番茄蜂蜜果酒的发酵工艺研究

2019-02-18东莎莎于斌王春燕苏娟

中国果菜 2019年1期

东莎莎，于斌，王春燕，苏娟

（1.中华全国供销合作总社济南果品研究院，山东济南250014；2.烟台南山学院，山东烟台265713）

番茄有很高的营养价值和药用价值，含有人类必需的多种维生素，钼、铬、泛酸、胆碱、锌、铁，以及番茄红素、谷胱甘肽等营养物质。其中的番茄红素具有很强的抗氧化性，能防止细胞氧化、抑制癌细胞数目增长、增强免疫力[1]。谷胱甘肽能防止色素沉积、淡化斑点，具有美白功效。另外，番茄也是一种比较受欢迎的减肥食品。番茄种植面积大，果实产量高，但成熟期较集中，易腐烂，对贮存的条件要求高，不宜长时间贮藏和长途运输，市场供应不均衡。目前市场上，番茄大部分供鲜食，少量进行再加工。番茄加工产品主要有番茄酱、番茄干蜜饯、番茄汁和膨化食品等，用于酿酒工艺的很少。

国外的番茄酒生产是小规模的，无大批量生产的报道。我国果酒产业的发展不断进步，但大多都是葡萄酒的生产，番茄发酵酒是近几年才发展起来，技术不成熟，所以研究报道较少，余健[2]以番茄为原料经过酒精发酵研究生产番茄红素保健果酒的工艺。另有关于番茄复合酒的研究，如肖长元等[3]研发的红枣番茄保健酒、何惠等[4]研发的番茄竹荪混合发酵酒、肖春玲等[5]研发的樱桃番茄果酒等，但是番茄蜂蜜果酒的研发却没有相关报道。本研究以番茄蜂蜜作为原料，研究了番茄在加入蜂蜜后的发酵工艺，在不断优化中提高蜂蜜番茄酒的品质，并将蜂蜜的营养成分和保健功能转移到番茄酒中，增加酒中的营养成分，充分利用我国番茄资源丰富的优势，生产出既美味可口又营养丰富的保健饮品，满足人们食品要求提高的消费观念。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜番茄，购于烟台某蔬菜商场。蜂蜜为槐花蜜，购于重庆市唐氏蜂业有限公司。

柠檬酸，常州环保化工有限公司；亚硫酸钠，上海一研生物科技有限公司；葡萄酒酵母，广东丹宝利酵母有限公司；果胶酶，邢台市太和生物化学技术有限公司；磷酸氢二钠，天津赛德利斯实验分析仪器公司；斐林试剂A、B液、盐酸、硫酸、淀粉指示剂、甲醇标准溶液等，天辰化学产品有限公司；以上试剂均为食品级。

1.2 仪器与设备

组合式榨汁搅拌机，W135，上海赛康电器有限公司；恒温水浴锅，HH-W600，欧来博实验设备有限公司；分光光度计，HH-W600，欧来博实验设备有限公司；酒精计，JKX-SJ02，北京中慧天诚科技有限公司；糖度计，RHB-10ATC，四川天金仪表成套有限公司；酸度计，pHS-25，上海雷磁实验仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

新鲜番茄→预处理→榨汁→酶解→过滤→调整糖度（加蜂蜜）→接种（加葡萄酒酵母）→主发酵→后发酵→陈酿→澄清过滤→杀菌→质检→成品

1.3.2 操作要点

（1）材料预处理

市场上购买新鲜番茄，要求番茄表面无任何破损，选择品质佳且成熟度适中的果实。将番茄表面清洗干净，剔除果梗，将番茄切块。

（2）榨汁

称取500 g 番茄放入榨汁机中，加入98 mg/L 的亚硫酸钠粉末和50 mg/L 果胶酶进行榨汁酶解。因二氧化硫在果酒中有利于色素形成、无机盐溶解、增加浸出物的含量和酒的色度，并且能防止榨汁过程中番茄汁的褐变，抑制有害微生物繁殖[6]。果胶酶可以分解番茄里的果胶，软化果胶质，降低蜂蜜和番茄汁的粘稠度。

（3）过滤

由于番茄内含有较多的纤维，榨汁后果肉小，因此过滤时采用100 目的过滤网，将剩下的滤渣再次榨汁，榨汁3 次以提高出汁率。

（4）调整成分

为了保证发酵的顺利进行，提高番茄蜂蜜酒的品质，发酵前需要对果汁成分进行调整。

糖度的调整：糖是酒精形成的基础物质，原番茄汁含糖量较低，本试验用蜂蜜来调整糖度。将蜂蜜先融化，然后添加到番茄汁中混合均匀，用糖度计测量番茄汁的糖度，调制成20°Bx[7]。

酸度的调整：酸在发酵过程中的作用重大，可抑制细菌生长繁殖，增加风味。本研究使用的葡萄酒酵母最适生长pH 为4.5~5.0[8]，因此，初始pH 为4.5~5.0。加入葡萄酒酵母菌，将其搅拌均匀后放入30 ℃水浴锅内静置30 min，使酵母充分活化。

（5）发酵

在设定的环境条件下对果汁进行主发酵和后发酵。

主发酵：通过单因素试验和正交试验确定发酵酒的最佳工艺组合来进行发酵，减少果汁发酵之前的杂菌感染以及氧化等不良条件的影响。

后发酵：番茄酒在主发酵结束后，进入后发酵期间会发生一系列物理学和生物学变化，促进醇厚柔和口味的形成，改善酒质。后发酵温度越低，越有利于降低酒中可溶性固形物含量、提高酒精度和透光率，但是随着后发酵温度的降低，相应的发酵周期也延长。通过对酒的理化性质和感官评价的比较，后发酵温度选择13~18 ℃，继续发酵7 d[9]。发酵结束后将其放入恒温培养箱中进行陈酿。

（6）陈酿、过滤澄清

刚发酵完的酒不够成熟，且有辛辣味，需要将温度控制在15 ℃左右陈酿30 d，使其自然成熟，避免辛辣涩口等刺激气味的产生，使产品更加爽口柔和。陈酿后造成酒混浊影响番茄酒的品质，最主要的混浊物质包括原料本身释放的单宁和蛋白质，因此过滤澄清能保证酒的品质。混浊现象不只是番茄汁本身因素造成的，在前期加入的蜂蜜也会随发酵产生一些杂质，主要是由于产生较多的蛋白质和多酚，碳水化合物（α-葡聚糖和β-葡聚糖形成的白色乳浊液）产生的较少。

用0.02%的壳聚糖作澄清剂对果酒进行澄清[10]。壳聚糖是一种天然无毒的阳离子型絮凝剂，与酒中带负电荷的单宁、蛋白质、纤维素聚合并能吸附其他悬浮物沉淀[11]。

（7）罐装灭菌

将过滤澄清后的果酒装入玻璃瓶中，密封之后，进行高温瞬时灭菌（温度95 ℃、灭菌5 s），灭菌后再进行冷却，保证酒品的风味和色度。

1.3 检测指标及方法

糖度：手持式糖度仪测定；酸度：酸碱中和滴定法；酒精度：酒精计法；甲醇含量：分光光度法；SO2含量：直接碘量法；VC 含量：碘量法。

微生物的检测：菌落总数，平板计数法；大肠菌群，固体培养基测定法；致病菌，薄膜过滤法[12]。

2 结果与分析

2.1 影响发酵的单因素试验

2.1.1 发酵时间对果酒品质的影响

称取50 g 的番茄汁置于锥形瓶中，调整pH 为4.7，温度为24 ℃，酵母接种量为0.2 g/L，发酵时间设置4、5、6、7、8 d 这5 个梯度分别进行试验，以酒精度和残留总糖来确定最佳发酵时间，结果见图1。

图1 不同发酵时间对酒精度和残留总糖的影响Fig.1 Effect of different fermentation time on alcohol degree and residual total sugar

由图1 可知，发酵过程中酒精度不断升高，残余总糖的含量不断下降。发酵时间为6 d 时，酒精度达到8.5%，残糖总量5.8 g/L；之后酒精度升高速度较慢，基本保持平衡状态。因此最佳发酵时间为6 d。

2.1.2 初始pH 对果酒品质的影响

番茄汁50 g，酵母接种量为0.2 g/L，发酵时间6 d，温度24 ℃，由于酵母发酵的最适pH 为4.5~5.0，因此用柠檬酸将pH 调制4.3、4.5、4.7、4.9、5.1 这5 个梯度进行试验，不同初始pH 对酒精度和残留总糖的影响结果见图2。

图2 不同初始pH 对酒精度和残留总糖的影响Fig.2 Effects of different initial pH on alcohol degree and residual total sugar

由图2 可知，随着初始pH 值的增大，番茄蜂蜜酒液中的残留总糖呈先下降后上升的趋势，而酒精度则为先上升后下降。当初始pH 为4.7 时，酒精度和残留总糖分别达到了最大值和最小值，因此最佳初始pH 为4.7。

2.1.3 酵母接种量的确定

不同的酵母接种量对番茄蜂蜜酒酒精度和残留总糖的影响见图3。取番茄汁50 g，调整pH 为4.7，发酵时间6 d，温度24 ℃，酵母接种量以0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%这5 个梯度进行试验。

图3 不同接种量对酒精度和残留总糖的影响Fig.3 Effects of different inoculation amounts on alcohol degree and residual total sugar

由图3 可知，当酵母接种量为0.1%～0.3%时，酒精度呈上升的趋势，残留总糖呈下降的趋势，但含量相对较高，发酵不完全。当酵母接种量为0.3%时，酒精度和残留总糖数值基本达到最大值和最小值。当酵母接种量0.3%～0.5%时，酒精度和残留总糖数值趋于稳定，发酵基本完全，这可能是因为酵母菌的接种量增多，本身的繁殖也会受阻碍。可见，当酵母接种量越多时番茄蜂蜜酒发酵的越快，酒精度越高，糖分解转化的越充分，但过高的酵母量会导致味苦、风味不佳；酵母接种量过少，会使起发慢。因此选择最佳酵母接种量为0.3%。

2.1.4 发酵温度的确定

本试验以番茄汁50 g，调整pH 4.7，酵母接种量3%，发酵时间6 d，由于酒精发酵时的温度一般控制在18～25 ℃，因此选择20、22、24、26、28 ℃这5 个温度梯度进行试验，不同发酵温度对酒精度和残留总糖的影响，结果见图4。

由图4 可知，当发酵温度在20～24 ℃时，酒精度随着温度的升高而变大，残留总糖随着温度的升高而降低；当发酵温度为24 ℃时，酒精度达到最大值，残留总糖达到最小值，发酵较为彻底；之后酒精度下降，残留总糖升高，可能是由于高温时发酵速率变高使发酵的周期变短，发酵不完全，酒精产量降低，残留总糖含量高，因此本实验选择最佳发酵温度为24 ℃。

图4 不同发酵温度对酒精度和残留总糖的影响Fig.4 Effects of different fermentation temperatures on alcohol degree and residual total sugar

2.2 番茄蜂蜜酒发酵的正交试验

结合单因素试验的结果，从发酵时间（A）、初始pH（B）、发酵温度（C）、酵母接种量（D）这4 个因素中各取3个适宜水平，做L9(34)正交试验，以发酵酒的酒精度为衡量指标，试验设计见表1，结果见表2。

表1 发酵条件的正交试验设计Table 1 Orthogonal design of fermentation conditions

由表2 可知，发酵工艺中各个因素对产品酒精度影响的大小顺序为B＞A＞C＞D，即发酵温度＞发酵时间＞初始pH＞酵母接种量，说明发酵温度是影响番茄酒发酵的主要因素。温度过高或过低都不能正常发酵，温度过高容易使果香酒香散失，影响成酒的最终品质；温度过低，酵母菌发育缓慢，延长发酵周期。最佳的发酵工艺为A3B3C1D3，即发酵时间为7 d，发酵温度为26 ℃，初始pH为4.7，酵母接种量为0.4 g/L。经试验验证，酒精度为9.0%，优于其他组合。

2.3 番茄蜂蜜发酵酒的指标

试验所得成品酒中的酒精度为9.0%，总糖为5.8 g/L，总酸含量为7.12 g/L，VC 含量为143.5 mg/L，甲醇的含量为0.011 g/100 mL，SO2的含量为120.32 mg/L，以上理化指标均符合GB/T 15037。菌落总数为58 CFU/mL，大肠杆菌未检出，致病菌未检出。检测结果均符合国家标准[22]。