山楂白兰地酿造工艺的优化

贾文野，徐娜，满都拉，孙子羽，陈忠军

内蒙古农业大学食品科学与工程学院（呼和浩特 010018）

山楂（Crataegus L.）为蔷薇科，落叶稀半常绿灌木或小乔木[1]。中国山楂品种优良，产量高，营养丰富[2]。白兰地一般由原料酒酿造、发酵、蒸馏、勾兑调配、陈酿、贮存六步酿制而成。白兰地具有促进血液循环，调节血糖含量，扩张血管，提高心血管强度等功能[3-9]。山楂白兰地是以山楂为原料，经过去核、去梗、榨汁、发酵、蒸馏等程序，得到无色烈性酒，将得到的烈性酒放入橡木桶贮存、陈酿，再进行勾兑以达到理想的颜色、香气和酒精度，从而得到优质的山楂白兰地。国内外对山楂白兰地酿造工艺研究较少，开发不完善，技术不成熟。山楂白兰地风味独特，工艺简单，具有广阔的市场前景[10-12]。

试验主要对山楂白兰地的酿造工艺进行优化，并利用气相色谱分析山楂原白兰地香味物质。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

山楂（市售）；白砂糖（市售）；安琪酒精酵母（安琪酵母股份有限公司）；果胶酶（帝伯仕有限公司）；乙酸正丁酯（内标物）。

标准溶液：乙醛、甲醇、乙醇、正丙醇、乙酸乙酯、仲丁醇、异丁醇、乙缩醛、正丁醇、异戊醇、丁酸乙酯、乙酸正丁酯、乳酸乙酯、戊酸乙酯、正己醇、己酸乙酯。

1.2 仪器与设备

DPX-9162 B-1恒温培养箱（上海福玛实验设备有限公司）；FA-1电子天平（上海菁海仪器有限公司）；A-103多功能榨汁搅拌机（增城市新塘镇新升电子音响器材厂）；数显折光仪（上海仪电物理光学仪器有限公司）；PHS-3 C pH计（上海仪电科学仪器股份有限公司）；精密酒精计（河北省武强县华鸥仪器仪表厂）；GC-7900气相分析检测仪（北京中惠普分析技术研究所）；气相色谱柱（LZP-930，色谱世界）；旋转蒸馏设备（上海英峪科研仪器设备有限公司）；电磁炉（S 21-SDCB 9E88，浙江绍兴苏泊尔生活电器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程及操作要点

工艺流程：

新鲜山楂→挑拣→清洗→破碎（加水、糖，用果胶酶处理）→山楂汁→发酵→蒸馏→原山楂白兰地→贮存→调配→山楂白兰地→贮存→成品

操作要点：

预处理。选用成熟、新鲜的山楂，进行严格洗涤。人工破碎，除去果梗、果核。加入一定的水，将破碎的山楂果肉汁液进行酶解，在35 ℃下处置4 h，以降低山楂混合汁液的黏度，浸出有效成分，提高出汁率，增加山楂酒中的营养物质[13]。山楂汁加入蔗糖至最终糖度为24%。

发酵。将发酵罐灭菌，每罐山楂汁总量不超过发酵罐容积的80%。接入酵母进行发酵。每隔1 d检测残糖、酒精度、pH等变化，并记录发酵情况。

蒸馏。采用壶式蒸馏器，馏出液的平均酒度为20%～30%vol，馏出液的容量为原料山楂酒的1/3左右。蒸馏时，需掐头去尾。蒸馏结束，取酒心，即山楂原白兰地。

贮存调配。蒸馏结束后进行贮存和调配。将白兰地用优质橡木桶贮存，贮存时桶内的山楂原白兰地不能装太满，留出一定空隙，贮存温度在15～25 ℃。贮存结束后进行调配，调配是将不同橡木桶贮存的山楂原白兰地进行勾兑。勾兑后的山楂白兰地再经橡木桶贮存后，即山楂白兰地成品。

1.3.2 测定方法

糖度的测定，采用糖度计；pH测定，采用pH计；酒精度测定，采用酒精蒸馏法。

色谱条件：载气N2；检测器，氢火焰离子化检测器（FID）；检测温度230 ℃；气化温度220 ℃；样品量1 mL；进样量1 μL。柱温在50 ℃保持6 min，以8℃/min升温至170 ℃。

1.3.3 山楂白兰地的感官评价

参考葡萄酒干酒的感官要求和评价标准制定山楂白兰地的感官评价表，如表1。

选取10名有相关经验的人员进行品评打分，将品评分数取平均值为该样品最终的评分结果。

1.3.4 山楂汁制备工艺的确定

分别考察料液比（1∶1，1∶2，1∶3，1∶4和1∶5（g/mL）），果胶酶添加量（0.04，0.06，0.08，0.10和0.12 g/L）对于制得的山楂汁发酵山楂酒的理化指标及感官评定的影响，发酵7 d后测定所有指标。

1.3.5 发酵工艺单因素试验

分别考察酵母添加量（0.01，0.03，0.05，0.07和0.09 g/L），初始pH（3.0，3.5，4.0，4.5和5.0），发酵温度（20，24，26，28和30 ℃），不同发酵时间（5，7，9，11和13 d）对山楂酒的理化指标及感官评定的影响。

1.3.6 山楂正交试验确定发酵最佳工艺

依据单因素试验结果，对主要影响因素（酵母添加量、初始pH、发酵温度、发酵时间）进行正交试验分析。采用L9(34)正交试验表，确定山楂酒最佳工艺条件。

2 结果与讨论

2.1 山楂汁制备工艺条件的确定

2.1.1 不同料液比对山楂酒品质的影响

由表2可知，料液比为1∶1（g/mL）时，残糖较高，酒精度偏高，感官评分低，酸味重，口感较差，这主要是由于料液比过高时山楂果汁中固形物含量多，不利于酵母菌的生长及后期的发酵[14]。料液比为1∶5（g/mL）时，残糖较高，酒精度偏低，感官评分低，酒香较淡。料液比为1∶3（g/mL）时，感官评分最高，发酵液酒香突出，酒香和果香协调，酒体饱满，口感较好，因此料液比为1∶3（g/mL）时发酵液的品质较优。

表2 不同料液比制得的山楂发酵液的指标

2.1.2 不同果胶酶添加量对山楂酒品质的影响

由表3可知，果胶酶添加量为0.04 g/L时发酵液色泽较差，感官评分较低，黏度较高，果汁透光率较低。果胶酶添加量为0.1 g/L时，感官评分较低，生产成本增加。果胶酶添加量为0.1 g/L时发酵液感官评分高，颜色和风味较优。因此最佳果胶酶添加量为0.1 g/L。

表3 不同果胶酶添加量制得的山楂发酵液的指标

2.2 山楂酒发酵工艺条件的确定

2.2.1 不同酵母添加量对山楂酒品质的影响

由表4可知，酵母添加量为0.01 g/L时，残糖较高，酒精度较低，这是由于酵母添加量过低时，酵母菌不能充分利用山楂汁中的碳水化合物转化为乙醇[15]。酵母添加量为0.09 g/L时，酒精度较低，酵母味突出，感官评分低。接种量为0.03 g/L左右时，感官评分较高，发酵液口感较好，酒香与果香协调，并且不含明显的酵母味。因此最佳酵母添加量为0.03 g/L。

表4 不同酵母添加量制得的山楂发酵液的指标

2.2.2 不同初始pH对山楂酒品质的影响

由表5可知，初始pH为3.0时，残糖较高，酒精度较低，感官评分低，发酵液酸味重，酒体风味不突出，这是由于pH会影响酵母活力；初始pH为5.0时，酒精度较高，感官评分较低，发酵液中山楂风味不明显，并且会增大山楂酒在酿造过程中染菌的风险[16]。综合考虑，应控制初始pH为4.0，感官平分高，酒体风味明显，风格突出，酒香和果香协调。

表5 不同初始pH制得的山楂发酵液的指标

2.2.3 不同发酵温度对山楂酒品质的影响

由表6可知，不同发酵温度对山楂酒的酸度、残糖、酒精度等指标影响较大。发酵温度为20 ℃时，山楂酒酒精度较低，感官评分低，残糖较高，果香味较淡；发酵温度为30 ℃时，酒精度偏低，残糖高，并且有不愉悦的发酵味。发酵温度控制在28 ℃时，发酵液发酵温和，酒精度高，颜色和风味较优，酒香与果香较协调，因此最佳发酵温度为28 ℃。

表6 不同发酵温度制得的山楂发酵液的指标

2.2.4 不同发酵时间对山楂酒品质的影响

由表7可知，发酵时间为5 d时，残糖较高，酒精度低，大量蔗糖没有被酵母充分利用，没有浓郁的酒香和果香，酒体不成熟；发酵时间为13 d时，残糖较低，酒精度偏高，酒香和果香不协调，口感较差。发酵时间为7 d，酒精度低，色泽良好，发酵液有特殊明显的酒体风格，酒香和果香突出且较协调，口感较好。因此最佳发酵时间为7 d。

表7 不同发酵时间制得的山楂发酵液的指标

2.2.5 山楂酒正交试验结果

发酵条件优化正交试验因素和水平安排见表8。根据R（表9）可知，各因素对山楂酒品质影响的程度依次为：初始pH＞发酵时间＞发酵温度＞酵母添加量。根据正交试验确定的最优组合为A2B2C3D1，即酵母添加量0.03 g/L、初始pH 4.0、发酵温度30 ℃、发酵时间6 d。按照最优发酵条件进行发酵试验，制得的山楂酒进行感官评定，其感官评分是87.0分。

表8 发酵条件优化正交试验因素和水平

表9 发酵条件优化正交试验结果

2.3 气相色谱检测结果

将发酵制得的山楂酒进行蒸馏，分段收集酒心、酒头、酒尾。利用气相色谱分别分析山楂原白兰地的酒心、酒头和酒尾成分。结果如图1。

从图1和表10可以看出，山楂原白兰地的酒心除乙醇外含有多种香味物质。酒心中检测出9种香气成分，包括乙醛、甲醇、正丙醇、乙酸乙酯、异丁醇、丁酸乙酯、乳酸乙酯、戊酸乙酯、己酸乙酯。其中酯类物质1.134 5 mg/mL，醇类物质0.014 4 mg/mL，醛类物质0.778 9 mg/mL。

图1 山楂白兰地酒心气相色谱图

从图2和表11可以看出，山楂原白兰地的酒头检测出8种香味物质，含量为13.315 3 mg/mL。其中酯类物质1种，醇类物质5种，醛类物质2种。酒头与酒心相比，其中的醛类物质含量较高，而酯类物质含量低于酒心。

图2 山楂白兰地酒头气相色谱图

表11 山楂白兰地酒头成分测定

从图3和表12可以看出，山楂原白兰地的酒尾中检测出11种香味物质，含量为0.221 3 mg/mL。其中酯类物质5种，醇类物质5种，醛类物质1种。其中，高级醇类物质含量较高，而醛类和酯类物质含量均低于酒心。

图3 山楂白兰地酒尾气相色谱图

3 结论

试验探究山楂白兰地的酿造方法，并利用气相色谱测定其香气成分，结果表明，山楂酒的最佳发酵工艺条件为：料液比1∶3（g/mL）、果胶酶添加量0.1 g/L、初始pH 4.0、酵母添加量0.03 g/L、发酵温度30 ℃、发酵时间6 d。在此条件下酿造的山楂酒，酒香和果香协调，具有独特的酒体风格。山楂酒经一次蒸馏后得到的原白兰地酒精度为21.3%vol，具有原白兰地的酒体风格。利用气相色谱检测出山楂原白兰地（酒心）中含有乙醛、甲醇、正丙醇、乙酸乙酯、异丁醇、丁酸乙酯、乳酸乙酯、戊酸乙酯、己酸乙酯共9种香气成分，含量为1.927 8 mg/mL。