紅棗山楂果酒的釀造工藝優(yōu)化

姜興旭，張陽(yáng)陽(yáng)，朱 靜*，王榮榮，張永耀

（信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院，河南 信陽(yáng) 464000）

山楂含酸較多，能開(kāi)胃健脾，且富含黃酮類物質(zhì)，具有滋陰補(bǔ)陽(yáng)、補(bǔ)氣養(yǎng)血等功效，對(duì)心血管系統(tǒng)有明顯的藥理作用，是常見(jiàn)的果酒原料[1-3]。紅棗作為中國(guó)傳統(tǒng)養(yǎng)生食材，營(yíng)養(yǎng)豐富，富含氨基酸、黃酮類及微量元素等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，干棗肉的含糖量高達(dá)70%，有較大市場(chǎng)潛力[4]。紅棗果酒在我國(guó)研究較早，工藝上普遍參考葡萄酒釀造工藝，進(jìn)行改進(jìn)[5]。優(yōu)化方向如紅棗原料預(yù)處理方法[6-8]、生產(chǎn)菌選育[9-11]、酒體穩(wěn)定性[12]等。此外，在果酒功能性測(cè)定[13]、風(fēng)味物質(zhì)研究[14]和復(fù)合紅棗果酒釀造工藝等方面亦有較多成果。沙棘紅棗[15]、黑蒜紅棗[16]、紅棗枸杞沙棘[17]、桂花紅棗[18]、蜂蜜紅棗[19]等復(fù)合果酒的研發(fā)既豐富了果酒品種，又提高了營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，滿足市場(chǎng)需求。紅棗和山楂作為果酒釀造常用原料，混合后口感酸甜、營(yíng)養(yǎng)豐富。因此，本試驗(yàn)選擇紅棗和山楂為原料釀造果酒，從原料配比、料水比、初始糖度和酵母添加量四個(gè)方面進(jìn)行單因素試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上完成正交試驗(yàn)并研究其功能性，以期完善紅棗山楂果酒工藝，為后續(xù)試驗(yàn)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紅棗：產(chǎn)自河北省阜平縣；光輝山楂：產(chǎn)自山西運(yùn)城市；安琪葡萄酒果酒專用酵母：安琪酵母股份有限公司；白砂糖（食品級(jí)）：信陽(yáng)西亞超市；檸檬酸、果膠酶（50.0 U/g）、碳酸氫鈉、偏重亞硫酸鉀、蘆丁、硝酸鋁（均為分析純）：上海國(guó)藥化學(xué)試劑集團(tuán)公司。

1.2 儀器與設(shè)備

凱氏氨氮蒸餾裝置：天長(zhǎng)市科儀實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；SW-CJ-1C型雙人雙面超凈工作臺(tái)：蘇州凈化設(shè)備有限公司；XPS-150-BS-II生化培養(yǎng)箱：上?？等A生化儀器制造有限公司；ZG-TP201精密天平：武漢松靖電器有限公司；DZKW電熱恒溫水浴鍋：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；MAS TER-53M型手持糖度計(jì)：上海滬粵明科技儀器有限公司；紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：上海菁華科技儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 紅棗山楂果酒的釀造工藝

原料選取→預(yù)處理→熱水浸提→混合→打漿→果膠酶處理→調(diào)糖→調(diào)酸→添加SO2→接種酵母→主發(fā)酵→過(guò)濾→后發(fā)酵→澄清→陳釀→殺菌→成品

1.3.2 操作要點(diǎn)

原料選?。哼x取果粒大且飽滿、無(wú)蟲(chóng)眼霉變鮮亮的干紅棗，山楂選取顏色為鮮紅、色澤鮮亮、個(gè)體大無(wú)霉變的新鮮果實(shí)。

預(yù)處理、熱水浸提：將紅棗用40～50 ℃溫水浸泡10 min，使其變得新鮮，體積膨脹達(dá)到原有的品質(zhì)后，然后將其切片去核進(jìn)行處理；將山楂果洗凈用50 ℃左右的溫水進(jìn)行浸泡5 min左右，取出之后將山楂去除果梗后，然后將其切片去核進(jìn)行處理。

打漿：將處理好的紅棗與山楂分別按照不同比例加入到榨汁機(jī)中，按照1∶3（g∶mL）的料水比進(jìn)行混合打漿備用。

果膠酶處理：以0.5 g/L果膠酶的添加量加入到打好的果漿中，在38 ℃的培養(yǎng)基中酶解4 h，以提高果漿的出汁率。

調(diào)糖、調(diào)酸：將處理好的果漿調(diào)初始糖度為21 °Bx，pH值4.0。

添加SO2：以0.108 g/L的添加量在處理好的果漿中加入偏重亞硫酸鉀進(jìn)行攪勻。

接種酵母：將酵母倒入30 ℃左右的溫水中活化開(kāi)以提高酵母的活動(dòng)性，以0.2 g/L的添加量加入果漿中攪勻。

發(fā)酵：將處理好的發(fā)酵液用紗布封口。根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)置發(fā)酵溫度28 ℃條件下發(fā)酵7 d。

1.3.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

首先以紅棗山楂配比（2.0∶1.0、2.5∶1.0、3.0∶1.0、3.5∶1.0、4.0∶1.0）、料水比（1.0∶2.0、1.0∶2.5、1.0∶3.0、1.0∶3.5、1.0∶4.0（g∶mL））、初始糖度（17°Bx、19 °Bx、21 °Bx、23 °Bx、25 °Bx）和酵母添加量（0.15 g/L、0.20 g/L、0.25 g/L、0.30 g/L、0.35 g/L）為單因素，在發(fā)酵溫度28 ℃，發(fā)酵液pH 4.0的條件下按1.3.1的工藝流程進(jìn)行發(fā)酵。再以單因素試驗(yàn)為基礎(chǔ)，以紅棗山楂配比（A）、料水比（B）、初始糖度（C）和酵母添加量（D）為評(píng)價(jià)因素設(shè)計(jì)4因素3水平正交試驗(yàn)（表1），以果酒蒸餾所測(cè)得的酒精度為指標(biāo)進(jìn)行比較，確定果酒發(fā)酵最佳工藝。

表1 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 test for fermentation conditions optimization

1.3.4 理化指標(biāo)測(cè)定及感官評(píng)價(jià)方法

總糖：按照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》的直接滴定法測(cè)定[20]；總酸：按照GB/T15038—2006的酸堿滴定法[20]；酒精度：酒精比重計(jì)法[20]；總黃酮：參照張雪等[21-22]的方法，以蘆丁作為標(biāo)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線y=0.074 6x+0.000 7，R2=0.997 1，計(jì)算總黃酮含量。

感官評(píng)價(jià)方法：由6位具有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員組成品酒小組，從外觀、香氣、滋味、典型性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，取其平均值作為評(píng)分結(jié)果（滿分100分）[20]。感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 紅棗山楂果酒感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards of jujube-hawthorn wine

2 結(jié)果與分析

2.1 不同原料配比對(duì)紅棗山楂酒品質(zhì)的影響

原料配比是影響紅棗山楂酒品質(zhì)的重要因素，影響成品酒的理化指標(biāo)和感官評(píng)分。不同原料配比對(duì)紅棗山楂酒的影響見(jiàn)表3。由表3可知，總糖、總酸和pH的含量隨著原料比例的變化逐漸上升，酒精度隨著原料比重的變化呈先升高后下降的趨勢(shì)，在原料比例為3∶1時(shí)，達(dá)到最高為10.7%vol，感官評(píng)分也最高為84分，此時(shí)果酒酒精度適中，品質(zhì)最佳。紅棗含糖量高，隨著其在原料比例中的增加，底物含糖量增加，發(fā)酵結(jié)束時(shí)，總糖隨之增加。紅棗過(guò)多時(shí)，含糖量過(guò)高，影響發(fā)酵，導(dǎo)致酒精度下降。且棗味會(huì)掩蓋山楂和果酒風(fēng)味，甚至略帶苦味[23]。紅棗本身含有的大量果膠和蛋白質(zhì)，過(guò)多時(shí)酒體易形成絮狀物沉淀，過(guò)少則酒色偏黃，影響品質(zhì)。因此，紅棗山楂的最佳配比為3.0∶1。

表3 不同原料比對(duì)紅棗山楂酒品質(zhì)的影響Table 3 Effect of different raw material ratio on the quality of jujube-hawthorn wine

2.2 不同料水比對(duì)紅棗山楂酒品質(zhì)的影響

合適的料水比確保原料中營(yíng)養(yǎng)成分的充分溶出和成酒品質(zhì)。不同料水比對(duì)紅棗山楂酒品質(zhì)的影響見(jiàn)表4。由表4可知，隨著加水量的增加，總糖含量持續(xù)下降，由初始的7.1 g/L降至4.4 g/L，pH和總酸也相應(yīng)降低。酒精度隨著加水量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，在料水比1∶3.0（g∶mL）時(shí)達(dá)到10.6%vol，此時(shí)果酒酒精度適中，品質(zhì)最佳，感官評(píng)分為80分。因此，選擇料水比1∶3.0為最佳比例。

表4 不同料水比對(duì)紅棗山楂酒品質(zhì)的影響Table 4 Effect of different liquid-solid ratios on the quality of jujube-hawthorn wine

2.3 不同初始糖度對(duì)紅棗山楂酒品質(zhì)的影響

糖是酒精發(fā)酵的重要基質(zhì)，初始糖度影響酵母菌的繁殖代謝。按照不同初始糖度進(jìn)行發(fā)酵，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 不同初始糖度對(duì)紅棗山楂酒品質(zhì)的影響Table 5 Effect of different initial sugar contents on the quality of jujube-hawthorn wine

由表5可知，隨著初始糖度的增加，總酸、pH和總糖持續(xù)增加，酒精度呈先升高后下降的趨勢(shì)。隨著初始糖的增加，發(fā)酵液底物得到了充足的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，pH、總酸和總糖不斷升高。果酒在釀制過(guò)程中糖轉(zhuǎn)化為酒精，除了初始糖度外，還需考慮糖化酶和釀酒酵母的活性，含糖量過(guò)高時(shí)活性受到抑制，影響發(fā)酵，導(dǎo)致酒精度下降。且糖作為提高風(fēng)味與酒精度的物質(zhì)，適量添加改善酒體品質(zhì)，針對(duì)紅棗山楂果酒釀造過(guò)程出現(xiàn)的苦味，也有一定改善。初始糖度21°Bx時(shí)，酒精度最大，達(dá)到10.7%vol，所得果酒色澤棗紅，口感較好，感官評(píng)分為83分。因此，選擇初始糖度為21°Bx。

2.4 不同酵母接種量對(duì)紅棗山楂酒品質(zhì)的影響

酵母接種量是影響紅棗山楂酒品質(zhì)的重要因素，不同酵母接種量對(duì)紅棗山楂酒的影響見(jiàn)表6。由表6可以看出，隨著接種量的增加，pH、總糖、總酸和酒精度均呈上升趨勢(shì)。發(fā)酵期間，果漿在接種量0.10 g/L條件下，發(fā)酵液分層不明顯，無(wú)明顯的發(fā)酵氣泡出現(xiàn)；在接種量0.20 g/L條件下發(fā)酵時(shí)有氣泡出現(xiàn)，口感最佳，發(fā)酵時(shí)有氣泡出現(xiàn)，發(fā)酵液分層較好；在0.30 g/L接種量下發(fā)酵時(shí)有大量氣泡出現(xiàn)，分層明顯，且口感較好，感官評(píng)分為88分；而在0.35 g/L接種量下糖分大部分被用來(lái)生長(zhǎng)繁殖，使得酒精度無(wú)法達(dá)到預(yù)期。因此，選擇酵母接種量為0.30 g/L。

表6 不同酵母接種量對(duì)紅棗山楂酒品質(zhì)的影響Table 6 Effect of different yeast inoculum on the quality of jujube-hawthorn wine

2.5 正交試驗(yàn)優(yōu)化釀造工藝條件

從單因素試驗(yàn)結(jié)果中得到紅棗山楂配比（A）、料水比（B）、初始糖度（C）和酵母接種量（D）的最適范圍，由此設(shè)計(jì)酒精發(fā)酵正交試驗(yàn)，根據(jù)各處理?xiàng)l件對(duì)紅棗山楂果酒進(jìn)行發(fā)酵后蒸餾所測(cè)得的酒精度來(lái)進(jìn)行比較，確定酒精發(fā)酵的最佳處理?xiàng)l件組合。紅棗山楂果酒酒精發(fā)酵的正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7，方差分析結(jié)果見(jiàn)表8。

表7 發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 7 Results and analysis of orthogonal test for fermentation conditions optimization

續(xù)表

表8 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 8 Variance analysis of orthogonal experiments results

由表7通過(guò)比較各條件的極差（R）值，可得各條件對(duì)紅棗山楂發(fā)酵影響主次順序?yàn)镈＞A＞B＞C，說(shuō)明酵母接種量對(duì)紅棗山楂果酒的影響最大，且影響顯著（P＜0.05）。其次是原料配比，再次是料水比，最后是初始糖度。紅棗山楂果酒的最優(yōu)水平為A2B2C2D2。由于正交試驗(yàn)最優(yōu)水平A2B2C2D2與酒精度的最優(yōu)水平A2B3C1D2不完全一致，為了判斷這兩種組合有無(wú)顯著性的差異，所以對(duì)這兩組試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果見(jiàn)表9。

表9 驗(yàn)證性試驗(yàn)結(jié)果Table 9 Results of validation trials

由表9可知，最優(yōu)組合為A2B2C2D2的綜合評(píng)分最高，總酸、總糖和總黃酮含量也相對(duì)較高，且各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值也均比A2B3C1D2數(shù)值高，酒樣透明度較好，呈棗紅色，酒體豐滿，酸甜適宜、爽口，后味較持久。

故紅棗山楂果酒的最佳配方為紅棗山楂配比3∶1，料水比1∶3（g∶mL），初始糖度21 °Bx，酵母添加量0.3 g/L。在該處理?xiàng)l件下發(fā)酵所得的果酒酒精度可達(dá)12.2%vol，總酸4 g/L，總糖7 g/L，總黃酮25 mg/mL。酒體澄清度高，風(fēng)味及口感都非常好。大腸菌群≤5 MPN/100 mL，菌落總數(shù)≤50 CFU/mL，致病菌無(wú)檢出，符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)選擇紅棗和山楂為原料釀造果酒，確定最佳工藝條件為：紅棗山楂配比3∶1，料水比1∶3（g∶mL），初始糖度21°Bx，酵母添加量0.3 g/L。在pH 4.0、28 ℃下發(fā)酵7 d，所制得的紅棗山楂果酒酒度可達(dá)12.2%vol，總黃酮含量25 mg/mL。紅棗與山楂中都富含黃酮類物質(zhì)，具有良好的保健功能?；旌瞎圃诒ＷC黃酮含量的同時(shí)，綜合了兩者的口感，降低了初始糖度，緩解了紅棗酒的苦味。成品酒液呈棗紅色，色澤鮮亮，澄清透明，具有濃郁的紅棗山楂的香味，酒體醇厚，是一種酸甜適中的低酒精度的混合果酒。