山楂山药果酒的酿造工艺研究

◎ 王 勇，张瑞萍，王 炜，苟梦星，郑丽萍，韩 益，孙于庆，孙浩冉，李靖靖

（郑州工程技术学院 化工食品学院，河南 郑州 450000）

1 材料与方法

1.1 试验原料

铁棍山药，市售；山楂，购于水果超市；葡萄酒酵母，安琪酵母股份有限公司；a-淀粉酶食用级，河南万邦实业有限公司；帝伯仕果胶酶，烟台帝伯仕自酿机有限公司；纯净水。

1.2 仪器

电子天平（上海衡平仪器仪表厂）；电磁炉、美的榨汁机（广东美的生活电器制造有限公司）；数显恒温水浴锅（上海昀跃仪器设备有限公司）；真空干燥箱（上海一恒科学仪器有限公司）；冰箱（长虹美菱股份有限公司）。

1.3 方法

（1）山楂浆制作工艺流程。挑选山楂→清洗→去柄、去核、切瓣→护色→软化→冷却后打浆→酶解→煮沸灭酶杀菌→山楂汁[1]。

（2）山药浆制作工艺流程。挑选山药→冲洗→去皮及切条→护色→清洗→打浆→酶解→煮沸灭酶杀菌→山药汁[2]。

（3）山楂山药果酒制作工艺流程。山楂汁和山药汁按照比例调配→活化酵母→加糖后进行发酵→过滤杀菌→成品[3]。

1.4 操作要点

1.4.1 山楂汁的制备

（1）挑选山楂。选取新鲜无霉变，无病虫咬伤，无褐变，无损害，含有丰富糖量，果香味浓郁，成熟度适中的完整山楂。

（2）清洗。用清水对山楂表面进行冲洗，清洗表面异物和脏点。

（3）去柄、去核、切瓣。去掉山楂的柄杆，后把山楂切成瓣状，去掉山楂核。

（4）护色。处理好的山楂迅速放入配好的护色液（0.4%的氯化钠，0.4%的维生素C，0.8%的无水柠檬酸）[4]中浸泡一段时间拿出，由单因素试验确定最佳的护色时间。

（5）软化。把山楂表面的护色液冲洗掉后放入80 ℃左右的热水中浸泡10 min，待其软化。

（6）冷却后打浆。山楂软化后捞出，过滤水分后等其冷却，通过单因素试验确定最佳的山楂和水的比例，用榨汁机打至固体全部破碎成浆。

（7）酶解。量取一定量的山楂浆，放在恒温水浴锅中，恒定温度为70 ℃，加入由单因素试验所确定的最佳果胶酶量，搅拌至全部溶解，酶解2 h。

（8）煮沸灭酶杀菌。酶解后加热煮沸维持10 min，进行灭菌处理。

（9）山楂汁。冷却后密封放入冰箱里冷藏。

1.4.2 山药汁的制备

（1）挑选山药。选取新鲜、成熟度适中、无腐烂冻害、无虫蛀以及无霉变斑点的铁棍山药作为试验原料。

（2）冲洗。用自来水冲洗表面黏土，清洗干净。

（3）去皮及切条。用削皮刀把洗干净的山药削皮，并将山药切成长约3～5 cm，宽约0.5～1.0 cm的表面光滑条状。

（4）护色。将切好的山药条放入（柠檬酸0.4%、氯化钠0.8%、维生素C 0.4%）[4]的护色液中浸泡，进行护色处理，由单因素试验确定最佳的护色时间。

（5）清洗。经过护色工艺后，将山药条捞起，用清水冲洗掉山药条上面的护色液和黏液。

（6）打浆。通过单因素试验确定最佳的山药和水的比例，用榨汁机打至固体全部破碎成浆。

（7）酶解。量取一定量的山药浆，放入恒温水浴锅中，恒定温度为70 ℃，加入由单因素试验确定的最佳淀粉酶添加量，搅拌溶解，酶解2 h。

（8）煮沸灭酶杀菌。酶解后的山药汁倒入锅中煮沸维持10 min，进行灭酶杀菌处理。

（9）成品山药汁。等冷却后密封冷藏保存。

1.4.3 山楂山药酒的制备

（1）山楂汁和山药汁按照比例调配。通过单因素试验确定山楂汁和山药汁的最优配比。

（2）活化酵母。溶解白砂糖配置5%的糖溶液[5]，取5 mL，加入由单因素试验得出的最佳干酵母量，在42 ℃下活化30 min。

（3）加糖后进行发酵。在活化好的酵母液中加入合适的山楂山药混合液，再加入单因素试验所确定的最佳白砂糖添加量，加盖密封发酵，置于单因素试验所确定的最佳发酵温度下保持恒温，发酵24 h。

（4）过滤杀菌。将上述发酵好的山楂山药酒，用纱网过滤掉杂质，使酒液澄清。导入洗净的瓶子中，放入锅里蒸，等瓶中的液体有小泡冒出，水温一般维持在70 ℃左右，熄火后，焖10 min后取出。

（5）成品山楂山药酒。杀菌冷却后即得到成品。

1.5 果酒前处理工艺单因素试验

1.5.1 护色时间对山楂汁和山药汁感官品质的影响

把山药切成长条，新鲜山楂切成瓣状，使物体全部浸泡在（4%的维生素C+4%柠檬酸+8%氯化钠）护色液中，设置0.25 h、0.50 h、1.00 h、1.50 h、2.00 h等不同时间进行对比，按山楂与水的配比为1∶4、山药与水的配比为1∶2，打汁，进行感官评价，确定最适宜的护色时间。具体评分标准见表1。

表1 山楂浆、山药浆感官评价表

1.5.2 山楂与水的配比和山药与水的配比的感官品质的影响

将山楂与水（1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6）、山药与水（1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5）以不同配比进行混合，分别进行感官评价，具体评分标准见表1。

1.5.3 果胶酶添加量对

山楂汁出品率的影响山楂与水按照1∶4的比例混合打浆，添加0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%的果胶酶，水浴锅恒定温度70 ℃，酶解2 h，用纱布过滤出汁液，称量计算其出品率，按公式（1）计算：

1.5.4 淀粉酶添加量对山药汁出品率的影响

山药与水按照1∶2的比例混合打浆，0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%的淀粉酶，水浴锅恒定温度70 ℃，酶解2 h，用纱布过滤出汁液，称量计算其出品率，按公式（1）计算。

1.5.5 山楂山药混合浆的感官品质的影响

将山楂浆和山药浆（1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、2∶1、3∶1和4∶1）不同配比进行混合，分别进行感官品质分析，分析项目有色泽、气味、滋味、组织状态，确定山楂浆和山药浆的最优配比。具体感官评价标准见表2。

表2 山楂山药混合浆感官评价标准表

1.6 山楂山药果酒酿造工艺单因素试验

1.6.1 果酒感官评定评分标准

山楂山药酒的感官评价指标包括色泽、香气、口感、风格4个项目，由食品科学与工程专业的10名学生组成评定小组，经过专业培训后，对山楂山药果酒进行感官评分，具体感官评价标准见表3。

表3 山楂山药果酒感官评价标准表

1.6.2 酵母添加量对发酵的影响

将山楂浆与山药浆按1∶4的比例混合，白砂糖添加量为6.0%，分别加入0.009%、0.010%、0.020%、0.030%、0.040%的酵母量共5组，在固定温度20 ℃下，发酵24 h，进行感官评定，确定酵母对山楂山药酒最佳的添加量。具体感官评价标准见表3。

1.6.3 白砂糖添加量对发酵的影响

将山楂浆和山药浆按1∶4的配比进行混合，酵母量为0.020%，分别加入0.2%、0.6%、1.0%、2.0%、4.0%、6.0%、8.0%和10.0%含量的糖共8组，在恒定温度20 ℃下，发酵24 h，进行感官评定，确定白砂糖添加量对山楂山药酒最佳的添加量。具体感官评价标准见表3。

1.6.4 发酵温度对发酵的影响

将山楂浆和山药浆按1∶4的配比进行混合，白砂糖添加量为6.0%，加入酵母量0.020%，分别置于17 ℃、20 ℃、23 ℃、26 ℃、29 ℃下发酵24 h，进行感官评定，确定山楂山药酒最佳的发酵温度。具体感官评价标准见表3。

1.6.5 山楂山药果酒酿造工艺正交优化试验

通过1.6单因素试验结果，确定果与水的配比、山楂汁与山药汁的配比，其次选取发酵温度（A）、酵母添加量（B）、白砂糖添加量（C）这3个作为影响因子进行正交试验，具体评价指标为果酒感官评价，正交试验因素与水平设计见表4。

表4 正交试验因素与水平设计表

1.7 相关指标检测方法

酒精度的测定：根据糖度转换公式：酒精度=（初始糖度-发酵后糖度）×0.52；糖度的测定：糖度计法[6]；酸度的测定：pH计法测定[6]；菌落总数的测定：菌落计数器法测定[7]；大肠杆菌：MPN计数法[8]。

2 结果与分析

2.1 护色时间对山楂汁和山药汁感官品质的影响

对不同护色时间的水果榨出的水果汁进行感官评价，结果如图1所示。

图1 不同护色时间对山楂汁和山药汁感官品质的影响图

由图1可以看出护色时间对果汁的感官影响呈上升趋势，随着护色时间的增加，感官评分先快速增加后增加速度变缓，山楂在1 h评分最高，之后趋于平缓，山药在护色0.5 h后感官评分无变化。对于护色后的水果，山楂打出的汁呈山楂本有的鲜红色，山药汁呈奶白色，在储存过程中不发生氧化褐变，颜色无变深变暗现象。综合可得出，山楂最适宜的护色时间为1 h，山药最适宜的护色时间为0.5 h。

2.2 山楂与水的配比和山药与水的配比的感官品质的影响

山楂和水按照不同的配比进行榨汁，对其进行感官分析，结果见表5，在水添加量较少时，汁液黏稠，榨汁相同时间颗粒物大，并且口感过酸，但随着水的添加量过高时，汁液太稀，会使发酵的原产物稀少，酸度下降，山楂的香气也随之减少，综合得出山楂与水配比为1∶4时口感最好，组织状态不稠不稀，山楂的香气、酸度适中。

表5 山楂与水的配比对感官品质的影响表

山药和水按照不同的配比进行榨汁，对其进行感官分析，结果见表6，由表6可知水添加量过少时，汁液如面糊一样，随着水添加量增加，山药汁变稀，山药味减淡。综合得出山药与水配比为1∶2时口感最好，清甜甘爽，色泽奶白。

表6 山药与水的配比对感官品质的影响表

2.3 果胶酶添加量对山楂汁出品率的影响

不同果胶酶添加量对山楂出品率的影响如图2所示。由图2可知，随着果胶酶添加量的增加，山楂汁的出品率也不断增加。当果胶酶添加量为0%、0.1%、0.2%，出品率分别达到65.1%、68.3%、74.9%，可以看出在反应起始时，出品率上升趋势明显，受果胶酶添加量的影响较大，说明添加果胶酶可以提高山楂的出品率，而在果胶酶添加量大于0.2%，出品率变化比较稳定。在果胶酶添加量为0.2%时，反应速度达到最大，作用底物分解完全，但过高的酶浓度使一部分果胶酶不能与底物相结合，反应变得迟缓，水解产物量变化不明显。综合得出山楂浆中果胶酶添加量为0.2%时，出品率最优。

图2 果胶酶添加量对山楂汁出品率的影响图

2.4 淀粉酶添加量对山药汁出品率的影响

由图3可知，在淀粉酶添加量为0%、0.1%，0.2%和0.3%时，山药汁的出品率随着淀粉酶添加量的增加而增加，在0.3%时达到最大值71.3%，在之后出品率呈平缓趋势变化。由于酶对作用底物具有专一性，当与一定量的作用底物进行反应时，能够反应的底物被全部水解完后，淀粉酶的增多对山药汁的出品率基本无影响。由此综合得出山药浆中淀粉酶添加量为0.3%时，出品率最高。

图3 淀粉酶添加量对山药汁出品率的影响图

2.5 山楂汁与山药汁配比山楂山药汁的感官品质的影响

由表7可知，当山楂比例过高时，由于山药香气较淡，易被山楂的香气覆盖，酸度变高，缺少山药的滋味，颜色变为淡黄色，组织状态变化不大。综合得出山楂汁与山药汁的最佳配比为1∶4，此混合果汁色泽淡黄，果香和滋味相互协调，口感酸甜可口。

表7 山楂汁与山药汁的配比对感官品质的影响表

2.6 酵母添加量对发酵的影响

添加不同量的酵母粉对果酒品质的影响如图4。由图4可知，随着酵母添加量的增多，感官评分先上升后下降。在发酵过程中，酵母添加量越多发酵速度越快，糖分消耗变多，导致果酒甜度降低，口感较酸；酵母过多时，可能会发酵成醋。而酵母添加量过少时，果酒发酵速度迟缓，发酵周期变长。综合得出酵母添加量为0.020%时，果酒发酵味道较好，不但保留了水果原有的果香，也具有浓厚的酒味。因此本试验选择0.020%、0.010%、0.030%作为正交试验的3个水平。

图4 酵母添加量对果酒品质的影响图

2.7 白砂糖添加量对发酵的影响

不同白砂糖添加量对成品果酒感官的影响结果如图5所示。由图5可知，随着白砂糖的添加量的增加，感官评分呈先上升后下降的趋势。糖量较少时，酵母菌生长代谢速度变慢，酒精味不浓，甜度不够；在糖量过多时果酒甜度太高，成品口感不好，或在发酵前期糖浓度太高会抑制酵母发酵。综合可得在白砂糖添加量为4.0%时，发酵出的果酒成品口感最好。而白砂糖添加量为2.0%、4.0%、6.0%、8.0%时，感官评分分别为53、69、67、58，添加量2.0%和8.0%的评分与4.0%和6.0%的相差较多，因此本试验选择4.0%、6.0%、5.0%作为正交试验的3个水平。

图5 白砂糖添加量对果酒品质的影响图

2.8 发酵温度对发酵的影响

在不同的温度下进行发酵试验，对果酒进行感官评价，试验结果如图6所示。从图6可以看出感官评分呈现先上升后下降的趋势，果酒酵母活动的最适宜温度为22～30 ℃，温度过低时，发酵速度缓慢，温度升高时，酒精度升高，会有辛辣的口感，水果的香气被散失，同时容易生长杂菌，对果酒的品质有影响。所以在最适的温度时，酵母菌会进行正常的生长代谢过程，发酵周期合适。综合可得温度为23 ℃品尝口感最好。因此选择23 ℃、20 ℃、26 ℃作为正交试验的3个水平。

图6 发酵温度对果酒品质的影响图

2.9 正交优化试验

正交优化试验结果见表8。

表8 山楂山药果酒正交试验结果表

由表8可知，影响山楂山药果酒品质的因素的主次顺序为C＞B＞A，即影响最大的因素是白砂糖添加量，其次为酵母添加量，最后是发酵温度。而山楂山药酒发酵工艺条件的最佳组合为A2B2C2，即发酵温度20 ℃、酵母量添加量0.010%、白砂糖添加量6.0%。

2.10 产品质量标准

2.10.1 感官指标

此工艺条件下的山楂山药果酒色泽乳白，酒液清亮，具有山楂和山药的果香，酒香浓厚，无明显沉淀物，酒体协调。综合感官评价评分为87.60分。

2.10.2 理化指标

通过糖度转化公式计算得出成品果酒酒精度为1.56%vol，由糖度计测得糖度为4.00 g·L-1，pH计测得总酸度为5.5 g·L-1。

2.10.3 微生物指标

根据GB 4789.2—2016测得菌落总数≤50个/100 CFU·mL-1，由GB 4789.3—2016未测出大肠菌群总数，无致病菌检出，均符合国家标准要求。

3 结论

山楂山药果酒的最优酿造工艺为：鲜山楂最佳护色时间为1 h，山药最佳护色时间为0.5 h；山楂与水的最佳配比为1∶4，山药与水的最佳配比为1∶2；酶解过程中山楂浆中果胶酶最佳添加量为0.2%，山药浆中淀粉酶最佳添加量为0.3%，山楂汁与山药汁的最佳配比确定为1∶4。发酵温度为20 ℃、酵母量添加量为0.01%、白砂糖添加量为6.0%。果酒外观澄清透亮，酒香醇厚且浓郁，酒体协调，甜度适中，有山药和山楂特有的香气。其酒精度为1.56%vol，糖度为4.00 g·L-1，总酸度为5.5 g·L-1。