柿子白兰地酿造工艺研究
2020-12-24石家昌武纪天
程 浩，石家昌，黄 钰，武纪天，王 凯，李 楠
（广西大学生命科学与技术学院，广西南宁 530004）
柿子又名米果、猴枣，柿科柿属植物，是一种多年生落叶果树[1]。我国的柿子产量很高，但我国柿子加工利用率却远远不及欧美等发达国家。虽然柿子加工在我国已有数千年的历史，但由于鲜柿采摘后不耐储存，人们将柿子就地加工成柿子饼、柿子酒、柿子醋等制品[2]，其中柿子饼的加工更为普遍，其加工方式多以小作坊为主，加工技术落后且卫生条件达不到要求[3]，不能满足国内乃至国际市场的需求量。柿子不仅营养丰富，也是优质的加工原料，其具有广泛的生物活性物质[4-5]。
白兰地是世界六大蒸馏酒之一，是水果经过发酵酿造产生果酒，再经过蒸馏、陈酿而得的水果蒸馏酒。本研究创新性地以桂林月柿饼为原料，对柿子白兰地发酵工艺进行优化。通过单因素和正交试验，确定最佳酿造工艺，从而为柿子白兰地工业化生产提供重要理论依据。
1 材料与方法
1.1 实验材料
桂林月柿，广西栊珑农业开发有限公司提供；酵母，安琪酵母股份有限公司；果胶酶、没食子酸、DNS试剂，均为实验室采购。
1.2 实验主要仪器
高压灭菌锅,重庆雅马拓科技有限公司；电子万用炉,北京市永光明医疗仪器有限公司。
恒温培养箱ZQZY-C，上海知楚仪器；JJ-2 组织捣碎机,金坛市城东新瑞仪器厂；UVmini-1240紫外可见分光光度计，岛津企业管理有限公司；TW12水浴锅，北京优莱博技术有限公司；酒精计，冀州市耀华器械仪表有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 工艺流程
柿子饼打碎→加水灭菌→酶解处理→酒精发酵→压榨过滤→蒸馏→陈酿→感官分析→成品
1.3.2 操作过程
1.3.2.1 柿子饼处理
将柿子饼去蒂切碎，以料液比1∶2 加水进行灭菌处理，打浆制成柿子饼待发酵液，加入果胶酶进行酶解处理，进行正交试验，试验设计如表1，以使柿子浆的上清液透光率达到最大[6-7]，然后搅拌均匀。
表1 酶解条件正交试验因素水平表
1.3.2.2 单因素、正交试验优化酿造工艺
将柿子饼和水按1∶1、1∶1.5、1∶2、1∶2.5、1∶3 进行料液比的试验；添加0.2‰的酵母进行发酵时间的测定（发酵瓶每天的减少量不超过0.2 g，即可认为发酵基本结束）；选取温度为24 ℃、26 ℃、28 ℃、30 ℃、32 ℃，酵母添加量为0.1 ‰、0.2 ‰、0.3 ‰、0.4 ‰、0.5 ‰，装液量为40 %、50 %、60 %、70 %、80 %，分别进行单因素试验；选取温度为26 ℃、28 ℃、30 ℃，酵母添加量为0.1‰、0.2‰、0.3‰，装液量为50%、60 %、70%进行正交试验，如表2。
1.3.2.3 柿子白兰地的蒸馏[8]与陈酿[9]
通过蒸馏装置将发酵液进行一次和二次蒸馏得到40%vol的柿子酒，放置橡木片于其中，进行陈酿。陈酿时间为35 d，橡木片添加为1%，以期陈酿效果达到最佳。
表2 柿子发酵正交试验因素水平表
1.3.2.4 柿子白兰地感官评定[10-11]
由本实验室的12 名人员组成感官评定小组，按照表3 的感官评价标准，对1.3.2.3 中添加橡木片陈酿的柿子白兰地进行感官评价，取其平均分。
表3 柿子白兰地感官评价标准
2 结果与分析
2.1 酶解正交试验
由正交试验的结果分析选取最佳的工艺条件，正交试验结果见表4。
为了进一步判断酶解时间、酶解温度、果胶酶添加量3 个因素是否对正交试验的结果有影响，将正交试验的数据进行了方差分析，找出其中起主导作用的变异来源。由表5 可知，在柿子汁透光率方差分析中，果胶酶酶解时间是影响柿子汁澄清效果的重要因素，达到显著水平，而果胶酶添加量和酶解温度没有达到显著水平。综合极差分析和方差分析结果，最终确定果胶酶酶解条件为A3B3C2，这与上述极差分析结果一致。
2.2 料液比对酒精发酵的影响
取250 mL 三角瓶，装液量为60 %，接种量为0.2‰，发酵时间为7 d，发酵温度为28 ℃。设置料液比梯度分别为1∶1、1∶1.5、1∶2、1∶2.5、1∶3，于121 ℃，20 min 高压灭菌后打浆，接种后进行发酵，平行3次取平均值。其结果见图1。
表4 正交试验结果
表5 方差分析
图1 不同料液比下的发酵酒精度
当料液比为1∶1 时，发酵蒸馏得到的柿子发酵液酒精度最高，酒度为13.4%vol，随着料液比的减少酒精度呈下降趋势。但由于此料液比不利于操作，为了操作方便，综合考虑，故选择料液比为1∶2，此时酒精度为8.8%vol。
2.3 发酵时间的测定
取250 mL 三角瓶，装液量为60%，料液比为1∶2，发酵温度为28 ℃，接种量为0.2‰。在发酵时间分别为0、1 d、2 d、3 d、4 d、5 d、6 d、7 d 称其二氧化碳失重量（不超过0.2 g 为发酵结束[12]）。其结果见图2。
图2 发酵时间的测定
由图2可知，随着发酵时间的延长，前期CO2减少量逐步增加，第3天开始CO2减少量逐渐减少，当到第7 天时，二氧化碳失重量基本不发生变化，即可说明柿子发酵到第7 天就已经停止发酵，因而选择柿子白兰地的发酵时间为7 d。
2.3 酵母添加量对酒精发酵的影响
取250 mL 三角瓶，装液量为60%，料液比为1∶2，发酵时间为7 d，发酵温度为28 ℃。设置酵母添加量梯度分别为0.1 ‰、0.2 ‰、0.3 ‰、0.4 ‰、0.5‰。其结果见图3。
由图3 可知，当酵母添加量为0.2‰时，发酵蒸馏得到的柿子白兰地酒精度最高，此时酒度为9.6 %vol。酵母接种量低于0.2 ‰时，对原料不足以完全利用，因而发酵效果较差，体现为酒精度变低；酵母接种量高于0.2 ‰时，由于酵母的生长繁殖消耗过多原料，导致发酵效果变差，体现为酒精度变低。可初步判断最适酵母添加量为0.2‰。
2.4 装液量对酒精发酵的影响
图3 酵母添加量对酒精发酵的影响
取250 mL 三角瓶，料液比为1∶2，发酵时间为7 d，接种量为0.2 ‰。设置装液量梯度分别为40%、50%、60%、70%、80%。其酒精发酵结果见图4。
图4 装液量对酒精发酵的影响
由图4 可知，当装液量为60%时，发酵蒸馏得到的柿子白兰地酒精度最高，此时酒精度为9.6%vol。当装液量少于60%时，瓶内初始氧气较多，酵母先进行有氧呼吸，繁殖生长消耗原料，因而发酵效果变差；当装液量多于60 %时，瓶内初始氧气较少，酵母的繁殖受到影响，对原料的利用不足，因而发酵效果不佳，体现为酒精度变低。可初步判断其最适装液量为60%。
2.5 温度对酒精发酵的影响
取250 mL 三角瓶，装液量为60%，料液比为1∶2，发酵时间为7 d，接种量为0.2 ‰。设置发酵温度梯度分别为24 ℃、26 ℃、28 ℃、30 ℃、32 ℃。其酒精发酵的结果见图5。
图5 发酵温度对酒精发酵的影响
由图5 可见，当发酵温度为28 ℃时，发酵蒸馏得到的柿子白兰地酒精度最高,酒度为9.7 %vol。温度低于28 ℃时，酵母的生长繁殖受到抑制，因而发酵效果受到影响；温度高于28 ℃之后，酵母生长繁殖受到抑制甚至有部分死亡，同样发酵效果会受到影响，体现为酒精度变低。可初步判断其最适发酵温度为28 ℃。
2.6 酒精发酵正交试验
在单因素的实验结果的基础上进行正交试验，其结果见表6。
表6 正交试验结果
对表6 中正交试验结果进行方差分析，结果如表7所示。
根据正交试验结果表6、方差分析表7 综合分析可知，3 个因素的影响顺序为A＞B＞C，即发酵温度＞酵母添加量＞装液量，其中发酵温度和酵母添加量都对柿子发酵有着显著性影响，说明柿子发酵过程中，发酵温度和酵母接种量对酒精浓度的影响最大。最佳因素组合为A2B1C2，柿子在发酵温度为28 ℃，酵母添加量为0.1 ‰，装液量为60 %时，发酵液的酒精度最高，酒精度为8.8%vol。结合单因素优化试验，综合考虑选取发酵温度为28 ℃，酵母添加量为0.2‰，装液量为60%。
表7 正交试验方差分析表
2.7 感官评定
添加1%的橡木片进行35 d 的陈酿后，进行柿子白兰地的感官评定，其结果见表8。
表8 感官评定结果
感官评定小组分别从外观、香气、口味、风格方面对样品进行感官评定，结果显示，橡木片添加量为1 %，储存时间为35 d 的柿子白兰地品质最优，外观呈宝石红色、清亮透明，特有的醇香浓郁，甘甜可口、醇厚绵甜，酒体协调，具有柿子白兰地独特的风味。
3 结论
柿子白兰地要比一般水果白兰地营养成分更加丰富，有一定的保健功能，价值较高，在市场上具有很大的发展潜力。通过探索不同的发酵条件，设计单因素试验及正交试验，并通过感官评价，以寻求生产柿子白兰地的最佳工艺条件，进一步提高柿子白兰地的品质。试验结果表明，柿子白兰地酿造的最佳条件为：料液比为1∶2，发酵时间为7 d，酵母接种量为0.2 ‰，发酵温度为28 ℃，装液量为60%，陈酿时间为35 d，橡木片添加量为1%，在此条件下酿造的柿子白兰地感官评价达92 分，酒体色泽金黄，香气纯正，滋味甘美。
