桑椹酒主发酵工艺研究

叶华　陈程　李松林　白青云　陈晓明　王辉　朱兵

摘要：通过单因素试验和正交试验，探索桑椹（Fructus Mori）酒主发酵工艺参数。结果表明，以产品的感官品质和酒精度为衡量指标，主发酵的最佳条件为：经成分调整的桑椹发酵原液经60 mg/L的SO2处理后，接入0.05%的耐高温安琪酿酒高活性干酵母，在20 ℃下发酵7 d，能得到品质良好的桑椹原酒。

关键词：桑椹（Fructus Mori）;酵母菌种;主发酵工艺;正交试验

中图分类号：TS262.7         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）15-0102-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.15.024           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

The main fermentation technology of mulberry fruit wine

YE Hua1，2，CHEN Cheng1，LI Song-lin1，BAI Qing-yun1，CHEN Xiao-ming1，WANG Hui1，ZHU Bing2

（1.Department of Food Science and Engineering，Huaiyin Institute of Technology，Huaian 223003，Jiangsu，China;

2.Huaian Xianhe Green Industry Co.，Ltd.，Huaian 223000，Jiangsu，China）

Abstract： The main fermentation technology of mulberry fruit wine was optimized by signal factor and orthogonal test. The optimized conditions of main fermentation were that the fermentation temperature was 20 ℃ for 7 days， inoculation quantity of angel thermo-resistant high temperature wine dry yeast was 0.05% after initial sugar content of mulberry fruit juice being adjusted and treated by 60 mg/L of SO2.

Key words： mulberry fruit（Fructus Mori）; yeast; main fermentation technology; orthogonal test

桑椹（Fructus Mori）俗称椹、桑枣、文武实、桑椹子等，为桑的成熟果穗，聚花果，由多数小瘦果集合而成。成熟桑椹饱含浆液，甘甜多汁，风味独特，且有较高营养与药用价值[1]。研究表明，桑椹富含多种营养成分，含有18种氨基酸，总量为1.2%～1.5%，其中有6种人体必需的氨基酸[2]。此外，桑椹中还含有丰富的黄酮类化合物，如花色素类矢车菊素及矢车菊苷、二氢黄酮醇类桑色素、黄酮醇类芦丁、槲皮素等[3]。以桑椹为原料，通过研究发酵工艺过程中酵母菌种及添加量、发酵温度、SO2处理浓度等因素对发酵规律的影响，以期获得最佳的桑椹酒发酵工艺，为桑椹的深加工提供理论依据。

1  材料与方法

1.1  材料

1.1.1  材料与试剂  桑椹，购于江苏淮安武墩高家堰桑椹种植园，-18 ℃冻藏备用;酵母，LALVIN2323活性酵母、耐高温安琪酿酒高活性干酵母、安琪葡萄酒用高活性酵母;果膠酶（Pectinex Be XXX），诺维信（中国）生物技术有限公司;其他试剂均为分析纯。

1.1.2  仪器与设备  超声波清洗机，上海致丰电子科技有限公司;pH计（PHS-3TC），上海天达仪器有限公司;恒温水浴锅（HH-6），国华电器有限公司;显微镜（XS-18），南京江南光电股份有限公司;血球计数板（XB-K-25），丹阳市建陵医疗器械有限公司;电脑光照培养箱（SPX-250B-G），上海博讯实业有限公司医疗设备厂;数显鼓风干燥箱（G2X-9240MBE），上海博讯实业有限公司医疗设备厂;紫外分光光度计（UV-1600），北京瑞利分析仪器公司;电子天平（BS-224-S），北京赛多利斯仪器系统有限公司。

1.2  方法

1.2.1  桑椹酒发酵过程中理化指标的测定  氧化法快速测定酒精度[4];斐林试剂直接滴定法测定还原糖;用校正过的pH计直接测定pH;酸碱滴定测定总酸;手持糖量计测定可溶固形物[5];平板法[6]测定细菌总数;血球计数法[7]测定发酵液中的酵母总数。

1.2.2  桑椹原酒的感官评定方法  10名经过培训的感官评定员对每一批发酵原酒进行观、嗅、尝，对原酒的感官品质进行评定。具体评定标准见表1[8]。

1.2.3  桑椹酒酿造工艺流程  桑椹挑选清洗→桑椹打浆→酶解（果胶酶）→离心→过滤→成分调整（浓缩苹果汁）→SO2处理→接种主发酵。

1.2.4  确定酵母菌种  成分调整好的桑椹果汁，经60 mg/L 的SO2处理后，分别接入0.05%的LALVIN2323活性酵母、耐高温安琪酿酒高活性干酵母以及安琪葡萄酒用高活性酵母，20 ℃下发酵，观察发酵动态，比较发酵结果。

1.2.5  桑椹酒主发酵工艺的优化

1）单因素试验确定最适的SO2浓度、酵母接入量和发酵温度。①确定最适SO2处理浓度试验。桑椹发酵液分别经浓度为40、60、80 mg/L SO2處理，接入0.050%的酵母，于20 ℃下发酵，观测发酵液中酵母生长状况、还原糖变化情况及最终桑椹酒的品质，确定较优SO2处理浓度。②确定活性干酵母接种量试验。桑椹发酵液经60 mg/L SO2处理后，分别接入0.025%、0.050%、0.075%的酵母，于20 ℃下发酵，观测发酵液中酵母生长状况、还原糖变化情况及最终桑椹酒的质量，确定活性干酵母接种量。③确定发酵温度试验。经浓度为60 mg/L的SO2处理后的桑椹发酵液中接入0.050%的酵母，于20、25，30 ℃下发酵，观测发酵液中酵母生长状况、还原糖变化情况及最终桑椹酒的质量，确定发酵温度。

2）正交试验优化桑椹酒主发酵工艺参数。为确定桑椹酒发酵的最佳工艺参数，在单因素试验基础上以生成酒精度及桑椹酒的综合感官评定作为试验指标，通过三因素三水平正交试验优化SO2浓度、酵母添加量以及发酵温度参数。其因素与水平见表2。

2  结果与分析

2.1  最适发酵酵母的筛选

没有适合的菌种就酿制不出优质的果酒。同一种原料而菌种不同或同一种菌种而原料不同，酒质可能有天壤之别。酿酒实践证明，菌种是酿酒的必要条件[9，10]。果酒生产的良好酵母应具备的特征为发酵启动快;发酵能力强，具有稳定的发酵特性;能使糖发酵完全，具有较强的乙醇耐受能力，酒精产率高;有生香性能，不产生不良风味物质，所发酵产品具有良好总体风味等特性。

3种活性干酵母发酵试验结果见图1和图2，随着发酵的进行，桑椹发酵液中酵母数增殖，发酵液中的糖逐渐转化为酒精，导致其糖度逐渐变低，酒精度增加。耐高温安琪酿酒高活性干酵母菌种在24 h以内酵母总数有较大增加，说明起酵快，在24～96 h之间还原糖平稳减少，发酵过程较平缓，发酵的酒液酒精度最高，残糖量低，果香及酒香较浓郁。LALVIN2323酿酒酵母起酵较慢，残糖量高，发酵出的酒液的果香不足。安琪葡萄酒用高活性酵母起酵快，但酵母最高值明显低于前两种，残糖量高，发酵出的酒液的果香、酒香都比较清淡。因此选用耐高温安琪酿酒高活性干酵母菌种作为桑椹酒发酵菌种。不同活性干酵母发酵性能比较见表3。

2.2  桑椹酒主发酵工艺参数的确定

2.2.1  SO2处理浓度对主发酵的影响  桑椹发酵原液经SO2处理后能够杀死部分或全部的微生物，其在酒精发酵过程中一定会表现出特殊的特性。

不同浓度的SO2处理桑椹原浆发酵过程中酵母总数变化、还原糖含量变化及主发酵结束后桑椹原酒的品质分别见图3、图4及表4。由试验结果可知，SO2浓度为60 mg/L时，酵母数在24 h以内有较快的增长，说明在此条件下发酵原液中的其他微生物被有效抑制，接入的酵母能够很快成为优势菌;在24～72 h之间酵母数呈直线上升，说明发酵速度平稳正常，不受其他杂菌的干拢，因此到主发酵结束时，其残糖量低，酒精产量高，总酸也低，有浓郁的果香与酒香。所以选择SO2浓度为60 mg/L比较适合。

2.2.2  最适酵母接入量对主发酵的影响  桑椹发酵原液不添加纯培养酵母，也可以触发自然发酵。但自然酵母群不稳定，且受其他杂菌的影响，造成每批产品之间质量差异很大，为了保证发酵顺利进行，获得质量上乘而且稳定一致的果酒，应使用优良纯培养酵母。然而，不同接种量下发酵情况和结果仍存在一定差异。在发酵过程中，低接种量的缺点是菌种在发酵液中起酵慢，使产酒精量受到限制，且易形成菌种不良的生长环境，使得酵母菌得不到足够的繁殖;接种量大，菌体繁殖率高，发酵速率快，则产酒多，还可避免杂菌感染，但过高接种量的缺点是不经济，并且发酵过快，致使代谢产物积累过多，对酒的醇正口味有一定的影响。

从图5、图6及表5的试验结果可知，采用0.025%的接种量时，整个发酵费时较长，起酵慢，还原糖降解速度较慢而且不彻底，测得最终酒精度为9.20°。采用0.075%的接种量，整个发酵过程中，发酵速度快得难以控制，且发酵原酒中酵母味较重，发酵液的果香及酒香都较淡。而酵母添加量为0.050%时，整个发酵过程降糖速度比较平缓，发酵彻底，最终残糖量较低，残糖为0.836 g/100 mL，发酵液最终酒精度为10.56°。因此，酵母接种量选择0.050%为宜。

2.2.3  最适发酵温度对主发酵的影响  在20～30 ℃的温度范围内每升高1 ℃，发酵速度就提高1%，而发酵速度越快，停止发酵就越早，酵母菌的“疲劳”现象出现越早，产酒精率就越低，产生的副产物就越多[11]。因此，要获得较高酒精度的果酒，就必须将发酵温度控制在适当水平。发酵温度的提高有利于缩短生产周期，减少杂菌污染，保证果酒风味纯正。但随着温度的升高，虽发酵速度随之加快，但酵母衰老加快，发酵力也随之减弱，发酵停止早，所能达到的酒精度就比较低，残糖量高，发酵不彻底，酿造的果酒缺乏新鲜的果香，酒质不细腻。在低温下发酵，速度缓慢，不进入明显的旺盛发酵阶段，芳香物质挥发较弱，果酒能长久保持其香味，酵母腐败程度较小，并且低温阻碍醋酸菌和乳酸菌的发育，所以在低温条件下发酵而成的酒味道纯正、新鲜，并能很好地保持果实的香气。

由图7、图8及表6的试验结果可知，在20 ℃发酵时，发酵液发酵速度较平缓，主发酵时间延长，残糖量低，主发酵结束后的桑椹果酒具有浓郁的酒香、果香。25 ℃和30 ℃发酵的速度进行得太快，过早停止发酵不利于酒香产生，主发酵结束后发酵液残糖量有增加的趋势，不利于酒精的产生，果酒的感官品质也有所下降。所以选择20 ℃的发酵温度比较合适，能获得酒香、果香浓郁的桑椹酒。