獼猴桃蘋果梨復(fù)合果酒發(fā)酵特性的研究

陳桂飛，劉艷秋*

（北華大學(xué) 林學(xué)院，吉林 吉林 132013）

獼猴桃（Actinidia chinensisPlanch）又稱狐貍桃、藤梨、羊桃、奇異果、麻藤果等，為落葉木質(zhì)藤本植物。具有抗氧化[1-3]、降血壓[4]、預(yù)防癌癥[5]、提高免疫力[6-8]、促消化[9-10]、抗炎和抗病毒[11-12]等功效。

蘋果梨（Pyrus ussuriensisvarovoidea）為薔薇科梨屬果樹的果實(shí)，是北方寒溫帶地區(qū)主要果品之一，原產(chǎn)于吉林省延邊朝鮮族自治州。具有潤(rùn)肺止咳[13-14]、清熱解毒[15]、利尿[16]、軟化血管[17-18]、止吐止瀉[19]、抗氧化[20]等功效。

中國(guó)是亞洲地區(qū)重要的果酒生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，2018年蘋果酒、梨酒和米酒產(chǎn)業(yè)收益為141.50億歐元，預(yù)計(jì)未來3年年均增長(zhǎng)率達(dá)2.2%，人均果酒消費(fèi)量可達(dá)到1.7 L[21]。中國(guó)果酒具有很大的市場(chǎng)潛力，復(fù)合果酒以其獨(dú)特的風(fēng)味及口感備受消費(fèi)者青睞，近年來關(guān)于復(fù)合果酒的口味多樣化、營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化以及發(fā)酵條件的優(yōu)化等成為我國(guó)從事果酒加工人員的關(guān)注焦點(diǎn)。王靜等[22]研究了獼猴桃酒發(fā)酵過程中營(yíng)養(yǎng)成分變化及發(fā)酵方式對(duì)成品酒品質(zhì)的影響進(jìn)行了分析，李愛華等[23]利用混合酵母發(fā)酵對(duì)刺葡萄酒香氣成分氣味活性的調(diào)整作用進(jìn)行了分析。本試驗(yàn)以獼猴桃和蘋果梨為原料，利用單因素試驗(yàn)結(jié)合正交試驗(yàn)，優(yōu)化復(fù)合果酒發(fā)酵工藝條件，以期為復(fù)合果酒的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

獼猴桃：陜西省寶雞市；蘋果梨：吉林省延吉市；安琪果酒酵母：安琪酵母股份有限公司；殼聚糖（食品級(jí)），1,1-二苯基-2-苦肼基（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；白砂糖（優(yōu)級(jí)）：吉林省杞參食品有限公司；Na2SO3（分析純）：天津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

LH-T032型糖度計(jì)：杭州陸恒生物科技有限公司；SPX-25085-11型生化培養(yǎng)箱：上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；722型紫外分光光度計(jì)：北京普析通用儀器有限公司；HHS型電熱恒溫水浴鍋：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；OHG-924385-III型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 獼猴桃蘋果梨復(fù)合果酒加工工藝流程及操作要點(diǎn)

混合果汁的制備：獼猴桃、蘋果梨去皮，切分后分別加入3倍質(zhì)量的水，并添加90 mg/L Na2SO3護(hù)色，用料理機(jī)破碎榨汁，0.4‰果膠酶45 ℃酶解1 h，四層紗布過濾。

加入一定比例已經(jīng)活化的酵母菌，24 ℃恒溫發(fā)酵，在主發(fā)酵過程中根據(jù)觀察排氣。

成分調(diào)整：將兩種果汁充分混合，加入適量的白砂糖，制得發(fā)酵體系。

酵母活化：將0.4 g酵母菌加入50 mL 5 g/L的白砂糖溶液中，30 ℃活化25 min，得酵母菌活化液。

主發(fā)酵：在發(fā)酵體系中添加一定量的酵母活化液，一定條件下進(jìn)行發(fā)酵。在主發(fā)酵過程中根據(jù)觀察排氣及溫度變化，當(dāng)無(wú)氣體產(chǎn)生，溫度接近設(shè)置溫度，提示主發(fā)酵結(jié)束。

后發(fā)酵：主發(fā)酵結(jié)束后，采用虹吸法將酒液倒入另一發(fā)酵容器中，密閉防止氧化，溫度14 ℃，靜置發(fā)酵15 d。

澄清：后發(fā)酵結(jié)束后，加入0.6mg/mL的殼聚糖澄清24h。

陳釀：同樣采用虹吸方法將上層澄清酒液轉(zhuǎn)入另一滅菌后的發(fā)酵容器中，密封放在0～5 ℃的環(huán)境中存放2個(gè)月。

1.3.2 獼猴桃、蘋果梨果汁混合比例的確定

以感官評(píng)定為考察指標(biāo)，分別研究獼猴桃汁與蘋果梨汁體積比為2∶3、1∶2、1∶1、2∶1、3∶2（V/V）對(duì)獼猴桃蘋果梨酒發(fā)酵的影響。

1.3.3 獼猴桃蘋果梨復(fù)合果酒發(fā)酵條件優(yōu)化單因素試驗(yàn)

獼猴桃蘋果梨酒發(fā)酵單因素試驗(yàn)：以感官評(píng)定為考察指標(biāo)，分別研究初始糖度（16%、18%、20%、22%、24%、26%）、發(fā)酵溫度（18 ℃、20 ℃、22 ℃、24 ℃、26 ℃）、酵母接種量（0.10 g/L、0.15 g/L、0.20 g/L、0.25 g/L、0.30 g/L）、發(fā)酵時(shí)間（4 d、5 d、6 d、7 d、8 d）對(duì)獼猴桃蘋果梨發(fā)酵酒的影響。

1.3.4 獼猴桃蘋果梨發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分別以初始糖度、酵母接種量發(fā)酵溫度以及發(fā)酵時(shí)間為變量因子進(jìn)行正交試驗(yàn)，以感官評(píng)定為考察指標(biāo)，確定獼猴桃蘋果梨復(fù)合果酒的最佳發(fā)酵條件，正交試驗(yàn)因素與水平見表1。

表1 獼猴桃蘋果梨復(fù)合果酒發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for fermentation conditions optimization of Actinidia chinensis and Pyrus ussuriensis compound wine

1.3.5 測(cè)定方法

酒精度：按照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的方法檢測(cè)。

感官評(píng)價(jià)：選取40名品評(píng)員，其中包括20名長(zhǎng)期從事果酒加工的專業(yè)人員，另外20名為從事其他食品方面人員（其中20～30歲、30～40歲、40～50歲、50～60歲、60～70歲各4名）。食品專業(yè)人員權(quán)重0.6，非專業(yè)人員權(quán)重0.4，滿分100分，感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 獼猴桃蘋果梨復(fù)合果酒感官指標(biāo)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards of Actinidia chinensis and Pyrus ussuriensis compound wine

抗氧化能力的測(cè)定：采用參考文獻(xiàn)[13]的方法測(cè)定，準(zhǔn)確稱取一定量的DPPH，用乙醇溶解并稀釋至吸光度值為0.7，將試樣和3 mL DPPH溶液混勻，避光放置30 min，在波長(zhǎng)517 nm處測(cè)定吸光度值，同時(shí)作空白對(duì)照，計(jì)算DPPH自由基清除率。

總還原能力的測(cè)定：取2.5 mL酒液放入試管中，依次加入pH為6.7的2.0 mL磷酸鹽緩沖溶液，2.5 mL 1%六氰合鐵酸鉀溶液，于50 ℃保溫20 min，冷卻后加入2.5 mL 10%三氯乙酸，3 000 r/min離心10 min，取2.5 mL上清液，依次加入2.5 mL蒸餾水，0.5 mL 0.1%三氯化鐵溶液，混合均勻，反應(yīng)10 min，在波長(zhǎng)700 nm處測(cè)定吸光度值[24]。以吸光度值反映其總還原能力，吸光度值越大，表明其總還原能力越強(qiáng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 獼猴桃蘋果梨果汁混合比例對(duì)發(fā)酵酒品質(zhì)的影響

由圖1可知，感官評(píng)分隨著獼猴桃汁量的增大呈現(xiàn)出先上升后下降趨勢(shì)，當(dāng)獼猴桃汁和蘋果梨汁比為1∶1時(shí)達(dá)到最高，感官評(píng)分為95分。獼猴桃汁和蘋果梨比例大于1∶1時(shí)感官評(píng)分偏低。原因是獼猴桃含酸量較高，果酒酵母的耐酸能力較強(qiáng)，發(fā)酵液pH為3.5～4.5時(shí)，果酒酵母能夠正?；顒?dòng)，細(xì)菌及其他絕大多數(shù)雜菌受到抑制，當(dāng)pH＜3.5時(shí)果酒酵母活力下降。因此，獼猴桃汁和蘋果梨汁比最佳選擇為1∶1。

圖1 獼猴桃蘋果梨汁比例對(duì)獼猴桃蘋果梨復(fù)合果酒品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of mixed proportion of Actinidia chinensis and Pyrus ussuriensis juice on quality of A.chinensis and P.ussuriensis compound wine

2.2 初始糖含量對(duì)發(fā)酵品質(zhì)的影響

圖2 初始糖度對(duì)獼猴桃蘋果梨復(fù)合果酒品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of initial sugar content on quality of Actinidia chinensis and Pyrus ussuriensis compound wine

由圖2可知，發(fā)酵酒的感官評(píng)分隨著初始糖度的增加呈先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)初始糖度為24%時(shí)感官評(píng)分為88分，發(fā)酵酒具有獼猴桃的香味和醇厚的酒香，但當(dāng)初始糖度提高，感官評(píng)分降低，剩余的殘?zhí)沁^多，口感偏甜。因此，選擇最佳初始糖度為24%。

2.3 酵母接種量對(duì)發(fā)酵酒品質(zhì)的影響

圖3 酵母接種量對(duì)獼猴桃蘋果梨復(fù)合果酒品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of yeast addition on quality of Actinidia chinensis and Pyrus ussuriensis compound wine

由圖3可知，發(fā)酵酒感官評(píng)分隨著隨著酵母接種量的增加開始呈上升趨勢(shì)之后基本保持不變。當(dāng)酵母接種量為0.25 g/L時(shí)，感官評(píng)分為89分，發(fā)酵酒具有獼猴桃香味和醇厚的酒香，當(dāng)酵母接種量大于0.25 g/L感官評(píng)分變化不明顯，發(fā)酵體系中提供酵母的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)含量是一定的，過量的酵母并不能提高發(fā)酵酒的酒精度，同時(shí)也會(huì)增加成本。因此，選擇最佳酵母接種量為0.25 g/L。

2.4 發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵酒品質(zhì)的影響

圖4 發(fā)酵溫度對(duì)獼猴桃蘋果梨復(fù)合果酒品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of fermentation temperature on quality of Actinidia chinensis and Pyrus ussuriensis compound wine

由圖4可知，發(fā)酵酒的感官評(píng)分隨發(fā)酵溫度的增加開始時(shí)期呈逐漸增加趨勢(shì)，隨后開始下降，當(dāng)發(fā)酵溫度為22 ℃時(shí)，感官評(píng)分為91分，發(fā)酵酒具有淡淡的獼猴桃香味和醇厚的酒香。在發(fā)酵過程中溫度升高，發(fā)酵周期縮短，當(dāng)溫度超過22 ℃時(shí)，酵母菌生長(zhǎng)受到抑制，酒精度和感官評(píng)分均下降。因此，選擇最佳發(fā)酵溫度為22 ℃。

2.5 發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵酒品質(zhì)的影響

圖5 發(fā)酵時(shí)間對(duì)獼猴桃蘋果梨復(fù)合果酒品質(zhì)的影響Fig.5 Effect of fermentation time on quality of Actinidia chinensis and Pyrus ussuriensis compound wine

由圖5可知，發(fā)酵酒的感官評(píng)分隨著發(fā)酵時(shí)間的增加先上升之后保持不變。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為6 d時(shí)感官評(píng)分為95.7分。發(fā)酵酒具有獼猴桃香味和酒香。因此，最佳發(fā)酵時(shí)間為6 d。

2.6 獼猴桃蘋果梨復(fù)合果酒工藝條件優(yōu)化

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以初始糖度、酵母接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間為影響因子，發(fā)酵酒的感官評(píng)分為考察指標(biāo)，采用正交試驗(yàn)分析法結(jié)合感官評(píng)定，確定最佳的發(fā)酵工藝條件，試驗(yàn)結(jié)果如表3。

表3 獼猴桃蘋果梨復(fù)合果酒發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiments for fermentation conditions optimization of Actinidia chinensis and Pyrus ussuriensis compound wine

從極差分析可知，影響獼猴桃蘋果梨復(fù)合果酒發(fā)酵效果的因素依次為B＞D＞C＞A，即影響獼猴桃蘋果梨復(fù)合果酒發(fā)酵的因素依次是酵母接種量、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度、初始糖度。最佳發(fā)酵工藝為A1B3C3D2，即初始糖度為22%，發(fā)酵溫度為24 ℃，酵母接種量為0.30 g/L、發(fā)酵時(shí)間為7 d。在此條件下感官評(píng)分為96分。

2.7 獼猴桃蘋果梨復(fù)合果酒體外抗氧化能力的測(cè)定

比較發(fā)酵前后，澄清前后對(duì)獼猴桃蘋果梨酒的DPPH的清除能力及總還原能力，結(jié)果見表4。

表4 獼猴桃蘋果梨復(fù)合果酒的DPPH自由基清除率Table 4 DPPH radical scavenging rate of Actinidia chinensis and Pyrus ussuriensis compound wine

獼猴桃中含有表兒茶素、沒食子酸、綠原酸和兒茶素，蘋果梨中含有綠原酸、兒茶素和槲皮素等活性成分具有抗氧化性，通過表4可知，通過發(fā)酵能夠提高清除DPPH的能力，說明獼猴桃和蘋果梨經(jīng)過發(fā)酵可能使活性物質(zhì)增加，或者經(jīng)過發(fā)酵轉(zhuǎn)化成具有清除DPPH的活性物質(zhì)。但是經(jīng)過澄清后，清除DPPH的能力略有下降，總還原能力略下降，說明可能是殼聚糖吸附了部分酚類物質(zhì)。

3 結(jié)論

試驗(yàn)通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)得出獼猴桃蘋果梨的最佳發(fā)酵條件為初始糖度為22%，發(fā)酵溫度為24 ℃，酵母接種量為0.30 g/L、發(fā)酵時(shí)間為7 d；經(jīng)發(fā)酵過程獼猴桃蘋果梨復(fù)合果酒抗氧化能力增強(qiáng)，澄清后DPPH自由基清除率為76.40%，總還原能力為0.49。