野生火棘果酒酿造方法研究

聂中良，徐玉巧，刘江，王金华

（西南林业大学生命科学学院，云南昆明650224）

火棘果在自然界储量丰富，我国的野生火棘果资源占世界的70%，且分布集中，便于采摘利用[1]。火棘果作为一种药食两用的野生植物资源，它含有丰富的营养成分，含有多种维生素、氨基酸和有益微量元素，同时还含有花青素、多酚等对人体大有裨益的类黄酮成分[2]。更重要的是，其多生长于天然无污染的地区，生长过程中没有受到化肥、农药等污染，是一种安全的保健野生果品资源。火棘果具有巨大的功能食品的开发潜力，具有良好的应用前景[3]。由于火棘果本身有机酸成分含量高，糖分含量较少，酿造后造成火棘果果酒过酸、口味不够协调等问题，因此，对火棘果果酒的发酵工艺参数进一步优化是未来火棘果加工发展的主要趋势。

目前，以火棘果为原料的果酒产品较少，国内对火棘的研究多在生态、果树砧木、鲜果食用、盆景、化工以及药用等方面[4-8]。传统的果酒产品特色风味不突出，阻碍了火棘果果酒的发展[9]。本研究以野生火棘果为原料，对火棘果进行深加工，通过微生物发酵的方法将其制成口感香甜、营养价值高的火棘果果酒，深入研究了火棘果酒产品的加工工艺，通过对其配方、加工工艺的深入研究优化，使其成为一种新型营养、保健、高维生素的时尚饮品，为火棘资源开发和利用提供有效途径。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

采自昆明高原地区火棘果，试验选用饱满、完整无缺的新鲜火棘果，置于低温冰箱中备用；酵母菌（安琪牌葡萄酒干酵母）：购自安琪酵母股份有限公司。

料理机（JYL-C051）：九阳股份有限公司；电热恒温培养箱（HH.BII-BS-Ⅱ）：上海跃进医疗器械有限公司；高精度恒温水浴锅（CS601）：上海博讯实业有限公司；手持糖度计（WTY）：成都豪创光电仪器有限公司；精密电子天平（SQP）：赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；酒精计：武强县胜启仪表厂；pH计（C220-CN）：上海精密仪表有限公司。葡萄糖（AR）：西陇科学股份有限公司；焦亚硫酸钾（AR）：烟台帝伯士自酿机有限公司；活性炭：昆明展跃经贸有限公司；柠檬酸（食品级）：河南万恒生物科技有限公司；食盐（食品级）：云南省盐业有限公司；果胶酶（酶活力为30 000 U/g）：河南乐泰食品有限公司；硅藻土（食品级）：烟台帝伯士自酿机有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 试验流程[10-12]

适时采果→清洗、除杂→去皮、脱涩处理→打浆机破碎榨汁→果胶酶酶解→硫处理→过滤除渣→初糖度调整→初始pH值调整→杀菌灭酶→酵母活化→接种→主发酵→后发酵→澄清过滤→陈酿→消毒灌装→冷却→野生火棘果果酒成品

1.2.2 SO2浓度单因素试验方法

预处理阶段，添加偏重亚硫酸钾溶液使果汁中最终 SO2含有量分别为 0、30、40、50、60、70、80 mg/L 做单因素试验，每个试验做3个对照，发酵完成后测其酒精度。

1.2.3 果胶酶浓度单因素试验方法

在室温条件下，分别添加 0、5、10、15、20、25、30mg/L的果胶酶，作用2 h探究对火棘果的出汁率和吸光度影响，每个试验做3个对照。

1.2.4 野生火棘果果酒发酵工艺优化试验方法

以预试验为基础，分别设置初始糖度（13%、14%、15%、16%、17%），初始 pH（4、5、6、7、8），酵母添加量（0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%）；发酵温度（20、22、24、26、28℃）进行单因素试验，而后以酒精度作为评价指标，以野生火棘果果酒发酵工艺的单因素试验为依据，对影响火棘果果酒发酵的主要因素，初始可溶性固形物（糖）含量（%），初始pH值，酵母添加量（%），发酵温度（℃），采用四因素三水平正交试验设计以酒精度作为评价指标，优化火棘果果酒发酵的工艺参数。

表1 果酒发酵工艺优化L9（34）正交试验因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for alcoholic fermentation technology optimization

1.2.5 指标测定

试验过程中测定果酒的酒精度[13]、澄清度[14]、糖度[15]、pH 值[16]、SO2浓度[17]。

1.2.6 感官指标

对产品进行感官评价，要求评定人员在评定每项样品前必须漱口，对样品从色泽、香气、口感、风格4个方面进行评价[16]。

2 结果与分析

2.1 发酵初期试验条件

2.1.1 SO2添加量对发酵效果的影响

SO2添加量对发酵效果的影响见表2。

由表2可知，SO2过多或是过少都会影响发酵效果。添加过多会抑制酵母的活性，延长主发酵时间，口感偏苦，有刺激性气味，影响果酒的整体效果。不添加或者添加得过少也影响发酵效果，果酒酒精度数较低并且果酒口感酸涩，甚至有异味，整体效果更不好。SO2添加量在50 mg/L～70 mg/L的发酵效果较好。所以，在火棘果果酒的发酵过程中，SO2添加量以50 mg/L～70 mg/L较为适宜，SO2添加量为70 mg/L时酒精度最高。

表2 SO2添加量与发酵效果的关系Table 2 The relationship between SO2addition and fermentation effect

2.1.2 不同果胶酶浓度对火棘果果酒的影响

不同果胶酶浓度对火棘果果酒的影响见表3。

表3 果胶酶浓度对火棘果果酒的影响Table 3 The effect of pectinase concentration on the fruit wine

从表3可以看出适量的果胶酶能大大提高火棘果的出汁率，当使用果胶酶20 mg/L时，火棘果出汁率最高，而且吸光度也最低，表明澄清度最好。

2.2 火棘果果酒发酵的工艺研究

2.2.1 初始糖度对酒精发酵的影响

初始糖度对最终酒精度的影响见图1。

图1 初始糖度对野生火棘果果酒发酵的影响Fig.1 Effect of initial sugar degree on the fermentation of wild Pyracantha fortuneana fruit wine

随着初始糖度的增加，火棘果果酒的酒精度不断提高而后下降。由图1分析初始糖度对火棘果果酒发酵的影响，可以发现，火棘果果酒的酒精度随着初始糖度的增大，酒精度随之提高，在初始糖度为16%时发酵酒精度达到最高值。随着初始糖度的增加，酒精发酵加快，酒精转化率提高，因此，适当的初始糖度有利于酒精发酵，但当初始糖度超过一定数量时，会抑制酵母的活性，进而会对酒精发酵产生抑制作用，通过比较分析，试验最终确定将16%作为火棘果果酒发酵的最佳初始糖度水平。

2.2.2 酵母添加量对酒精发酵的影响

酵母添加量对最终酒精度的影响见图2。

图2 酵母添加量对野生火棘果果酒发酵的影响Fig.2 Effect of yeast addition on the fermentation of wild Pyracantha fortuneana fruit wine

由图2分析可知，火棘果果酒的酒精度随着酵母添加量的增大而提高，当酵母添加量为0.6%时，酒精度也达到最大值，而后酵母添加量增加，酒精度下降，这可能是因为适当的酵母添加量可以有效促进酒精发酵，提高酒精转化率，但过量的添加酵母，则会阻碍酵母活化的效率，进而抑制酒精发酵，因此，将0.6%作为火棘果果酒发酵的最佳酵母添加量水平。

2.2.3 发酵温度对酒精发酵的影响

发酵温度对最终酒精度的影响见图3。

图3 发酵温度对野生火棘果果酒发酵的影响Fig.3 Effect of fermentation temperature on the fermentation of wild Pyracantha fortuneana fruit wine

发酵温度是影响酒精发酵的重要因素，从图3分析可知，发酵温度越高，酒精转化率越高，在26℃时酒精度达到最大值，而后温度升高，酒精发酵转化率降低，这可能是因为过高的温度会对酵母活性产生影响，对酒精发酵造成抑制，适当的发酵温度可以促进酵母的活化。因此，试验最终确定将26℃作为火棘果果酒发酵的最佳发酵温度水平。

2.2.4 初始pH值对酒精发酵的影响

酵母添加量对最终酒精度的影响见图4。

图4 初始pH值对野生火棘果果酒发酵的影响Fig.4 Effect of initial pH on the fermentation of wild Pyracantha fortuneana fruit wine

由图4分析初始pH值对火棘果果酒发酵的影响，可以发现，当初始pH值增加时，酒精的发酵速度也相应加快，酒精转化度提高，进而火棘果果酒的酒精度增加，当初始pH值为6.0时，酒精度达到最大值，而后初始pH值虽有增加，但酒精发酵的酒精度下降，这可能是因为过高的初始pH值条件使得酵母活化受到抑制，阻碍酒精发酵的进行，只有在最适的pH值条件下，酵母才能够得到充分的活化。因此，适当的初始pH值条件更有利于酒精发酵，试验最终确定将pH6.0作为火棘果果酒发酵的最佳初始pH值条件。

2.3 野生火棘果果酒发酵工艺的优化

以野生火棘果果酒发酵工艺的单因素试验为依据，对影响火棘果果酒发酵的主要因素，初始糖度（%），初始pH值，酵母添加量（%），发酵温度（℃）采用四因素三水平正交试验设计，以酒精度作为评价指标，优化火棘果果酒发酵的工艺参数。表4是基于单因素试验进行的正交试验结果。

表4 正交试验结果Table 4 Arrangement and the results of orthogonal experiment

表4 正交试验结果Table 4 Arrangement and the results of orthogonal experiment

由表4可知，火棘果果酒发酵的最佳工艺条件是A2B3C3D3，即初始16%，酵母添加量0.7%，发酵温度27℃，初始pH值7.0；通过极差分析发现，初始糖度、酵母添加量、发酵温度与初始pH值4个因素对火棘果果酒发酵的影响顺序为C＞B＞A＞D，即发酵温度＞酵母添加量＞初始糖度＞初始pH值。在野生火棘果果酒发酵中发酵温度对发酵效果的影响最为显著，这是因为发酵温度直接影响酵母的活性，在适宜温度下，酵母能够更好地发挥作用，促进酒精发酵的进行；酵母添加量对火棘果果酒发酵的影响较为显著，主要是因为酵母是主导发酵进行的主要因素，其添加量对发酵会产生较大的影响，而初始pH值条件对火棘果果酒发酵的影响最小，这是因为在发酵过程中，pH值会发生变化，实际对酒精发酵的影响较小。根据优化的最佳工艺条件制作果酒产品，对其进行酒精度验证，验证试验结果如表5。

表5 验证试验结果Table 5 Validation experiments

经过验证得到在正交试验优化的最佳工艺条件下，酒精度平均为9.38%。最优条件下所得到的火棘果酒与正交试验第五组相比，酒精度含量相近，酒体颜色较红亮，口感更加醇厚，酒体中含有的火棘风味更加浓厚。

2.4 野生火棘果果酒产品的质量指标

火棘果果酒呈明亮紫红色，色泽鲜艳，透明澄清有光泽；具有纯正果酒香味，同时兼具火棘果果香，整体气味协调，有火棘果特有的香味，余味浓郁；口感醇厚，酒体饱满；具有火棘果果酒的独特风格，果酒香味协调，具有独特性。

3 结论与讨论

酒精发酵是果酒生产的重要环节，关系到果酒的整体品质。原料处理阶段，果胶酶浓度为20 mg/L，SO2浓度为70 mg/L时，酒精产量和澄清度最高。通过试验研究发现，初始糖度、酵母添加量、发酵温度与初始pH值都会对火棘果果酒发酵产生影响，根据火棘果果酒发酵工艺正交试验表明，火棘果果酒发酵的最佳工艺条件是初始糖度16%，酵母添加量0.7%，发酵温度27℃，初始pH7.0。根据最佳工艺条件制成的野生火棘果果酒产品呈鲜亮紫红色，透明澄清有光泽，具有纯正果酒香味，整体气味协调，较好地保留了火棘果原有的风味和营养成分，香气浓郁，有火棘果特有的香味，口感醇厚，口感清爽，酸甜适口、口感柔和协调、酒体饱满，具有火棘果果酒的独特风格，果酒香味协调，具有独特性。

将水果作为酒精发酵的原料，充分利用野生火棘果资源，开发新型产品，提高其附加值，是火棘果加工利用的一条途径。随着人们对果酒功能认识的逐渐加深，果酒愈加受到人们的欢迎，具有广阔的市场发展前景。火棘果果酒的加工促使火棘果的营养成分与果酒结合，进一步提高了产品的营养价值，同时改善了产品的品质。

火棘果果酒在加工过程中，酒精发酵是最为关键的环节，对其色泽、香味、口感、风格等都会产生影响，对其加工工艺进行优化可以提升产品品质，除了发酵工艺参数，产品的配方也会对产品品质产生一定的影响，如何优化果酒生产的配方，控制好产品生产过程中的关键技术点；如何在保证产品质量的前提下提高产品的营养价值；如何延长产品货架期等都需要后续的进一步深入研究。