發(fā)酵型桂花蜂蜜酒的釀造工藝研究

李從軍，謝愛娣

（1.湖北生物科技職業(yè)學(xué)院生物工程學(xué)院，湖北武漢430070；2.湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，湖北武漢430068）

發(fā)酵型桂花蜂蜜酒的釀造工藝研究

李從軍1，謝愛娣2

（1.湖北生物科技職業(yè)學(xué)院生物工程學(xué)院，湖北武漢430070；2.湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，湖北武漢430068）

以鮮桂花、蜂蜜為原料，研究了桂花蜂蜜酒的釀造工藝。采用單因素及正交試驗(yàn)優(yōu)化了桂花的浸提條件和桂花蜂蜜酒發(fā)酵工藝條件。結(jié)果表明，在果膠酶添加量0.1%、浸提溫度50℃、pH4.5和浸提時間120 min條件下浸提效果最佳，所得桂花汁澄清透明，花香濃郁。桂花蜂蜜酒最佳發(fā)酵工藝條件為初始可溶性固形物含量（SSC）22%、接種量0.10%、溫度25℃和時間7 d。在此工藝條件下，所得桂花蜂蜜酒的酒精度為11.6%vol，殘?zhí)呛繛?.95 g/100 mL，口感品質(zhì)最佳，酒體呈琥珀色，澄清透明，花香、蜜香、醇香協(xié)調(diào)，怡悅爽口，風(fēng)味獨(dú)特。

桂花；蜂蜜；浸提；釀造工藝

蜂蜜是一種安全可靠，無毒副作用的純天然食品，具有潤肺腸、補(bǔ)脾益腎、解毒保肝、調(diào)節(jié)血壓血糖、改善睡眠、美容養(yǎng)顏、抗衰強(qiáng)身等多種功效，被視為養(yǎng)生保健圣品。蜂蜜營養(yǎng)豐富，除含有葡萄糖和果糖主要成分外，還含有酶類、蛋白質(zhì)、氨基酸、有機(jī)酸、黃酮、維生素、礦質(zhì)元素等多種活性成分，具有很高的營養(yǎng)價值[1]。我國蜂蜜資源豐富，具有悠久的蜂蜜酒釀造歷史[2]。經(jīng)發(fā)酵得到的蜂蜜酒不僅能增加氨基酸，維生素、礦物質(zhì)等生理活性物質(zhì)的含量，還同時兼具酒的保健功能，具有很好的營養(yǎng)功效[3-4]。但是，以蜂蜜為單一原料釀制的蜂蜜酒香味不足，風(fēng)味單一，難以得到消費(fèi)者的廣泛接受。

桂花（Osmanthus fragrans）是我國的傳統(tǒng)名花，有很好的藥用價值，具有健胃化痰、生津散疲及平肝散寒等功效，能治療食欲不振、痰多咳嗽、閉經(jīng)腹痛等病癥[5-6]。中國有悠久的食用桂花的傳統(tǒng)，桂花含有糖類、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸、氨基酸、黃酮、維生素及多種礦質(zhì)元素，綜合營養(yǎng)價值高[7-8]。

本試驗(yàn)以鮮桂花為原料，得到浸提液，添加蜂蜜進(jìn)行混合發(fā)酵生產(chǎn)桂花蜂蜜酒，既保留了蜂蜜酒的營養(yǎng)，又賦予了其桂花的香氣和保健功效，并在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，采用正交試驗(yàn)對桂花的浸提條件和桂花蜂蜜酒發(fā)酵工藝條件進(jìn)行優(yōu)化。以期為桂花、蜂蜜深加工應(yīng)用及新產(chǎn)品開發(fā)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮桂花：9～10月新鮮盛花期金桂桂花（Osmamthus fragransvar.thunbergii）花瓣，采摘自大學(xué)校園；洋槐蜂蜜：上海冠生園食品有限公司；果膠酶（30 000 U/g）：南寧龐博生物工程有限公司；檸檬酸（分析純）：山東省中創(chuàng)檸檬生化有限公司；氫氧化鈉（分析純）：天津市凱通化學(xué)試劑有限公司；葡萄酒果酒酵母：湖北安琪酵母股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

DNP-9272電熱恒溫培養(yǎng)箱、DK-S22恒溫水浴鍋：上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；PHSJ-3F型pH計：上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；BX-1數(shù)顯糖度計：日本KEM公司；酒精計：河北武強(qiáng)縣第一儀表廠；SPS2001F電子天平：奧豪斯儀器（上海）有限公司；DL-1-15臺式封閉電爐：天津市泰斯特儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 桂花蜂蜜酒工藝流程[9-11]

采摘的新鮮桂花分揀去除花梗、雜質(zhì)，熱水浸提過濾后得到桂花汁，用蜂蜜調(diào)節(jié)糖度后90～100℃滅菌15～20min，冷卻至室溫后接種活化的葡萄酒果酒酵母進(jìn)行發(fā)酵，過濾后于4℃低溫陳釀30 d，巴氏殺菌后得到成品。

1.3.2 桂花浸提條件單因素試驗(yàn)

選取不同料水比（1∶3、1∶5、1∶7、1∶9、1∶11（g∶mL））、果膠酶添加量（0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%）、浸提溫度（35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃）、pH（3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5）和浸提時間（60min、120min、180min、240min、300 min、360 min），考察不同因素對桂花浸提液可溶性固形物含量和總浸出物的影響。

1.3.3 桂花浸提條件正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取果膠酶添加量（A）、浸提溫度（B）、pH（C）和浸提時間（D）4個因素，采用L9（34）正交試驗(yàn)對桂花浸提條件進(jìn)行優(yōu)化，因素與水平見表1。

表1 桂花浸提條件優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal tests forO.fragrans extraction condition optimization

1.3.4 桂花蜂蜜酒發(fā)酵工藝單因素試驗(yàn)

采用不同初始可溶性固形物含量（15%、20%、25%、30%）、接種量（0.05%、0.10%、0.15%、0.20%）、溫度（20℃、25℃、30℃、35℃、40℃）、時間（3 d、4 d、5 d、6 d、7 d）進(jìn)行發(fā)酵，考察不同因素對桂花峰蜜酒發(fā)酵的影響。

1.3.5 桂花蜂蜜酒發(fā)酵工藝正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，選取初始可溶性固形物含量（A）、接種量（B）、溫度（C）和時間（D）4個因素，采用L9（34）正交試驗(yàn)對發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化，因素與水平見表2。

表2 桂花蜂蜜酒發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 2 Factors and levels of orthogonal experiments forO.fragrans and honey wine fermentation technology optimization

1.3.6 分析測定方法

pH：pH計測定；可溶性固形物含量（soluble solids content，SSC）：用數(shù)顯糖度計測定；殘?zhí)橇浚ㄒ赃€原糖計）[12]：按GB/T 5009.7—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中還原糖的測定》中的直接滴定法測定；酒精度[13]：按GB 5009.225—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)酒中乙醇濃度的測定》酒精計法測定；總浸出物量計算公式：總浸出物量（g/g）=加水量×可溶性固形物含量/桂花質(zhì)量；糖轉(zhuǎn)化率計算公式：糖轉(zhuǎn)化率=（酒精度×1.7/初始可溶性固形物含量）×100%。

1.3.7 感官評定方法

由15位專業(yè)人士按照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的感官分析法，從外觀、香氣、滋味、典型性4個方面進(jìn)行感官評分[14-15]，滿分為100分。桂花蜂蜜酒感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 桂花蜂蜜酒感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Sensory evaluation standard forO.fragransand honey wine

1.3.8 數(shù)據(jù)處理

采用正交設(shè)計助手II V3.1專業(yè)版和EXCEL軟件進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計及數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 桂花浸提工藝優(yōu)化

2.1.1 料水比的影響

由圖1可知，浸提液可溶性固形物含量隨加水量增加而下降，但當(dāng)料水比達(dá)1∶7（g∶mL）后總浸出物量隨加水量增加基本不再變化，且加水量過大會導(dǎo)致浸提液色澤較淡、香味不足。因此，確定桂花浸提最佳料水比為1∶7（g∶mL）。

圖1 料水比對桂花浸提的影響Fig.1 Effect of soild-water ratio onO.fragransextraction

2.1.2 果膠酶添加量的影響

果膠酶可軟化和裂解植物細(xì)胞壁，提高浸提效率和澄清度。由圖2可知，當(dāng)果膠酶添加量較低時，由于酶活不足，可溶性固形物含量、總浸出物量較低；隨著添加量增加，酶活增加，可溶性固形物含量、總浸出物量均逐漸增大，但是當(dāng)果膠酶添加量＞0.10%時，桂花浸提液的可溶性固形物含量、總浸出物量增幅開始減小。此外，果膠酶添加量過大會增加成本且果膠酶在分解果膠時會產(chǎn)生甲醇，影響桂花蜂蜜酒品質(zhì)。綜合考慮，選擇果膠酶添加量0.10%為宜。

圖2 果膠酶添加量對桂花浸提的影響Fig.2 Effect of pectinase addition onO.fragransextraction

2.1.3 浸提溫度的影響

圖3 浸提溫度對桂花浸提的影響Fig.3 Effect of extraction temperature onO.fragransextraction

由圖3可知，隨著浸提溫度升高，桂花浸提液中可溶性固形物含量和總浸出物量均呈先增加后減少的趨勢，當(dāng)浸提溫度為50℃時，兩者均達(dá)到最大值，這可能是因?yàn)榻釡囟仍黾?，果膠酶活性增大，浸提液可溶性固形物含量、總浸出物量增大；繼續(xù)增加浸提溫度，酶活性受到抑制，可溶性固形物含量和總浸出物量開始下降。因此，選取浸提溫度50℃為宜。

2.1.4 pH的影響

圖4pH對桂花浸提的影響Fig.4 Effect of pH onO.fragransextraction

由圖4可知，pH的大小會影響果膠酶的活力從而影響浸提效果，隨著pH的變化桂花浸提液的總浸出物量發(fā)生變化，當(dāng)pH值為3.5時，與果膠酶最適pH接近，浸提效果最佳。因此，選取pH3.5為宜。

2.1.5 浸提時間的影響

圖5 浸提時間對桂花浸提的影響Fig.5 Effect of extraction time onO.fragransextraction

由圖5可知，隨著浸提時間的延長，浸提液可溶性固形物含量和總浸出物量均逐漸增加，當(dāng)浸提時間＞120 min后，浸提液可溶性固形物含量和總浸出物量均趨于平衡。物質(zhì)的浸提和酶的作用都需要一定時間，時間過短不利于酶的作用和物質(zhì)的浸出，時間過長可能造成酶失活且提取效率低。綜合考慮，選擇浸提時間120 min為宜。

2.1.6 桂花浸提工藝正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，對桂花浸提條件進(jìn)行正交優(yōu)化，結(jié)果與分析見表4，方差分析見表5。

表4 桂花浸提條件優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 4 Results and analysis of orthogonal experiments for O.fragransextraction conditions optimization

由表4可知，影響桂花浸提液總浸出物的因素主次關(guān)系是D（浸提時間）＞B（浸提溫度）＞C（pH）＞A（果膠酶添加量），最優(yōu)條件組合是A1B2C3D2，即果膠酶添加量0.1%、浸提溫度50℃、pH4.5和浸提時間120 min。在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，桂花浸提液總浸出物量為0.196 g/g，所得桂花汁澄清透明，呈金黃色，富有光澤，花香芬芳典雅。

表5 浸提條件優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 5 Variance analysis of orthogonal experiments results for extraction conditions optimization

由表5可知，浸提時間對浸提液總浸出物的影響達(dá)到了顯著水平（P＜0.05），其他因素對結(jié)果影響不顯著（P＞0.05）。2.2桂花蜂蜜酒發(fā)酵工藝條件優(yōu)化

2.2.1 初始SSC對發(fā)酵的影響

取桂花汁，用蜂蜜調(diào)整糖度，采用不同初始SSC進(jìn)行發(fā)酵，結(jié)果見分別圖6、圖7。由圖6可知，發(fā)酵前期酵母菌體消耗糖源用于自身的生長，耗糖速度快，固形物濃度下降明顯，產(chǎn)酒緩慢；后期轉(zhuǎn)入酒精發(fā)酵耗糖速度減慢，酒精度增速較快。由圖7可知，初始SSC越高，發(fā)酵酒精度越高。糖度低時發(fā)酵后勁不足，得到的桂花蜂蜜酒酒味不足，酒精度低也不利于酒的保存；發(fā)酵液中糖度過高，一方面會阻遏乙醇產(chǎn)生途徑中乙醇脫氫酶的活性而抑制發(fā)酵，不利于酒精產(chǎn)物的積累；另一方面會造成高滲透壓環(huán)境而抑制酵母的生長[15]。糖度太高還會產(chǎn)生較多的副產(chǎn)物，糖的轉(zhuǎn)化率較低，得到的桂花蜂蜜酒口感較差，甜味過重。綜合考慮，初始SSC為20%時，糖轉(zhuǎn)化率最高、殘?zhí)呛枯^低，得到的桂花蜂蜜酒口感最佳，故選擇20%為最佳初始SSC，這樣既能簡化發(fā)酵工藝，又能避免發(fā)酵時補(bǔ)糖染菌。

圖6 發(fā)酵過程中可溶性固形物含量及酒精度的變化趨勢Fig.6 Change trend of soluble solid contents and alcohol content during fermentation process

圖7 初始可溶性固形物含量對發(fā)酵的影響Fig.7 Effect of initial soluble solid contents on fermentation

2.2.2 接種量對發(fā)酵的影響

接種量的大小決定了菌種在發(fā)酵過程中生長繁殖的速度，適宜的接種量利于發(fā)酵的順利進(jìn)行。考察不同接種量對發(fā)酵的影響，結(jié)果見圖8。接種量過小，發(fā)酵啟動慢，發(fā)酵周期較長，發(fā)酵后可溶性固形物含量及殘?zhí)橇枯^高，酒精度較低，酒味不足。采用較大的接種量可以縮短酵母繁殖達(dá)到高峰的時間，使酒精的形成提前到來，并可減少雜菌的生長機(jī)會。由圖8可知，隨著接種量增大，發(fā)酵后可溶性固形物含量及殘?zhí)橇繙p小，酒精度增大，但是接種量達(dá)到0.10%后，酒精度幾乎不再增加。當(dāng)接種量達(dá)到0.20%，生產(chǎn)的酒中帶有少許酵母泥味道，影響口感。結(jié)合成本考慮，選擇接種量0.10%較適宜。

圖8 接種量對發(fā)酵的影響Fig.8 Effect of inoculum on fermentation

2.2.3 發(fā)酵溫度對發(fā)酵的影響

由圖9可知，當(dāng)溫度較低時，糖消耗較慢，可溶性固形物含量及殘?zhí)橇枯^高，發(fā)酵產(chǎn)酒速度慢，酒精度較低；隨著溫度升高，酒精度增大，可溶性固形物含量及殘?zhí)橇拷档?；?dāng)溫度過高時，酵母生長受到抑制，代謝速度變慢，酒精度下降，可溶性固形物含量及殘?zhí)橇可?。?dāng)溫度在25～35℃之間時，各檢測指標(biāo)變化不大，綜合能耗考慮，選擇溫度25℃較為適宜。

圖9 發(fā)酵溫度對發(fā)酵的影響Fig.9 Effect of fermentation temperature on fermentation

2.2.4 發(fā)酵時間對發(fā)酵的影響

圖10 發(fā)酵時間對發(fā)酵的影響Fig.10 Effect of fermentation time on fermentation

發(fā)酵時間過短，酵母主要處于自身增殖階段，酒精生成較少，發(fā)酵不完全，酒味不足，甜度過高；發(fā)酵時間過長，菌體可能衰亡自溶，影響酒體的澄清度和風(fēng)味。由圖10可知，隨發(fā)酵時間延長，酒精度逐漸增加，可溶性固形物含量、殘?zhí)橇亢蚿H均逐漸下降，發(fā)酵6 d后，絕大部分糖源耗盡，可溶性固形物含量及殘?zhí)橇拷档阶畹?，pH基本穩(wěn)定，酒精度基本不再變化。

2.2.5 發(fā)酵條件優(yōu)化

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，對發(fā)酵工藝條件進(jìn)行正交優(yōu)化，結(jié)果與分析見表6，方差分析見表7。

表6 發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 6 Results and analysis of orthogonal experiments for fermentation conditions optimization

表7 發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 7 Variance analysis of orthogonal experiments results for fermentation conditions optimization

由表6可知，發(fā)酵過程中影響桂花蜂蜜酒酒精度的主次關(guān)系是A（初始SSC）＞D（時間）＞C（溫度）＞B（接種量），最優(yōu)條件組合為A3B1C1D3。由表7可知，初始SSC、發(fā)酵時間對桂花蜂蜜酒酒精度的影響達(dá)到了顯著水平（P＜0.10）。以各因素最優(yōu)組合進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，發(fā)酵所得桂花蜂蜜酒酒精度為11.6%vol，殘?zhí)橇?.95 g/100 mL，經(jīng)陳釀后，酒體呈琥珀色，澄清透明，花香濃郁、蜜香柔和、醇香柔潤，酒體協(xié)調(diào)豐滿，怡悅爽口，感官評分94分。

3 結(jié)論

本研究以桂花、蜂蜜為原料發(fā)酵釀制桂花蜂蜜保健酒，采用單因素及正交試驗(yàn)優(yōu)化了桂花的浸提條件和桂花蜂蜜酒的發(fā)酵工藝條件。桂花的浸提條件為果膠酶添加量0.1%、浸提溫度50℃、pH4.5和浸提時間120 min。桂花蜂蜜酒發(fā)酵條件為初始可溶性固形物含量（SSC）22%、接種量0.10%、溫度25℃、時間7 d。在此最佳條件下，釀制的桂花蜂蜜酒酒精度為11.6%vol，殘?zhí)橇?.95 g/100 mL，呈淺琥珀色，澄清透明，花香、蜜香、醇香協(xié)調(diào)，怡悅爽口，風(fēng)味獨(dú)特。為桂花、蜂蜜深加工應(yīng)用及新產(chǎn)品開發(fā)提供依據(jù)。

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Brewing technology of fermentedOsmanthus fragransand honey wine

LI Congjun1,XIE Aidi2
(1.College of Bioengineering,Hubei Vocational College of Bio-Technology,Wuhan 430070,China; 2.College of Engineering and Technology,Hubei University of Technology,Wuhan 430068,China)

With freshOsmanthus fragransand honey as raw materials,the brewing technology ofO.fragransand honey wine was studied.The extraction conditions ofO.fragransand the fermentation conditions of the wine were optimized by single factor and orthogonal experiments.The results showed that under the conditions of pectinase 0.1%,extraction temperature 50℃,pH 4.5 and extraction time 120 min,the extraction effect was optimum,O.fragransjuice obtained was clear,transparent and fragrant.The optimum fermentation conditions ofO.fragransand honey wine were initial soluble solids content 22%,inoculum 0.10%,temperature 25℃and time 7 d.Under the conditions,the alcohol content and residual sugar content of O.fragransand honey wine were 11.6%vol and 0.95 g/100 ml,respectively,and the wine had optimum taste,amber,floral,fragrant,mellow and unique flavor.

Osmanthus fragrans;honey;extraction;brewing technology

TS262.7

0254-5071（2017）07-0187-06

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.07.040

2017-02-27

李從軍（1979-），男，講師，碩士，主要從事微生物發(fā)酵和分析檢測的研究工作。