櫻桃低醇酒發(fā)酵工藝研究

許 程，孫祖莉*，孫艷艷，王 晶，齊志強，高子飛，王競國，時 磊

（1.煙臺大學 生命科學學院，山東 煙臺 264005；2.蓬萊萬德福酒業(yè)有限公司，山東 蓬萊 265600）

櫻桃低醇酒發(fā)酵工藝研究

許 程1，孫祖莉1*，孫艷艷1，王 晶1，齊志強1，高子飛1，王競國1，時 磊2

（1.煙臺大學 生命科學學院，山東 煙臺 264005；2.蓬萊萬德福酒業(yè)有限公司，山東 蓬萊 265600）

以煙臺斯巴克櫻桃為原料，優(yōu)化櫻桃低醇酒的發(fā)酵工藝條件。在單因素試驗基礎上進行正交試驗，結果表明，櫻桃低醇酒最佳發(fā)酵工藝參數(shù)為活性干酵母RMS2，接種量為0.01%，SO2添加量50 mg/L，發(fā)酵溫度14℃，初始糖度12%。在此優(yōu)化條件下，進行驗證試驗，所得櫻桃低醇酒色澤鮮艷、香氣馥郁、口味清爽，其酒精度為6.6%vol，感官評分為92.87分。

櫻桃；低醇酒；發(fā)酵工藝；優(yōu)化

櫻桃中維生素及礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分含量豐富[1-2]，含鐵量為水果之冠，具有益氣、健脾、和胃、祛風濕的功效。櫻桃低醇酒是利用新鮮櫻桃或櫻桃果汁全部或部分發(fā)酵，酒精度為1.0%vol～7.0%vol的果酒。櫻桃低醇酒，色澤艷麗誘人，主要成分有乙醇、多種氨基酸、脂類、維生素、有機酸、各種微量元素、多酚、花色苷等[3]，經(jīng)常適量飲用能夠起到軟化血管，改善心腦血管功能，促進機體新陳代謝的作用[4-5]。

國外對低醇酒的研究開始較早，20世紀70代，低醇葡萄酒就在英國、澳大利亞、美國、新西蘭等國家的市場上出現(xiàn)，并逐漸暢銷[6-7]。目前，在國際市場上，除了低醇葡萄酒外，低醇櫻桃酒等其他低醇果酒產(chǎn)品也發(fā)展迅速，深受消費者喜愛，每年銷售額巨大。而我國對低醇酒研究開始較晚，低醇酒生產(chǎn)工藝還相對落后[8-9]，但低醇酒因其營養(yǎng)價值與普通果酒基本一致，且避免了高酒精度對人體的不良影響而受到消費者青睞[10]。

發(fā)酵工藝對果酒酒質(zhì)影響很大，不同工藝條件下生產(chǎn)的果酒不僅在理化指標上有所不同，在香氣和滋味上也有明顯差異[11-13]。而發(fā)酵工藝中能夠影響果酒酒質(zhì)的因素有很多，如原料糖度、發(fā)酵液pH、酵母種類、酵母添加量、SO2添加量、發(fā)酵溫度、浸提時間、倒罐次數(shù)及酒精度等[14]。張妮[15]對櫻桃酒中的香氣成分進行定量分析，確定櫻桃酒的特征致香成分，研究發(fā)酵過程中櫻桃酒的香氣成分變化規(guī)律。王孝榮等[16]研究采用單因素試驗和Box-Behnken試驗設計研究SO2添加量、酵母添加量及發(fā)酵溫度對果酒發(fā)酵的影響，并通過響應面分析法優(yōu)化，得到草莓果酒的最佳工藝條件：SO2添加量為81 mg/L、酵母添加量為1 g/L、發(fā)酵溫度為20℃。YANG Y H等[17]優(yōu)化低醇荔枝酒釀造工藝，使用混合產(chǎn)香酵母Y2和Y4在14℃條件下發(fā)酵的低醇荔枝酒，接種量4%，其接種比例Y2/Y4為1∶2，所釀制的酒具有新鮮荔枝和精制葡萄酒香氣的典型特征。

本試驗選取了酵母種類、SO2添加量、發(fā)酵溫度、初始糖度4個因素進行研究，以感官評分和各項理化指標為評價依據(jù)，探究4個因素在不同水平下對櫻桃低醇酒酒質(zhì)的影響，在單因素試驗基礎上進行了正交試驗，得到最佳發(fā)酵工藝參數(shù)組合，旨在研制出高質(zhì)量的櫻桃低醇酒產(chǎn)品，提高櫻桃附加值，為櫻桃低醇酒的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

煙臺櫻桃（斯巴克品種）：煙臺黃務水果批發(fā)市場。

活性干酵母發(fā)利：英聯(lián)食品添加劑有限公司；活性干酵母RMS2、X16、ST：法國LAFFORT公司；活性干酵母FB、CEC01：安琪酵母股份有限公司；活性干酵母R17、L13：張裕葡萄酒公司；硫酸銅、氫氧化鈉、酒石酸鉀鈉、沒食子酸（均為分析純）：天津市廣成化學試劑有限公司；福林酚試劑：國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

HZY-200-A型電子天平：福州華志科學儀器有限公司；DL-R88冷凍離心機：上海市離心機械研究所；翼制30260158酒精計：北京普析通用儀器有限責任公司；V-5600型紫外分光光度計：上海元析儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 櫻桃低醇酒加工工藝流程

大櫻桃→分選、破碎→糖度調(diào)整→添加SO2→添加酵母→低溫發(fā)酵→下酒→終止發(fā)酵→澄清→調(diào)配→冷凍→過濾→灌裝→成品

1.3.2 操作要點

（1）分選、破碎：通過分選將原料中的生青果、霉爛果及雜物除去，對櫻桃原料進行破碎，破碎要適度。（2）糖度調(diào)整：根據(jù)櫻桃本身的含糖量，按照1.7%的糖生成1.0%vol酒精計算，對原料糖度進行調(diào)整。（3）添加酵母：酵母添加量為萬分之一，添加前需對活性干酵母進行活化。（4）下酒：當酒精度達到3.0%vol時進行下酒操作，將皮渣和酒液分離。（5）終止發(fā)酵：酒液在4 000 r/min條件下離心10 min，添加80 mg/L的SO2（以焦亞硫酸鉀形式添加），在4℃條件下低溫儲存[18]。（6）澄清：采用復合澄清劑澄清，即明膠1.6 g/L，皂土1.2g/L，殼聚糖1.0g/L。（7）調(diào)配：調(diào)節(jié)殘?zhí)呛繛?6g/L。（8）冷凍：將櫻桃低醇酒放入0℃冷凍罐中儲存，析出膠體雜質(zhì)。（9）過濾：將櫻桃低醇酒通過膜過濾濾出雜質(zhì)。

1.3.3 櫻桃低醇酒發(fā)酵工藝單因素試驗

酵母種類分別設定為發(fā)利、ST、X16、FB、R17、L13、RMS2、CEC01共8種活性干酵母，SO2添加量分別設為30 mg/L、40 mg/L、50 mg/L、60 mg/L、70 mg/L、80 mg/L，發(fā)酵溫度分別在10℃、12℃、14℃、16℃、18℃、25℃，初始糖度調(diào)整為6%、8%、10%、12%、14%、16%，采用單一變量法試驗，監(jiān)測發(fā)酵過程中酒精度指標，并對成品酒進行理化指標測定及感官評定。

1.3.4 櫻桃低醇酒發(fā)酵工藝正交試驗設計

在單因素試驗基礎上，將酵母種類（A）、SO2添加量（B）、發(fā)酵溫度（C）、初始糖度（D）作為考察因素，進行4因素4水平正交試驗，以感官評分作為考察指標，選用L16（44）正交表優(yōu)化櫻桃低醇酒發(fā)酵工藝，試驗因素與水平如表1所示。

表1 發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for fermentation technology optimization

1.3.5 分析檢測方法

酒精度、總糖：均按照國標GB/T15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》執(zhí)行；色度[19]：分光光度計法；總酚（以沒食子酸當量（gallic acid equivalent，GAE）計）[20]：福林-酚法。

感官評定：評分細則參照國標GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中葡萄酒感官評定要求制定，評定組由9名老師和同學組成，每位評酒員按細則要求在給定分數(shù)內(nèi)逐項打分后，累計總分，再把所有參加打分的評酒員分數(shù)累加，取平均值，滿分100分。

表2 櫻桃低醇酒感官評定標準Table 2 Sensory evaluation standard of low-alcohol cherry wine

1.3.6 數(shù)據(jù)分析

應用Origin7.5軟件繪制圖表，SPSS17.0進行相關性和顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 櫻桃低醇酒發(fā)酵工藝單因素試驗結果與分析

2.1.1 酵母種類對櫻桃低醇酒酒質(zhì)的影響

酵母菌能直接影響發(fā)酵條件和發(fā)酵工藝，不同酵母的發(fā)酵速度，產(chǎn)香能力、產(chǎn)酒精能力各不相同，所釀果酒的香氣、風味也千差萬別，酵母對酒的品質(zhì)影響很大。不同酵母品種對櫻桃低醇酒發(fā)酵影響結果見圖1。

由圖1可知，發(fā)酵72h后，8種酵母開始進入對數(shù)生長期，隨著糖的消耗，酒精含量開始增加，其中干酵母發(fā)利和ST的酒精度增長速度較快，在72～120 h期間，干酵母發(fā)利的酒精度由0.3%vol上升至5.8%vol，干酵母ST的酒精度由0.3%vol上升至5.4%vol，兩種酵母的產(chǎn)酒精速度過快，要在達到預期酒精度時進行終止發(fā)酵處理相對困難，不易實現(xiàn)。酵母CEC01、L13、RMS2、X16、FB的產(chǎn)酒精速度差別不大，其中CEC01、L13兩種酵母的產(chǎn)酒精速度相對另外3種酵母更慢。至發(fā)酵168 h時，酵母R17的糖消耗量約為45 g，但其酒精度僅為1.5%vol，酒精得率低，可能是由于低溫嚴重抑制了酵母R17的生長，其自身生長發(fā)育消耗了更多的糖，而產(chǎn)生的酒精相對較少。因此從產(chǎn)酒精效果來看，酵母L13、RMS2、X16更有效。

圖1 酵母種類對櫻桃低醇酒發(fā)酵的影響Fig.1 Effect of yeast species on low-alcohol cherry wine fermentation

酵母種類對櫻桃低醇酒品質(zhì)的影響結果如表3所示。

表3 酵母種類對櫻桃低醇酒品質(zhì)的影響Table 3 Effect of yeast species on the quality of low-alcohol cherry wine

由表3可知，8種酵母中發(fā)利和ST的發(fā)酵速度很快，不易控制，最終酒精度分別為6.7%vol和6.8%vol，但兩種酵母發(fā)酵釀制的成品酒總酚含量和感官評分均較低；酵母R17受低溫影響顯著，發(fā)酵周期很長，且最后的酒精度較低，僅為6.2%vol，其感官評分為83.09分；酵母FB、CEC01所釀制的低醇酒酒精度較高，達到7.6%vol，但酵母FB所釀制的低醇酒感官評價較低，為83.45分，總酚含量為568.81mgGAE/L；酵母X16、L13、RMS2釀制的低醇酒酒精度和感官評分均較高，且殘?zhí)橇肯嗖畈淮?，其中，酵母RMS2適宜釀制櫻桃低醇酒感官評分為91.84分，酵母X16適宜釀制櫻桃低醇酒總酚含量最高，為653.12 mg GAE/L；因此，從理化指標上看，酵母CEC01、L13、RMS2、X16更適宜釀制櫻桃低醇酒，選擇這4種酵母菌進行正交試驗。

2.1.2 SO2添加量對櫻桃低醇酒酒質(zhì)的影響

SO2具有抑菌、澄清、增酸、溶解、護色、抗氧化等多種作用，同時SO2還能對果酒感官質(zhì)量產(chǎn)生重大影響。而添加量是SO2應用的焦點，受原料質(zhì)量、果酒類型、釀造工藝等多個因素影響。不同SO2添加量對櫻桃酒發(fā)酵影響結果見圖2。

圖2 SO2添加量對櫻桃低醇酒發(fā)酵的影響Fig.2 Effect of SO2addition on low-alcohol cherry wine fermentation

由圖2可知，SO2添加量為30 mg/L時，酒樣的產(chǎn)酒精速度最快，酒精度達到6.7%vol；當SO2添加量為60 mg/L時，酒精度達到6.9%vol。隨著SO2添加量的增加，酒精產(chǎn)生速度依次減慢，這是由于SO2含量越高對酵母菌抑制作用就越強，酵母生長及代謝受到嚴重影響，次級代謝產(chǎn)物酒精產(chǎn)生速度減慢。因此從產(chǎn)酒精速度來看，SO2添加量應選擇30 mg/L、40 mg/L、50 mg/L、60 mg/L。

SO2添加量對櫻桃低醇酒品質(zhì)的影響結果如表4所示。由表4可知，隨著酒樣中SO2添加量的增加，低醇酒的酒精度及殘?zhí)橇孔兓幻黠@，說明SO2添加量對酒精度及殘?zhí)橇坑绊戄^小；低醇酒中的總酚含量隨著SO2添加量的增加呈先增大后減小的趨勢，在SO2添加量為50 mg/L時，低醇酒中總酚含量最高，為501.97mgGAE/L，且感官評分最高，為90.38分。因此，SO2最適添加量為50 mg/L。

表4 SO2添加量對櫻桃低醇酒品質(zhì)的影響Table 4 Effect of SO2addition on the quality of low-alcohol cherry wine

2.1.3 發(fā)酵溫度對櫻桃低醇酒酒質(zhì)的影響

在不同溫度條件下，酵母的生長速度不同，產(chǎn)生次級代謝產(chǎn)物種類和數(shù)量也不同，酒的香氣和風味也就不同，進而影響酒質(zhì)。不同發(fā)酵溫度對櫻桃酒發(fā)酵影響結果見圖3。

圖3 不同發(fā)酵溫度對櫻桃低醇酒發(fā)酵的影響Fig.3 Effects of different fermentation temperatures on low-alcohol cherry wine fermentation

由圖3可知，當發(fā)酵溫度為25℃時，其發(fā)酵前24 h內(nèi)沒有產(chǎn)生酒精，而隨著酵母進入對數(shù)生長期，數(shù)量開始大量增加，代謝變得旺盛，其酒精含量也開始迅速增加，酒精度由0升至6.9%vol，用時僅24 h，發(fā)酵速度過快，不適宜櫻桃低醇酒的終止發(fā)酵處理；而當發(fā)酵溫度為18℃時，酒精度由0升至6.9%vol，用時48 h；當發(fā)酵溫度為16℃時，酒精度由0升至7.0%vol，用時72 h；當發(fā)酵溫度為14℃和12℃時，酒精度由0升至7.2%vol，用時分別為96 h和120 h；當發(fā)酵溫度為10℃時，酒精度由0升至6.5%vol，用時216 h，發(fā)酵時間過長，不適宜櫻桃低醇酒的釀制。隨著發(fā)酵溫度的降低，所用時間逐漸延長。酒精度上升速度越慢，越容易對酒樣進行終止發(fā)酵處理，以獲得預期的酒精度。因此，櫻桃低醇酒的發(fā)酵適宜在12～18℃條件下進行。

表5 發(fā)酵溫度對櫻桃低醇酒品質(zhì)的影響Table 5 Effect of fermentation temperatures on the quality of low-alcohol cherry wine

發(fā)酵溫度對櫻桃低醇酒品質(zhì)的影響結果如表5所示。由表5可知，發(fā)酵溫度為10℃時，雖然發(fā)酵速度慢，酒精度上升速度平緩，容易進行終止發(fā)酵處理，但由于起酵時間和發(fā)酵周期過長，不僅容易引起雜菌污染，而且會使酵母菌自身生長消耗的糖增加，乙酸等酸性物質(zhì)產(chǎn)生量增多，因此酒樣的酒精度最低，為6.5%vol，其感官評分和總酚含量也較低，發(fā)酵溫度為10℃時不適宜櫻桃低醇酒的釀制。當發(fā)酵溫度為25℃時，由于發(fā)酵速度快，CO2產(chǎn)生速度較快，更多的酒精和香氣成分隨CO2的逸出而揮發(fā)，使酒樣的酒精度也較低，為6.9%vol，同時酒樣在較高溫度下產(chǎn)生的揮發(fā)酸、雜醇油較多，酒質(zhì)較粗糙，香氣不馥郁，其感官評分最低，為81.42分，總酚含量也較低，為514.89 mg GAE/L，因此25℃也不適宜櫻桃低醇酒的釀制。當發(fā)酵溫度在14℃時，殘?zhí)橇繛?.04 g/L，酒精度達到7.2%vol，總酚含量達到最高值，為612.11 mg GAE/L，酒樣的感官評分為89.81分。因此，發(fā)酵溫度為14℃時最適宜。

2.1.4 初始糖度對櫻桃低醇酒酒質(zhì)的影響

將初始糖度調(diào)整為6%、8%、10%、12%、14%、16%，監(jiān)測發(fā)酵時間、測定發(fā)酵結束后酒精度，并對成品酒進行各項理化指標的檢測和感官評定，結果見表6。

表6 不同初始糖度對櫻桃低醇酒發(fā)酵的影響Table 6 Effects of different initial sugar contents on low-alcohol cherry wine fermentation

由表6可知，當初始糖度為6%時，酒精度為3.2%vol，其感官評分最低，為80.85分，因為發(fā)酵時間很短，浸提不完全，櫻桃原料中的花色苷、多酚、單寧等成分沒有充分浸提到酒液中，發(fā)酵產(chǎn)生的香味和風味物質(zhì)很少，因此酒體單薄、寡淡，香氣不夠馥郁、典雅，感官評分很低，其總酚含量也較低。隨著初始糖度的升高，發(fā)酵時間逐漸延長，酒樣的感官評分開始升高，當初始糖度為12%時，達到最大值為92.59分，隨著初始糖度的進一步升高，酒精度有所提高，櫻桃核中的苦味物質(zhì)被浸提出來，使酒中苦澀味增加，因而酒樣的感官評分逐漸下降。酒樣中的總酚含量也呈先上升再下降的趨勢，當初始糖度為12%時，總酚含量達最大值，為613.20 mg GAE/L，其酒精度為6.6%vol，感官評分最高。因此，櫻桃低醇酒的最適初始糖度為12%。

2.2 發(fā)酵工藝正交試驗結果與分析

在單因素試驗的基礎上，將酵母種類（A）、SO2添加量（B）、發(fā)酵溫度（C）、初始糖度（D）作為4個考察因素，以感官評分作為評價指標，進行4因素4水平正交試驗，試驗結果與分析見表7，方差分析見表8。

表7 發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗結果與分析Table 7 Results and analysis of orthogonal experiments for fermentation technology optimization

由表7可知，4個因素對指標的影響主次順序為D＞A＞C＞B，即在4個因素中，酒精度對感官評分的影響最大，其次是酵母種類，再次是發(fā)酵溫度，影響最小的是SO2添加量。最優(yōu)發(fā)酵參數(shù)組合為A1B3C2D3，即選用酵母RMS2，SO2添加量為50 mg/L，初始糖度為12%，發(fā)酵溫度14℃，在此最佳發(fā)酵工藝條件下進行3次平行試驗，櫻桃低醇酒的感官評分為92.87分，酒精度為6.6%vol。

表8 正交試驗結果方差分析Table 8 Variance analysis of orthogonal experiments results

由表8所示，經(jīng)方差分析可知，SO2添加量對感官評分的影響不顯著（P＞0.05），其他3個指標，即初始糖度、酵母種類、發(fā)酵溫度對感官評分影響顯著（P＜0.05）。

3 結論

本研究采用單因素及正交試驗，確定了櫻桃低醇酒的發(fā)酵工藝條件為活性干酵母RMS2、接種量0.01%，SO2添加量50 mg/L、發(fā)酵溫度14℃、初始糖度12%，在該工藝條件下生產(chǎn)的櫻桃酒感官評分為92.87分，酒精度為6.6%vol，具有典型果香和酒香，口感醇厚，風格獨特，色澤鮮艷，為櫻桃深加工及櫻桃低醇酒釀造提供理論依據(jù)。

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Research on fermentation technology of low-alcohol cherry wine

XU Cheng1,SUN Zuli1*,SUN Yanyan1,WANG Jing1,QI Zhiqiang1,GAO Zifei1,WANG Jingguo1,SHI Lei2
（1.College of Life Science,Yantai University,Yantai 264005,China;2.Penglai Wonderful Winery Co.,Ltd.,Penglai 265600,China）

Using the Yantai Spock cherry as raw material,on the basis of single factor experiments,the fermentation process conditions of low-alcohol cherry wine were optimized by orthogonal experiments.The results showed that the optimum fermentation parameters of low-alcohol cherry wine were active dry yeast RMS2 inoculum 0.01%,SO2addition 50 mg/L,fermentation temperature 14℃and initial sugar content 12%.Under the optimum conditions,the results of verification experiments shown that the wine had bright color,rich fragrance,fresh taste,and the alcohol content was 6.6%vol,sensory score was 92.87.

cherry;low-alcohol wine;fermentation technology;optimization

TS261.4

0254-5071（2017）12-0181-05

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.12.038

2017-08-14

許 程（1993-），女，碩士研究生，研究方向為果酒發(fā)酵。

*通訊作者：孫祖莉（1961-），女，副教授，本科，研究方向為果酒發(fā)酵。