欧李果露酒加工工艺优化

温华婷,高娉娉,史肖,赵美,李敏,韩舜愈,王婧*

1(甘肃农业大学 食品科学与工程学院,甘肃 兰州,730070) 2(甘肃省葡萄与葡萄酒工程学重点实验室,甘肃 兰州,730070)

欧李(Cerasushumilis)是我国特有的蔷薇科樱桃属的一种矮生灌木[1],具有耐寒、耐旱、耐盐碱、耐瘠薄、固沙、蓄水等特性,生长于我国山西、甘肃、内蒙古等长江以北地区[2]。欧李果实为浆果类,亩产量高达1 000～1 500 kg,果实色泽明艳、富含多种营养物质及抗氧化活性物质[3-7]。然而欧李果中有机酸和酚类物质含量较高,糖含量相对较低,果实口感酸涩,需经过特殊加工后方可食用[8]。欧李果实不耐贮藏,不宜长途运输[9-10]。因此,加强欧李果实的深加工利用,对欧李果产业发展具有重要意义。

露酒是以蒸馏酒、发酵酒或食用酒精为酒基,加入可食用的植物辅料、食品添加剂,按一定的生产工艺加工而成,从而改变其原有风格的饮料酒[11]。露酒产品多样、用料独具风格,个性突出[12-13],且制作成本较低,工艺简单,价格适中。露酒的乙醇体积分数一般为11%～18%,其风味随添加物的不同而异,既有酒精饮料的特征,又保留了浸提物料的营养元素。目前,对露酒产品的研究主要在原料、生产工艺、风味物质分析等方面。夏其乐等[14]研究了杨梅露酒浸提工艺,明确了浸提过程中黄酮、总酚等主要功能性成分在酒体中的变化；张玲等[15]以菠萝蜜和双蒸馏酒为原料,研究了不同的浸提因素对露酒风味的影响,既保留了原料的营养价值和功能特性,又使产品在外观、口感、风味方面独具特色；刘媛等[16]以猕猴桃为原料,通过优化猕猴桃露酒的制备工艺,提高露酒的营养价值。随着消费者生活质量的提高和健康意识的加强,对露酒产品的选择将更加趋向于营养保健功能。欧李果实色泽艳丽,风味独特,香气浓郁,能够满足消费者视觉和口感上的需要。然而,以欧李为原料加工制作欧李果露酒的研究鲜有报道。

本试验以新鲜欧李果实为原料,清香型白酒为酒基,采用模糊综合评判法,通过单因素与响应面试验对料液比、乙醇体积分数、浸提时间、浸提温度这4个因素进行优化,以总酚和感官评分为指标,明确欧李果露酒的最佳浸提工艺,以期制备出一款口感醇正、香气宜人、品质优良的露酒,为欧李果的利用和新产品的开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜欧李果果实,2019年9月采摘于甘肃皋兰县欧李果基地的“皋兰山4号”,含糖量64.5 g/L(以葡糖糖计),总酸含量20.4 g/L(以酒石酸计)。基酒：乙醇体积分数为70%的清香型白酒,嘉峪关紫轩酒厂。

福林酚,中国国药集团化学试剂有限公司；偏重亚硫酸钠、氢氧化钠、柠檬酸,中国天津市科密欧化学试剂有限公司；没食子酸,甘肃中瑞化工有限公司；碳酸钠,西安福瑞达化工有限公司；复盐降酸剂,德国Erbsloeh集团。

HX502T电子天平,中国慈溪市天东衡器厂；8100摩尔超纯水机,上海摩勒科学仪器有限公司；Genesis 10 s紫外可见分光光度计,美国Thermo Scientific公司；GZX-GF101-Ⅱ电热恒温鼓风干燥器、SPX-150-Ⅱ生化培养箱,上海跃进医疗器械有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 欧李果露酒工艺流程

欧李果露酒工艺流程如下：

欧李果实→分选除梗、去核→无菌蒸馏水调整基酒酒度→浸提→澄清处理→调配(降酸剂/白砂糖)→装罐贮存

1.2.2 欧李果露酒浸提工艺操作要点

对新鲜欧李果实进行除梗、去核处理,将基酒(乙醇体积分数为70%的清香型白酒)用蒸馏水调配成所需酒精度,然后将基酒与欧李果以一定体积比混合浸提。浸提完成后进行澄清处理,并测定酒样总酸和总糖,进行相应的调酸和调糖处理(利用商业化的复盐降酸剂和白砂糖进行酸度和糖度调整,将总糖控制在100 g/L左右)。2～3个月后取样进行指标测定。

1.2.3 欧李果露酒浸提条件优化

1.2.3.1 单因素试验

为了考察不同因素对欧李果露酒中总酚含量及感官评价的影响,分别设置料液比(欧李果∶基酒)6∶4、5∶5、4∶6、3∶7、2∶8(g∶mL),乙醇体积分数26%、28%、30%、32%,浸提时间8、10、12、14、16、18 d,浸提温度15、20、25、30 ℃。单因素按变量取值时,料液比、乙醇体积分数、浸提时间、浸提温度固定值分别为4∶6、28%、14 d、20 ℃,分析各因素的最佳浸提条件。

1.2.3.2 响应面试验

在单因素试验结果的基础上,选择料液比、乙醇体积分数、浸提时间和浸提温度4个因素,结合响应面试验研究各因素及其交互作用对欧李果露酒总酚含量和感官评分的影响,并利用模糊综合评判模型对欧李果露酒感官评分进行评价,确定欧李果露酒的最佳工艺条件。设计试验因素水平及编码值见表1。

表1 Box-Behnken实验因素水平表Table 1 Box-Behnken experimental factors and levels

1.2.4 基本理化指标及微生物指标测定

总酸、总糖、乙醇体积分数和干浸出物的测定:参照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》进行测定。

总酯的测定：参照GB/T 27588—2011《露酒》进行测定。

细菌菌落总数测定：GB 4789.2—2010《食品微生物学检验菌落总数测定》。

1.2.5 总酚含量的测定

总酚含量的测定采用Folin-Ciocalteu法。参照王华[17]的方法绘制标准曲线。线性回归方程为：y=0.001 5x+0.019,相关系数R2=0.999 5。样品的测定：取1 mL酒样稀释至10 mL后,再取0.1 mL酒样于10 mL容量瓶中,加入6 mL蒸馏水、0.5 mL 1 mol/L的Folin-Ciocalten显色剂和1.5 mL 质量分数为17%的碳酸钠溶液定容至10 mL,静置2 h,然后测定765 nm处酒样的吸光度,再根据标准曲线方程计算样品中总酚含量(以没食子酸计)。

1.2.6 感官评价

参考索安迪等[18]的方法对单因素试验、响应面试验以及验证试验进行感官评价。选择10名经过专业培训的品尝员进行感官评定。分别从外观、香气、滋味、典型性4个方面,以优、良、中、差4个等级对每个酒样进行评分。评分结果参照张勋等[19]的方法,采用模糊综合评判法进行分析，如表2所示。

表2 欧李果露酒感官评分标准Table 2 Sensory scoring standard of Cerasus humilis liqueur

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel 2010进行数据汇总,SPSS Statistics 22.0对数据进行单因素方差分析,并利用Duncan′s多重比较在置信区间0.05下对数据进行显著性差异分析,采用Design-Expert 8.0.6.1软件进行响应曲面数据分析,每试验组设3次重复。

2 结果与分析

2.1 欧李果露酒单因素试验

2.1.1 乙醇体积分数对欧李果露酒总酚含量及感官品质的影响

如图1所示,总酚含量随着乙醇体积分数增加而显著升高，当增大至28%时趋于平衡,酒体中总酚含量达到峰值(2 304.44 mg/L),比26%的乙醇体积分数增加了13.21%。表明乙醇体积分数越大,酚类物质溶出越多,当酚类物质的提取率达到最大值,继续增大乙醇体积分数对总酚含量没有显著增加,这与方堃等[20]研究结果类似。随着乙醇体积分数的增大,供试酒样的感官评分呈现先升高后降低的趋势。乙醇体积分数为26%时,果香浓郁但口感不平衡,感官评分较低为79.9分；当增大至28%时,酒体香气浓郁,口感协调,感官评分最高为82.6分；当乙醇体积分数为30%和32%时,突出的酒精味掩盖了欧李果的果香,此外较高浓度的酒精也在口感上表现出令人不舒适的苛性感以及苦感,感官评分最低。因此,选取26%、28%、30%这3个水平的乙醇体积分数进行响应面试验。

图1 乙醇体积分数对欧李果露酒的影响Fig.1 Effect of ethanol volume fraction on Cerasus humilis liqueur

2.1.2 料液比对欧李果露酒总酚含量及感官品质的影响

由图2可知,总酚含量随着欧李果比例的减少而显著降低,当料液比为2∶8时,总酚含量为1 162.22 mg/L,比初始值降低了53.96%。随着料液比中欧李果占比的减少,感官评分呈现先升高后降低的趋势；当欧李果与基酒的比例为6∶4和5∶5时,欧李果露酒色泽艳丽呈深宝石红色,香气浓郁,但酒体酸涩,口感不佳,感官评分较低,分别为76.5和78.5分；当料液比为4∶6时,酒体颜色呈宝石红色,澄清透明,香气浓郁,风味独特,口感协调,感官评分最高为82.5分；当比例为3∶7和2∶8时,酒体香气不足,颜色较淡,酒精味明显,口感不协调。在选择不同的料液比后,欧李果露酒的色泽、香气以及涩味都发生了很大的变化。综上,试验选择料液比5∶5、4∶6、3∶7 3个水平进行响应面试验。

图2 料液比对欧李果露酒的影响Fig.2 Effect of material-liquid ratio on Cerasus humilis liqueur

2.1.3 浸提时间对欧李果露酒总酚含量及感官品质的影响

由图3可知,延长浸提时间有利于总酚的浸出,总酚含量逐渐升高,12 d后趋于平衡,总酚含量最高为2 084.44 mg/L,比初始值高13.28%。在浸提初期,延长浸提时间有利于增加总酚浸提率,但在相同的料液比与酒精度条件下,随着浸提时间的增加,提取的总酚含量无明显差异。由感官评分可知,随着浸提时间的延长,感官评分呈先升高后降低的趋势。当浸提时间为12 d时,感官评分最高为82.5分,12 d后感官评分逐渐降低,这是由于欧李果实中单宁和总酸含量较高,随着时间的延长酒体酸涩感明显增高。综上,浸提时间选取10、12、14 d这3个水平进行响应面试验。

图3 浸提时间对欧李果露酒的影响Fig.3 Effect of extraction time on Cerasus humilis liqueur

2.1.4 浸提温度对欧李果露酒总酚含量及感官品质的影响

由图4可知,当浸提温度为15 ℃时,总酚含量为2 182.22 mg/L,随着浸提温度的升高,欧李果露酒的总酚含量逐渐升高；当浸提温度为30 ℃,总酚含量为2 515.56 mg/L,比初始值高13.25%。这是由于温度的升高有利于欧李果实中各种物质的溶出,加速欧李果与酒体融合,这与张玲等[15]的研究结果类似。由感官评分可知,当浸提温度为15 ℃时,酒体澄清透明,颜色呈桃红色,酸甜适口,但香气不足,感官评分较低为81.3分。随着浸提温度的升高,感官评分逐渐升高,当浸提温度为20 ℃时,评分最高为83分,酒体澄清透明,呈现宝石红色,香气浓郁,口感协调；但当浸提温度为25和30 ℃时,酒体呈暗红色,酸涩感增强,感官评分较低。浸提温度的升高有利于增加可溶性成分的溶解度并提高扩散速度,但当浸提温度继续升高,不仅加速花色苷类物质的溶出,也会加速单宁、酸类、果胶等物质的浸提,导致酒液颜色加深、酒体浑浊、口感酸涩[21]。综上,选取浸渍温度为15、20、25 ℃这3个水平进行响应面试验。

图4 浸提温度对欧李果露酒的影响Fig.4 Effect of extraction temperature on Cerasus humilis liqueur

2.2 欧李果露酒响应面试验

2.2.1 响应面设计及结果

根据单因素试验结果,采用Design-Expert 11软件进行响应面试验设计,对表3中的试验数据进行多元回归拟合,得到试验中4个因素水平对欧李果露酒感官评价(Y1)与总酚(Y2)的二次多项回归方程式：

表3 响应面试验设计及结果Table 3 Response surface test design and results

Y1=83.34+1.52A-1.42B+0.47C-0.41D-0.90AB+0.28AC+0.55AD-0.38BC+0.28BD+0.50CD-5.69A2-2.68B2-1.83C2-1.15D2

Y2=1 996.00+251.11A+90.56B+23.33C+39.44D-95.00AB+20.00AC+15.00AD-16.67BC+60.00BD-2.00CD-238.00A2-77.17B2-51.33C2-55.50D2

由表4可知,试验中分别以感官评价(Y1)和总酚(Y2)为响应值的回归模型差异极显著(P<0.01),模型失拟项不显著,R2分别为0.988 2和0.963 4,表明该模型与实际试验拟合度好,用于模型试验结果可靠。在Y1模型中一次项A、B、C表现为极显著,D表现为显著,二次项A2、B2、C2、D2表现为极显著,交互项AB表现为极显著,AD表现为显著,其余为不显著。在Y2模型中一次项A、B表现为极显著,D表现为显著,二次项A2、B2表现为极显著,C2、D2表现为显著,交互项AB表现为极显著,其余为不显著。各因素影响感官评分的顺序为料液比>乙醇体积分数>浸提时间>浸提温度,影响总酚含量的顺序为料液比>乙醇体积分数>浸提温度>浸提时间。

表4 模型方差分析表Table 4 Analysis of variance of the model

2.2.2 交互作用

Y1模型中AC、BC、BD、CD交互作用不明显,因此只对AB、AD交互作用进行分析。响应面图像中等高线是反映两因素之间的交互作用,当等高线为椭圆时表明交互作用较强,当等高线为圆形时则交互作用较弱[22]。由图5-a可知,沿A、B因素轴方向的较陡,则二者对感官评分影响程度较强,底部等高线为椭圆,表明料液比与乙醇体积分数间的交互作用强。由图5-b所示,料液比与浸提温度的交互作用次之,底部等高线为椭圆,表明料液比与浸提温度间的交互作用显著。

a-料液比和乙醇体积分数;b-料液比和浸提温度;c-料液比和乙醇体积分数图5 各因素交互作用Fig.5 Interaction among various factors

Y2模型中AC、AD、BC、BD、CD交互作用不明显,因此,只对AB交互作用进行分析。由图5-c可知,沿A因素轴方向的较陡,沿因素B轴方向较为平缓,说明与乙醇体积分数相比,料液比对总酚含量影响更大,并且料液比与乙醇体积分数间的交互作用较强。

2.3 验证试验

通过Design-Expert 11软件进行数据分析,得到欧李果露酒的最优浸提条件：料液比4.26∶5.74,乙醇体积分数27.85%,浸提时间12.86 d,浸提温度21.77 ℃,在此条件下感官评分为83.19分,总酚含量为2 046.67 mg/L。考虑实际生产条件,对最佳浸提工艺调整为料液比4∶6,乙醇体积分数28%,浸提时间13 d,浸提温度22 ℃。在此条件下进行3次验证试验,试验所得感官评分为83.25分,总酚含量为2 072.55 mg/L,与模型预测值差异较小。因此,通过响应面试验优化的工艺参数具有较高的可行性。

2.4 理化指标及微生物指标分析

利用本试验优化的最佳工艺参数进行基本理化指标及微生物指标测定,结果表明欧李果露酒乙醇体积分数为16.78%,总酸含量5.20 g/L,总糖含量101.2 g/L,干浸出物1.2 g/L,总酯含量1.19 g/L,细菌菌落总数<50 CFU/mL,各项检测结果均符合国家标准。

表5 理化指标及微生物指标Table 5 Physicochemical and microbiological index

3 结论

以欧李果和清香型白酒为原料,通过单因素试验和响应面分析法,研究不同浸提条件对以欧李果露酒品质的影响。结果表明,料液比4∶6,乙醇体积分数28%,浸提时间13 d,浸提温度22 ℃为最佳浸提工艺。在此条件下得到的露酒酒体澄清透明,颜色呈宝石红色,香气浓郁,同时保留了欧李果独特的风味特征。酒体乙醇体积分数为16.78%,总酸含量5.2 g/L,总糖含量101.2 g/L,干浸出物1.2 g/L,总酯含量1.19 g/L,总酚含量2 072.55 mg/L,感官评分83.25 分,卫生指标符合国家标准。试验结果对丰富露酒品种,增强欧李果相关产品的深加工与开发以及带动地方产业经济提供了数据参考。