山葡萄、苹果混合果酒发酵工艺的优化研究

姜 丹，罗诗琪，欧 军，张 琳，安绍云

(1.遵义医科大学公共卫生学院，贵州遵义 563000；2.贵州省预防医学实验教学示范中心，贵州遵义 563000)

山葡萄是从福建引进在贵州高原种植的人工驯化品种，贵州“天然氧吧”的生态环境有利于其营养物质的累积，形成一种特殊的香气味[1]，从而产生了野生山葡萄的独特品质。山葡萄颗粒小、紫黑色外皮带白霜且皮较厚、糖度低，但酸度和单宁含量高，山葡萄中的果酸可以促进肠胃的消化，有利于人体健康[2-3]。酿造的葡萄酒含有人体必需的8 种氨基酸、矿物质、原花青素、白藜芦醇等丰富的功能成分[4]，其抗氧化和抗疲劳作用显著，对心血管疾病的预防和治疗有很好的效果[5-6]。

苹果含有大量的维生素和矿物质，可以预防高血压和对其他疾病的治疗[7，9]。苹果酒是目前相对比较常见的果酒之一，含有多种营养成分，果酒的色泽金黄，口感和风味都很好，适量饮用具有良好的保健功效[10-12]。目前市场上果酒的产品较多，主要是以单一型果酒为主，以山葡萄为主要原料研制混合型果酒的研究相对较少。将山葡萄和苹果用作混合果酒的原料，通过单因素和正交试验获得山葡萄、苹果混合果酒的最佳工艺，充分利用两者的营养成分、风味物质，为当地山葡萄及苹果资源的深加工提供参考，同时，有利于提高果农的收入，使果酒的产品更加多元化[13-14]，并为工业化生产山葡萄、苹果混合果酒提供了一定理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

原料：山葡萄（遵义金鼎昱宏葡萄酒有限责任公司山葡萄基地）、陕西苹果（市售）。

试剂：白砂糖，D-异抗坏血酸钠、皂土澄清剂、安琪酵母、调硫片（含偏重亚硫酸钾）等（均为食品级）。

仪器：分析天平（型号FA2004N），上海菁海仪器有限公司；紫外分光光度计（型号759S），上海菁华科技仪器有限公司；恒温发酵箱（型号SHP-250），上海精宏实验设备有限公司；数字折光仪（型号TD-65），浙江托普仪器有限公司

1.2 试验方法与步骤

1.2.1 山葡萄、苹果混合型果酒的工艺流程（图1）

1.2.2 操作要点

原料处理制汁：挑选新鲜、成熟度高的山葡萄、苹果，使得混合汁初始糖度达到10 °Bx，保留利用山葡萄外果皮的野生酵母，破碎后装瓶备用；将苹果冲洗、晾干、切半并去核，再切块榨汁，分别按比例将两者带渣果汁混合，然后加入果胶酶、白砂糖、安琪酵母0.02%、D-异抗坏血酸钠进行发酵。

主发酵：加入一定量活化好的酵母，装液量不超容器体积的2/3，在25 ℃下发酵，每天搅拌1 次，发酵时间为8 d。

过滤：分离果渣和酒液，添加一定量的皂土澄清剂、橡木片0.2%、按标签说明添加一定量调硫片，其中的橡木片能够提升果酒的风味，SO2具有防止氧化、改善风味、增加酸度等作用[15-16]。

复发酵：在温度18 ℃左右进行复发酵，此过程不应晃动瓶子，避免澄清效果不佳。注意该过程要密封严实，之后取出再过滤一次，装瓶密封进行4 ℃左右冷藏，之后进行感官评定和理化检测。

1.2.3 单因素试验

选取果胶酶添加量、主发酵时间、皂土澄清剂添加量、D-异抗坏血酸钠添加量、白砂糖添加量，山葡萄和苹果的果汁配比进行单因素试验。

1.2.4 正交试验

通过单因素试验筛选，最后确定选取皂土澄清剂添加量、白砂糖添加量、山葡萄和苹果的果汁配比进行L9（34）正交试验。

1.3 分析检测方法

根据表1 对混合果酒的色泽、香味、口感、形态进行感官分析，理化指标参考GB/T 15038—2006要求进行测定。

表1 感官评分标准

2 结果与分析

2.1 单因素实验

2.1.1 果胶酶的添加量

添加的果胶酶能够有效提高水果的出汁率[17]，根据水果出汁率的大小确定最佳的果胶酶添加量，山葡萄∶苹果的果汁配比为1∶2 时，添加果胶酶的量分别为0.20%、0.25%、0.30%、0.35%、0.40%，主发酵时间为7 d，皂土澄清剂的量为0.12%，D-抗坏血酸钠的量为0.01%、白砂糖的量为20%，进行发酵，结果见图2。

从图2 可以看出，混合果酒出汁率在加入果胶酶量0.20%～0.30%时，随着果胶酶量的增多而逐渐增大；果胶酶量在0.30%之后，随着其添加量增多而逐渐减小，且口感降低。当果胶酶量加到0.30%时，果酒出汁率达到最大值，即混合果酒发酵产生的酒液是最多的，因此，选取果胶酶最适添加量为0.30%。

2.1.2 主发酵时间

在发酵过程中，糖会不断被消耗转化为酒精，通过监测糖度的变化可以测定发酵最佳时间[18]。山葡萄∶苹果的果汁配比为1∶2 时，添加果胶酶的量为0.3%，主发酵时间分别为0、1 d、2 d、3 d、4 d、5 d、6 d、7 d、8 d、9 d、10 d，皂土澄清剂的量为0.12%，D-抗坏血酸钠的量为0.01%、白砂糖的量为20%，进行发酵，结果见图3。

由图3 可知，随着发酵时间的推移，在0～8 d混合果酒中糖被利用，糖度逐渐降低；在8～10 d 开始维持稳定，酵母基本停止利用糖发酵生成酒精。若再延长发酵时间，可能会增加微生物污染的机会，影响果酒的品质。因此，从果酒品质、时间和成本考虑，选取8 d为主发酵时间。

2.1.3 皂土澄清剂的添加量

澄清剂对果酒品质有很大的影响，通过对透光率的检测，并且结合感官评定确定澄清剂的添加量[19]。山葡萄∶苹果的果汁配比为1∶2 时，添加果胶酶的量为0.30%，主发酵时间为8 d，皂土澄清剂的量分别为0.08%、0.09%、0.10%、0.11%、0.12%，D-抗坏血酸钠的量为0.01%，白砂糖的量为20%，进行发酵，结果见图4。

根据图4 可知，添加皂土澄清剂0.08%～0.11%时，混合果酒的透光率随其添加而升高，此过程苦味物质也会被沉淀，过滤后果酒苦味变淡，而色泽和澄清度改善明显，感官评分值达到最高分；添加皂土澄清剂0.11%～0.12%时，果酒澄清透明，但风味稍平淡，整体风味不够突出，使感官评分降低。因此，综合果酒品质，添加皂土澄清剂的量选择为0.11%。

2.1.4 D-异抗坏血酸钠添加量

D-异抗坏血酸钠作为常用的抗氧化剂能有效的防止水果在酿造过程中发生褐变，保证果酒的色泽、风味[20]。山葡萄∶苹果的果汁配比为1∶2 时，添加果胶酶的量为0.30%，主发酵时间为8 d，皂土澄清剂的量为0.11%，D-异抗坏血酸钠的量分别为：0.006%、0.008%、0.01%、0.012%、0.014%，白砂糖的量为20%，进行发酵，结果见图5。

从图5 可知，在D-异抗坏血酸钠0.006%～0.010%的范围内，随着加入的量增加，混合果酒的感官评分增高，由抗氧化引起的果酒异味也消失，果酒同时具有山葡萄、苹果两种水果的香味，色泽为酒红色；添加量在0.010%之后混合果酒的香味开始变淡，同时抗氧化护色没有什么明显差别，果酒色泽偏暗。因此选取添加D-异抗坏血酸钠的量为0.010%。

2.1.5 白砂糖添加量

白砂糖对果酒发酵中的酒精度和还原糖有重要的影响，山葡萄∶苹果的果汁配比为1∶2 时，添加果胶酶的量为0.30%，主发酵时间为8 d，皂土澄清剂的量为0.11%，D-异抗坏血酸钠的量为0.01%，添加白砂糖的量分别为：10%、15%、20%、25%、30%，进行发酵，结果见图6。

从图6 可以看出，添加白砂糖的量在10%～20%时，糖不断地转化为酒精，混合果酒慢慢的淡化了苦涩味和酸味；当白砂糖的量为20%时，混合果酒的果香浓郁，口感酸甜合适，且酒精度达到预期；之后随着添加白砂糖的量增多，一方面发现果酒的甜味会掩盖果酒自身具有的果香和酸涩味，造成果酒的口感整体不饱满。一方面添加的糖进一步生成酒精，酒精度升高，使其口感单一，酒香不协调，感官评分降低。所以加入的白砂糖的量是20%。

2.1.6 山葡萄和苹果的果汁配比

选取山葡萄∶苹果的果汁配比为1∶1、1∶2、1∶3、2∶3、3∶2、3∶1、2∶1，添加果胶酶的量为0.3%，主发酵时间为8 d，皂土澄清剂的量为0.11%，D-抗坏血酸钠的量为0.01%、白砂糖的量为20%，进行发酵，结果见图7。

由图7 可知，山葡萄和苹果的果汁配比主要影响混合果酒的感官评分，酒精度变化幅度较小。山葡萄∶苹果的果汁配比为1∶3 时，所得混合果酒兼具两种水果香气、风味协调、色泽饱满，酒体澄清透明，酒精度适宜，评分最高，果酒品质最好。

2.2 正交试验

通过对山葡萄、苹果混合果酒酿造过程中的单因素实验研究，确定出几个单因素中较优的水平，以白砂糖的添加量、山葡萄和苹果的配比、皂土澄清剂的添加量为实验因素进行正交试验，正交试验因素与水平设计见表2，正交试验结果及分析见表3和表4。

表2 正交试验因素水平表

表3 正交试验结果和极差分析

根据表3 中的极值R 分析，白砂糖添加量、皂土澄清剂添加量、山葡萄和苹果的果汁配比3 个因素对山葡萄、苹果混合果酒的风味的影响大小顺序为：白砂糖的添加量＞皂土澄清剂的添加量＞山葡萄和苹果的果汁配比，最优化的工艺参数组合是A2B3C1，即白砂糖添加量为20%、澄清剂添加量为0.12%、山葡萄和苹果的果汁配比1∶2。在此条件下所得的混合型果酒具有山葡萄、苹果特有的清香，澄清透明，无沉淀，颜色呈酒红色，酸甜适中，酒体柔和，感官评价得分为84.25 分，酒精度为11.49%vol。

2.3 理化检测

根据GB/T15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》测定，其中酒精度是11.49%vol、总糖是11.25 g/L、总酸是2.47 g/L、SO2是13.41 g/L，均符合果酒国标中的标准。

表4 混合型果酒工艺的正交试验方差分析

3 结论

利用正交试验对山葡萄、苹果混合型果酒的研制工艺优化，得到最佳工艺参数如下，酵母接种量0.02%、果胶酶添加量为0.3%、主发酵时间8 d、皂土澄清剂添加量为0.12%、D-异抗坏血酸钠添加量为0.01%、白砂糖的添加量为20%、山葡萄和苹果的果汁配比为1∶2，酒精度是11.49%vol，半干型，其他指标符合果酒的国家标准。此条件下获得的山葡萄、苹果混合型果酒的感官评分达到84.25分，根据此工艺所得的混合型果酒色泽良好，酒体醇厚，酒香浓郁，适合大多数人群饮用，能满足消费者对果酒饮料的要求。