荔枝酒发酵菌种的筛选及工艺优化

刘国明，方晓纯，李杰民，卫　萍，零东宁，郑凤锦，孙　健(广西农业科学院农产品加工研究所，广西南宁530007)



荔枝酒发酵菌种的筛选及工艺优化

刘国明，方晓纯，李杰民，卫萍，零东宁，郑凤锦，孙健
(广西农业科学院农产品加工研究所，广西南宁530007)

摘要：以感官评分和发酵效率为指标，在单因素实验的基础上，利用正交分析法对荔枝酒发酵菌种筛选及工艺进行优化。结果表明，荔枝酒发酵最优工艺为菌种Lalvin EC1118酵母，添加量0.01％，发酵温度20℃。

关键词：荔枝酒；菌种筛选；工艺优化

荔枝(Litchi chinensis Sonn.)是无患子科荔枝属(Litchi)植物，果实色泽鲜红，肉质洁白而晶莹，汁多味甜，性平偏温，具有生津止渴、补气养血、理气止痛、抗氧化、延缓衰老、调节血脂等作用，素有“果中之王”的美称[1-2]。

“禾荔”是广西迟熟荔枝品种中的一个著名品种，由于其果大、肉厚、风味佳等优良性状而深受消费者的喜爱和广大种植户的青睐，长期以来一直是广西荔枝产区的主栽品种，在出口中占有十分重要的地位[3]。但随着近年来我省种植面积的不断增加及出口量下降的影响[4]，大量的“禾荔”荔枝滞销，造成巨大的经济损失和环境压力。而对其进行深加工是解决途径之一。近年来将荔枝加工成酒的研究不少，但主要集中在对发酵工艺、香气成分检测、褐变机理研究等方面[5-11]，在筛选适合的发酵菌种方面报道较少。因此，本实验针对“禾荔”荔枝品种，以感官评分为主要衡量指标，筛选出适合此品种荔枝酿酒的菌种，为广西“禾荔”荔枝的深加工利用提供理论基础。

1　材料与方法

1.1材料及仪器

材料：荔枝(禾荔品种，选取无腐烂变质、无损伤、九成熟的果实)，市售；白砂糖，南宁糖业股份有限公司；复合果胶酶(酶活力：100000 U/g)，南宁东恒华道生物科技有限责任公司；LAFFORT系列干酵母F5、F10、F15、F33，法国LAFFORT公司；帝伯仕果酒专用酵母(红)、帝伯仕降酸酵母(蓝)，烟台帝伯仕贸易有限公司；Lalvin71B降酸酵母、Lalvin EC1118酵母、Lalvin D254酵母、Lalvin RC212酵母，日照隆堡商贸有限公司。

仪器：BIC-300人工气候箱，上海博讯事业有限公司；PAL-1糖度计，维欣仪奥科技公司；HXHX-3电热鼓风干燥箱，苏州恒新烘箱电炉制造设备公司；PGL精密天平，深圳市怡华新电子有限公司；JA2003型电子天平，上海良平仪器仪表有限公司；pHS-3C酸度计，上海雷磁仪器厂。

1.2实验方法

1.2.1工艺流程

将新鲜采摘、成熟度高的荔枝去皮、去核后进行榨汁。榨汁后的荔枝汁与果肉在42℃下用浓度为1％的果胶酶酶解120 min。酶解后的荔枝汁与渣根据要求调配后，75℃水浴加热灭菌10 min，待温度降至40℃时加入酒精发酵菌种进行恒温发酵。当发酵结束后，进行换罐并将温度降至5℃进行沉降及陈酿。具体流程如下：

荔枝→清洗、去皮、去核→榨汁、酶解→调配→灭菌→降温、发酵→换罐、低温、发酵→陈酿。

表1　荔枝酒感官评定表

表2　单因素实验表

1.2.2荔枝酒发酵菌种筛选及工艺优化

1.2.2.1荔枝酒发酵菌种筛选

供筛选的10种菌种分别为帝伯仕果酒专用酵母(红)、帝伯仕降酸酵母(蓝)、Lalvin71B降酸酵母、Lalvin EC1118酵母、Lalvin D254酵母、Lalvin RC212酵母、F5、F10、F15、F33。荔枝酒在恒温条件下发酵，每天对发酵体系中的可溶性固形物含量进行检测。当发酵体系中可溶性固形物含量基本恒定时，停止发酵并进行感官品评，筛选出适合“禾荔”荔枝品种发酵的菌种。感官品评由10人组成的品评小组，通过视觉、嗅觉、味觉三方面对样品进行描述，并根据表1标准打分。

1.2.2.2荔枝酒发酵工艺优化

荔枝酒发酵工艺条件单因素实验设计见表2。荔枝酒发酵正交实验见表3。

表3　正交实验因素水平表

2　结果与分析

2.1荔枝酒发酵条件单因素实验结果

2.1.1荔枝酒发酵过程中菌种对可溶性固形物含量的影响

由图1可知，在发酵1 d后，10种菌种对可溶性固形物的利用率不高，可溶性固形物变化缓慢；2 d后，10种菌种对可溶性固形物的利用发生不同程度的变化，其中Lalvin D254酵母、Lalvin 71B降酸酵母、帝伯仕降酸酵母(蓝)对可溶性固形物的利用率最高，而帝伯仕果酒专用酵母(红)对可溶性固形物的利用率最低；3 d后，除帝伯仕果酒专用酵母(红)对可溶性固形物的利用率依然较低外，其余9种酵母的发酵体系中可溶性固形物含量趋于一致；4 d后，帝伯仕果酒专用酵母(红)发酵体系中可溶性固形物含量发生较大变化，利用率大幅提高；发酵进入第5天，所有菌种发酵体系中可溶性固形物含量变化不大并趋于平缓。从发酵效率考虑，Lalvin D254酵母、Lalvin 71B降酸酵母、帝伯仕降酸酵母(蓝)3种菌种的效果相对较好。

图1　不同菌种对可溶性固形物含量的影响

2.1.2荔枝酒发酵过程中菌种添加量对可溶性固形物含量的影响

由图2可知，在发酵1 d后，5种不同添加量下，可溶性固形物的变化情况不大；2 d后，发酵体系中可溶性固形物的利用发生较大的变化，其中菌种添加量为0.025％的发酵体系中，可溶性固形物下降最快，即产酒精量最高；3～5 d，除菌种添加量为0.005％的发酵体系中可溶性固形物含量下降较慢外，其余4种不同菌种添加量的发酵体系中可溶性固形物含量下降较快且趋于恒定。从发酵效率考虑，菌种添加量为0.025％、0.02％、0.015％时的效果相对较好。

2.1.3荔枝酒发酵过程中发酵温度对可溶性固形物含量的影响

图2　菌种添加量对可溶性固形物含量的影响

图3　发酵温度对可溶性固形物含量的影响

从图3可知，在发酵第1天内，不同发酵温度对可溶性固形物含量的影响不大；发酵进入第2天，不同发酵温度对可溶性固形物含量的影响有了较大变化：发酵温度24℃的发酵体系中对可溶性固形物的利用率最高，而随着发酵温度的降低，对可溶性固形物的利用率也降低；发酵3～5 d中，发酵温度24℃、22℃、20℃的发酵体系中，可溶性固形物含量达到最小值并基本处于恒定状态，而发酵温度16℃的发酵体系中，可溶性固形物含量则呈现不断降低的趋势。从发酵效率考虑，发酵温度为24℃、22℃、20℃时的效果相对较好。

2.2荔枝酒发酵条件正交实验结果

单因素实验结果表明，从发酵效率角度考虑Lalvin D254酵母、Lalvin 71B降酸酵母、帝伯仕降酸酵母(蓝)3种菌种效果最好，但结合发酵后感官评分结果，最终选择Lalvin EC1118酵母、Lalvin D254酵母、Lalvin 71B降酸酵母3种菌种进行正交实验；而菌种添加量为0.025％、0.02％、0.015％时，发酵效率最好，再结合发酵后感官品评结果，最终选择菌种添加量为0.01％、0.015％、0.02％进行正交实验；发酵温度为24℃、22℃、20℃时，发酵效率最高，而在结合发酵后感官评分结果，最终选择发酵温度18℃、20℃、22℃进行正交实验，结果见表4。

由表4可知，各组合的极差分别为：菌种为20.434，添加量为5.600，发酵温度为9.300，3个因素极差关系为RA＞RC＞RB。可以看出，菌种是影响荔枝酒感官评分的主要因素，发酵温度次之，菌种添加量影响最小。空白样的极差1.400最小，说明偶然误差较小，实验结果较可靠。A1C2B1为最佳组合，即菌种为Lalvin EC1118酵母，发酵温度20℃，菌种添加量0.01％。

表4　荔枝酒正交实验结果

由表5可知，发酵菌种对荔枝酒感官评分的影响最大，达到显著的程度；而发酵温度对荔枝酒感官评分的影响次之，同样达到显著程度；菌种添加量对荔枝酒感官评分也有影响，但影响程度未达到显著程度。

表5　荔枝酒方差分析结果

3　总结

以禾荔品种荔枝为原料，从10种酿酒酵母中根据发酵效率和感官评分的结果，筛选出菌种Lalvin EC1118。在此基础上对荔枝酒发酵工艺进行优化，研究结果表明，荔枝酒发酵最优工艺为菌种采用Lalvin EC1118酵母，添加量0.01％，20℃条件下进行发酵。

参考文献：

[1]倪耀源,吴素劳.荔枝栽培[M].北京：农业出版社,1990.

[2]黄江康,王亚琴,易于军.中国荔枝生产贸易:现状、前景及入世对策(上)[J].广东科技,2002(5)：26-28.

[3]谭宗现，何燕，欧钊荣，等.“禾荔”荔枝果实发育进程与温度条件的关系[J].气象，2006,32(12)：96-101.

[4]隋博文.广西荔枝出口贸易发展问题及对策研究[J].经济研究参考,2014(11)：51-52.

[5]白卫东，沈颖，刘晓艳，等.响应面优化荔枝酒混菌发酵工艺的研究[J].河南工业大学学报，2013,34(1)：57-62.

[6]万丽，蹇华丽，胡叶，等.模拟荔枝酒体系中儿茶素非酶褐变的研究[J].华南农业大学学报，2014,35(1)：100-105.

[7]凌俐，黄晓金，杨幼慧，等.大孔吸附树脂抑制荔枝酒褐变的研究[J].食品工业科技，2014,35(16)：226-230.

[8]邓开野，黄小红.发酵温度对荔枝酒香气成分的影响[J].中国食品学报，2013,13(1)：206-209.

[9]马超，曾霞，刘杰凤，等.荔枝酒发酵工艺的初步优化研究[J].广州化工，2013,41(15)：68-70.

[10]马超，曾霞，周天，等.荔枝酒发酵工艺的优化及风味成分的分析研究[J].食品研究与开发，2013,34(15)：43-46.

[11]丁娟，蹇华丽，李学伟，等.充氮处理对荔枝酒氧化褐变的影响研究[J].食品工业科技，2012,33(10)：161-165.

Screening of a Yeast Strain Suitable for Litchi Wine Production &Optimization of Its Fermenting Conditions

LIU Guoming,FANG Xiaochun，LI Jiemin，WEI Ping，LING Dongning，ZHENG Fengjin and SUN Jian
( Research Institute of Agro-Products Processing,Guangxi Academy of Agricultural Sciences,Nanning,Guangxi 530007,China)

Abstract:In this study,a yeast strain (Lalvin EC1118) suitable for litchi wine production was screened out with sensory score and fermenting efficiency as the evaluation indexes and its fermentation process was optimized by single factor test and orthogonal experiments as follows:adding level was 0.01％,and fermenting temperature was at 20℃.

Key words：litchi wine;yeast strains screening;process optimization

通讯作者：孙健（1978-），男，研究员，博士，研究方向为农产品贮藏与加工，E-mail：jiansun@gxaas.net。

作者简介：刘国明（1984-），男，助理研究员，硕士，研究方向为农产品加工研究与产品开发，E-mail：guoming-liu@gxaas.net。

收稿日期：2015-08-06

基金项目：2015年度国家级引进国外技术、管理人才项目（GX2015056）；2014年中央财政农业技术推广服务资金项目（桂财农函[2014]294号）；国家自然科学基金（31160407）；广西第十三批“新世纪十百千人才工程”专项资金（桂人社办函[2012]92号）；广西科技计划项目-自治区农业科技成果转化资金项目（桂科转14125004-18）；广西农业科学院科技基本业务费团队项目（2015YT86）；广西农业科学院科技发展基金自选项目（桂农科2015JZ76）。

中图分类号：TS262.7；TS261.4；TS261.1

文献标识码：A

文章编号：1001-9286（2016）02-0037-03

DOI：10.13746/j.njkj.2015336

优先数字出版时间：2015-10-23；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20151023.1349.002.html。