西瓜皮葛根果酒加工工艺

曹冠华，李泽东，赵荣华，李进波，柏旭，杨果果，贺森，*

（1.云南中医学院中药学院，云南昆明650500；2.西双版纳州农业环境保护监测站，云南西双版纳666100；3.曲靖师范学院生物资源与食品工程学院，云南曲靖655011）

西瓜皮葛根果酒加工工艺

曹冠华1，李泽东1，赵荣华1，李进波2，柏旭3，杨果果1，贺森1，*

（1.云南中医学院中药学院，云南昆明650500；2.西双版纳州农业环境保护监测站，云南西双版纳666100；3.曲靖师范学院生物资源与食品工程学院，云南曲靖655011）

以西瓜皮、葛根和白砂糖为主要原料，经酵母菌发酵后制成西瓜皮葛根保健果酒。通过预试验确定选用葡萄酒安琪酵母进行发酵。采用单因素试验确定了酒精发酵过程中较适宜的糖度为21%～23%，最佳酒精发酵时间为8 d，酵母用量为3%，pH值为3.0～5.0。正交试验确定酒精发酵的最佳工艺组合为：葛根粉与西瓜皮质量比为1∶40，糖度为24%，酵母菌添加量为3%，pH值为5。

果酒；西瓜皮；葛根粉；工艺流程；酒精发酵

果酒是人们现代生活中比较受欢迎的一种保健饮品，消费符合健康潮流，同时作为世界通畅型产品，在世界酒饮品中占有15%～20%的比例。果酒种类众多，风味独特，营养丰富，具有一定的保健功能[1]。随着人们生活水平的提高和健康养生意识的增强，人们对酒品的消费也发生了重大的变化，许多人对酒品的选择逐渐由高度、刺激大、浓烈型白酒转向低度、营养、健康型的酒产品，如果酒、瓜酒、黄酒等。目前，占有较大市场份额的以果酒为主，如桑葚酒、黑莓酒、石榴酒、山楂酒、广柑酒、香梅酒、苹果酒、荔枝酒等，但是，以果蔬与药食两用食材进行混合发酵的果酒制品比较少见。在我国，果酒企业众多，但存在规模小、品牌不突出、产品种类单一等不足。云南果蔬资源丰富，药材种类齐全，为果酒产业的发展奠定了坚实的基础。

西瓜皮来源为葫芦科植物西瓜的外层果皮，别名西瓜翠衣，占西瓜全重的30%以上，含有丰富的营养物质，包括果糖、葡萄糖、蔗糖、粗蛋白、氨基酸、膳食纤维、苹果酸、黄酮、硫胺素、烟酸、维生素C和矿物质（如磷、铁和钙等），其中总糖含量占21%左右[2-3]。西瓜皮具有利尿作用，可治疗肾炎水肿、肝病黄疸、糖尿病、小便短少、水肿、口舌生疮等疾病。西瓜皮具有解暑清热、开胃生津等功效，含糖量较低，适于各类人群食用[4]。

粉葛又名葛根，是多年生藤本豆科植物，分布于广东、广西、四川、贵州、云南、陕西、甘肃等地。一般的粉葛质韧，粉性强，含粉率在25%～30%，因含葛粉多而得名粉葛，可作药食两用，是中国南方一些省区的常食蔬菜，其味甘凉可口，常作煲汤之用。葛根其主要成分为淀粉，此外还含有约12%的黄酮类化合物，包括大豆（黄豆）甙苷、大豆甙元、葛根素等10余种，并含有胡萝卜甙、氨基酸、香豆素类等[5]。葛根粉性凉味甘辛，有解表退热，生津、透疹、升阳止泻等多种功能，可治外感发热头痛、口渴、消渴、麻疹不透、热疹、泄泻等多种疾病。此外，葛根还具有滋身健体、抗衰老、降压、降糖、降脂、增加皮肤弹性等功效[6]。

西瓜皮和葛根对人体具有一定的保健功效，通过发酵工艺可以更好地发挥和利用其功效成分。本试验以此为出发点，以西瓜皮、葛根为主要原料通过发酵工艺研制出具有清热解暑、利水消肿等功能的西瓜皮葛根保健果酒，对于提高西瓜皮的利用率，解决资源浪费问题，具有较强的实践意义和应用价值。

1 材料与方法

1.1 材料

西瓜：在昆明水果市场购买，外皮颜色鲜艳、纹路清楚，深淡分明，带有光泽无病变畸形，无虫害，皮厚且脆的花皮类西瓜；葛根：在昆明药材市场买，干燥块根，呈长圆柱形的葛根切片，白色或淡棕色，无臭，味甘，质坚、色白、粉性足；白砂糖、柠檬酸等辅料：购于超市，均为食品级；菌种（葡萄酒安琪酵母、安琪甜酒曲、雅大牌水果酒曲）：均购于超市。

1.2 仪器及设备

TM-767Ⅲ榨汁机：广州雷迈机械设备有限公司；LDZX-40BI立式自动电热压力蒸汽灭菌器：上海博迅实业有限公司；SW-CJ-2D双人单面净化工作台：苏州净化设备有限公司；LT10KA-1电子天平：常熟市天量仪器有限责任公司；ZHWY111B振荡器、ZHWY-103D恒温震荡箱：上海智成仪器有限公司；MC酒精计：河北省武强县同辉仪表厂；WYT糖度计：北京紫金光仪器有限公司；PHS-2C酸度计：上海智光仪器仪表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

1.3.2 工艺要点

1.3.2.1 葛根粉的制备

打粉、过80目筛，备用。

1.3.2.2 西瓜皮葛根汁的制备

把新鲜的西瓜去瓤取皮，洗净，切成2 cm～3 cm的方形块，加入葛根粉后加入饮用纯净水（西瓜皮∶纯净水1∶1，质量比），打浆[7]。

1.3.2.3 西瓜皮葛根汁的成分调整

先用糖度仪准确测定样品糖度，再适量加入白砂糖饱和糖液调整糖度为试验所需糖度，用酸度计准确测定样品pH值，最后添加柠檬酸调整到所需的pH值。

1.3.2.4 灌装杀菌

将调配好的西瓜皮葛根汁灌装在事先消过毒的容器内用保鲜膜密封，100℃沸水中保持10min，冷却至室温待接种。

1.3.2.5 菌种的活化

取配制好的5%的糖溶液适量，加入干酵母配制成酵母含量为10%的酵母液，摇匀，于恒温震荡箱内培养20min～30min，温度设置为32℃。期间每隔5min摇动或搅拌1次[8]。

1.3.2.6 发酵

将密封好的样品置于恒温震荡箱内进行培养，温度设定为27℃[9]。

1.3.2.7 检验

发酵后取样品测其糖度、pH值和酒精度[10-11]。

1.3.3 预试验

在基本配方（初始糖浓度21%，酵母添加量3%，初始pH4，葛根粉与西瓜皮质量比1∶20）的基础上，以葡萄酒安琪酵母、安琪甜酒曲、雅大牌水果酒曲为候选菌株，通过预试验筛选出最适合本试验发酵的酵母，并通过每2天测定一次酒精度确定最佳发酵时间。

1.3.4 感官指标

西瓜皮葛根果酒的感官评价见表1。

表1 西瓜皮葛根果酒的感官评价Table1 Sensory evaluation standard ofwatermelon peelpuerarin fruitwine

1.4 单因素试验

1.4.1 因素的选择

选取影响西瓜皮葛根果酒品质和感官质量的4个主要因素即[12]：初始糖度（%）、pH值、葛根粉与西瓜皮质量之比和酵母添加量（%），进行单因素试验[13]。

1.4.2 初始糖度的确定

取200mL经预处理后的样品5份，分别调整糖度为15%、18%、21%、24%、27%，其他条件为酵母添加量3%，pH值为4，葛根粉与西瓜皮质量比为1∶20；于恒温震荡箱内发酵8 d，温度设定为27℃，后取样测定其酒精度[14]。

1.4.3 酵母添加量的确定

取200mL经预处理后的样品5份，调整糖度为21%，再分别加入1%、2%、3%、4%和5%的活性干酵母，其他条件为pH值为4，葛根粉与西瓜皮质量比为1∶20；于恒温震荡箱内发酵8 d，温度设定为27℃，后取样测定其酒精度[11-12]。

1.4.4 pH值的确定

取200mL经预处理后的样品5份，调整糖度为21%，再加入3%的活性干酵母，再用柠檬酸分别调整其pH值为2、3、4、5、6，葛根粉与西瓜皮质量比为1∶20；于恒温震荡箱箱内发酵8 d，温度设定为27℃。后取样测定其酒精度。

1.4.5 葛根粉与西瓜皮质量之比的确定

取200mL经预处理后的样品各5份调，其中葛根粉与西瓜皮质量之比分别为1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50，调整糖度为21%，再加入3%的活性干酵母，调整pH至4，于恒温震荡箱内发酵，温度设定为27℃，发酵8 d，后取样测定其酒精度。

1.5 数据处理

采用Excel2007，正交设计助手3.1和sigmaplot 11.0处理，并进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 酵母筛选及发酵时间确定

预试验结果表明，葡萄酒安琪酵母试验组酒精度相比其他的两组都要高，感官性状也更好，味道更香醇。同时由图1可知，最佳发酵时间为8 d。

图1 发酵时间与酒精度的关系Fig.1 The relationship between timeand ferm entation alcohol

2.2 初始糖度对酒精度的影响

初始糖度可以影响发酵过程的发酵进度和酒精的生成量，对发酵样的酒精度与初始糖度的关系进行检测分析，结果见图2。

图2 酒精度与初始糖度的关系Fig.2 The relationship between alcoholand initial concentration of sugar

由图2可知当糖度达到25%左右时测得酒精度最高，果酒质量最佳。

2.3 酵母用量对酒精度的影响

酵母接种量可以影响发酵过程的发酵进度和酒精的生成量，对发酵过程中酵母接种量与酒精生成量的关系进行了考察。酒精度与酵母添加量的关系见图3。

由图3可知当酵母添加量在3%左右的时候果酒酒精度最高，果酒质量最佳。

2.4 pH值对酒精度的影响

发酵体系的酸度会影响酵母生长和酒精生成量。对发酵过程中酸度与酒精生成量的关系进行了考察，酒精度与pH值的关系见图4。

图3 酒精度与酵母添加量的关系Fig.3 The relationship between alcoholand additive volum eof yeas

图4 酒精度与pH值的关系Fig.4 The relationship between alcoholand pH value

由图4可知当pH在3左右时，果酒酒精度最高，果酒质量最佳。

2.5 葛根粉与西瓜皮质量之比对酒精度的影响

葛根粉与西瓜皮质量之比会影响酵母生长和发酵产生酒精，对发酵过程中酸度与酒精生成量的关系进行了考察，酒精度和中药与西瓜皮质量之比的关系见图5。

图5 酒精度与葛根粉与西瓜皮质量之比的关系Fig.5 The relationship between alcoholand thequantity ratio of thepuerarin powder and waterm elon skin quality

由图5可知，葛根粉与西瓜皮质量之比对酒精度影响不大，酒精度均在6%vol左右，总体变化幅度不明显，当葛根粉与西瓜皮质量比为1∶40时，果酒质量稍好。

2.5 正交试验

根据单因素试验确定葛根粉与西瓜皮质量之比为1∶40为最佳，对酒精度影响较为明显的因素有3个，分别是A：为初始糖度（%）、B：pH、C：酵母添加量（%）。因素水平表见表3，正交试验结果见表4，方差试验见表5。

由表4可知，影响西瓜皮葛根果酒的因素主次顺序为A＞C＞B，选取空白列作为为误差所在项，由表5可知，初始糖度的F值大于F0.05（2，2），具有显著性，即初始糖度对西瓜皮葛根果酒的酒精度具有显著影响。确定酒精西瓜皮葛根果酒发酵的最佳工艺组合为A2B3C3，即初始糖度为24%，pH值为5，酵母添加量为3%。根据验证试验可知，当初始糖度为24%，pH值为5，酵母添加量为3%时，酒精度为6.6%vol，该果酒品质最佳。

表3 因素水平Table3 Levelsand factorsoforthogonal test

表4 正交试验结果Table4 The resultof orthogonal test

表5 正交试验方差分析Table5 Orthogonalexperim ental resultsvarianceanalysis

3 结果

对西瓜皮葛根果酒加工工艺进行了研究。通过预试验、单因素试验、正交试验和方差分析，得到果酒发酵过程的最佳工艺组合为：初始糖度为24%、pH值为5、酵母添加量为3%，葛根粉与西瓜皮质量比为1∶40。西瓜皮和葛根对人体具有一定的保健作用，通过发酵工艺可以更好地发挥和利用西瓜皮和葛根中的功效成分[15]。本试验主要利用西瓜皮和葛根酿造果酒，通过试验证明进行西瓜皮葛根果酒的开发和研制是合理可行的，既增加了果酒产品的种类，又开发了新的食品原料资源，同时有利于环境保护，增加西瓜的附加值，为西瓜皮的深加工开辟了一个新的途径，同时也为西瓜皮和葛根的进一步研究和利用提供了理论依据和数据支持。

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Study on Critical Processing Technology ofWatermelon Peel Pueraria FruitWine

CAOGuan-hua1，LIZe-dong1，ZHAORong-hua1，LIJin-bo2，BAIXu3，YANGGuo-guo1，HESen1，*
（1.College ofPharmaceutical Science，Yunnan University of TraditionalChineseMedicine，Kunming 650500，Yunnan，China；2.Xishuangbanna State AgriculturalEnvironmentalProtection Monitoring Station，Xishuangbanna666100，Yunnan，China；3.CollegeofBiologicalResourcesand Food Engineering，Qujing NormalUniversity，Qujing655011，Yunnan，China）

Watermelon peel，Pueraria and sugarwere used asmain raWmaterials to produce watermelon peel Pueraria fruitwineby yeast fermentation.Determined by preliminary experiments to choosewineangel yeast fermentation.The suitable technical parameterswere determined by single factor experiments as follows：21%-23%sugar content，8 d alcoholic fermentation time，3%addition ofyeastand pH value between 3.0-5.0.The optimum technicalparameterswere summed up as followsby orthogonalexperiments：themass ratioof Pueraria lobata powder towatermelon skinwas1：40；the additive amountofyeastwas3%；the initialsugar concentrationwas24%and pH valuewas5.

fruitwine；watermelon peel；Pueraria lobata powder；processing；alcoholic fermentation

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.07.014

2016-08-27

南药研究协同创新中心项目（30270100800）；国家自然科学基金（81560612）；云南省科技厅青年项目（2014FD034）；南药研究协同创新中心项目子项目（30270101100）

曹冠华（1985—），男（汉），实验师，硕士，研究方向：中药资源开发利用与食品微生物。

*通信作者：贺森（1984—），男（汉），副教授，博士，研究方向：中药资源开发利用与食品生物技术。