生香酵母與釀酒酵母聯(lián)合發(fā)酵桂圓果酒的研究

袁辛銳，喻學淳，楊 芳，鄭 蕾，遲原龍，王 毅，姚 開，張 芮，賈冬英*

（1.四川大學輕工科學與工程學院，四川成都 610065；2.瀘州品創(chuàng)科技有限公司，四川瀘州 646000）

桂圓也稱龍眼（Dimocarpus longanLour.），屬于無患子科、桂圓屬，是我國一種藥食兩用的水果。桂圓果肉不僅富含單雙糖（含糖量達20%）、多種氨基酸、磷脂[1]、維生素C、核黃素、鐵和硒等營養(yǎng)成分，而且含有活性多糖、多酚、核苷[2]等生理活性成分，具有養(yǎng)心脾、補氣血、增強免疫力[3]、抗衰老[4]、改善記憶力[5]、保護腸道[6]、抗炎[7]等功效，值得深度開發(fā)利用。

果酒釀造過程中，酵母菌起著至關重要的作用，不同酵母菌株對果酒發(fā)酵的影響存在差異，因此其發(fā)酵的最佳工藝也不盡相同。李進等[8-9]分別以新鮮桂圓和干桂圓為原料，探究了初始糖度、酵母接種量等因素對桂圓果酒品質的影響，確定了最佳發(fā)酵工藝，得出其最佳發(fā)酵工藝條件為初始糖度24%、初始pH 3.9、酵母接種量0.1%、發(fā)酵時間7 d。李維新等[10]以桂圓果汁為原料，以香氣和口感作為評價指標，研究了葡萄酒用干酵母和2號酵母的復合發(fā)酵效果，發(fā)現(xiàn)二者的質量比為1∶1、接種量為5%時得到的桂圓果酒具有更好的香氣和滋味，且2號酵母依然是一種釀酒酵母。

目前關于釀酒酵母和生香酵母復合發(fā)酵桂圓果酒的研究鮮見報道。本研究以前期酵母篩選實驗確定的SY果酒活性干酵母和生香活性干酵母為發(fā)酵菌種，在二者質量比為1∶1、接種量為0.03%條件下，研究了初始糖度、初始酸度、溫度和時間對桂圓果漿發(fā)酵效果的影響，并采用正交試驗優(yōu)化其發(fā)酵條件，以期能為優(yōu)質桂圓果酒和其他果酒的生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮桂圓、白砂糖：市售；SY果酒活性干酵母、生香活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；果膠酶（10萬U/g）：寧夏和氏璧生物技術有限公司；酒石酸、偏重亞硫酸鉀（均為分析純）：鵬世達實驗用品有限公司；硫酸銅、氫氧化鈉、酒石酸鉀鈉、濃硫酸、對二甲氨基苯甲醛、異丁醇、異戊醇（均為分析純）：成都科龍化學品有限公司。

1.2 儀器與設備

WY-020R手持折光儀：成都萬辰光學儀器廠；酒精計：冀州市耀華器械儀表廠；PHS-3C pH計：上海雷磁公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 發(fā)酵桂圓果酒的制備工藝及操作要點

新鮮桂圓去皮去核→桂圓果肉→打漿→調酸→酶解→調糖→接種→發(fā)酵→過濾→桂圓果酒

（1）調酸：在桂圓果漿中添加適量的酒石酸溶液使其初始酸度調整至5 g/L[11]，混勻后加入桂圓果漿總質量0.02%的偏重亞硫酸鉀，攪勻后得到調酸物料。

（2）酶解：在調酸物料中加入其質量0.2%的果膠酶，混勻后于40 ℃條件下保持2 h，得到酶解物料。

（3）調糖：在酶解物料中加入白砂糖使其糖度調整至指定糖度，攪勻后得到調糖物料。

（4）接種：稱取調糖物料質量0.03%質量比為1∶1的SY果酒活性干酵母和生香活性干酵母，將其加入5%白砂糖溶液中，攪勻后于37 ℃活化30 min，將其放入調糖物料中。

（5）發(fā)酵：將接種后的調糖物料于20 ℃發(fā)酵至果酒的總糖含量趨于穩(wěn)定。

（6）過濾：用紗布過濾發(fā)酵完成的果酒，保留酒液。

1.3.2 單因素試驗

分別考察不同初始糖度（19°Bx、21°Bx、23°Bx、25°Bx、27°Bx）、不同初始酸度（4 g/L、5 g/L、6 g/L、7 g/L、8 g/L）、不同發(fā)酵溫度（18 ℃、20 ℃、22 ℃、24 ℃、26 ℃）以及不同發(fā)酵時間（4 d、5 d、6 d、7 d、8 d）條件下，所制備桂圓果酒的感官質量和理化指標。

1.3.3 桂圓果酒發(fā)酵條件優(yōu)化

在單因素試驗基礎上，以初始糖度（A）、初始酸度（B）及發(fā)酵溫度（C）為考察因素，以酒精度和感官評分為評價指標，選擇3因素3水平的正交試驗對桂圓果酒發(fā)酵條件進行優(yōu)化，試驗因素與水平見表1。

表1 桂圓果酒發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for longan fruit wine fermentation conditions optimization

1.3.4 桂圓果酒理化指標測定

參照GBT 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》測定桂圓果酒的總糖、總酸和酒精度；參照GBT27588—2011《露酒》中的方法測定其總酯含量。

1.3.5 感官評定

參照肖麗瓊等[12]的方法制定桂圓果酒的感官評分標準，由經過培訓的10名品評員按此標準對桂圓果酒樣品進行感官評定，滿分100分，感官評分標準見表2。

表2 桂圓果酒的感官評分標準Table 2 Sensory evaluation standards of longan fruit wine

1.3.6 數據分析

每一指標平行測定3次，所有實驗結果均以“平均值±標準差”表示；利用SPSS21.0軟件對實驗數據進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 初始糖度對桂圓果酒的影響

表3 初始糖度對桂圓果酒品質的影響Table 3 Effect of initial sugar content on the quality of longan fruit wine

由表3可知，隨著初始糖度的增加，果酒的酒精度和總糖含量均逐漸升高，總酯和感官評分先增大后減小，總酸變化不大，僅在最大初始糖度時明顯升高。這是因為較低的初始糖度不能為酵母的生長繁殖提供足夠的營養(yǎng)物質，從而影響了其發(fā)酵產酒和產酯能力，導致果酒的酒精度和總酯較低[13]；過高的初始糖度有利于SY果酒活性干酵母的代謝產酒，但發(fā)酵初期的高糖度和發(fā)酵后期的高酒精度會對生香活性干酵母的生長繁殖產生一定的抑制作用[14]，故果酒的酒精度高，總酯較低。當初始糖度為23°Bx時，果酒的酒精度適中，總酯最高，感官評分最高，感官評分顯著高于其他初始糖度的桂圓果酒。因此，桂圓果酒發(fā)酵的適宜初始糖度為23°Bx。

2.1.2 初始酸度對桂圓果酒品質的影響

表4 初始酸度對桂圓果酒品質的影響Table 4 Effect of initial acidity on the quality of longan fruit wine

由表4可知，隨著初始酸度的增加，果酒的酒精度、總酯和感官評分先增大后減小，總糖先減小后增大，總酸先減小后逐漸增大。這是因為較低的初始酸度（4 g/L）會減弱其對待發(fā)酵物料中殘存雜菌的抑制作用，造成這些雜菌在發(fā)酵初期的快速生長，從而抑制酵母的生長繁殖[15]；過高的初始酸度又會抑制酵母的生長繁殖，減慢發(fā)酵速度，從而影響底物的降解和風味物質的形成[16]，造成果酒的總糖含量增加。當初始酸度為6 g/L時，果酒的酒精度最高，其總酯和感官評分均顯著高于其他初始酸度的桂圓果酒。因此，桂圓果酒發(fā)酵的適宜初始酸度為6 g/L。

2.1.3 發(fā)酵溫度對桂圓果酒品質的影響

表5 發(fā)酵溫度對桂圓果酒品質的影響Table 5 Effect of fermentation temperature on the quality of longan fruit wine

由表5可知，隨著發(fā)酵溫度的升高，果酒的酒精度、總酯和感官評分先增大后減小，總糖含量先減小后增大，總酸含量逐漸增大。發(fā)酵溫度較低時，酵母菌生長較慢，從而影響了果酒的發(fā)酵，導致其酒精度和總酯較低，總糖較高[16]；發(fā)酵溫度較高時，酵母生長更快、易衰老，同時高溫條件更利于各種雜菌的生長，并且高溫還影響果酒風味物質的形成[17-18]。發(fā)酵溫度為20 ℃時，酵母的生長繁殖速度適中，從而有利于原料的充分發(fā)酵利用和風味物質的形成，所得果酒的酒精度、總酯和感官評分最高，總糖最低，這與TIAN T T等[19-20]的研究結果一致，即低溫發(fā)酵能產生更多的酯類物質。因此，桂圓果酒發(fā)酵的適宜溫度為20 ℃。

2.1.4 發(fā)酵時間對桂圓果酒品質的影響

表6 發(fā)酵時間對桂圓果酒品質的影響Table 6 Effect of fermentation time on the quality of longan fruit wine

由表6可知，隨著發(fā)酵時間的延長，酒精度和總酯先增加后趨于穩(wěn)定，總糖逐漸減小，總酸略有下降，這可能是由于發(fā)酵后期有機酸的減少引起的[21]。發(fā)酵時間不足時，酵母發(fā)酵不充分，從而影響酒精和風味物質的形成，使得發(fā)酵而來的桂圓果酒總糖較高，而酒精度和總酯較低。發(fā)酵時間過長時，發(fā)酵液中低濃度的可發(fā)酵糖無法滿足酵母生長和代謝的需要，酵母會老化、自溶，產生苦澀味物質[22]，從而降低桂圓果酒品質，感官評分顯著降低。發(fā)酵6 d時，桂圓果漿發(fā)酵較為完全，得到的果酒具有最高的酒精度和感官評分、較高的總酯和較低的總糖和總酸。因此，桂圓果酒發(fā)酵的適宜時間為6 d。

2.2 發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗

由單因素試驗可知，在保證果酒發(fā)酵較為完全的前提下，發(fā)酵時間對果酒品質的影響較小。因此，選擇了初始糖度（A）、初始酸度（B）、發(fā)酵溫度（C）作為考察因素，以酒精度和感官評分為評價指標，進行了3因素3水平的正交試驗，其結果和方差分析分別見表7和表8。

由表7可知，3種因素對桂圓果酒的酒精度和感官評分的影響順序相同，為初始糖度＞發(fā)酵溫度＞初始酸度。酒精度最高時的優(yōu)化條件是A3B2C2，即初始糖度25°Bx、初始酸度6 g/L、發(fā)酵溫度20 ℃；感官評分最高的最佳發(fā)酵條件是A2B2C2，即初始糖度23°Bx、初始酸度6 g/L、發(fā)酵溫度20 ℃。

由表8可知，初始糖度可顯著影響桂圓果酒的酒精度和感官評分（P＜0.05），但初始酸度和發(fā)酵溫度對二者的影響不顯著（P＞0.05）。綜合考慮，在SY果酒活性干酵母和生香活性干酵母的復配質量比為1∶1、添加量為0.03%、發(fā)酵時間為6 d的條件下，桂圓果酒的最佳發(fā)酵條件為初始糖度23°Bx、初始酸度6 g/L、發(fā)酵溫度20 ℃。在此優(yōu)化條件下發(fā)酵所得桂圓果酒酒精度12.6%vol、總糖2.3 g/L、總酸6.8 g/L、總酯312.07 mg/L，其感官評分為81分。

表7 桂圓果酒發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗結果與分析Table 7 Results and analysis of orthogonal experiments for longan fruit wine fermentation conditions optimization

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

3 結論

以桂圓果漿為原料，以SY果酒活性干酵母和生香活性干酵母為發(fā)酵菌種，研究了初始糖度、初始酸度、發(fā)酵溫度和發(fā)酵時間對其發(fā)酵的影響。該4種因素均會影響桂圓果酒的發(fā)酵，其中初始糖度影響最大，發(fā)酵溫度次之；桂圓果酒復合酵母菌的發(fā)酵優(yōu)化條件為初始糖度23°Bx、初始酸度6 g/L、發(fā)酵溫度20 ℃、發(fā)酵時間6 d。在此條件下獲得的桂圓果酒酒精度12.6%vol、總糖2.3 g/L、總酸6.8 g/L、總酯312.07 mg/L，感官評分為81分。