沙棘冰酒发酵条件的优化

李若琳，张琪，朱丹，于佳琪，陈汉，牛广财*，马海英

（1.黑龙江八一农垦大学食品学院，黑龙江大庆163319；2.黑龙江八一农垦大学生命科技学院，黑龙江大庆163319）

沙棘冰酒发酵条件的优化

李若琳1，张琪1，朱丹2，于佳琪1，陈汉1，牛广财1*，马海英1

（1.黑龙江八一农垦大学食品学院，黑龙江大庆163319；2.黑龙江八一农垦大学生命科技学院，黑龙江大庆163319）

以自然冷冻的沙棘果为原料，研究沙棘冰酒的发酵工艺。通过单因素试验和正交试验探讨了发酵温度、初始糖度、酵母接种量、发酵时间对沙棘冰酒酒精度和感官评分的影响。结果表明，沙棘冰酒的最优发酵工艺为：发酵温度15℃、初始糖度22°Bx、酵母接种量3%、发酵时间20 d。在此工艺条件下制得的沙棘冰酒酒精度为10.65%vol，感官评分为87.20分，产品具有典型的冰酒品质。

沙棘冰酒；发酵条件；正交试验；优化

沙棘是胡颓子科沙棘属植物，果实富含维生素类、胡萝卜素类、甾醇类、黄酮类、氨基酸类、脂肪酸类多种天然物质。沙棘果有维生素C（vitam in C，VC）之王的美誉，其富含的活性物质赋予了产品增强免疫力、保护血管和肝脏、治疗肠胃疾病、抗炎抗辐射等功效。我国的沙棘资源占全球沙棘分布面积的95%以上[1-4]。

冰酒也称冰果酒，被誉为果酒之精华，具有甜美醇厚、口感滑润的特点，冷藏后饮用干洌爽口、沁人心脾[5]。目前，还缺少成熟的沙棘冰酒制作工艺，有关沙棘冰酒的研究尚不多见。李树志等[6]的研究表明，对沙棘冰酒感官品质影响最大的是酵母添加量，影响最小的是发酵时间，制备沙棘冰酒的最佳发酵工艺参数为发酵时间20 d，酵母添加量3%，发酵温度24℃，pH 3.6。叶万军等[7]的研究表明，沙棘冰酒最优发酵工艺为酵母添加量500mg/L，发酵温度23℃，发酵时间25 d。上述研究仅仅测定了感官评分，未进行其他指标的研究，对沙棘冰酒实际生产，这些研究的指导性不强，还有待继续完善沙棘冰酒的主发酵工艺。本试验以自然条件下冻结的沙棘果为原料，破碎酶解后发酵，以酒精度和感官评分为考察指标，研究各参数对沙棘冰酒发酵的影响，通过正交试验优化沙棘冰酒的主发酵条件，为其工业化生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

深秋红大果沙棘：黑龙江省孙吴县大果沙棘基地，当年11月下旬采收，于-20℃条件下贮藏；白砂糖（食品级）：市售；RV171型安琪葡萄酒用高活性干酵母：安琪酵母有限公司；偏重亚硫酸钾（分析纯）：天津大茂试剂厂；壳聚糖：上海紫一试剂厂；Pectinex BEXXL果胶酶（16 000U/m L）：诺维信（中国）生物技术有限公司。

1.2 仪器与设备

DRP-9082电热恒温培养箱：上海森信实验仪器有限公司；EX125ZH电子分析天平：奥豪斯仪器上海有限公司；KMD型可调控温电热套：山东鄄城华鲁电热仪器有限公司；HG7701手持式多功能食物搅拌机：宁波禾高电子科技有限公司；WS108型手持糖度计：上海测维光电技术有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程及操作要点

（1）解冻破碎：将冷冻的沙棘（酸度1.5%、固形物含量8%）于10℃条件下解冻，至肉质柔软时进行低温破碎，在破碎过程中，应使果肉破碎率＞90%。

（2）酶解：用1μL/m L（以沙棘汁体积计）果胶酶，在50℃时酶解2 h。酶解结束后，沙棘原汁在4 000 r/m in离心10m in，并迅速冷却至10℃左右备用。

（3）成分调整：添加白砂糖调整沙棘汁至试验设计的含糖量，并添加80mg/LSO2溶液。

（4）活化酵母：称取所需量的活性干酵母，加入10倍体积的蒸馏水，搅拌至完全溶解后放入37℃水浴锅中活化30min，然后冷却酵母液，至其温度与待发酵沙棘汁温差在5℃内即可接种。

（5）发酵：将处理后沙棘汁分装入5 L发酵瓶中，装样量为3.5 L，加入经活化后的活性干酵母，控制发酵温度为试验设计温度。

（6）倒罐：主发酵结束后，采用虹吸法倒罐，分离果油和酒脚。

（7）澄清：选用0.1 g/L壳聚糖对沙棘冰酒进行澄清[8]。

（8）杀菌：采用巴氏杀菌的条件为70℃、10m in，巴氏杀菌后迅速降温至15℃保存。

1.3.2 单因素试验

（1）温度对沙棘冰酒发酵的影响

将沙棘汁初始糖度调整为22°Bx，将酵母菌按3%比例接种到沙棘汁中，分别在10℃、15℃、20℃、25℃的条件下发酵20 d，重复3次，研究温度对沙棘冰酒发酵的影响。

（2）初始糖度对沙棘冰酒发酵的影响

分别将沙棘汁初始糖度调整为13°Bx、16°Bx、19°Bx、22°Bx、25°Bx，将酵母菌按3%比例接种到沙棘汁中，在15℃的条件下发酵20 d，重复3次，研究初始糖度对沙棘冰酒发酵的影响。

（3）酵母接种量对沙棘冰酒发酵的影响

将沙棘汁初始糖度调整为22°Bx，分别将酵母菌按3%、5%、7%、9%、11%比例接种到沙棘汁中，在15℃的条件下发酵20 d，重复3次，研究酵母接种量对沙棘冰酒发酵的影响。

（4）发酵时间对沙棘冰酒发酵的影响

将沙棘汁初始糖度调整为22°Bx，将酵母菌按3%比例接种到沙棘汁中，在15℃的条件下分别发酵10 d、15 d、20 d、25 d、30 d，重复3次，研究发酵时间对沙棘冰酒发酵的影响。

1.3.3 正交试验

在单因素试验的基础上，选取发酵温度（A）、初始糖度（B）、酵母接种量（C）、发酵时间（D）为考察因素，以酒精度和感官评分为评价指标，采用L9（34）正交试验，确定沙棘冰酒发酵的最优工艺参数[9]，重复3次，正交试验因素水平见表1。

表1 沙棘冰酒发酵条件优化正交试验因素与水平Table 1 Factors and levels of orthogonalexperim ents for sea buckthorn ice w ine fermentation conditions optim ization

1.3.4 测定方法

（1）理化指标测定

可溶性固形物：糖度计法[10]；酒精度：按照国标GB 5009.225—2016《食品安全国家标准酒中乙醇浓度的测定》中的方法进行测定[11]。

（2）感官评定

由10名具有感官评审经验的人员组成感官评定小组进行评定[5]，取其平均值作为产品最终评分，沙棘冰酒感官评分标准见表2。

表2 沙棘冰酒感官评分标准Tab le 2 Sensory evaluation standards of sea buckthorn ice w ine

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 发酵温度对沙棘冰酒发酵的影响

图1 不同发酵温度对沙棘冰酒品质的影响Fig.1 Effects o f different fermentation temperature on the quality of sea buckthorn ice wine

由图1可知，当发酵温度为10℃时，酒精度和感官评分均较低；发酵温度为15～20℃时，15℃条件下发酵的冰酒酒精度与20℃条件下发酵的冰酒酒精度相近，但15℃条件下感官评分更高，为85.51分；当发酵温度为25℃时，酒精度反而降低，这是因为当发酵温度较高时，酵母会产生一些代谢副产物，糖转化成酒精的效率降低[12]，从而降低冰酒的酒精度。因此选择发酵温度为15℃、20℃、25℃进行后续试验。

2.1.2 初始糖度对沙棘冰酒发酵的影响

图2 不同初始糖度对沙棘冰酒品质的影响Fig.2 Effects o f different initialsugar content on the quality of sea buckthorn ice w ine

由图2可知，在初始糖度为13°Bx时，酒精度最低，只有4.9%vol；随着初始糖度的增加，酒精度也随之增加，当糖度为25°Bx时，因为发酵液渗透压较高，一定程度上抑制酵母菌的活动[13-14]，在发酵20 d后，其发酵还未停止，所以在该条件下冰酒酒精度比初始糖度22°Bx的要低。而初始糖度为19°Bx时，虽然酒精度为9.13%vol，但是产品的感官评分较高。因此，确定初始糖度19°Bx、22°Bx和25°Bx进行后续的正交试验。

2.1.3 酵母接种量对沙棘冰酒发酵的影响

图3 不同酵母接种量对沙棘冰酒品质的影响Fig.3 Effects of different yeast inoculum on the quality of sea buckthorn ice wine

由图3可知，当酵母接种量为3%、5%、7%、9%、11%时，沙棘冰酒的酒精度比较接近，3%和5%接种量的感官评分较高，9%和11%接种量的沙棘冰酒有酵母异味，掩盖了沙棘冰酒固有的典型风格，同时，接种量过大，发酵过于迅速，产品的感官评分下降[15]。因此，选择酵母接种量3%、5%和7%进行后续的试验。

2.1.4 发酵时间对沙棘冰酒发酵的影响

图4 不同发酵时间对沙棘冰酒品质的影响Fig.4 Effects of different fermentation time on the qua lity of sea buckthorn ice wine

由图4可知，随着发酵时间的延长，酒精度不断升高。在20 d时主发酵已经结束，延长发酵期已不能生成更多的酒精，而20 d后沙棘冰酒的酒精度相差不大，并且20 d的感官评分最高，综合考虑选择发酵时间15 d、20 d和25 d进行后续的正交试验。

2.2 正交试验

由表3可知，沙棘冰酒发酵工艺优化中各因素对酒精度的影响程度为B＞C＞A＞D。即初始糖度对酒精度的影响最大，其次是酵母接种量、发酵温度和发酵时间。最优组合为A3B3C2D2，即发酵温度为25℃、初始糖度25°Bx、酵母接种量5%、发酵时间为20 d。各因素对感官评分的影响程度为A＞C＞D＞B，即发酵温度对感官评分的影响最大，其次是酵母接种量、发酵时间和初始糖度。最优组合为A1B2C1D2，即发酵温度为15℃、初始糖度22°Bx、酵母接种量3%、发酵时间20 d。

表3 沙棘冰酒发酵条件优化的正交试验结果与分析Table 3 Results and analysis o f orthogonalexperim ents for sea buckthorn ice wine fermentation conditions optim ization

表4 以酒精度为评价指标的正交试验结果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonalexperim ents using alcohol content as evaluation index

表5 以感官评分为评价指标的正交试验结果方差分析Table 5 Variance analysis of orthogonalexperim ents using sensory evaluation score as evaluation index

由表4可知，初始糖度对酒精度的影响最大，达到显著程度（P＜0.05），其他因素均不显著（P＜0.05）。由表5可知，各因素差异均不显著（P＞0.05）。

对上述2个配方组合分别进行3组验证试验，证实A1B2C1D2组合发酵制得的冰酒酒精度为10.65%vol，感官评分为87.20分；A3B3C2D2组合发酵制得的冰酒酒精度为11.10%vol，感官评分为70.13分。综合考虑，选择沙棘冰酒的最优工艺为A1B2C1D2。即发酵温度15℃、初始糖度22°Bx、酵母添加量3%、发酵时间20 d。在此工艺条件下制得的沙棘冰酒酒精度为10.65%vol，感官评分为87.20分。

3 结论

通过单因素试验和正交试验探讨了发酵温度、初始糖度、酵母接种量、发酵时间对沙棘冰酒酒精度和感官评分的影响，得到了沙棘冰酒制作的最优工艺为发酵温度15℃、初始糖度22°Bx、酵母接种量3%、发酵时间20 d。采用此工艺制得的沙棘冰酒酒精度为10.65%vol，感官评分为87.20分。结果表明，低温发酵对提高沙棘冰酒的感官品质影响显著，在此条件下发酵的的冰酒口感醇厚协调、酒香浓郁，具有典型的沙棘冰酒风格。

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Optim ization of fermentation condition of sea buckthorn icew ine

LIRuolin1,ZHANGQi1,ZHU Dan2,YU Jiaqi1,CHEN Han1,NIUGuangcai1*,MA Haiying1
(1.College ofFood Science,Heilongjiang BayiAgriculturalUniversity,Daqing 163319,China; 2.College ofLife Science and Technology,Heilongjiang BayiAgriculturalUniversity,Daqing 163319,China)

Using natural frozen sea buckthorn fruitas raw material,the fermentation conditionsof sea buckthorn icew inewere investigated.The effect of fermentation temperature,initial sugar content,yeast inoculums,and fermentation time on alcohol contentand sensory score of sea buckthorn ice winewas investigated by single factor and orthogonalexperiments.The results indicated that theoptimal fermentation condition of sea buckthorn ice w inewere as follows:fermentation temperature 15℃,initialsugar content22°Bx,yeast inoculum 3%and fermentation time 20 d.Under these conditions,thealcoholcontentof seabuckthorn icew ine reached 10.65%voland sensory scorewas87.20,and the producthad typical icew inequality.

seabuckthorn icew ine;fermentation condition;orthogonalexperiments;optimization

TS262.7

0254-5071（2017）08-0173-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.08.038

2017-05-18

国家级大学生创新创业训练计划项目（201510223034）；黑龙江省大学生创新创业训练计划项目（2015102806）；黑龙江省农垦总局重点科技开发项目（HNK135-05-04）

李若琳（1994-），女，本科生，研究方向为食品科学与工程。

*通讯作者：牛广财（1971-），男，教授，博士，研究方向为发酵食品与园产品贮藏加工。