉、鹽酸、檸檬酸鈉：均為分析純，成都市科龍化工試劑廠；硅藻土：化學(xué)級(jí)，上海山浦化工有限公司；殼聚糖：食品級(jí)，上海金錦樂(lè)實(shí)業(yè)有限公司；明膠：食品級(jí)，青海明膠股份有限公司；果酒酵母RV002、RV171、RV818：安琪酵母股份有限公司。

FA2004A 電子天平：上海精天電子儀器有限公司；HPX-250 電熱恒溫生化培養(yǎng)箱：上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠；PHS-3E 酸度計(jì)：上海雷磁儀器有限公司；WZS 手持折光儀：上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司；754E 紫光外可見(jiàn)分光光度計(jì)：天津市普瑞斯儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 菌種活化

按青脆李原漿質(zhì)量0.04%比例，分別稱(chēng)取RV002、RV171 和 RV818 安琪果酒酵母，按質(zhì)量比 1 ∶10 加入2%糖液中，輕輕攪拌至溶解，40 ℃～42 ℃水浴鍋中保持活化30 min，備用。

1.2.2 加糖量

參照枇杷果酒[3]，根據(jù)下列公式計(jì)算加糖量。

式中：X 為加糖量，kg；m 為果漿質(zhì)量，kg；TSS 為青脆李原漿可溶性固形物含量，%；20 為加糖后TSS需達(dá)到20%。

1.2.3 酵母發(fā)酵特性比較

將破碎制漿后的青脆李原漿可溶性固形物（total soluble solids，TSS）調(diào)整至20%，按青脆李原漿質(zhì)量0.04 %接種活化后的 RV002、RV171 和 RV818，25 ℃發(fā)酵，以CO2逸出停止，前后兩天失重差小于0.5 g，表明酵母發(fā)酵基本完結(jié)，確定為發(fā)酵終止時(shí)間，比較3 種酵母發(fā)酵所得酒液品質(zhì)指標(biāo)。

1.2.4 果酒發(fā)酵工藝優(yōu)化

酵母接種量：青脆李原漿加白砂糖調(diào)配可溶性固形物至20%，加入0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%的酵母菌，25 ℃保溫發(fā)酵；發(fā)酵溫度：在適宜接種量的基礎(chǔ)上，分別在 15、20、25、30、35 ℃下保溫發(fā)酵；發(fā)酵時(shí)間：在適宜接種量、溫度的基礎(chǔ)上，分別在10、11、12、13、14 d 下 25 ℃保溫發(fā)酵。測(cè)定發(fā)酵終了 TSS、總酸、酒精度[4]。以酒精度為工藝參數(shù)優(yōu)化考核指標(biāo)，根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，采取L9（33）正交試驗(yàn)優(yōu)化發(fā)酵溫度、時(shí)間及接種量，因素水平表見(jiàn)表1。

表1 正交試驗(yàn)L9（33）因素水平表Table 1 Factors and levels table of orthogonal experiment

1.2.5 測(cè)定方法

總酸：采用葡萄酒、果酒通用分析方法[5]，吸取10.00 mL 果酒（液溫 20 ℃）于 100 mL 燒杯中，加入50 mL 水，插入電極，放入轉(zhuǎn)子，置于電磁攪拌器上攪拌，用NaOH 標(biāo)準(zhǔn)滴定液滴定至pH=8.2 為其終點(diǎn)，記錄消耗NaOH 標(biāo)準(zhǔn)滴定液體積，同時(shí)做空白試驗(yàn)。

式中：X 為果酒中總酸含量（以酒石酸計(jì)），g/L；C為NaOH 標(biāo)準(zhǔn)滴定液的濃度，mol/L；V0為空白試驗(yàn)消耗NaOH 標(biāo)準(zhǔn)滴定液體積，mL；V1為果酒滴定時(shí)消耗NaOH 標(biāo)準(zhǔn)滴定液體積，mL；V2為吸取果酒樣品的體積，mL；75 為酒石酸的摩爾質(zhì)量，g/mol。

可溶性固形物：參照張巍巍等[6]方法，混勻取樣，采用4 層紗布進(jìn)行過(guò)濾，濾液用手持折光儀進(jìn)行測(cè)定。

酒精含量：參照李國(guó)輝等[7]方法，使用容量瓶取100 mL 待測(cè)果酒，加入快速測(cè)定儀的蒸餾瓶中，使用100 mL 蒸餾水分3 次潤(rùn)洗容量瓶，將液體一并加入蒸餾瓶中。之后在蒸餾瓶中分別加入3 滴～5 滴消泡劑和氧化鈣乳濁液。選擇酒精蒸餾模式，將取樣時(shí)所用的容量瓶懸掛于出液口，設(shè)置餾出液重量，開(kāi)始蒸餾。3 min～4 min 后蒸餾完成。使用蒸餾水將餾出液定容至刻度，待測(cè)；依照儀器操作程序，設(shè)備校正后，將待測(cè)蒸餾液直接加入測(cè)定儀中，待儀器穩(wěn)定后示數(shù)即為酒精度測(cè)定值（單位%vol）。

1.2.6 澄清劑制備

稱(chēng)取20 g 明膠，用9 倍去離子水加熱溶解，配制成20%明膠溶液，冷卻備用；準(zhǔn)確稱(chēng)取10 g 硅藻土，加90 mL 水浸泡24h，至完全成糊狀或溶解，配制成10%的硅藻土溶液，備用；稱(chēng)取2.00 g 殼聚糖，加入2%乙酸的溶液50 mL，攪拌直完全溶解備用；稱(chēng)取2.00 g 殼聚糖，加入50 mL 沸水，攪拌直完全溶解備用。

1.2.7 澄清處理

取1 000 mL 李子果酒原酒于磨口玻璃瓶中，加入不同濃度梯度的澄清劑溶液（硅藻土、明膠、殼聚糖，硅藻土用量 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 g/L；明膠用量0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 g/L；殼聚糖用量 1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 g/L，充分振蕩混勻后靜置 48 h，取上清液測(cè)定透光率和色度，考察澄清劑類(lèi)型及用量對(duì)青脆李果酒澄清效果的影響。

1.2.8 青脆李果酒透光率和色度的測(cè)定

參照羅軍杰等[8]方法，以蒸餾水為空白對(duì)照，用分光光度計(jì)在680 nm 下用1 cm 比色皿測(cè)定澄清后酒液的透光率，在530 nm 下測(cè)定吸光度（色度）。

1.2.9 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用excel2010 軟件處理，試驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差（x±s）形式表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同酵母菌種對(duì)青脆李果酒發(fā)酵特性的影響

不同菌種發(fā)酵特性比較見(jiàn)圖1。

圖1 不同酵母菌種發(fā)酵特性比較分析Fig.1 The fermentation results of different yeast

圖1 結(jié)果顯示，RV002、RV171 和 RV818 發(fā)酵處理酒精度在10%vol 以上，其中RV818 達(dá)到10.9 %vol，RV818 總酸含量相對(duì)較低，而可溶性固形物相差不大，RV818 可作為優(yōu)勢(shì)菌種進(jìn)一步篩選適宜接種量、發(fā)酵溫度和時(shí)間。

2.2 優(yōu)選菌種RV818接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間對(duì)青脆李果酒發(fā)酵品質(zhì)的影響及發(fā)酵工藝參數(shù)優(yōu)化

2.2.1 接種量對(duì)青脆李果酒發(fā)酵品質(zhì)的影響

接種量對(duì)青脆李果酒發(fā)酵品質(zhì)的影響見(jiàn)表2。

接種量對(duì)青脆李發(fā)酵果酒品質(zhì)的影響結(jié)果顯示隨接種量增加，TSS 略降；總酸先降后增；酒精度先增后降，峰值接種量0.04%，當(dāng)接種量＞0.04%時(shí)，酒精度快速下降，可能由于酵母繁殖代謝過(guò)旺，本身耗大量糖分，致使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)消耗增加并生成較多代謝產(chǎn)物，使菌體細(xì)胞環(huán)境惡化，過(guò)早衰老并發(fā)生自溶[4]。綜合考慮接種量0.04%作為后續(xù)正交優(yōu)化試驗(yàn)。

表2 接種量對(duì)青脆李果酒發(fā)酵品質(zhì)的影響Table 2 The influence of inoculation quantity on fermentation characteristics of Prunus americana wine

2.2.2 發(fā)酵溫度對(duì)青脆李果酒發(fā)酵品質(zhì)的影響

發(fā)酵溫度對(duì)青脆李果酒發(fā)酵品質(zhì)的影響見(jiàn)表3。

表3 發(fā)酵溫度對(duì)青脆李果酒發(fā)酵品質(zhì)的影響Table 3 The influence of fermentation temperature on fermentation characteristics of Prunus americana wine

發(fā)酵溫度對(duì)青脆李果酒發(fā)酵品質(zhì)的影響結(jié)果顯示隨發(fā)酵溫度升高，TSS 波動(dòng)變化；總酸先降后增，峰值發(fā)酵溫度為25 ℃；發(fā)酵溫度25 ℃時(shí)酒精度最高；當(dāng)溫度＞30 ℃后，酒精度下降，表明適當(dāng)溫度下酵母菌對(duì)糖分利用率高，酒精度高，這與報(bào)道的主發(fā)酵溫度是影響果酒風(fēng)味的主要因素吻合[9-10]，綜合考慮發(fā)酵溫度選擇25 ℃作為后續(xù)正交優(yōu)化試驗(yàn)。

2.2.3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)青脆李果酒發(fā)酵品質(zhì)的影響

發(fā)酵時(shí)間對(duì)青脆李果酒發(fā)酵品質(zhì)的影響見(jiàn)表4。

表4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)青脆李果酒發(fā)酵品質(zhì)的影響Table 4 The influence of fermentation temperature on fermentation characteristics of Prunus americana wine

發(fā)酵時(shí)間對(duì)青脆李果酒發(fā)酵品質(zhì)的影響結(jié)果顯示隨發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)，TSS 逐漸下降，總酸逐漸下降，酒精度逐漸上升，到一定程度后，增長(zhǎng)緩慢。考慮成本因素選擇12 d 作為后續(xù)正交優(yōu)化試驗(yàn)。

2.2.4 青脆李果酒發(fā)酵工藝參數(shù)優(yōu)化

正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 L9（33）正交試驗(yàn)結(jié)果分析表Table 5 The results of the orthogonal experiment about fermentation condition

由正交試驗(yàn)結(jié)果R 值可以看出，各因素對(duì)青脆李果酒酒精度的影響順序?yàn)镃（接種量）＞B（溫度）＞A（時(shí)間）。從各因素K 值可以看出，時(shí)間、溫度、接種量3 個(gè)因素試驗(yàn)最佳組合為A2B2C3，即發(fā)酵時(shí)間12 d、發(fā)酵溫度25 ℃，接種量0.05%，即正交試驗(yàn)第5 組。采取A2B2C3驗(yàn)證試驗(yàn)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)青脆李果酒酒精度達(dá)到10.92%vol，證明可行。

2.3 不同澄清劑對(duì)青脆李果酒的澄清效果比較

2.3.1 硅藻土對(duì)青脆李果酒的澄清效果

硅藻土主要成分為SiO2，是一種比表面積很大，具有很強(qiáng)吸附能力的多孔結(jié)構(gòu)物質(zhì)[11]，其含有的少量鈣、鎂離子能與果膠作用，形成果膠酸鹽，還能吸附少量色素、酵母等其他懸浮物[12]。硅藻土澄清效果見(jiàn)圖2。

由圖2 可知，硅藻土溶液對(duì)青脆李果酒澄清效果有一定作用，隨著添加量的增加，透光率（A680nm）有一定程度的上升，色度（A530nm）逐漸下降，至加入量為0.4 g/L 時(shí)透光率達(dá)81.2%，較對(duì)照提高了4.68 倍；色度為0.132，較對(duì)照低89.27%，硅藻土用量超過(guò)0.4 g/L時(shí)透光率增加和色度變化趨勢(shì)不明顯。

2.3.2 明膠對(duì)青脆李果酒的澄清效果

明膠屬于蛋白質(zhì)類(lèi)，可以和果酒中的單寧物質(zhì)結(jié)合形成蛋白質(zhì)-單寧絡(luò)合物，隨著絡(luò)合物的逐漸增多，將會(huì)吸附酒中的懸浮物聚沉，從而達(dá)到澄清效果。明膠澄清效果見(jiàn)圖3。

圖2 硅藻土澄清效果Fig.2 Effect of diatomite content on clarification

圖3 明膠澄清效果Fig.3 Effect of glutin content on clarification

圖3 結(jié)果表明，明膠對(duì)青脆李果酒澄清效果不太明顯，說(shuō)明青脆李果酒中原來(lái)含有的單寧、色素等多酚類(lèi)物質(zhì)相對(duì)較少。明膠加入量為0.6 g/L 時(shí)透光率達(dá)44.1 %，較對(duì)照提高1.87 倍；色度為0.539，較對(duì)照低56.18%，隨著明膠用量的增加，透光率降低，色度增加。

2.3.3 殼聚糖不同溶解方法對(duì)青脆李果酒的澄清效果

殼聚糖屬于天然的陽(yáng)離子型絮凝劑，可以吸引帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)、單寧和果膠纏繞殼聚糖線(xiàn)性分子結(jié)構(gòu)上形成絮狀沉淀物，從而達(dá)到澄清的目的[13]。殼聚糖澄清效果見(jiàn)圖4 和圖5。

由圖4 可知，殼聚糖（酸溶解）對(duì)青脆李果酒澄清效果明顯。隨著殼聚糖用量增加，透光率大幅度升高，殼聚糖用量為3.0g/L 時(shí)透光率達(dá)到96.8%，較對(duì)照提高5.77 倍；色度為0.046，較對(duì)照低96.26%，若繼續(xù)增加殼聚糖用量，造成果酒透光率下降，色度增加，酒體渾濁?？紤]到殼聚糖（酸溶解）用于澄清對(duì)酒體易造成不良影響，探索沸水溶解殼聚糖用于澄清酒體發(fā)現(xiàn)：由圖5 可知，殼聚糖（沸水溶解）其達(dá)到最大透光率的適宜添加量仍為3.0 g/L，透光率93.0%，色度0.069，但較酸溶解下降3.93%，色度上升33.33%，雖然澄清效果也較為理想，但不如酸溶解的澄清效果。

圖4 殼聚糖（酸溶解）澄清效果Fig.4 Effect of chitosan（acid dissolution）on clarification

圖5 殼聚糖（沸水溶解）澄清效果Fig.5 Effect of chitosan（boiling water dissolution）on clarification

3 結(jié)論

比較3 種酵母對(duì)青脆李果酒發(fā)酵特性的影響，確定菌種RV818 作為青脆李果酒發(fā)酵適宜菌種。通過(guò)發(fā)酵接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間單因素及正交試驗(yàn)，得到青脆李果酒發(fā)酵最佳工藝條件為：酵母接種量0.05%，發(fā)酵溫度25 ℃、發(fā)酵時(shí)間12 d，此時(shí)酒精度達(dá)10.92%vol。

通過(guò)比較硅藻土、明膠、不同溶解方法殼聚糖對(duì)青脆李果酒澄清透光率和色度的影響發(fā)現(xiàn)：3 種澄清劑均具有一定效果，但以酸溶解殼聚糖澄清效果最佳，沸水溶解效果較次，綜合考慮采用沸水溶解殼聚糖作為青脆李果酒澄清首選方式，可減少酸溶解殼聚糖澄清造成的青脆李果酒品質(zhì)下降和適口性差問(wèn)題。