青梅酒的总酸和挥发酸控制技术研究

赵 莹，谭晓辉，胡鹏刚*，龙运忠，罗光琳，王士超，赵玲燕，娄兴维

（1.贵州大学 贵州省发酵工程与生物制药重点实验室，贵州 贵阳 550025；2.贵州大学酿酒与食品工程学院，贵州 贵阳 550025；3.荔波昌辉食业有限公司，贵州 荔波 558400）

青梅（Vatica mangachapoi）又称果梅、酸梅，是原产于中国的亚热带，棣属蔷薇科系的特产水果[1-2]。青梅果实营养丰富，含有多种人体所需的氨基酸、脂类、无机盐和有机酸，具有很高的营养价值和药用价值[3]。青梅富含的有机酸，具有增进食欲、恢复体力、消除疲劳等功效，除此以外，据资料显示青梅还具有抗氧化、抗肿瘤、解毒、驱虫、抑菌、抗过敏等生理功能，因此青梅被广泛的应用在医药和食品领域[4-6]。

本试验所研究的青梅产于贵州省黔南州荔波县，目前全县青梅约2万亩，年产量1万多t。由于青梅加工技术滞后，制约了当地的经济发展。将青梅酿制成青梅酒不但能提高青梅的附加值，还能带动当地经济。但因为青梅酸度较高，试验测得原料总酸含量为5.7～6.3g/L（以酒石酸计），以青梅为原料酿制得到的青梅酒总酸含量为9.53 g/L（以酒石酸计），影响了青梅酒的口感[7]。无病虫害的青梅不含挥发酸，但在发酵过程中由酵母菌作用形成挥发酸，以及异型乳酸发酵会形成高浓度的乳酸和挥发酸，导致挥发酸含量增加[8]，不同的青梅酒由于原料和发酵条件存在一定的差异导致挥发酸含量不一样，正常情况下青梅酒的挥发酸约为0.4 g/L[9]，试验测得青梅酒的挥发酸含量为1.68 g/L。参照相关标准[10]，经处理后的青梅酒中期望得到的总酸含量应≤9.0 g/L，挥发酸含量≤1.2 g/L，超过规定值将会对青梅酒品质产生影响。因此，为了提高青梅酒的品质和口感，有必要对其进行降酸处理，这对生产出适合大众饮用的青梅酒有重要的意义。目前国内对果酒的降酸方法多采用化学降酸法，如碳酸钙、酒石酸钾、离子交换树脂[11]等方法，其中应用最多且效果最好的是离子交换树脂。黄星源等[12]研究结果表明利用阴离子交换树脂处理青梅酒降酸效果最好。高敏[9]考察了不同离子交换树脂对青梅酒的吸附降酸效果，结果显示树脂D630对青梅酒的总酸吸附效果最好。张敏等[13]进行了葡萄酒离子交换降酸的研究，结果显示树脂D630s对酸的吸附率最高。但目前国内对降低青梅酒挥发酸的研究少见报道。

因此，本试验以青梅酒为研究对象，通过比较碳酸钙法、碳酸氢钾法、碳酸钾法和树脂D630法[13]4种不同的控酸技术，获得一种最佳的控制总酸和挥发酸的技术。然后，在此基础上，通过单因素和正交试验对控酸工艺条件进行优化，为青梅酒的规模化生产提供一定的技术指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

青梅酒：贵州荔波昌辉食业有限公司；碳酸钙：上海健鹰碳酸钙厂；碳酸氢钾：桐柏博源新型化工有限公司；碳酸钾：河南中泰食品添加剂；树脂D630：宁波争光树脂有限公司；酚酞指示剂：天津市化学试剂供销公司；氢氧化钠：天津市永大化学试剂有限公司；盐酸：四川西陇化工有限公司；无水葡萄糖：天津市协和昊鹏色谱科技有限公司；次甲基蓝：天津市科密欧化学试剂有限公司；无水硫酸铜、酒石酸钾钠：成都金山化学试剂有限公司。试验所用化学试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

JJ224BC型电子天平：常熟市双杰测试仪器厂；PHS-2C型精密酸度计：上海大谱仪器有限公司；HNY-100B台式恒温摇床：上海乔跃电子有限公司；78HW-1型恒温磁力搅拌器：杭州仪器电机厂；SHA-C水浴恒温振荡器：常州润华电器有限公司；220V-AC型万用电炉：北京科伟永兴仪器有限公司；HDL-40B水平离心机：常州万合仪器制造有限公司；50型附温度计密度瓶：海门市测温仪器厂。

1.3 试验方法

1.3.1 四种控酸技术处理方法

准确量取一定量的青梅酒（（18±1）%vol）分装于4个500 mL的锥形瓶中，然后分别加入0.3%的碳酸钙、0.2%的碳酸氢钾、0.3%的碳酸钾）、3%的树脂D630，其中碳酸钙法、碳酸氢钾法、碳酸钾法摇匀后静置60 min[14-15]，树脂D630法以100 r/min的转速搅拌酒液60 min[16-17]。经处理后的酒液离心，取上清液测定酒样的总酸和挥发酸含量并进行感官品评，考察不同控酸技术的控酸效果。

1.3.2 树脂D630法控酸工艺优化单因素试验

确定树脂D630法为最优控酸技术后，采用单因素试验，分别考察树脂D630添加量（1%、2%、3%、4%、5%）、作用时间（30 min、60 min、90 min、120 min、150 min）、搅拌速率（50 r/min、100 r/min、150 r/min、200 r/min、250 r/min）对青梅酒总酸含量、挥发酸含量、酒精度、总糖理化指标和感官评分的影响。

1.3.3 树脂D630法控酸工艺优化正交试验设计

为了进一步得到树脂D630法降低青梅酒总酸和挥发酸含量的最佳工艺条件，在单因素试验的基础上，以青梅酒的总酸（Y1）和挥发酸含量（Y2）作为评价指标，选择树脂添加量（A）、作用时间（B）和搅拌速率（C）为考察因素进行3因素3水平的正交试验。正交试验因素与水平见表1。

表1 树脂D630法控酸工艺优化正交试验因素与水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for acid control process optimization of resin D630 method

1.3.4 理化指标的检测方法

总酸含量：按照国标GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的电位滴定法测定；挥发酸含量[18]：将青梅酒蒸馏后用氢氧化钠滴定法测定；总糖含量[18]：采用直接滴定法测定；酒精度[18]：将青梅酒蒸馏后采用附温度计密度瓶法测定。

1.3.5 感官评价

表2 青梅酒的感官评分标准Table 2 Sensory evaluation standards of greengage wine

青梅酒的感官评价标准是参照国标GB/T15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》和其他文献[4]来制定的，邀请7位具有品评师资格证书的技术人员作为评定小组，对试验样品进行打分。为了减少个人主观因素的影响，对每组样品随机编号，评定小组人员进行评定，每组去掉最高分和最低分，结果求平均值，满分100分，感官评价标准见表2。

2 结果与分析

2.1 四种控酸技术的比较

本试验考察4种控酸技术对降低青梅酒总酸和挥发酸含量以及感官评分的影响，结果见图1。

图1 四种控酸技术对青梅酒总酸、挥发酸含量和感官评分的影响Fig.1 Effects of four kinds of acid control technology on total acid,volatile acid contents and sensory evaluation of greengage wine

由图1可知，与未经处理的青梅酒总酸和挥发酸含量相比较，4种控酸技术对青梅酒总酸和挥发酸含量均有一定的降低作用，碳酸钙法的降低效果最好，其次是树脂D630法。原因是碳酸钙、碳酸氢钾、碳酸钾是碱式盐，能中和青梅酒中的有机酸，达到降酸的目的；树脂D630中的OH-能够与有机酸反应，交换青梅酒中的酸根，达到降酸的目的[7]。在感官评分上，树脂D630法处理后的青梅酒感官评分最高，碳酸钙法最低。原因是碳酸钙法处理后的青梅酒香气淡薄、口感粗糙、不柔和，碳酸氢钾法和碳酸钾法处理后的青梅酒苦涩味较重，而树脂D630法处理后的青梅酒口感和色泽变化较小、酒香味保持，并达到降酸的要求。综上考虑，树脂D630法为最佳的控酸处理技术。

2.2 单因素试验结果

2.2.1 树脂D630添加量对青梅酒理化指标和感官评分的影响

在作用时间为60 min、搅拌速率为100 r/min的条件下，考察树脂D630添加量对青梅酒总酸、挥发酸含量、酒精度、总糖含量和感官评分的影响，其结果见图2。

由图2（a）可知，树脂D630添加量在0～3%范围内，青梅酒的挥发酸含量逐渐降低，从初始的1.68 g/L降低至1.04 g/L；在3～5%范围内无显著性变化（P＞0.05），最终趋于平稳，为1.03 g/L。总酸含量在树脂D630添加量为0～4%范围内逐渐降低，从初始的9.53 g/L降低至4.23 g/L；超过4%之后，总酸含量不再发生变化。分析原因可能是过量的树脂D630对青梅酒中总酸和挥发酸的吸附已达到饱和，致使青梅酒的总酸和挥发酸含量不再发生变化。由图2（b）可知，随着树脂D630添加量的增大，青梅酒的酒精度和总糖基本没有变化，这与高敏[17]的研究结果相一致。树脂D630添加量为3%时，感官评分最高，为89分。综合考虑，选择树脂D630添加量为3%。

图2 树脂D630添加量对青梅酒总酸、挥发酸含量(a)和酒精度、总糖及感官评分(b)的影响Fig.2 Effects of resin D630 addition on total acid,volatile acid contents(a)and alcohol content,total sugar and sensory evaluation(b)of greengage wine

2.2.2 作用时间对青梅酒理化指标和感官评分的影响

在树脂D630添加量为3%、搅拌速率为100r/min的条件下，考察作用时间对青梅酒总酸、挥发酸含量、酒精度、总糖含量和感官评分的影响，其结果见图3。

由图3（a）可知，挥发酸及总酸含量总体呈先下降后趋于稳定的变化趋势。作用时间达到60min时，总酸和挥发酸含量的降低效果最佳，分别为4.78 g/L和1.03 g/L。分析原因可能是随着作用时间的延长，树脂D630对青梅酒的总酸和挥发酸的吸附性能已经达到最佳。由图3（b）可知，随着作用时间的增大，青梅酒的酒精度变化不显著（P＞0.05），总糖含量呈缓慢下降后趋于稳定的变化趋势，在27～29 g/L之间，说明随着作用时间的增大，树脂D630对总糖有一定的吸附作用，但在指标允许的范围内，对青梅酒的口感没有影响。感官评分在作用时间为60 min时最高，为88分。综合考虑，选择树脂D630作用时间为60 min。

图3 作用时间对青梅酒总酸、挥发酸含量(a)和酒精度、总糖、感官评分(b)的影响Fig.3 Effects of action time on total acid,volatile acid contents(a)and alcohol content,total sugar and sensory evaluation(b)of greengage wine

2.2.3 搅拌速率对青梅酒理化指标和感官评分的影响

图4 搅拌速率对青梅酒总酸、挥发酸含量(a)和酒精度、总糖、感官评分(b)的影响Fig.4 Effects of stirring rate on total acid,volatile acid contents(a)and alcohol content,total sugar and sensory evaluation(b)of greengage wine

在树脂D630添加量为3%、作用时间为60 min的条件下，考察搅拌速率对青梅酒总酸、挥发酸含量、酒精度、总糖和感官评分的影响，其结果见图4。

由图4（a）可知，搅拌速率在0～100 r/min范围内，青梅酒的挥发酸含量下降，由初始的1.68 g/L降低至1.05 g/L；超过100 r/min后变化不明显（P＞0.05），最终趋于平缓，为1.01 g/L。总酸含量在搅拌速率为0～150 r/min范围内，由初始的9.53 g/L降低至4.11 g/L；当超过150 r/min后无显著性变化（P＞0.05），最终趋于平缓，为4.09 g/L。分析原因可能是搅拌加快了树脂上基团的交换速率[16]，当基团交换达到饱和后，对总酸和挥发酸的吸附就保持在一定的值附近。由图4（b）可知，随着搅拌速率的增大，酒精度和总糖含量变化均不显著（P＞0.05），感官评分呈现先升高后降低的趋势，在100 r/min时达到最大值，为85分。综合考虑，选择搅拌速率为100 r/min。

2.3 正交试验结果与分析

根据上述的单因素试验结果，以青梅酒中的总酸（Y1）和挥发酸含量（Y2）为评价指标，选择树脂添加量（A）、作用时间（B）、搅拌速率（C）3个因素进行正交试验，试验结果与分析见表3，总酸和挥发酸含量的方差分析分别见表4、表5。

表3 树脂D630控酸法工艺优化正交试验结果与分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiments for acid control technology optimization of resin D630 method

由表3可知，3个因素对降低青梅酒总酸和挥发酸含量影响程度的大小均为B＞A＞C，即作用时间＞树脂D630添加量＞搅拌速率。青梅酒控酸的最优工艺组合为A2B3C3，树脂D630添加量为3%、作用时间为90 min、搅拌速率为150r/min。在此最优工艺条件下，处理后的青梅酒总酸含量为4.06 g/L，比优化前的总酸含量（4.78 g/L）降低了15.06%，挥发酸含量为0.98 g/L，比优化前的挥发酸含量（1.03 g/L）降低了4.85%，酒精度为17.9%vol，总糖含量为28.5 g/L，感官评分为92分。由表4和表5可知，作用时间和树脂添加量2个因素对降低青梅酒总酸含量影响显著（P＜0.05），搅拌速率对结果影响不显著（P＞0.05）；作用时间对降低青梅酒挥发酸含量影响显著（P＜0.05），树脂添加量和搅拌速率2个因素对降低挥发酸结果影响不显著（P＞0.05）。

表4 以总酸含量作为评价指标正交试验结果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experiments using total acid contents as evaluation index

表5 以挥发酸含量作为评价指标正交试验结果方差分析Table 5 Variance analysis of orthogonal experiments using volatile acid contents as evaluation index

3 结论

为了得到品质和口感较好的青梅酒，本试验考察了4种不同的控酸技术对青梅酒总酸和挥发酸含量以及感官品评的影响，确定了树脂D630法为最佳的控酸技术。通过考察树脂D630添加量、作用时间、搅拌速率对青梅酒理化指标和感官品评的影响，得出树脂D630对青梅酒的总酸和挥发酸含量有一定的降低作用，对酒精度、总糖基本没有影响。根据单因素试验和正交试验获得了树脂D630法控酸的最佳工艺技术条件，即树脂添加量为3%，作用时间为90min，搅拌速率为150 r/min。在此最优条件下，处理后的青梅酒总酸含量为4.06g/L，比优化前的总酸含量（4.78g/L）降低了15.06%，挥发酸含量为0.98 g/L，比优化前的挥发酸含量（1.03 g/L）降低了4.85%，酒精度为17.9%vol，总糖含量为28.5 g/L，感官评分为92分。该技术的应用可为今后青梅酒的规模化生产提供一定的技术指导，从而提高地方的经济效益。