软枣猕猴桃全浆发酵酒工艺优化及成分分析

张宝香，秦红艳，刘迎雪，杨义明，范书田，王振兴，赵 滢，艾 军

（中国农业科学院特产研究所，吉林长春130122）

软枣猕猴桃全浆发酵酒工艺优化及成分分析

张宝香，秦红艳，刘迎雪，杨义明，范书田，王振兴，赵 滢，艾 军

（中国农业科学院特产研究所，吉林长春130122）

以软枣猕猴桃品种“丰绿”为原料，进行发酵原酒，通过单因素试验和正交试验对软枣猕猴桃全浆发酵条件进行优化，确定软枣猕猴桃全浆发酵最佳工艺条件，并对发酵酒总酸、维生素C、氨基酸、总黄酮及8种无机元素进行检测分析，结果表明，适宜菌种为“左山一”酵母菌株，最佳发酵工艺参数为醪液初始糖度为20%，酵母菌液接种量4.0%，发酵温度27℃；软枣猕猴桃全浆发酵酒中含有较高的Vc和黄酮类成分，以及配比较合理的微量元素和氨基酸，保持了产品营养物质的利用率。

软枣猕猴桃； 全浆； 发酵； 工艺； 成分

软枣猕猴桃〔Actinidia arguta(Sieb.et Zuce.)Plance ex miq.〕，别名软枣子，属大藤本植物。软枣猕猴桃树种抗病虫害能力强，果实无任何污染，是理想的绿色营养保健食品，成熟果实可带皮食用，是当今新兴水果之一[1]。

软枣猕猴桃是具有高营养价值的水果，富含蛋白质、脂肪、维生素C、维生素B、维生素D、碳水化合物及18种氨基酸；此外，还含有钙、磷、铁、钾、镁、硫、钠、碘、锌等多种矿物质元素，同时含有蛋白质水解酶、超氧化物歧化酶、单宁、类脂、粗纤维、果胶及类胡萝卜素等营养物质[2]。近年研究表明[3]：软枣猕猴桃具有抗肿瘤、抗病毒、抗脂质过氧化、抗突变、降血脂及提高免疫力等多种药理作用，同时具有防治白内障、心血管疾病、阳痿，解除紧张疲劳、促进胎儿发育等生理功能。另据报道[4]：水和乙醇等低级醇有机溶剂混合物的猕猴桃粗提物用于预防、治疗和改善脱发症和脂溢性皮肤病，效果显著。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂及仪器

软枣猕猴桃鲜果：采自中国农业科学院特产研究所软枣猕猴桃资源圃园，品种“丰绿”，充分成熟；酵母菌：来自中国农业科学院特产研究所野生果树研究室特产品加工研究课题组分离纯化培养的“左山一”优势酵母菌株（简称“左山一”酵母菌株）；安琪酵母菌RV171、CEC01、BV818、ADT、OFD。

耗材：白砂糖（市售一级）；果胶酶（食品级）；焦亚硫酸钾（食品级）；氢氧化钠（AR级）；维生素C标品；2,6-二氯靛酚（AR级）；草酸（AR级）；17种L-氨基酸混合标准品，日本Wako公司制造；浓硝酸（GR级，北京化学试剂研究所）；K、Na、Ca、Mg、Zn、Fe、Mn、Cu标准溶液(1000 mg/L，国家标准物质中心）。

仪器设备：ZHJH-C2109B超净工作台，上海智城仪器设备公司；PAL-1数显糖度计，日本ATAGO公司；MS204S电子分析天平，瑞士梅特勒-托利多公司；L-8900型氨基酸自动分析仪，日本日立公司；Milli-Q Advantage A1超纯水器；ZEEnit700型原子吸收光谱仪 德国耶拿公司；微波消解仪，美国利曼公司；紫外可见分光光度计，Modeesoo SSI公司。

1.2 全浆发酵酒工艺优化

1.2.1 工艺流程

实验采用工艺流程如下：

软枣猕猴桃成熟鲜果→挑选→破碎（加入焦亚硫酸钾）→称重→下胶（加入果胶酶）→一次发酵（加入果酒酵母）→榨酒除渣→糖度调整（加入白砂糖）→二次发酵→下胶澄清（加入皂土）→陈酿→冷冻→过滤→原酒

1.2.2 操作要点

鲜果挑选：制酒的软枣猕猴桃鲜果采收前2～3 d未经雨淋，并保证采收时果实充分成熟、多汁、含糖量高、皮薄，总酸、果胶和单宁含量均较低；多数软枣猕猴桃果实成熟期不一致，成熟后易脱落，给加工带来不便。中国农业科学院特产研究所培育审定的品种“丰绿”[5]具有挂果时间长，成熟度基本保持一致，无病虫果，烂果和变质果少，适于作加工原料，也是本次实验研究的主要试材。

破碎、称重：用破碎机或人工破碎，使汁液充分渗出，并测定此时汁液中含糖量（折光仪测定值）和果浆重量，此时果浆含糖量均在15%以上，同时按30 mg/L(约0.03 mL/L加入亚硫酸）。

下胶：果胶酶添加量0.1%～1.0%（酶活力为1330 U/g），pH4.0～6.0，温度20～30 ℃。

一次发酵：果浆加入发酵罐，加入量不超过发酵罐容积的70%，加入活化后的果酒酵母，搅拌均匀，发酵温度在20℃左右，2～4 d时处于发酵旺盛期，产生大量CO2，醪液翻腾，使果皮、果渣等不溶性物质上浮，每天需搅拌1～2次，一方面降低发酵温度，另一方面防止发酵旺盛时醪液溢出；发酵至第7天时1次发酵基本结束。

榨酒除渣：用机械压榨或人工除渣法除去发酵醪液中的果渣，得到发酵汁液，按终止发酵酒精度15%vol添加白砂糖，充分融化继续二次发酵，经12～15 d发酵残糖不再降低，发酵终止，进入陈酿期。

下胶澄清：按5 g/L量使用皂土将发酵原酒下胶澄清，首先需用70～80℃水将皂土充分搅拌至匀浆状，温度降至20℃以下时加入发酵原酒中，并充分搅拌均匀，待酒液澄清后作倒酒处理，除去罐底残渣。

陈酿：经下胶澄清的原酒置于15℃以下温度下密闭放置60 d左右进行陈酿。

冷冻：经陈酿的原酒最好经-10℃以下低温冷冻，以除去部分大分子颗粒物质，同时杀死残活的酵母菌，使酒质柔和。

过滤：采用硅藻土过滤器过滤，进一步除去残存的大颗粒果胶、淀粉等物质使发酵原酒更加澄清，提高酒质。

2 结果与分析

2.1 优势酵母菌菌种选择

酿酒酵母菌种的选用是酒酿造工艺的核心要素，发酵过程中，将原料中各种潜在的优良品质在发酵酒中充分体现出来，对发酵酒的酒体风味和酒质有直接影响。研究表明[6]，对于相同发酵基质，不同酵母菌种，对糖、酸、温度等耐受能力不同，发酵过程中产生的次级代谢物的种类和比例也各不相同，使得酒体风味和香气差异很大。李景明等[7]研究了不同酵母发酵的赤霞珠干红葡萄酒香气成分，发现不同酵母发酵葡萄酒中的香气成分种类差别微小，而含量差别明显。

本试验从“左山一”酵母菌株、安琪酵母菌RV171、CEC01、BV818、ADT、OFD共6种酵母菌种中选择软枣猕猴桃全浆发酵的优势菌种。

酵母菌株筛选试验采用小容器发酵，发酵容器为5 L的玻璃三角瓶，果实破碎，测定醪液可溶性固形物含量，称取蔗糖加至可溶性固形物为20.0%，加入食品级亚硫酸(浓度为6.0%)，按照50 mg/L的浓度添加，搅匀，分别量取3.0 L醪液于6个玻璃发酵瓶中，“左山一”菌株活化液按4%添加，其余5种安琪酵母菌分别按RV171、CEC01、BV818、ADT、OFD顺序称取酵母菌干粉各0.90 g（以300 mg/L的浓度添加），30℃温水活化30 min，转入各发酵瓶中，维持发酵温度在20～25℃范围内。发酵过程中，每24 h测定发酵醪液的残糖，至第7天检测酒精度和残糖。表1记录3 d、5 d和7 d取样测得固形物含量及第7天酒精含量。优势菌种的选择见表1。

表1 优势菌种选择

由表1可知，各酵母菌株对醪液中总糖含量影响有所不同，但总体变化趋势一致，糖含量持续降低直到逐渐趋于稳定。发酵前3 d“左山一”菌株、RV171、BV818酵母菌启动发酵时间较短，糖含量减少较快；CEC01酵母菌前期发酵缓慢，3 d后糖含量直线下降，ADT酵母菌在整个发酵过程中发酵速率较慢，醪液糖含量最高。发酵结束时，各酵母菌醪液总糖含量差异较小，“左山一”、RV171、CEC01、BV818、ADT、OFD酵母菌酿造的原酒含糖量分别为4.9%、7.6%、5.1%、8.1%、6.8%、6.5%、6.8%，“左山一”和安琪CEC01酵母菌酒精发酵最彻底，原酒含糖量最低，可作为优质酿酒酵母。

2.2 初始糖度对酒精发酵的影响

在软枣猕猴桃浆液中加入一定量的白砂糖，使醪液含糖量分别为15%、20%、25%、30%，向其中加入4%已活化的“左山一”酵母菌液，在25℃下培养，每24 h测定发酵液的酒精度。初始糖度对酒精发酵的影响见表2。

表2 初始糖度对酒精发酵的影响 (%vol)

24 h内属发酵前期，酵母细胞在发酵醪中主要进行繁殖，发酵作用不强，只产生少量的酒精和二氧化碳，24 h后进入主发酵期，酵母细胞大量形成并基本停止繁殖，酒精含量逐渐增加，是酒精的主要生成期；发酵后期（7 d以后）酒精生成比较平缓；发酵前期酒精度随糖度增加而上升，主发酵期糖度超过25%时，发酵比较缓慢，并且后期酒精度明显低于20%含糖量，发酵不彻底，残糖含量较高。

2.3 酵母菌接种量对酒精发酵的影响

在含糖量20%的软枣猕猴桃醪液中，添加3%～5%的“左山一”酵母液，在25℃下发酵培养，每24 h检测酒精度含量。酵母接种量对酒精发酵的影响见表3。

表3 酵母接种量对酒精发酵的影响 (%vol)

由表3可以看出，在其他条件相同情况下，酵母菌接种量越大，发酵越快，产酒率越高，但综合考虑发酵过程中发酵速度太快影响产品品质，确定适合的酵母接种量为4%。

2.4 温度对酒精发酵的影响

在初始糖度20%的软枣猕猴桃醪液中接入4%的“左山一”酵母发酵液，分别在20℃、25℃、30℃下培养，每隔24 h测定发酵液的酒精含量。温度对酒精发酵的影响见表4。

表4 温度对酒精发酵的影响 (%vol)

由表4可看出，发酵温度在25℃时，酵母菌发酵速度和产酒量较快，发酵彻底终产物残糖趋近于零。

2.5 酒精发酵条件的正交试验优化

在单因素试验基础上，设定软枣猕猴桃醪液初始糖度、酵母菌接种量、发酵温度3个因素，每个因素各选取3个水平，按L9(33)正交试验，发酵时间为192 h。以发酵酒精度作为参考指标，因素水平表见表5，正交试验结果见表6。

表5 酒精发酵条件优化正交试验因素水平

由表6可知，影响CEC01酵母菌对软枣猕猴桃醪液酒精发酵的各因素主次关系为C＞A＞B，理论最优发酵条件组合为A2B2C3，因此确定酒精发酵条件为：醪液初始糖度为20%，酵母菌液接种量4.0%，发酵温度27℃。实际生产中软枣猕猴桃全浆发酵基质中有香气成分浸出情况，可以适当降低发酵温度。

3 鲜果和全浆发酵酒成分分析

3.1 分析方法

表6 酒精发酵条件优化正交试验结果

采用滴定法测定果实和原酒中总酸含量；采用2，6-二氯靛酚滴定法测定果实和原酒中维生素C含量；采用氨基酸全自动分析仪测定果实和原酒中氨基酸含量；采用原子吸收分光光度法测定果实和原酒中无机元素含量；采用紫外分光光度法测定软枣猕猴桃鲜果及其发酵酒中总黄酮含量。

3.2 结果与分析

3.2.1 总酸、Vc及无机元素含量（见表7）

由表7可以看出，软枣猕猴桃全浆发酵酒中总酸由原果的1.38 mg/kg降至1.20 mg/L，降低了13%，主要是由于软枣猕猴桃中的酸类物质主要是苹果酸和柠檬酸，在酒精发酵过程中经历苹果酸-乳酸发酵转化，以及在陈酿期的酯类物质生成，使得软枣猕猴桃酒总酸含量降低，提高猕猴桃酒的适口性；软枣猕猴桃全浆发酵酒中Vc占鲜果中含量的40%，Vc是软枣猕猴桃主要有效成分，结果表明，采用此发酵工艺，能够一定程度控制Vc被氧化，使得软枣猕猴桃酒仍保持较高的Vc含量，进而起到抗氧化、提高机体免疫力、预防贫血和防癌等营养保健作用[3，8]；软枣猕猴桃鲜果和发酵原酒中均有较高含量的人体所需的常量元素（日食量在100 mg以上）K、Ca、Mg和Na，其中K、Mg在鲜果经酒精发酵后的原酒浸出率较高；同时含有较高含量的微量元素Zn、Fe、Mn 、Cu，其中前3种元素浸出率均在45%以上。软枣猕猴桃发酵酒具有与鲜果一样的维持人体正常生理机能和补充人体微量元素的作用，属新一代绿色营养保健食品。

表7 总酸、VC及无机元素含量

3.2.2 软枣猕猴桃鲜果与全浆发酵酒总黄酮含量比较

黄酮类化合物是软枣猕猴桃中主要活性成分之一，软枣猕猴桃黄酮类化合物具有抗氧化、抗肿瘤、抗病毒、预防心脑血管疾病、保肝护肝以及提高机体免疫力等生理功能[9]和清除DPPH自由基的能力[10]。总黄酮含量分析测定结果见表8。

表8 总黄酮含量分析

测定结果：由于软枣猕猴桃鲜果中具有较高含量的黄酮活性成分，提高了其营养价值，同时提高了全浆发酵酒中总黄酮的含量，明显高于同类型葡萄酒张裕黄金冰谷（威代尔）1320.03 mg/L。

3.2.3 软枣猕猴桃鲜果与发酵原酒氨基酸含量比较

氨基酸是组成蛋白质的基本单位，蛋白质在机体内的消化和吸收是通过氨基酸来完成的。此外，氨基酸在人体内起到平衡氮的作用；氨基酸分解代谢所产生的α-酮酸，随着不同特性，循糖或脂的代谢途径进行代谢。α-酮酸可再合成新的氨基酸，或转变为糖或脂肪，或进入三羧循环氧化分解成CO2和H2O，并放出能量。氨基酸具有维持人体正常生理机能，提高人体免疫力。

采用日立L-8900全自动氨基酸分析仪对软枣猕猴桃鲜果和原酒进行氨基酸含量检测，结果见表9。

由表9可以看出，软枣猕猴桃鲜果及全浆发酵酒中含有18种氨基酸，其中有8种为人体必需的氨基酸，分别为苏氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸和色氨酸。赖氨酸属禾谷类第一限制性氨基酸，在软枣猕猴桃鲜果中含量和全浆发酵酒中转化率均较高，能够补充人体中赖氨酸的不足，提高机体免疫力和提高中枢神经系统功能；组氨酸和精氨酸是8种必需氨基酸之外的儿童必需氨基酸，而且精氨酸含量较高；蛋氨酸+色氨酸是软枣猕猴桃中第一限制性氨基酸；软枣猕猴桃鲜果E/N=0.40，E/T=0.28，软枣猕猴桃全浆发酵酒各种氨基酸得率在50%以下，总氨基酸得率在20%～25%，但是E/N=0.50，E/T=0.33，与WHO/FAO提出的参考蛋白模式E/N=0.6，E/T=0.4比较接近，氨基酸配比更加合理化，提高产品营养物质的利用率。

表9 氨基酸含量分析

4 结论

4.1 软枣猕猴桃全浆发酵适宜菌种为“左山一”酵母菌株和CEC01酵母菌，最佳发酵工艺参数为醪液初始糖度为20%，酵母菌液接种量4.0%，发酵温度27℃。

4.2 通过对软枣猕猴桃发酵原酒和鲜果中酸度、维生素C含量、总黄酮、氨基酸及10种人体所需常量和微量元素含量测定分析比较，软枣猕猴桃鲜果经酒精发酵后能较大程度保留其中营养成分，营养成分流失较少，可作为新兴纯绿色营养食品进行推广。

[1] 赵淑兰.软枣猕猴桃品种简介[J].特种经济动植物,2002(2)：35.

[2] 孔硕.软枣猕猴桃开发利用前景[J].中国园艺文摘,2014(11)：79-181.

[3] 史彩虹,李大伟,赵余庆.软枣猕猴桃的化学成分和药理活性研究进展[J].现代药物与临床,2011,26(3)：203-207.

[4] 金峰彻,鱼海宽,李和峻,等.预防和治疗脱发症和脂溢性皮炎的包含软枣猕猴桃提取物的组合物及其应用：200480043776.6[P].2013-05-29.

[5] 赵淑兰.软枣猕猴桃新品种——“丰绿”[J].特产研究,1996(3)：51.

[6] 翁连海,途家富,王军,等.进口葡萄酒酿造用活性干酵母在我国山葡萄酒生产中的应用研究[J].酿酒,2006(3)：61-62.

[7] 李景明,于静,吴继红.不同酵母发酵的赤霞珠干红葡萄酒香气成分研究[J].食品科学,2009,30(2)：185-189.

[8] 陈国烽,王亚军.维生素C在新陈代谢中的生理功能[J].中国食物与营养,2014,20(1)：71-74.

[9] 张培成.黄酮化学[M].北京：化学工业出版社,2008：227-243.

[10] 李蝶,吴浩,李红玉,等.软枣猕猴桃的提取及体外抗氧化研究[J].北方园艺,2015(4)：140-143.

Optimization of the Production Technology of Whole-Pulp Hardy Kiwi Wine and Analysis of Its Components

ZHANG Baoxiang,QIN Hongyan,LIU Yingxue,YANG Yiming,FAN Shutian,WANG Zhenxing,ZHAO Ying and AI Jun
(Institute of Special Animal and Plant Sciences,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Changchun,Jilin 130122,China)

In this study,Fenglü hardy kiwi was used as raw materials to produce wine.The whole-pulp fermentation conditions of hardy kiwi were optimized by single factor test and orthogonal test as follows:yeast strain Zuoshanyi was used,the initial sugar content of mash was 20%,the inoculating quantity of yeast liquid was 4.0%,and fermentation temperature was at27℃.Besides,total acids,vitamin C,amino acids,total flavonoids and 8 kinds of inorganic elements in the fermented wine were detected and analyzed.The results showed that,the fermented wine had high content of vitamin C and total flavonoids and rational proportioning of trace elements and amino acids,and the utilization rate of nutrients was well maintained.

hardy kiwi;whole pulp;fermentation;technology;components

TS262.7；TS261.4；TS261.7

A

1001-9286（2017）07-0065-05

10.13746/j.njkj2017072

吉林省科技发展计划项目（20140204034NY）。

2017-03-31

张宝香（1968-），女，吉林梨树人，副研究员，本科，主要从事特产品贮藏与加工研究，E-mail：zbx0319@126.com。

艾军，E-mail：aijun1005@163.com。

优先数字出版时间：2017-05-25；地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20170525.1043.001.html。