营养型猕猴桃酒发酵工艺优化

冯尚坤

（台州科技职业学院，浙江 台州 318020）

营养型猕猴桃酒发酵工艺优化

冯尚坤

（台州科技职业学院，浙江 台州 318020）

为酿造营养型猕猴桃酒，以感官评定和维生素C（VC）保存率为评价指标，在单因素的基础上选取对猕猴桃酒发酵影响较大的接种量、发酵温度和SO2添加量这3个因素进行响应面试验优化。通过响应面试验优化后得到猕猴桃酒发酵工艺为接种量1.1‰；发酵温度21℃；SO2添加量85 mg/L。在此条件下得到的猕猴桃酒澄清透明，色泽翠绿，有典型的猕猴桃香气，感官评分为87.67，VC保存率达到85.53%。

猕猴桃酒；发酵工艺；响应面优化；维生素C

猕猴桃营养丰富，含有多种维生素、矿物质和氨基酸，尤其是维生素C（vitamin C，VC）含量达100～420 mg/100 g，位居各种水果的前列[1]。将猕猴桃深加工成果酒不仅能够提高猕猴桃的利用价值，而且其独特的风味和保健价值广受消费者喜爱。目前猕猴桃酒的发酵基本采取葡萄酒酿造工艺进行，然后以酒精度[2-3]、感官评价[4-6]等为指标进行优化，但是传统的工艺优化没有考虑猕猴桃中营养物质的保存。猕猴桃因富含VC，具有很强的抗氧化性，并且可以直接被动物和人体利用[7-9]，VC是猕猴桃重要的营养活性物质[10-11]，因此在酿造过程中必须提高VC的保存率才更能体现猕猴桃酒的特征。

本研究以猕猴桃为原料，以VC保存率和感官评定值为评价指标，通过单因素试验和响应面设计优化发酵工艺，酿制具有保健价值和良好口感的猕猴桃酒，为其进一步开发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

猕猴桃（平均果质量95.4 g，还原糖含量102.6 g/kg，可滴定酸（以酒石酸计）15.47 g/L，VC含量127.8 mg/100 g）：市购。

白砂糖：市购；安琪果酒酵母：安琪酵母股份有限公司；偏重亚硫酸钾、柠檬酸、2,6-二氯靛酚、抗坏血酸：国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

SJ-500A惠人原汁机：青岛惠人品牌管理有限公司；PHS-3TC酸度计：上海天达仪器有限公司；TE612-L电子天平：赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；721型可见分光光度计：尤尼柯（上海）仪器有限公司；HH系列恒温水浴锅：江苏金坛市亿通电子有限公司；SPX-250恒温培养箱：北京市永光明医疗仪器厂。

1.3 试验方法

1.3.1 果酒酵母活化

将活性干酵母按照质量比1∶10的比例加入猕猴桃果汁中，摇匀，在35℃水浴中保温20 min，按相应接种量加入到待发酵的果汁中。

1.3.2 发酵监控

按照试验设计条件进行发酵，每天倒罐一次，倒罐12 h后不再产生气泡认定为发酵结束，发酵结束后装满瓶在15℃条件下放置10 d后进行感官评定和VC测定。

1.3.3 分析方法

总酸、总糖、VC等按照GB/T 15038—2006《葡萄酒果酒通用分析方法》进行分析，感官评定由10人品评小组进行感官评分，满分100分，评分标准见表1。

1.3.4 单因素试验

以起始糖度17%，pH 3.0，发酵温度20℃，接种量1.0‰，SO2添加量70 mg/L为基准，将VC保存率和感官评分作为评价指标，分别研究起始糖度、pH值、发酵温度、接种量、SO2添加量对猕猴桃酒品质的影响。

1.3.5 响应面优化试验

选取单因素试验中对感官评分和VC保存率影响较大的接种量、发酵温度和SO2添加量3个因素，利用Expert Design8.0软件对发酵工艺进行Box-Behnken响应面优化，优化设计方案，试验因子水平编码表见表2。

2 结果与分析

2.1 起始糖度对猕猴桃酒品质的影响

起始糖度对猕猴桃酒品质的影响结果见表3。

由表3可知，随着起始糖度的增加，VC保存率降低，同时过高的起始糖度（27%）影响了猕猴桃酒的品质。较高的起始糖度不仅会延长发酵周期，还会对酵母繁殖有所抑制，从而拖延了开始发酵时间，进而对酒的品质的有较大影响[12-13]。起始糖度为17%时，感官评分最高，且VC保存率较起始糖度为12%时下降较少。所以选择初始糖度17%进行后续试验。

2.2 pH值对猕猴桃酒品质的影响

不同pH值对酒品质的影响结果见表4。

由表4可知，不同pH值对猕猴桃酒品质影响不同，在低pH值条件下（2.0）酵母生长缓慢，发酵周期延长，从而使VC保存率降低，感官上也不协调。而在高pH值（5.0以上）时，由于酸含量过低，使酒体缺少刺激感，过于平淡，同时高pH值容易感染杂菌。根据葡萄发酵过程中适合的糖酸比才是葡萄酒感官特征的重要保证[14]，猕猴桃酸含量较高，但化学降酸对果汁品质影响较大，而猕猴桃汁原始pH（3.2）不影响发酵进行，因此本研究在发酵前没有对猕猴桃pH值进行调整，后期可以进行苹果酸乳酸发酵进行降酸[15]。

2.3 接种量对猕猴桃酒品质的影响

不同接种量对猕猴桃酒品质的影响结果见表5。

由表5可知，低接种量会延长发酵周期，同时使VC损失显著。随着接种量的增加主发酵时间缩短，而接种量达到1.4‰以上时主发酵时间没有差异，对VC保存率影响不显著，但是发酵过快对猕猴桃酒的感官有所影响，并且接种量过大增加了生产成本，因此选择1.0‰左右的接种量进行优化。

2.4 发酵温度对猕猴桃酒品质的影响

发酵温度对猕猴桃酒品质的影响见表6。

由表6可知，发酵温度对猕猴桃酒品质影响显著。较低的发酵温度使酵母活性不足，发酵周期延长。随着发酵温度升高发酵周期缩短，VC保存率降低，VC是活泼的抗氧化物质，在高温条件下（30℃以上）更容易被氧化，高温发酵对猕猴桃酒感官带来不良影响，因此选择20℃左右的发酵温度进行优化。

2.5 SO2添加量对猕猴桃酒品质的影响

SO2添加量对猕猴桃酒品质的影响见表7。

SO2不仅能够抑制果汁中微生物生长，还具有较强的抗氧化性，但是添加过多的SO2会影响酵母繁殖和酒的口感[16]，因此SO2的添加量在猕猴桃酒酿造中有着重要作用。由表7可知，较低的SO2添加量不能抑制杂菌的生长，从而造成猕猴桃酒的染菌。过高的SO2添加量（130 mg/L以上）会抑制酵母繁殖，使发酵周期延长，虽然SO2具有抗氧化作用，但是过长的发酵周期使VC损失显著，因此选择100 mg/L左右的SO2添加量进行优化。

2.6 响应面结果与分析

为了在良好口感的基础上最大程度的保留猕猴桃的营养成分，发酵完成后，以感官评定和VC保存率为综合评价指标，通过加权方法对数据进行响应面分析，加权值分别为0.6、0.4。响应面分析试验设计方案及结果见表8。通过Expert Design8.0对表8进行方差分析和回归系数显著性检验，结果见表9。

运用Expert Design8.0软件对表8进行多元回归拟合，得到响应值（R）与3个因素接种量（A）、发酵温度（B）和SO2添加量（C）之间的回归模型为：

R=84.93+2.71×A+3.33×B-3.70×C+1.52×A×B+2.08×A×C-0.64× B×C-4.69×A2-8.19×B2-1.79×C2

由表9可知，通过响应面优化后得到的模型极显著（P=0.000 2＜0.01），说明该模型可信，模型的复相关系数R2=98.97%，失拟项P=0.235 4＞0.05，说明该回归方程拟合程度良好。优化的3个因素对猕猴桃酒品质都有显著影响（P＜0.05），通过F值大小推断试验范围内各因素对试验结果的重要性可知，3个因素对猕猴桃酒感官和VC保存率影响大小是C（SO2添加量）＞B（发酵温度）＞A（接种量）。

根据回归方程，分析接种量、发酵温度和SO2添加量对综合响应值的影响，结果如图1所示。

通过软件分析，可得出营养型猕猴桃酒最佳发酵工艺参数为接种量1.05‰；发酵温度20.90℃；SO2添加量84.95 mg/L，在此条件下最大加权值为87.22。为了检验模型预测的准确性，根据上述最佳条件进行发酵试验，同时根据实际情况，将发酵条件修正为接种量1.1‰，发酵温度21℃，SO2添加量85 mg/L，重复3次。测得平均加权值为86.81±0.73，其中感官评分为87.67±0.58，VC保存率为（85.53%±1.07）%，与预测值相比相对误差为0.4%，与预测模型吻合良好，说明该模型可信，在此条件下发酵得到的猕猴桃酒VC保存率高，最大程度的保留了猕猴桃的营养价值，同时还具有良好的感官风味特征，具有一定实用价值。

3 结论

通过单因素试验发现接种量、发酵温度和SO2添加量对猕猴桃酒品质有较大影响，在此基础上通过Expert Design8.0对猕猴桃酒发酵工艺进行优化，最优发酵条件为接种量1.1‰；发酵温度21℃；SO2添加量85 mg/L。在此发酵条件下得到的猕猴桃酒澄清翠绿，猕猴桃香气典型，感官评分为87.67分，VC保存率达到85.53%。综合模型分析和验证试验结果表明，响应面优化得到的营养型猕猴桃酒发酵参数具有一定的实际应用价值。

[1]黄 诚，周长春，李 伟.猕猴桃的营养保健功能与开发利用研究[J].食品科技，2007（4）：51-55.

[2]孙洪浩，朱正军，邓元海，等.野生猕猴桃干酒酿造工艺研究[J].中国酿造，2014，33（3）：62-66.

[3]霍丹群，王洪彬，宋兴兴，等.响应面法优化猕猴桃原酒发酵工艺[J].食品工业科技，2013，34（9）：219-223.

[4]马荣山，王 舒.猕猴桃酒酿造过程中VC含量变化的研究[J].中国酿造，2008，27（20）：44-46.

[5]彭帮柱，岳田利，袁亚宏，等.猕猴桃酒酿造工艺参数优化及其香气成分分析[J].农业工程学报，2007，23（2）：229-232.

[6]PENG B,YUE T,YUAN Y.Quality evaluation of kiwi wine[J].Int J Food Eng,2006,2(4):1556-3758.

[7]CARR A C,BOZONET S M,PULLAR JM,etal.Mood improvementin young adult males following supplementation with gold kiwifruit,a high-vitamin Cfood[J].J Nutr Sci,2013,24(2):1-8.

[8]CARR A C,BOZONET S M,PULLAR J M,et al.A randomized steady-state bioavailability study of synthetic versus natural(Kiwifruitderived)vitamin C[J].Nutrients,2013,5(9):3684-3695.

[9]CARR A C,BOZONET S M,PULLAR J M,et al.Human skeletalmuscle ascorbate is highly responsive to changes in vitamin C intake and plasma concentrations[J].Am J Clin Nutr,2013,97(4):800-807.

[10]COLLINS B H,HORSKÁA,HOTTEN P M,et al.Kiwifruit protects againstoxidative DNAdamage in human cells and in vitro[J].Nutr Cancer,2001,39(1):148-153.

[11]NISHIYAMA I,YAMASHITA Y,YAMANAKA M,et al.Varietaldifference in vitamin C contentin the fruitofkiwifruit and other Actinidia species[J].J Agr Food Chem,2004,52(17):5472-5475.

[12]张海宁.野生猕猴桃酒生产工艺研究[D].洛阳：河南科技大学硕士论文，2011.

[13]WOO S M,LEE M H,SEO J H,et al.Quality characteristics of kiwi wine on alcoholfermentation strains[J].J Korean Soc Food Sci Nutr, 2007,36(6):684-693.

[14]LIU H F,WU B H,FAN P G,etal.Sugar and acid concentrations in 98 grape cultivars analyzed by principalcomponentanalysis[J].J Sci Food Agr,2006,86(10):1526-1536.

[15]张占洋，何 佳，刘 雅，等.乳酸菌对干猕猴桃酒降酸作用的研究[J].农产品加工，2013（8）：55-60.

[16]顾国贤.酿造酒工艺学[M].北京：中国轻工业出版社，1996.

Optimization of nutritional kiwi wine fermentation process

FENGShangkun

(Taizhou Vocational College of Science and Technology,Taizhou 318020,China)

In order to brew nutritionalkiwiwine,using sensory evaluation score and vitamin C preserving rate as evaluation index,inoculum,fermentation temperature and SO2addition as evaluation factors,the fermentation process was optimized by response surface methodology on the basis of single factor experiments.The response surface analysis revealed thatthe optimalconditions for kiwiwine fermentation were inoculum 1.1‰,temperature 21℃,SO2addition 85 mg/L.Under the above conditions,the wine was clear and transparentwith green color and typicalkiwifruitaroma. The sensory evaluation score was 87.67 and the vitamin C preserving rate was 85.53%.

kiwiwine;fermentation process;response surface methodology;vitamin C

TS262.7

B

0254-5071（2015）02-0172-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2015.02.038

2014-12-15

冯尚坤（1975-），男，副教授，硕士，研究方向为食品加工及食品营养。