苹果海棠复合果酒酿造工艺研究

2020-04-30张辉元康三江曾朝珍张霁红张海燕

酿酒科技 2020年1期

张辉元，康三江，曾朝珍，张霁红，张海燕，张芳，袁晶，宋娟

(1.甘肃省农业科学院农产品贮藏加工研究所，甘肃兰州 730070；2.甘肃省果蔬贮藏加工技术创新中心，甘肃兰州 730070)

海棠果果实偏小，属于蔷薇科、苹果属野生半野生植物[1-2]。海棠含有大量的营养物质，如糖类、多种维生素、有机酸等，能够补充人体所需的营养，提高机体功能，增强对疾病的抵抗力[3-6]。虽然海棠果的营养成分含量丰富，但是并没有得到充分的利用。由于海棠果的产量相对其他大众水果较小、采摘不便，没有形成规模化的产业链。目前人们对海棠果的利用较低，产品品种较少。复合果酒是复合多种果实或果汁，发酵出的口感佳、营养高和风味好的果酒。单一的果酒存在酒体单薄，营养成分不丰富的缺陷，复合果酒很好的克服了上述缺陷，是一种口感上佳的保健酒。目前，复合果酒俨然已成为果酒研究的新方向。因此，为了充分利用苹果资源及海棠果的高营养及保健功能的特点，本研究将海棠果与苹果混合酿制海棠苹果复合果酒，既符合我国酿酒业的发展方向，又可解决旺季水果滞销的难题，对提高苹果、海棠果的附加值及其残次果的利用率，推动苹果、海棠果种植业与加工产业的发展具有十分重要的作用。

1 材料与方法

1.1 材料、仪器

1.1.1 材料

苹果，市购，甘肃庆阳红富士；海棠果，市购，陕西省宝鸡市；酿酒酵母32168，中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)；葡萄糖，分析纯，天津市永大化学试剂有限公司；果胶酶，上海源聚生物科技有限公司。

1.1.2 仪器设备

JYZ-E3C 型榨汁机，九阳股份有限公司；HHM2 型恒温水浴锅，上海赫田科学仪器有限公司；ME104T/02 型电子天平，梅特勒-托利多国际贸易（上海）有限公司；LRH-150 型生化培养箱，上海飞越实验仪器有限公司；ZHJH-C11128 型超净工作台，上海智城分析仪器制造有限公司；酒精计，上海化科实验器材有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

本试验按图1所示流程进行。

1.2.2 苹果海棠混合比对复合果汁的影响研究

以原料比为5∶100、15∶100、20∶100、25∶100、30∶100、35∶100、40∶100、45∶100、50∶100 的比例将海棠和苹果混合进行试验，测定复合果汁中可溶性固形物、还原糖及pH，选取适宜原料比。

1.2.3 酶法浸提苹果海棠复合果汁工艺研究

果胶酶添加量对苹果海棠复合出汁率的影响：称取苹果海棠混合果5 份（每份500 g），分别加入0.03%、0.05%、0.07%、0.09%、0.11%的果胶酶，在酶解温度和时间分别为35 ℃和3.0 h条件下进行酶解，结束后榨汁并称量残渣量，得汁重，测定不同果胶酶添加量时的出汁率。

果胶酶酶解温度对苹果海棠复合出汁率的影响：称取苹果海棠混合果5 份（每份500 g），加入果胶酶0.11%，在25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃的条件下酶解3.0 h，结束后榨汁并称量残渣量，得汁重，测定不同酶解温度时的出汁率。

果胶酶酶解时间对苹果海棠复合出汁率的影响：称取苹果海棠混合果5 份（每份500 g），加入果胶酶0.11%，在酶解温度为35 ℃的条件下分别酶解2.0 h、2.5 h、3.0 h、3.5 h、4.0 h，结束后榨汁并称量残渣量，得汁重，测定不同酶解时间的出汁率。

果胶酶酶解取汁的正交试验：以各单因素试验参数为基础，以果胶酶添加量、酶解温度和酶解时间3 个因素为依据，采用L9(34)正交试验确定酶法取汁的最佳工艺条件。

1.2.4 苹果海棠复合果酒发酵工艺研究

发酵温度对苹果海棠复合发酵的影响：将酿酒酵母在接种量为6%，糖添加量为7%的条件下接入苹果海棠复合果汁中发酵，发酵温度分别为20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃，发酵结束后测定酵母发酵力及酒精度，确定适宜发酵温度。

起始糖添加量对苹果海棠复合发酵的影响：将酿酒酵母在糖添加量为3%、5%、7%、9%的条件下接入苹果海棠复合果汁中发酵，接种量为6%，发酵温度为25 ℃，发酵结束后测定酵母发酵力及酒精度，确定适宜糖添加量。

酿酒酵母接种量对苹果海棠复合发酵的影响：将酿酒酵母以接种量分别为5%、6%、7%、8%的条件下接入苹果海棠复合果汁中发酵，糖添加量为9%，发酵温度为25 ℃，发酵结束后测定酵母发酵力及酒精度，确定适宜接种量。

发酵工艺条件的正交试验：以各单因素试验参数为基础，以菌种接种量、发酵温度和糖添加量3个因素为依据，采用L9(34)正交试验确定最佳发酵工艺条件。

1.2.5 分析方法

1.2.5.1 还原糖的测定

参照李志霞等[7]响应面法对3,5-二硝基水杨酸比色法测定水果中还原糖含量条件的优化中还原糖含量测定方法，略有修改。

1.2.5.2 酒精度的测定

参照GB/T 5009.48—2003[8]蒸馏酒与配制酒卫生标准的分析方法进行测定。

1.2.5.3 酵母酒精发酵力的测定

参照曾朝珍等[9]苹果白兰地酿造中酿酒酵母与异常汉逊酵母的相互作用中酒精发酵力的方法进行测定。

2 结果与分析

2.1 苹果海棠混合比对复合果汁的影响研究

本试验以原料比为5∶100、15∶100、20∶100、25∶100、30∶100、35∶100、40∶100、45∶100、50∶100的比例将海棠和苹果混合进行试验，研究了苹果海棠混合比对复合果汁品质的影响，测定复合果汁的可溶性固形物、pH 值、可滴定酸及还原糖含量，结果如图2—图5所示。

由图2—图5 可以看出，混合果汁的pH 值随着海棠添加量的增加呈逐渐降低的趋势，而可滴定酸呈逐渐增加的趋势，且处理间差异显著（p＜0.05），还原糖含量在海棠苹果原料比为50∶100 时含量最高达到了9.60 g/L，且与其他处理相比差异显著（p＜0.05），而可溶性固形物随原料比的变化不明显，且处理间差异不显著（p＞0.05）。综合考虑上述结果，选择海棠苹果复合原料比为50∶100。

2.2 酶法浸提苹果海棠复合果汁工艺研究

2.2.1 果胶酶添加量对苹果海棠复合出汁率的影响

本试验称取苹果海棠混合果5份（每份500 g），分别加入0.03%、0.05%、0.07%、0.09%、0.11%的果胶酶，在酶解温度和时间分别为35 ℃和3.0 h 条件下进行酶解，结束后榨汁并称量残渣量，得汁重，测定不同果胶酶添加量时的出汁率，结果如图6所示。

图6 结果表明，当果胶酶添加量为0.11%时，苹果海棠复合出汁率达到了最高，为89.25%，且与其他处理相比差异显著（p＜0.05）。因此，确定果胶酶的添加量为0.11%。

2.2.2 果胶酶酶解温度对苹果海棠混合出汁率的影响

本试验称取苹果海棠混合果5份（每份500 g），加入果胶酶0.11%，在25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃的条件下酶解3.0 h，结束后榨汁并称量残渣量，得汁重，测定不同果胶酶酶解温度时的出汁率，结果如图7所示。

由图7 可知，苹果海棠复合出汁率随着酶解温度的升高呈现先增加后减少的趋势，苹果海棠复合出汁率在果胶酶酶解温度为35 ℃时达到最高，为98.39%，与其他处理相比均有差异显著性（p＜0.05），其他温度除了40 ℃以外各处理之间出汁率差异不显著（p＞0.05）。果胶酶会因酶解温度过高而丧失活性，出汁率也会受此影响而下降，另外，在高温条件也会造成更多苹果海棠果中的香气成分损失，因此，确定其适宜酶解温度为35 ℃。

2.2.3 果胶酶酶解时间对苹果海棠复合出汁率的影响

本试验称取苹果海棠混合果5份（每份500 g），加入果胶酶0.11%，在酶解温度为35 ℃的条件下分别酶解2.0 h、2.5 h、3.0 h、3.5 h、4.0 h，结束后榨汁并称量残渣量，得汁重，测定不同酶解时间时的出汁率，结果如图8所示。

图8 表明，苹果海棠复合出汁率在果胶酶酶解时间为3 h时达到了最高，为87.61%，与2 h和2.5 h相比较出汁率呈现差异显著性（p＜0.05），但随着酶解时间的延长，苹果海棠复合出汁率呈下降趋势且与3.5 h 相比无差异显著（p＞0.05）。苹果海棠因果胶酶酶解，造成细胞破裂，从而提高了出汁率。因此，从酿造周期考虑，确定果胶酶适宜酶解时间为3.0 h。

2.2.4 果胶酶酶解取汁的正交试验

以各单因素试验参数为基础，以出汁率（%）为指标进行正交试验确定最佳果胶酶取汁工艺，结果见表1—表2。

表1 出汁率正交试验结果

表2 方差分析表

结果表明，果胶酶处理的最优组合为B3C2A2，由表1 中极差R 值得到的影响出汁率主次因子为B＞C＞A，即酶添加量＞酶解时间＞果胶酶酶解温度。利用SPSS 统计学软件对L9（34）正交试验结果（表1）进行方差分析（表2），结果表明，在本试验选定水平下，果胶酶添加量对苹果海棠复合出汁率具有显著影响（p＜0.05）。因此确定果胶酶酶解苹果海棠的取汁工艺为：酶添加量0.13%、酶解时间为3 h、果胶酶酶解温度35 ℃。

2.3 苹果海棠复合果酒发酵工艺研究

2.3.1 发酵温度对苹果海棠复合发酵的影响

本试验将酿酒酵母在接种量为6%，糖添加量为7%的条件下接入苹果海棠复合果汁中发酵，发酵温度分别为20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃，发酵结束后测定酵母发酵力及酒精度，确定适宜发酵温度，结果见图9、图10。

图9 表明，除了20 ℃发酵酒精发酵力在第3 天达到最大之外，其他发酵温度下酒精发酵力在第2天就达到了最大值，酒精发酵力随着发酵的进行而随之降低，酒精发酵力因发酵温度越高而降低越快；由图10 可知，苹果海棠果酒酒精度在发酵温度为25 ℃时最高，为12.6%vol，与30 ℃发酵的酒精度相比无显著差异（p＞0.05），而与其他发酵温度相比酒精度呈显著差异性（p＜0.05）。因此，选择苹果海棠复合果酒适宜发酵温度为25 ℃。

2.3.2 发酵糖添加量对苹果海棠复合发酵的影响

本试验将酿酒酵母在糖添加量为3%、5%、7%、9%的条件下接入苹果海棠复合果汁中发酵，接种量为6%，发酵温度为25 ℃，发酵结束后测定酵母发酵力及酒精度，确定适宜糖添加量，结果见图11、图12。

由图11 结果可知，苹果海棠果酒酒精发酵力在第2 天都达到了最大值，发酵第3 天开始逐渐降低，糖度越高，下降幅度越小；图12 结果表明，苹果海棠果酒酒精度随着糖度的增加也在增加，在糖添加量为9%时酒精度达到最高，为10.2%vol，与其他发酵温度酒精度相比呈差异显著性（p＜0.05）。因此，选择苹果海棠混合果酒发酵起始糖添加量为9%。

2.3.3 酿酒酵母接种量对苹果海棠复合发酵的影响

本试验将酿酒酵母以接种量分别为5%、6%、7%、8%的条件下接入苹果海棠复合果汁中发酵，糖添加量为9%，发酵温度为25 ℃，发酵结束后测定酵母发酵力及酒精度，确定适宜接种量，结果见图13、图14。

图13 结果表明，酒精发酵力变化在不同酵母接种量条件下呈先增加后降低趋势，发酵第2 天达到最大，发酵第3 天开始逐渐降低，接种量越大，下降幅度越大；图14 结果表明，苹果海棠果酒酒精度在接种量为8%时最高，为8.8%vol，与其他接种量发酵酒精度相比呈显著差异性（p＜0.05）。因此，选择苹果海棠复合果酒适宜发酵接种量为8%。

2.3.4 发酵工艺条件的正交试验

根据单因素试验结果，以发酵温度、糖添加量和酵母接种量3 个因素为依据，采用L9(34)正交试验确定最佳发酵工艺条件，结果见表3—表4。

表3 酒精发酵力正交试验结果

表4 方差分析表

结果表明，果胶酶处理的最优组合为B1A3C2，由表3 中极差R 值得到影响酒精发酵力的主次因子是B＞A＞C，即糖添加量＞发酵温度＞接种量。利用SPSS 统计学软件对L9（34）正交试验结果（表3）进行方差分析（表4），结果表明，在本试验选定水平下，糖添加量和发酵温度对酒精发酵力具有极显著影响（p＜0.01）。因此确定苹果海棠复合果酒发酵工艺条件为：糖添加量8%、发酵温度28 ℃、接种量8%。