树莓酒发酵工艺优化研究

吴林生，高智翔，徐德聪

(合肥师范学院 生命科学学院，安徽 合肥 230601)

树莓又称为托盘、山莓等，属蔷薇科悬子钩属小灌木类落叶果树[1]。树莓果实含糖、有机酸、维生素、矿物质、花青素及黄酮、酚类、萜类等有效成分[2-3]。树莓果的成熟期较为集中、采收期较短、采收的难度较大、采摘后也不易储藏运输。树莓果实采摘后，一定要及时进行加工销售，否则就会造成大量鲜果积压和腐烂[4-5]。目前，树莓果一般都是以鲜食为主，但是鲜食的树莓果零售价高且货架期短，所以一般在市场上很难看到有树莓果的销售，严重地限制了树莓果的消费，所以，对树莓果的加工进行研究与优化具有重要意义[6]。

树莓酒是以树莓为基本原料，利用酵母菌发酵作用而成的低度饮料酒[7]。酵母菌将树莓汁中可进行发酵的糖类转化成酒精与其他各种典型风味物质，树莓酒具有低酒精度、高营养、益脑健身等特点。目前为止，由于树莓酒还没有成熟的酿造工艺，所以在高品质果酒行列中，还没有树莓酒的身影，很难像葡萄酒那样形成高端的产业链[8]。由于树莓酸度高，在发酵成酒的过程中香气物质极易流失，影响果酒理化性质及感官品质的决定因素有原料、菌种种类及添加量、发酵温度、发酵时间以及发酵pH，但目前为止，综合研究各类影响因素对成品酒的影响并不多见，针对此类情况，本文主要研究干红树莓酒加工工艺及优化。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

树莓、白沙糖、偏重亚硫酸钾、果胶酶、果酒酵母等其他试剂(所用材料与试剂均食品级)。

1.2 仪器与设备

HH-S恒温水浴锅，国胜实验仪器厂；SPX-150B-Z生化培养箱，上海博迅实业医疗设备厂；UV-3200S紫外可见分光光度计，上海美普达仪器有限公司；BL55颗粒制冰机，无锡沃性仪器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 发酵树莓酒工艺流程[9-11]

冷冻树莓→解冻→破碎→酶解→调糖→接种与主发酵→皮渣分离→后发酵→澄清→成品。

1.3.2 试验设计[12-15]

按照1.3.1的加工方法进行单因素实验，分别添加酿酒酵母OTT、酿酒酵母ADT、酿酒酵母OFC；酵母添加量1g/kg、2g/kg、3g/kg、4g/kg和5g/kg；主发酵时间5天、6天、7天、8天、9天；发酵温度20℃、23℃、26℃、29℃和32℃，每种因素水平的设计如表1，每种试验需进行3次平行。单因素试验的基础上，选取酵母添加量(A)、主发酵时间(B)、发酵温度(C)和酵母菌种类(D)为4个因素，以感官评价(Y)为响应值，采用4因素3水平正交试验考察各发酵条件对发酵效果的影响，最终确定最佳发酵工艺。

1.3.3 数据测定方法[14,16-20]

总酸含量测定：酸碱滴定法；还原糖含量测定：斐林试剂直接滴定法；酒精度测定：酒精计法；花青素含量测定：pH示差法；出汁率的测定：滤出的果汁重量与原冷冻树莓重量的比值。

1.3.4 数据分析方法[21-26]

用Excel软件进行单因素试验数据分析并制作相关图表，通过正交试验设计软件进行方差与极差分析。

2 试验结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 酵母菌种类对树莓酒发酵的影响

在初始糖含量为220g/L，酵母菌添加量为2g/kg，发酵温度为26℃的条件下，分别接种不同种类酵母菌主发酵7天后酒精度、残糖量、总酸以及感官评价的结果分析如图1(a,b)。由图1(a)和1(b)可知，这几种酵母在发酵过程中，不同种酵母发酵树莓酒对其品质的影响相差不大。酿酒酵母OFC发酵酒体丰厚，口感稍好，但酵母OFC属于进口酵母，其价格远高于其他两种酵母菌，不具有经济效益。在未接种酵母时，树莓果在自然条件下几乎没有发酵，口感也极差。综合酵母菌价格等各因素，本次试验选用的最佳接种酵母菌为酵母OTT。在初始糖含量为220g/L，酵母菌添加量为2g/kg，发酵温度为26℃的条件下，分别接种不同种类酵母菌主发酵7天后出汁率、干浸出物以及花青素的变化情况如图1(C)。由图1(C)可知，这几种酵母在发酵过程中，虽与酵母OTT相比相对较少，但是其购买价格远大于前两种酵母，不具有经济效益。与酵母OTT相比，酿酒酵母OFC对果酒品质的影响也差别不大，故本次试验选用的最佳接种酵母菌为酵母OTT。本试验中，自然条件下酿造的树莓酒，营养成分虽然很高，但其他各项指标均未达标，故舍弃。

2.1.2 酵母菌添加量对树莓酒发酵的影响

图1 酵母菌种类对树莓酒口感、品质及营养成分的影响

在初始糖含量为220g/L，发酵温度为26℃条件下，分别在不同酵母添加量(以酵母OTT为发酵酵母)下主发酵7天后酒精度、残糖量、总酸以及感官评价的结果分析如图2(a，b)。由图2(a)和图2(b)可知，当酵母菌添加量小于2g/kg时，在早期发酵过程中，由于酵母菌含量不足，果酒的酿造周期延长，各种芳香型风味都难以形成，酒精度低，果酒酒香味不浓厚且酸涩味较重，口感较差。当酵母菌添加量为2g/kg时，酒体纯正，果香也醇厚。当酵母菌添加量大于2g/kg时，酒精度虽然有所提高，但是果酒酵母味较重,树莓果特有的果香味减弱，酒体的澄清度下降，口感苦涩。这说明，酵母菌添加量直接影响着酿造树莓酒的快慢，当酵母菌添加量增加时，树莓酒发酵速度将会变快，酒精度也会升高，但是接入量过多时树莓酒的口感、色泽等将会变差，从而影响整体的感官评价。因此,在酿造树莓酒时酵母菌添加量不宜过多也不宜过少，本次试验认定酿造树莓酒最佳酵母菌添加量为2g/kg。在初始糖含量为220g/L，发酵温度为26℃条件下，分别在不同酵母添加量(酵母菌OTT)下主发酵7天后出汁率、干浸出物以及花青素的变化情况如图2(c)。由图2(c)可知，在酿造树莓酒的过程中，酵母菌添加量为1g/kg～3g/kg时出汁率缓慢上升，大于3g/Kg时出汁率逐渐保持平稳，但干浸出物和花青素的含量快速下降。这说明，营养成分在发酵过程中的流失速度很快。图2(c)显示，虽然酵母菌添加量为3g/kg时的出汁率略大于2g/kg，但其营养成分流失太多，所以本次试验的酵母菌添加量选择2g/kg。

图2 酵母菌添加量对树莓酒口感、品质及营养成分的影响

2.1.3 主发酵时间对树莓酒发酵的影响

在初始糖含量为220g/L，酵母菌添加量(酵母菌OTT)为2g/kg，发酵温度为26℃条件下，分别在不同发酵时间下主发酵后酒精度、残糖量、总酸以及感官评价的结果分析如图3(a，b)。由如图3(a)和图3(b)可知，在树莓酒主发酵的整个阶段中，酒精度的变化总是呈现上升的趋势且前期酒精度上升速度比后期快，其总糖的含量也总是呈现出下降的趋势且前期的下降速度比后期快，这说明前期和后期相比酵母菌的活力发生了改变，前期酵母菌的活力高代谢旺盛，而后期酵母菌的活力降低代谢能力减弱。这可能是由于酵母菌的生存环境发生了改变，如酒精度、酸度、含氧量等的改变都可能影响酵母菌的活力。在树莓酒主发酵期间，酸度呈现出先上升后下降的趋势，因此,树莓酒的酸度要达到正常范围主发酵时间不能过短。综上所述，要求酒精度、酸度、残糖量以及口感达到标准值树莓酒主发酵时间不能低于9天。在初始糖含量为220g/L，酵母菌添加量(酵母菌OTT)为2g/kg，发酵温度为26℃条件下，分别在不同发酵时间下主发酵后出汁率、干浸出物以及花青素的变化情况如图3(c)。由图3(c)可知，在树莓酒的酿造过程中，出汁率5～7天缓慢上升，7～9天后逐渐趋于平缓，但干浸出物和花青素的含量快速下降。这说明，营养成分在树莓酒的酿造过程中流失的速度很快。因此，在树莓酒酿造的过程中一定要把握好主发酵时间，以防营养成分大量流失。综合所有条件可知，最佳果酒主发酵时间为9天。

图3 主发酵时间对树莓酒口感、品质及营养成分的影响

2.1.4 发酵温度对树莓酒发酵的影响

在初始糖含量为220g/L，酵母菌添加量(酵母菌哦OTT)为2g/kg的条件下，分别在不同温度下主发酵7天后酒精度、残糖量、总酸以及感官评价的结果分析如图4(a，b)。由图4(a)和图4(b)可知，在酿造树莓酒的过程中，温度的变化会直接影响树莓酒酒精的生成量、残糖量以及果酒品质的变化。随着温度的不断升高，酵母菌的发酵速度加快，酒精度升高，糖含量下降，这是由于温度是酵母菌代谢繁殖能力的重要条件之一。温度过低(20℃～23℃),酵母菌的代谢繁殖能力降低，树莓酒的发酵周期就会变长，酒体淡薄，口感品质也较差，不利于树莓酒的生产。温度过高(29℃～32℃),酵母菌的代谢繁殖能力增强，红树莓会快速发酵，从而导致树莓特有的香气挥发。同时，在过高的温度下进行果酒发酵也会导致杂菌快速生长繁殖，从而使树莓酒整体风味降低，澄清度降低，口感降低，品质降低。综上所述，树莓酒的最适发酵温度为26℃。在初始糖含量为220g/L，酵母菌添加量(酵母菌OTT)为2g/kg的条件下，分别在不同温度下主发酵7天后出汁率、干浸出物以及花青素的变化情况如图4(C)。由图4(C)可知，在酿造树莓酒的过程中，随着温度的升高，花青素含量和干浸出物含量都在逐渐降低，这是由于温度会影响到酵母菌的代谢繁殖能力。温度升逐渐高，酵母菌的代谢繁殖能力也会逐渐加强，各种氧化反应随之加快，树莓中的营养物质易被氧化破坏。因此，在树莓酒的酿造过程中一定要把握好发酵温度，以防营养成分大量流失。出汁率缓慢上升到26℃时趋于平稳。综上所述，最佳的发酵温度为26℃。

图4 发酵温度对树莓酒口感、品质及营养成分的影响

2.2 正交试验结果与分析

酒精度主要影响树莓果酒的酒体丰厚程度以及其耐储藏性，花青素含量则主要是反映树莓酒的营养成分含量，而感官评价则直接影响树莓酒能够被大众接受的程度。由表1可知，影响树莓酒品质的因素依次是A>B>D>C，即酵母菌添加量>主发酵时间>酵母菌种类>发酵温度。本试验选取的最佳组合为：A2B2C2D3，但是由于酿酒酵母OFC属于进口酵母，价格昂贵，不具有经济效益，故本次试验选取的最终组合为A2B2C2D2，即酵母菌添加量为2g/kg，主发酵时间为9天，发酵温度为26℃，酵母菌种类为酿酒酵母OTT。在正交试验中未做上述两种组合，需要做试验验证结果进行对比。经过对比发现，两种组合各种数据差距不大且第二种组合更具有经济效益，故符合上述试验预测结果。

表1 优化工艺正交试验结果

表2 方差分析结果

由表2可知，FA>F0.01(2,2)，FB> F0.01(2,2)，则P<0.01，这就说明酵母菌添加量和主发酵时间对树莓酒品质和营养成分的影响已经达到了极为显著水平，而且FA还大于FB，则PAF0.25,则0.1

3 结论

通过试验优化研究树莓果酒发酵，发现最佳发酵条件为：选用酵母OFC为发酵菌种，酵母菌添加量为2g/kg，发酵时间为9天，发酵温度为26℃。但是酵母OFC属于进口酵母，购买成本要远高于其他两种酵母，不具有经济效益，而且与酵母OTT相比，酵母OFC对果酒品质的影响差别不大，因此，选用酵母OTT为发酵菌种，酵母菌添加量为2g/kg，发酵时间为9天，发酵温度为26℃。在此条件下酿造的树莓果酒，营养成分高，酒体纯正、协调，果香和酒香醇厚，酒体色泽清亮，有光泽，正红色，具有典型风味。本研究虽然得出了树莓酒最佳的发酵条件，使树莓酒在各方面都得到了进一步的提高，但是要得到更加高端的树莓酒，还是要不断地努力，继续深入研究。