复合果渣发酵酒加工工艺研究

陈祖满，郑云峰，李伊佳，师邱毅

（1. 浙江医药高等专科学校，浙江宁波 315100；2. 国家黄酒产品质量监督检验中心，浙江绍兴 312071）

0 引言

蓝莓、桑果、杨梅是南方近年来发展和利用较快的浆果，具有营养价值高、色泽艳丽、口感好等特点，受到消费者的欢迎。蓝莓为杜鹃花科（Ericaceae） 越橘属（Vaccinium spp.） 植物[1]，含有极为丰富的天然水溶性色素花青素[2]、有机酸、黄酮醇等特殊营养成分，被称为“浆果之王”[3]。蓝莓除了鲜食外，多被加工成果汁和果酒等，生产过程中产生大量副产物果渣，而蓝莓果实中花青素含量最丰富的部分是其特有的紫色果皮部位[4]。因此，蓝莓果渣可以作为抗氧化活性化合物的来源[5]。蓝莓果渣作为一种蓝莓果汁生产过程的副产物，富含多酚类化合物[6]和膳食纤维素[7]，是天然抗氧化剂和天然色素的丰富来源[8]。已经报道的酚类化合物的功效有抗氧化、清除自由基、降低正常细胞被氧自由基破坏的程度[9－11]、抗炎症[12]等。桑葚，又名桑果、桑枣、桑实、桑子等，是桑树的成熟果穗，为聚花果，由多数小瘦果聚合而成，呈长圆形，属聚合浆果，果肉柔嫩多汁，营养丰富，风味独特，而且色泽诱人，是良好的食品加工原料[13]。桑葚鲜果中富含葡萄糖、果糖、苹果酸、亚油酸，还含有16 种氨基酸（其中人体必需的8 种氨基酸含量约占总氨基酸的30.25%）、维B1、维B2、维C 和胡萝卜素，以及人体缺乏的Zn，Mn，Ca 等矿物质和微量元素，国家很早就把桑果列为既是食品又是药品的保健食品行列[13-14]。杨梅果实营养丰富，富含葡萄糖、果糖、柠檬酸、果酸、维B、维C 等[15]营养成分。据报道，果实含糖量高达10%～30%，果酸0.5%～1.2%，每100 g 果肉中含蛋白质0.7 g，脂肪0.3 g，粗纤维0.4 g，灰分3 g，Ca 12 mg，Fe 0.6 mg，以及丰富的维生素，热量为129.76 kJ[16]。此外，果实含钾量是所有水果中最高，鲜果中含钾量达1 410.0 mg/kg[17]，亦含有丰富的花色苷和类黄酮，具有较强的抗氧化和抗衰老作用。目前对营养丰富的浆果开发方兴未艾，大多以利用果肉、果汁为主，富含营养成分的果渣大多未得到利用，作为废弃物抛弃，不仅污染环境，还极大浪费了可以综合利用的资源。

充分利用蓝莓果渣富含的花色苷、桑果渣稳定色素、杨梅渣丰富多酚类物质，扬长避短，通过对果渣配比、发酵影响、发酵菌种和工艺参数的研究，确定复合果渣发酵酒加工工艺，解决以往浆果开发中存在的原料利用率低、营养成分单一、成本高、品质不稳定、风味差等问题，为生产色泽艳丽、富含纤维素、品质稳定性好、成本低的优质果酒提供技术指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 主要原材料

蓝莓、桑果，奉化原料基地提供；杨梅，慈溪杨梅基地提供；安琪酵母，湖北安琪酵母股份有限公司提供；法国进口果酒酵母：D254、帝伯仕降酸酵母、Lalvin，上海杰兔贸易有限公司提供；白砂糖（食品级）；二氧化硫（食品级），天津化工厂提供。

1.1.2 主要试剂

葡萄糖（分析纯），上海山浦化工有限公司提供；40 g/L NaOH、0.1%酚酞、HCl（1+1）、葡萄糖标准溶液、次甲基蓝指示剂（10 g/L）、斐林试剂、重铬酸钾、碘化钾、硫酸溶液（以上均为分析纯），浙江仙居县兴达化工厂提供。

1.2 仪器与设备

ISOLAB 型密度瓶，莱华尔科技（深圳） 有限公司产品；LAL1T 型酒精度计，广州铭睿电子科技有限公司产品；FA2004 型分析天平，昆山艾思博格电子科技有限公司产品；全玻璃蒸馏装置，上海精密仪器仪表有限公司产品；破碎机、DJ 型打浆机（刮板式）、DYJ 带式压榨机（带过滤装置），靖江前卫食品机械厂产品；低温发酵罐，新乡市新轻机械有限公司产品；陈酿罐，宁波市中兴机械制造有限公司产品。

1.3 方法

1.3.1 分析方法

酒精度、总糖含量、总酸含量、干浸出物含量、SO2含量等按GB15037 葡萄酒中规定的国家标准检测方法[18]检测；感官评定：按孙君社[19]的方法进行。

1.3.2 试验方法

（1） 复合果渣发酵酒试验工艺。

复合果渣（蓝莓渣∶桑果渣∶杨梅渣=3∶4∶3）→加水、加SO2→搅拌→成分调整（白砂糖、SO2、酵母） →主发酵→压榨→后发酵→倒罐→陈酿→澄清、过滤→除菌过滤→灌装→成品。

操作要点：

复合果渣制备：将蓝莓渣、桑果渣、杨梅渣按3∶4∶3 比例混合后，加果渣质量∶水=1∶0.5，1∶1，1∶2 这3 种不同配比进行试验，确定最适配比，在搅拌中加入50 mg/L SO2。

成分调整：将规定用量的白砂糖、酵母（需先活化）、剩余30 mg/L SO2加入到复合果渣中，搅拌均匀。

主发酵、压榨：保持发酵温度（18 ℃） 进行为期1 周的主发酵，发酵结束后进行压榨，使渣汁得到分离，所分离出来的汁进入后发酵。

后发酵：将分离出来的酒液继续进行发酵，直至残糖小于4 g/L。

倒罐、陈酿：通过倒罐，去除酒液底部沉积的酵母泥、果泥及其他沉淀物，将分离出来的酒液进行陈酿，熟化酒的品质。

澄清、过滤：陈酿后的酒用澄清剂进行澄清，并通过用硅藻土进行过滤，使酒体澄清透明。

除菌过滤：用除菌膜式过滤机去除酒中微生物及杂物。

灌装、封口：将过滤后的酒及时灌装、封口，即得到成品。

（2） 单因素试验方法。酵母发酵温度根据酵母特性，从14 ℃开始，每提高2 ℃做1 个试验，到22 ℃共5 个试验进行单因素试验，并对5 个样品进行评分，选择最适合的3 个温度作为正交试验的因素水平；菌种用量取0.010，0.015，0.020，0.025，0.030 g/L 做发酵试验，对结果按1.3.1 中的方法进行评分，筛选出最适的3 个用量作为正交试验的三因素水平；SO2添加量取40，60，80，100，120 mg/L 5 个试验参数，将试验结果进行评分，得出3 个参数作为正交试验因素水平。

（3） 菌种优化筛选。从果酒行业常用的葡萄酒、果酒常用酵母中，在单因素试验基础上，选用安琪果酒酵母、D254、Lalvin、帝伯仕降酸酵母为复合果渣试验菌种，通过对发酵试验过程中主发酵所需时间、残存糖含量、产酒率、生香情况及感官评定等因素的对比及分析，筛选出复合果渣发酵酒最适菌种。

（4） 发酵工艺参数的试验。将筛选出的最适复合果渣发酵菌种，通过发酵温度、菌种用量、SO2添加量等主要因素的单因素试验，选取3 个较为合适的参数作为因子水平，然后通过正交试验，确定最佳工艺参数。

2 结果与分析

2.1 复合果渣配比对果酒品质的影响

果渣中富含各种营养成分、风味物质、鲜艳的色素及大量可溶性物质，溶出结果直接影响复合果渣酒的品质。因此，确定好果渣与溶剂（水） 的配比非常重要。若水比例大，有利于果渣中各种成分的溶出，但也会使酒体较薄（干浸出物含量低）、色泽较浅、风味较淡；若水比例小，虽然酒体饱满，但果渣中有效成分溶出较慢，发酵过程中由于物料较浓，皮渣易结块，使发酵过程中热量散发困难而导致酒酸败（挥发酸高），因此找到适合的料（复合果渣） 液（水） 比是做好复合果渣酒的第一步。试验在前期多次单果渣试验的基础上，选择了3 种不同的料液比，进行发酵试验。

不同料液比对酒品质的影响见表1。

表1 不同料液比对酒品质的影响

从表1 可以看出，料液比为1∶2.0 时，虽然产品的挥发酸较低，但酒体较薄、风味较淡，干浸出物低于国家标准（≥18 g/L）。料液比为1∶0.5 时发酵，产品虽然干浸出物较高，酒体饱满，但过高的挥发酸使酒略带酸味，皮渣中浸出苦味物质浓度高使酒略带苦味。料液比为1∶1 发酵产品干浸出物符合国家标准，挥发酸含量一般，不影响风味，色泽及风味也较好。因此，综合考虑复合果渣酒的最适料液比为复合果渣∶水=1∶1.0。

2.2 酵母菌种的筛选

优良酵母应具有发酵能力强、残糖含量低、抗逆性及生香能力强，并与酒体相协调等特点。对复合果渣酒发酵而言，相对一般浆果发酵酒，发酵物料具有黏度低、酸度不高、原始菌数多、皮渣需要边发酵边浸提等特点。因此，能选择一种既有一般优良酵母的性能，又有较强抗逆性的酵母，是进行酵母筛选的主要目标。根据复合果渣物料加工特性，结合酵母发酵特点，在前期单体酵母广泛试验的基础，重点对适应性较强的4 种酵母从主发酵时间、产酒能力、残糖、产品总酸及感官评定等几方面进行了筛选试验。

不同酵母菌种发酵试验结果见表2。

从表2 可以看出，初步筛选后的4 种酿酒酵母，都具有较好的发酵能力。3#发酵较快，抗逆性强，发酵旺盛，酵母衰老快，残糖含量最高，酒体略稍粗糙，味略带甘甜；2#发酵时间最长，抗逆性差，效率不高，残糖含量也较高；1#发酵时间一般，抗逆性强，产酒能力较强，残糖含量低，综合评分最高；4#酵母主发酵时间长，抗逆性略差，产酒能力强、残糖较低，并具有降酸作用（从原果汁总酸5.60 g/L 降至产品总酸5.20 g/L），酸感略弱。因此，根据果渣发酵特点及发酵结果评价，选用1#：安琪作为复合果渣的发酵酵母。这与笔者《蓝莓发酵酒工艺优化研究》中的研究结果相符。

表2 不同酵母菌种发酵试验结果

2.3 主发酵工艺确定

复合果渣发酵过程中若发酵温度过高，发酵过于旺盛，产生热量多，发酵时间短，会使酵母老化较快，发酵酒残糖含量高，酒体较粗糙，品质较差等问题；若温度过低，发酵速度较慢，易受杂菌污染而使酒酸败，生产效率低；SO2具有杀灭和抑制杂菌作用，促进色素单宁等有效成分溶出，使酒的品质及风味变好，但若用量过高，也会抑制酵母发酵，强烈刺激味会降低酒品质，用量过少起不到抑制杂菌作用，使发酵过程中挥发酸升高，加速酒的氧化，降低酒的品质；酵母添加量直接关系到发酵速度及生产成本，添加量过少，发酵速度慢、发酵时间长、发酵不彻底、残糖含量多、生产周期较长，若酵母添加过多，繁殖快、发酵速度快、发酵时间短，影响发酵酒中风味物质的形成与积累，酒体较粗糙，发酵结束后大量的酵母死亡产生的酵母泥会直接影响酒的品质。

针对复合果渣物料发酵中有效成分的溶出需要一定的时间，果渣原始菌数含量相对较高等特点，需要相对低的发酵温度、酵母添加量和较高的SO2添加量，因此，将发酵温度、SO2用量、酵母菌用量作为影响发酵的主要因素进行单因素试验。

单因素试验结果见图1。

从图1 可以看出，不同发酵温度对酒品质影响比较明显，16，18，20 ℃3 个发酵温度所发酵酒品质相对较好，因此作为正交试验的3 个因素水平进行优化组合；酵母菌用量0.015，0.020，0.025 mg/L 3 个因素发酵后酒的品质较好，因此也作为发酵工艺优化试验的3 个因素水平；SO2用量60，80，100 mg/L在3 个水平发酵酒品质相对较好，因此也作为工艺优化的3 个水平。

图1 单因素试验结果

在单因素试验的基础上，确定各自的试验水平，进行了三因素三水平的正交试验。

主发酵工艺参数的因素与水平设计见表3，正交试验结果见表4。

表3 主发酵工艺参数的因素与水平设计

表4 正交试验结果

通过对正交试验结果（表4） 的直观分析，发酵温度（A） 的极差最大，其次SO2用量（C），最后是酵母菌用量（B），工艺参数的最佳组合为A2C2B2，即发酵温度18 ℃，SO2用量80 mg/L，酵母菌用量0.02 mg/L。

正交试验方差分析结果见表5。

从表4 和表5 正交试验极差分析和方差分析可以看出，因素A 的影响最显著（p＜0.05），其次是C，最后是B。可见影响主发酵的主次因素为A＞C＞B，最佳组合为A2B2C2，即发酵温度18 ℃，SO2用量80 mg/L，酵母菌用量0.02 mg/L。经对优化组验证试验，其评分达到93.5 分，另外从组合结果及实际生产也可以看出温度对主发酵的影响最明显。

表5 正交试验方差分析结果

2.4 产品标准[20]

根据最新版GB/T 15037—2006 葡萄酒标准规定，反映一些葡萄酒（果酒） 主要质量的指标。

葡萄酒（果酒） 主要质量指标见表6。

表6 葡萄酒（果酒） 主要质量指标

经评定，复合果渣果酒的主要品质指标感官、典型性符合国标要求，干浸出物含量18.3 g/L，酒精度12±0.5（V/V），总糖含量2.2 g/L，挥发酸0.52 g/L等主要理化指标符合上述国标要求，因此产品达到GB/T 15037—2006 葡萄酒标准规定要求的。

3 结论

在蓝莓渣、桑果渣、杨梅渣按3∶4∶3 混合条件下，研究得出复合果渣与水最适配比为1∶1；最适酵母为安琪果酒酵母，在发酵温度18 ℃，酵母用量0.02 mg/L，SO2用量80 mg/L 的工艺条件下发酵，能生产出酒精度12.0（V/V），挥发酸0.52 g/L，干浸出物18.3 g/L 的天然复合果酒；复合果渣酒具有浓郁的复合水果风味，丰富的营养成分和艳丽的色泽，与单一水果酒比具有更优质的品质。