混合果汁起泡酒酿造工艺的研究

张晓勇，李 丹，赵 萍，董小雷*

（1.齐鲁工业大学 生物工程学院 山东省微生物工程重点实验室，山东 济南 250353；2.杜门斯亚洲啤酒学院，山东 济南 250353）

混合果汁起泡酒酿造工艺的研究

张晓勇1，李 丹1，赵 萍2，董小雷1*

（1.齐鲁工业大学 生物工程学院 山东省微生物工程重点实验室，山东 济南 250353；2.杜门斯亚洲啤酒学院，山东 济南 250353）

以苹果汁、葡萄汁、哈密瓜汁作为原料，对酿造复合型起泡酒的工艺进行研究。采用正规的“留糖法”进行发酵生产，酒中的CO2、酒精、酸糖皆来自于果汁。通过单因素及正交试验确定了葡萄苹果起泡酒最佳工艺条件为德国酵母3#，接种量0.8 g/L，葡萄汁与苹果汁质量比3∶2，发酵醪糖度16%，采用罐内发酵方式对起泡酒进行充气，CO2含量0.15 MPa。哈密瓜苹果起泡酒最佳工艺条件为德国酵母3#，接种量0.8 g/L，哈密瓜汁与苹果汁质量比1∶1，发酵醪糖度14%，采用罐内发酵方式对起泡酒进行充气，CO2含量0.13 MPa。由此最佳工艺条件得到的葡萄苹果起泡酒和哈密瓜苹果起泡酒，酒香和果香协调浓郁，口感酸甜均衡，酒体丰满，杀口力强，后味爽。

复合型；起泡酒；工艺；留糖法；发酵

苹果又称绵苹果，蔷薇科。我国有着适宜于苹果树生长发育的得天独厚的地理、土壤和气候条件，是理想的苹果生产地。葡萄是世界最古老的果树树种之一，葡萄原产亚洲西部，世界各地均有栽培，世界各地的葡萄约95%集中分布在北半球。哈密瓜不但香甜，而且富有营养价值。哈密瓜的干物质中，含有4.6%～15.8%的糖分，纤维素2.6%～6.7%，还有苹果酸、果胶物质、维生素A、B、C，尼克酸以及钙、磷、铁等元素[1-2]。我国的苹果和哈密瓜以鲜果生食为主，也可制作瓜脯、瓜汁、瓜酱及腌渍品。而葡萄除少量用于酿酒外，大多数用于鲜食以及制作葡萄干。

随着人们健康、养生观念增强，低度果酒越来越被人们所推崇。我国带汽苹果酒生产主要分布于山东烟台地区，能占市场总量的70%～80%。“Cider”（苹果酒）生产尚处于起步阶段，将苹果、哈密瓜、葡萄作为果酒的原料既可以提高水果的利用率，又可以节约酿酒用粮，更有利于开发起泡果酒市场，实现了水果增值[3-7]。

随着起泡酒生产的发展，各种起泡酒的生产技术不断被采用，被广泛应用的主要瓶式起泡酒、罐式起泡酒、五度低醇起泡酒[8]，产品可分为超干型、干型、半干型、甜型[9]。目前市场以葡萄起泡酒占据主导，起泡酒的生产原料过于单一，我国带汽苹果酒以及复合型苹果起泡酒的生产尚处于起步阶段。本研究葡萄苹果起泡酒和哈密瓜苹果起泡酒分别以葡萄汁和苹果汁以及哈密瓜汁和苹果汁作为生产原料，不仅丰富了起泡酒的种类，同时为苹果、葡萄、哈密瓜提供了一条新的加工途径，能够带来良好的社会效益和经济效益。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

75°Bx浓缩苹果清汁：烟台北方安德利果汁股份有限公司；65°Bx浓缩红葡萄汁：青岛越海昌国际贸易有限公司；55°Bx浓缩哈密瓜汁：沧州富正源生物食品有限公司；酿酒专用酵母CBC-1、德国啤酒酵母303、德国酵母3#：齐鲁工业大学现代酿酒菌种保藏室；安琪酿酒酵母：安琪酵母有限公司。

1.2 仪器与设备

ME204E型电子分析天平：梅特勒-托利多仪器有限公司；SPL-250生化培养箱：济南龙瑞商贸有限公司；CYEIICO2压力测定器：深圳富兰克电子有限公司；WYT-J手持糖度计：成都豪创光电仪器有限公司；ZM30L立式自控发酵罐：济南正麦机械设备有限公司：PHB-3C pH计：成都市宜邦科折仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 起泡果酒的工艺流程[10]

1.3.2 操作要点

果汁复配：依据发酵醪液含糖量、所需两种不同浓缩果汁比例以及浓缩果汁糖度调整用量。

高温灭菌：85～95℃灭菌10 min。

通氧量：使混合果汁中的溶解氧达到8～9 mg/L。

主发酵：用高温灭菌冷却后的酿造水调整所需发酵醪糖度，按照0.8 g/L的添加量[11]向发酵醪中直接接种酵母，发酵温度控制在18～20℃，发酵时间约为7 d，待残糖量8.0 g/L封罐自然升压至0.18 MPa，对起泡酒进行充气。

后贮：待残糖量为7.0g/L降温至-0.5～0℃[12]，后贮3～5d。

降温控制：从糖度7.0°P开始，以1.5℃/h速度快速降温，降至-0.5～0℃并保持此温度，后贮2～3 d[13]。

过滤：起泡果酒-0.5～0℃后贮3～5 d，冷冻过滤机进行过滤，滤芯孔径0.45 μm以去除酵母菌和细菌。

陈酿：起泡果酒在-4～0℃条件下陈酿7～10 d，酒质变得香浓醇厚。

1.3.3 起泡果酒感官品质分析

由齐鲁工业大学实验室的相关专业人员（共10名）按照国内起泡酒感官评价标准[13]进行品评，起泡酒感官评价标准见表1。国内一般将果酒的感官特征分为四个部分进行评分，分别为酒香、色泽、口感、典型性，分别依标准进行打分，以平均分来评定酒质的好坏，满分100分。

表1 起泡酒感官评价标准Table 1 Sensory evaluation standards of sparkling wine

1.3.4 起泡果酒理化指标及卫生指标的检测

酒精度的测定：GB 5009.225—2016《食品安全国家标准酒中乙醇浓度的测定》中的酒精计法[14]；残留还原糖：GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的斐林试剂直接滴定法[15]；二氧化碳含量：GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的压力表法[15]；pH值：pH计测量；总酸：GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的酸碱滴定法[15]；可溶性固形物含量：阿贝折光仪测量；微生物指标：GB 4789.2—2010《食品微生物学检验菌落总数测定》中的方法测定细菌菌落总数、大肠杆菌、致病菌[16]。

2 结果与分析

2.1 糖度对混合果汁起泡酒的影响

发酵醪液中的含糖量决定了起泡酒的酒精度以及发酵完成后起泡酒的口感。葡萄汁与苹果汁的质量比为1∶1，哈密瓜汁与苹果汁的质量比为1∶1，酿酒酵母接种量0.8g/L。发酵醪的糖度为12%、14%、16%、18%，考察糖度对起泡果酒发酵的影响，结果分别见表2和表3。

表2 糖度对葡萄苹果起泡果酒发酵的影响Table 2 Effect of sugar content on grape and apple sparkling wine fermentation

由表2可知，随着混合果汁糖度的增加，发酵后的起泡酒酒精度增大，酸度也逐渐上升，当果汁糖度＞16%时，可抑制酵母生长从而影响发酵过程，使葡萄味过于厚重，同时糖度过高造成起泡酒酸涩感强烈，爽口感降低。当糖度＜16%时，不能满足酵母菌的生长需求，所以酒味寡淡，葡萄苹果酒的典型性没有突出。因此，选择16%为葡萄苹果起泡酒的最佳发酵糖度。

表3 糖度对哈密瓜苹果起泡果酒发酵的影响Table 3 Effect of sugar content on sparkling wine of Hami melon and apple fermentation

由表3可知，当混合果汁糖度＞14%时，哈密瓜苹果起泡酒的酸感明显增强，一方面由于哈密瓜汁、苹果汁自身酸度较高，另一方面糖度较高抑制酵母生长，杀口感较重的同时也提高了酸感。当糖度＜14%时，酒味的酸甜不明显，哈密瓜的香味不突出。因此，选择14%为哈密瓜苹果起泡酒的最佳发酵糖度。

2.2 果汁比例对混合果汁起泡酒的影响

调节葡萄苹果起泡酒发酵醪糖度为16%，哈密瓜苹果起泡酒发酵醪液糖度为14%，酿酒酵母的接种量0.8 g/L，主发酵时间7 d，葡萄汁与苹果汁质量比分别为3∶1、3∶2、1∶1、2∶3，哈密瓜汁与苹果汁质量比为3∶1、3∶2、1∶1、2∶3，考察葡萄汁与苹果汁质量比以及哈密瓜汁与苹果汁质量比对起泡果酒发酵的影响，结果分别见表4和表5。

表4 葡萄汁与苹果汁比例对葡萄苹果起泡酒发酵的影响Table 4 Effect of grape-apple juice ratio on grape and apple sparkling wine fermentation

由表4可知，葡萄汁的比例过高会造成起泡酒的颜色变醇厚，酸涩味增加；苹果汁比例过高会掩盖葡萄香气。其次由于两种果汁自身性质的原因，苹果汁比例过高在相同残糖下会增加酒精的产生，影响果酒的风味口感。因此，葡萄汁与苹果汁质量比为3∶2时口感风味最佳。

表5 哈密瓜汁与苹果汁比例对哈密瓜苹果起泡酒发酵的影响Table 5 Effect of Hami melon-apple juice ratio on Hami melon and apple sparkling wine fermentation

由表5可知，哈密瓜汁的比例过高起泡酒的酸味明显，后味浓烈，这是由于哈密瓜汁自身性质造成的；苹果汁比例过高也会掩盖哈密瓜香气。两者比例对酒精度影响不明显，为了达到酸甜平衡，哈密瓜汁与苹果汁质量比为1∶1时口感风味最佳。

2.3 不同酵母对混合果汁起泡酒发酵的影响

采用四种酵母进行研究，分别为德国303啤酒酵母、CBC-1、安琪酵母、德国酵母3#。葡萄苹果起泡酒发酵醪糖度调到16%，葡萄汁与苹果汁质量比3∶2；哈密瓜苹果起泡酒发酵醪液糖度为14%，哈密瓜汁与苹果汁质量比1∶1。酿酒酵母的接种量0.8 g/L，主发酵时间7 d，考察不同酵母对起泡酒酒精度及感官影响，结果分别见表6和表7。

表6 不同酵母对葡萄苹果起泡酒发酵的影响Table 6 Effect of different yeasts on grape and apple sparkling wine fermentation

表7 不同酵母对哈密瓜苹果起泡酒发酵的影响Table 7 Effect of different yeasts on Hami melon and apple sparkling wine fermentation

由表6、表7可知，安琪酵母和德国酵母3#发酵后的起泡酒果香浓郁，酒体丰满，典型性较强。安琪酵母中含有多种微生物，生产的果酒风味浓郁，口感柔和。德国啤酒酵母303酯香味过于浓郁，没有突出水果的香气，不适合酿制起泡酒。德国酵母3#能够突出水果风味，酒体较丰满柔和，酸甜较为平衡。酵母CBC-1产生的口味过于浓烈，影响水果风味。综合考虑，采用安琪酿酒酵母、德国酵母3#以及德国啤酒酵母303进行进一步试验。

2.4 正交试验优化混合果汁起泡酒发酵工艺

在单因素试验基础上，以发酵醪糖度、混合果汁比例、酵母种类3个影响因素设计L9（33）正交试验。以酒精度及感官评分作为考察指标，选择最佳发酵工艺条件。葡萄苹果起泡酒及哈密瓜苹果起泡酒发酵工艺优化正交试验结果与分析见表8和表9。

由表8可知，3个因素对葡萄苹果起泡酒酒精度的影响排序为A＞C＞B，即发酵糖度＞酵母种类＞葡萄汁与苹果汁质量比，发酵工艺的最佳组合为A3B1C3，即发酵糖度18%，葡萄汁与苹果汁质量比3∶2，酵母采用德国酵母3#。3个因素对葡萄苹果起泡酒感官评分影响排序为B＞C＞A，即葡萄汁与苹果汁质量比＞酵母种类＞发酵糖度，发酵工艺的最佳组合为A2B1C3，即发酵糖度为16%，葡萄汁与苹果汁质量比为3∶2，酵母采用德国酵母3#。综合考虑，确定最佳优化发酵工艺组合为A2B1C3。

由表9可知，3个因素对哈密瓜苹果起泡酒酒精度的影响排序为A＞B＞C，即发酵糖度＞哈密瓜汁与苹果汁质量比＞酵母种类，发酵工艺的最佳组合A3B2C3，即发酵糖度16%，哈密瓜与苹果汁质量比1∶1，酵母采用德国酵母3#。4个因素对哈密瓜苹果起泡酒感官评分影响排序为B＞C＞A，即哈密瓜汁与苹果汁质量比＞酵母种类＞发酵糖度，发酵工艺的最佳组合为A2B2C3，发酵糖度为14%，哈密瓜汁与苹果汁质量比为1∶1，酵母采用德国酵母3#。综合考虑，确定最佳优化工艺组合为A2B2C3。

表8 葡萄苹果起泡酒发酵工艺优化正交试验结果与分析Table 8 Results and analysis of orthogonal experiments for fermentation technology optimization of grape and apple sparkling wine

表9 哈密瓜苹果起泡酒发酵工艺优化正交试验结果与分析Table 9 Results and analysis of orthogonal experiments for fermentation technology optimization of Hami melon and apple sparkling wine

3 结论

通过单因素试验和正交试验分析，葡萄苹果起泡酒发酵最佳工艺确定为德国酵母3#，接种量0.8 g/L，葡萄汁与苹果汁质量比为3∶2，发酵醪糖度为16%。以此最佳工艺进行葡萄苹果起泡果酒的酿造，果酒陈酿7～10 d后，其酒精度为4.45%vol，残糖5.53 g/L，总酸4.45 g/L，CO2含量0.15 MPa，微生物指标符合国标相关标准要求。此工艺条件下生产的葡萄苹果起泡酒呈亮红色、酒香果香浓郁协调，伴有葡萄香气，口感酸甜均衡、柔和。哈密瓜苹果起泡酒发酵最佳工艺确定为德国酵母3#，接种量0.8 g/L，哈密瓜汁与苹果汁质量比为1∶1，发酵醪糖度为14%。此最佳工艺下生产的哈密瓜苹果起泡酒陈酿7～10 d后，酒精度3.56%vol，残糖5.21 g/L，总酸4.24 g/L，CO2含量0.13 MPa，微生物指标符合国标相关标准要求。此工艺条件下生产的哈密瓜苹果起泡酒呈淡绿色，哈密瓜香味突出，酒体丰满，杀口力强，后味爽。

[1]李启彭，张福胜.苹果营养成分及应用价值研究进展[J].浙江农业科学，2017，58（1）：132-134

[2]顾晓玲，张印红，王小宏，等.100%苹果汁的营养成分分析与评价[J].中国食物与营养，2015，21（1）：69-71.

[3]李 华，王 华.葡萄酒工艺学[M].北京：科学出版社，2011：67-69.

[4]刘 瑞.无醇苹果酒生产技术研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2016.

[5]曹 铭.苹果酒和苹果醋在发酵过程中品质特性变化的研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2015.

[6]张敬佐.精酿法酿造苹果起泡酒的工艺研究[D].济南：齐鲁工业大学，2016.

[7]葛 军，刘 婷，刘建龙.果酒生产技术研究进展[J].中国果菜，2017，37（1）：4-7.

[8]周广田，聂 聪，崔云前，等.啤酒酿造技术[M].济南：山东大学出版社，2004：85-89.

[9]刘 波.野生山里红与山楂复合果酒的优化工艺[J].食品研究与开发，2015，36（8）：61-64.

[10]吴卫华.苹果综合加工新技术[M].北京：中国轻工业出版社，1996：45-56.

[11]The American wine sociery.The complete handbook of winemaking[M].New York:G.W.Kent,Inc,1998:52-60.

[12]PHILIP J.Modern wine making[M].Cornell Vniversity Press,1985:126-128.

[13]董小雷，周广田.啤酒感官品评[M].北京：化学工业出版社，2007：126-130.

[14]中华人民共和国国家质量监督检疫检验总局，中国国家标准化管理委员会.GB5009.225—2016食品安全国家标准酒中乙醇浓度的测定[S].北京：中国标准出版社，2016.

[15]中华人民共和国国家质量监督检疫检验总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T 15038—2006葡萄酒、果酒通用分析方法[S].北京：中国标准出版社，2006.

[16]周德庆.微生物学教程（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2002：54-58.

Optimization of brewing process of mixed juice sparkling wine

ZHANG Xiaoyong1,LI Dan1,ZHAO Ping2,DONG Xiaolei1*
(1.Shandong Provincial Key Laboratory of Microbial Engineering,School of Bioengineering,Qilu University of Technology,Jinan 250353,China;2.Doemens Asian Beer Academy,Jinan 250353,China)

Using apple juice,grape juice and Hami melon juice as raw material,the brewing process of compound sparkling wine was researched.Using the normal"sugar-retention method"for fermentation,the CO2,alcohol,sour and sugars in the wine were derived from fruit juices.By single factor and orthogonal experiments,the optimum brewing conditions of grape and apple sparkling wine were determined as follows:German yeast 3#,inoculum 0.8 g/L,grape juice and apple juice mass ratio 3∶2,sugar content of fermented mash 16%,tank fermentation for air inflation sparkling wine and CO2content 0.15 MPa.The optimum brewing conditions of hami melon and apple sparkling wine were determined as:German yeast 3#,inoculum 0.8 g/L,hami melon juice and apple juice mass ratio 1∶1,sugar content of fermented mash 14%,tank fermentation for air inflation sparkling wine and CO2content 0.13 MPa.Under the conditions,grape and apple sparkling wine and Hami melon and apple sparkling wine had harmonious bouquet and fruity aroma,sweet and sour balance taste,the wine was full bodied,strong mouth dint and refreshing.

compound type;sparkling wine;process;sugar-retention method;fermentation

TS262.7

0254-5071（2017）09-0187-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.09.040

2017-05-22

张晓勇（1992-），男，硕士研究生，研究方向为现代酿酒技术。

*通讯作者：董小雷（1971-），男，副教授，硕士，研究方向为现代酿酒技术。