呂映輝，史曉華，張榮欣，張道雷*

1. 山東職業(yè)學(xué)院生物工程學(xué)院（濟(jì)南 250104）；2. 山東溫和酒業(yè)有限公司（臨沂 273499）

瓜蔞，別稱栝樓、蔞瓜，為葫蘆科植物栝樓（Trichosanthis kirilowiiMaxim.）或雙邊栝樓（Trichosanthis rosthoriniiHarms）的果實，其種子、果皮及全果皆可入藥，是中國常用的大宗藥材之一[1]。在中國東北、華北、華東以及云貴川等地區(qū)均有大量種植[2]。

瓜蔞子富含脂肪、蛋白質(zhì)、氨基酸、多糖以及鈣鐵鋅硒等16種體必需的微量元素[3]，具有清除肺火、止咳、通便、抗炎和抗腫瘤等作用[4]。由于其獨(dú)特的營養(yǎng)和保健價值，近年來，除藥用之外，瓜蔞子在食品領(lǐng)域也受到廣泛關(guān)注[5]，開發(fā)炒瓜蔞子等小食品，深受消費(fèi)者喜愛。

瓜蔞皮富含多糖、氨基酸、甾醇、黃酮等組分[6]，具有保護(hù)心肌、抗動脈粥樣硬化、抗高血壓等作用[7]，已開發(fā)瓜蔞皮注射液用于冠心病等的治療[8]。盡管如此，與瓜蔞子相比，瓜蔞皮難于食用，其加工利用發(fā)展相對滯后。除少量滿足藥用外，大部分瓜蔞皮只能丟棄，造成較大資源浪費(fèi)。試驗旨在開發(fā)一款具有保健價值的瓜蔞皮酒，變廢為寶，提高瓜蔞利用率，增加種植戶收益。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

瓜蔞皮（山東省菏澤市單縣）；安琪葡萄酒酵母（BV818，淘寶安琪酵母官方旗艦店）；法國葡萄酒酵母（LA-BA）、意大利果酒酵母（SC）（帝伯仕自釀機(jī)有限公司）。

葡萄糖、蔗糖、亞硫酸、苯酚、考馬斯亮藍(lán)、氯仿、正丁醇、無水乙醇、亞硝酸鈉、氫氧化鈉（均為分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品（92.4%，中國食品藥品檢定研究院）。

1.2 儀器與設(shè)備

DHG-9146A電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海精宏）；200 L發(fā)酵罐（濟(jì)南中德啤酒設(shè)備有限責(zé)任公司）；UV-2600紫外-可見分光光度計（日本島津）；5804R高速冷凍離心機(jī)（德國Eppendorf）；PB-10酸度計（德國Sartorius）。

1.3 試驗方法

1.3.1 瓜蔞皮汽酒加工工藝流程

瓜蔞皮→烘干→粉碎→過篩→加水蒸煮→成分調(diào)整→接種→前發(fā)酵→皮渣分離→后發(fā)酵→降溫、沉降→過濾→充氣保壓→成品

1.3.2 操作要點

發(fā)酵原料的制備：取籽后的瓜蔞皮85 ℃干燥至水分＜11%，粉碎后過孔徑0.85 mm篩，加水至干物質(zhì)含量10%，加熱煮沸30 min。成分調(diào)整：煮沸完成后立即加入蔗糖至20%糖度，加入檸檬酸調(diào)整pH 3.5～4.0，冷卻至24 ℃?zhèn)溆?。接種：原料0.04%酵母于30 ℃條件下活化30 min后接種。前發(fā)酵：接種后的原料于24 ℃條件下發(fā)酵8 d，糖度下降至約5.0%完成前發(fā)酵過程。后發(fā)酵：前發(fā)酵結(jié)束后，8層紗布過濾，分離皮渣，清液于15～20 ℃條件下10 d完成后發(fā)酵。降溫、沉降：降溫至4～6 ℃，發(fā)酵罐中靜置3 d。過濾：排除沉降物后，八層紗布抽濾，轉(zhuǎn)入發(fā)酵罐4～6℃沖入CO2至壓力0.15 MPa，保壓3 d，即得成品。

1.3.3 發(fā)酵工藝的選擇

1.3.3.1 菌種的選擇

按照1.3.2中所述方法，分別接入酵母BV818、LA-BA和SC，接入量0.02%，主發(fā)酵結(jié)束后取上層清液，以感官評分、酒精度和氨基酸態(tài)氮、總黃酮含量等為主要指標(biāo)，對3株酵母菌進(jìn)行篩選。試驗所述測定結(jié)果均為3個平行樣測定結(jié)果的平均值，下同。

1.3.3.2 單因素試驗

以試驗篩選出的最優(yōu)酵母為菌種（SC酵母），按照1.3.2所述方法，發(fā)酵至主發(fā)酵結(jié)束，分別探討初始糖度、酵母接種量、主發(fā)酵溫度和主發(fā)酵時間，對瓜蔞皮酒發(fā)酵的影響。所考察的初始糖度為8%，12%，16%，20%，24%和28%；酵母接種量為0.01%，0.02%，0.04%，0.06%，0.08%和0.10%；主發(fā)酵溫度為16，20，24，28，32和36 ℃；主發(fā)酵時間：接入酵母后，每1 d取樣1次，測定試樣酒精度的變化，確定合理的主發(fā)酵時間。

1.3.3.3 正交試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以感官評分和酒精度為指標(biāo)，設(shè)計四因素三水平L9(34)正交試驗，因素與水平見表1所示。

表1 瓜蔞皮酒發(fā)酵條件優(yōu)化因素水平表

1.3.4 測定方法

感官評定，參照GB/T 15038—2006所述方法，并根據(jù)產(chǎn)品特性自行制定，如表2所示；酒精度，按照GB/T 15036—2006所述方法測定；氨基酸態(tài)氮，按GB 5009.235—2016所述方法測定；總糖、總酸和非糖固形物，按GB/T 13662—2018所述方法測定；總黃酮，以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品，采用分光光度法測定[9]。

表2 瓜蔞皮酒感官評定標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵菌種的選擇

酵母菌是果酒釀造的靈魂，是影響果酒口感和風(fēng)味的重要因素[10]。優(yōu)良的酵母菌，除了具有發(fā)酵速度快、產(chǎn)酒率高等特征之外，還對果酒中香味物質(zhì)的產(chǎn)生，起到關(guān)鍵作用[11]。試驗考察3種酵母對瓜蔞皮酒品質(zhì)的影響，結(jié)果如表3所示。

從表3的數(shù)據(jù)可以看出，酵母菌的種類對瓜蔞皮酒品質(zhì)的影響顯著。其中，SC酵母的發(fā)酵效果最佳，經(jīng)過8 d主發(fā)酵后，酒精度可達(dá)9.4%，酒體飽滿、呈有光澤的淡黃色，具有瓜蔞皮特有的青草香味，感官評分為85.0分。采用LA-BA酵母發(fā)酵的酒樣，酒精度最低，僅8.3%，但其感官評分較高，為81.0分，略低于SC酵母。BV818酵母的酒精度介于兩者之間，為9.2%，但其口感苦澀味較重，感官評分最低，僅為76.0分。總黃酮、氨基酸態(tài)氮等指標(biāo)在不同樣品中差異不大，因此，試驗選擇SC酵母作為發(fā)酵菌種。

表3 不同酵母對瓜蔞皮酒品質(zhì)的影響

2.2 發(fā)酵條件單因素試驗結(jié)果及分析

2.2.1 最適初始糖度的確定

以酒精度和糖醇轉(zhuǎn)化率（糖醇轉(zhuǎn)化率=發(fā)酵醪酒精體積百分濃度/糖化醪外觀糖度）[12]為指標(biāo)，選取6個水平，考察初始糖度對瓜蔞皮酒發(fā)酵的影響，結(jié)果如表4所示。

由表4可以看出，醪液經(jīng)主發(fā)酵后，隨著初始糖度的增加，酒精度逐漸升高，殘?zhí)橇恐饾u降低；糖醇轉(zhuǎn)化率隨著初始糖度增加而逐步提高，初始糖度達(dá)到20%時，糖醇轉(zhuǎn)化率達(dá)到最高值186.3%，此后隨著糖度繼續(xù)提高，糖醇轉(zhuǎn)化率又逐步回落。因此，糖醇轉(zhuǎn)化率最高（186.3%）時的糖度20%為最適初始糖度。

表4 初始糖度對瓜蔞皮酒發(fā)酵的影響

2.2.2 最適酵母接種量的確定

酵母的接種量對瓜蔞皮酒發(fā)酵的順利進(jìn)行有著較為顯著影響。接種量低，起酵慢，易染雜菌，酒體風(fēng)味差，出酒率低。酵母接種量過高，起酵過快，菌體大量生長，原料利用率低[13]。試驗主要以酒精度為指標(biāo)，考察酵母接種量對發(fā)酵的影響，如圖1所示。

圖1 酵母接種量對瓜蔞皮酒發(fā)酵的影響

酵母接種量0.01%和0.02%時，瓜蔞皮發(fā)酵較為遲緩，在接種后第2天才開始進(jìn)入快速發(fā)酵期，且發(fā)酵8 d后的酒精度分別為8.1%和8.4%vol，低于酵母接種量0.04%時的9.5%vol。酵母接種量0.04%，0.06%，0.08%和0.10%時，起酵較快，接種后1 d即可進(jìn)入快速發(fā)酵期，經(jīng)8 d發(fā)酵后酒精度分別為9.5%，9.6%，9.8%和9.7%vol，4種酵母接種量差異不大，因此，對瓜蔞皮酒的發(fā)酵來說，酵母接種量0.04%較為適宜。

2.2.3 最適發(fā)酵溫度的確定

發(fā)酵溫度對酵母的生長繁殖及代謝活動有著重要影響。一般情況下隨著溫度升高，酵母代謝旺盛，生長速度加快，從而縮短發(fā)酵周期。但過高的發(fā)酵溫度會嚴(yán)重影響酒精及風(fēng)味物質(zhì)的生成。因此，適宜的發(fā)酵溫度是保證發(fā)酵順利進(jìn)行的必要條件[14]。發(fā)酵溫度與瓜蔞皮酒酒精度的關(guān)系如圖2所示。

隨著發(fā)酵溫度提高，酵母的起酵速度依次加快。其中，16和20 ℃時，發(fā)酵速度明顯弱于其他溫度條件下的樣品；培養(yǎng)溫度達(dá)到32和36 ℃時，在起酵速度方面的差異變小。通過對發(fā)酵8 d后各試樣的酒精度測定結(jié)果顯示，24 ℃條件下的樣品酒精度最高，達(dá)到9.8%，16和36 ℃條件下的樣品酒精度最低，分別為9.1%和9.5%。因此，24 ℃條件下，酵母的發(fā)酵速度適宜，利于酒精等重要組分的合成。

圖2 溫度對瓜蔞皮酒發(fā)酵的影響

2.2.4 主發(fā)酵時間的確定

初始糖度20%、溫度24 ℃條件下，接入0.04%的SC酵母，其酒精度的變化如圖3所示。酵母接入1 d后即進(jìn)入快速發(fā)酵期，一直到發(fā)酵第5天，都有較高的酒精轉(zhuǎn)化速率，培養(yǎng)至第8天時，酒精度的提升速度逐漸趨緩，第8～第10天，酒精度僅從9.9%增加到10.1%，說明，培養(yǎng)到第8天時，主發(fā)酵基本結(jié)束。因此，對于瓜蔞皮酒的主發(fā)酵時間，單因素試驗顯示為8 d。

圖3 瓜蔞皮酒發(fā)酵過程中酒精度的變化

2.3 發(fā)酵條件正交試驗結(jié)果及分析

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，分別選取初始糖度、酵母接種量、主發(fā)酵溫度及主發(fā)酵時間4個影響因素，進(jìn)行L9(34)的四因素三水平正交試驗，如表1所示。試驗采用加權(quán)評分法對試驗結(jié)果進(jìn)行評價[15]。綜合評分=酒精度規(guī)范化評分×0.6+感官規(guī)范化評分×0.4。其中，酒精度規(guī)范化評分=各試樣酒精度/全部試樣中最高酒精度，感官規(guī)范化評分=各試樣的感官評分/全部試樣中最高感官評分。正交試驗結(jié)果及直觀分析如表5所示，根據(jù)各因素的排序，選取對發(fā)酵影響較大的3個因素進(jìn)行方差分析，如表6所示。

由表5可知，對瓜蔞皮酒發(fā)酵的影響因素排序為A＞D＞B＞C，最優(yōu)組合是A2B2C3D3，即初始糖度20%，酵母接種量0.04%，主發(fā)酵溫度28 ℃，主發(fā)酵時間10 d為最優(yōu)發(fā)酵條件。在此條件下進(jìn)行驗證試驗，所得樣品的酒精度為11.0%，感官評分為86.7分，主要成分測定值如表7所示。

表5 正交試驗結(jié)果及直觀分析

表6 正交試驗結(jié)果方差分析

表7 優(yōu)化條件下瓜蔞皮酒主要成分

3 結(jié)論

試驗對瓜蔞皮酒發(fā)酵的影響因素進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果表明，對瓜蔞皮酒發(fā)酵影響的排序為初始糖度＞主發(fā)酵時間＞酵母接種量＞主發(fā)酵溫度。最優(yōu)發(fā)酵條件是初始糖度20%、酵母接種量0.04%、主發(fā)酵溫度28℃、主發(fā)酵時間10 d。在此條件下，所得樣品酒精度為11.0%，感官評分為86.7分。