番木瓜格瓦斯饮料发酵工艺研究

◎ 孔凡利，丘巴比，陈欢欢，邓淞升，魏岳荣，邝瑞彬

(1.广州工程技术职业学院，广东 广州 510075；2.广东省农业科学院果树研究所，广东 广州 510640）

番木瓜（Carica papaya L.）又称番瓜、乳瓜等，属番木瓜科番木瓜属，为热带炎热带果树[1]。成熟的番木瓜果实绵甜而醇香，营养丰富，含有多种氨基酸、酶、有机酸、维生素、微量元素等营养物质[2]。番木瓜果实不仅作水果、蔬菜食用，还具有多种药用功效，能助消化、治便秘、祛风湿、清心润肺、舒筋活络和软化血管等[3]。木瓜保鲜时间短、容易腐烂变质，不耐贮藏且产后损失严重，近年来番木瓜种植面积和产量不断提高，加上木瓜上市比较集中，造成番木瓜价格低于成本价售卖，农民往往丰产不丰收[4-5]。格瓦斯起源于俄罗斯，多以面包或麦芽和麸皮等谷物为原料酿制而成，具有天然发酵的醇香味，乙醇含量较小，含有人体所需的多种营养物质，具有较好的保健功能[6]。目前，格瓦斯突破传统，发展出绿豆、猕猴桃等为新原料的发酵调配饮料[7-10]。

试验以番木瓜为原料，研究番木瓜格瓦斯饮料的最佳发酵工艺。本研究对于开拓格瓦斯酿造原料，并提高番木瓜深加工技术，对进一步探索番木瓜深加工产业化道路，提高番木瓜产业的竞争力有着重要意义。

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

原料：成熟番木瓜，广东省农业科学院果树研究所提供；糯米，市售。发酵菌种：乳酸菌菌粉与酵母菌高活性干酵母按3∶1混合）；维生素C，食品级。

1.2 仪器与设备

HR2870型打浆机、飞利浦搅拌机、AL20型电子天平、C21-RK2106型电磁炉、TC型糖度计、HH-4型数显恒温水浴锅和L-550型台式低速离心机等。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

①面包干→粉碎→加入至煮沸的热水→恒温糖化。②原料挑选→清洗→去皮→取果肉→热烫→护色、打浆→混合→接种酵母菌→前发酵→离心过滤→灌装并加葡萄干→后发酵→巴氏杀菌→检验→成品[7]。

1.3.2 单因素试验

（1）初始糖度对发酵结果的影响。发酵温度为22 ℃，料液比为1∶6，发酵48 h，糖化时间2 h，考察初始糖度分别为 8°Bx、10°Bx、12°Bx、14°Bx 和16°Bx时的影响。

（2）料液比对发酵结果的影响。发酵温度为22 ℃，糖度为12°Bx，发酵时间48 h，糖化时间2 h，考察料液比（面包干：番木瓜汁）分别为1∶4、1∶6、1∶8、1∶10和1∶12时对发酵结果的影响。

（3）发酵温度对发酵结果的影响。糖度12°Bx，料液比1∶6，糖化时间2 h，发酵时间48 h，考察稳定温度分别为18 ℃、20 ℃、22 ℃、24 ℃和26 ℃时对发酵结果的影响。

（4）糖化时间对发酵结果的影响。发酵温度22 ℃，料液比1∶6，发酵时间48 h，糖度12°Bx，考察糖化时间分别为1 h、1.5 h、2 h、2.5 h和3 h时对发酵结果的影响。

1.3.3 正交试验

根据单因素试验结果，采用正交试验进一步优化。选取初始糖度、料液比、发酵温度、糖化时间4个因素，选用L9（34）正交表设计试验，正交试验水平因素见表1。

表1 正交试验水平因素表

1.3.4 感官指标评价

取50 mL样品置于透明烧饼中，参考郭紫等[8]方法分析色泽、香气、滋味和组织状态，感官指标评价如表2所示。

表2 番木瓜格瓦斯饮料感官评分标准表

1.3.5 微检指标测定

菌落总数、大肠菌群、霉菌的测定参考国标参考GB 4789.2—2016、GB 4789.33—2016、GB 4789.15—2016的方法。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 初始糖度对发酵结果的影响

由图1可知，初始糖度为12°Bx时的番木瓜格瓦斯澄清透明，无沉淀，橙黄色，口感清香，带有淡雅的番木瓜香气和面包干麦香气，发酵强度较好；糖度8°Bx和10°Bx时口感微发涩，糖度14°Bx颜色变暗，糖度16°Bx口感偏甜颜色呈暗黄色，色泽变差。

图1 不同初始糖度对发酵结果的影响图

2.1.2 料液比对发酵结果的影响

由图2可知，1∶8的发酵程度最好、风味滋味较好、刹口感较强及糖度适中；1∶4太黏稠，不利于发酵进行；1∶6的发酵一般、风味滋味不是很好、刹口感一般及糖度较高；1∶10及以上的发酵过度、风味滋味较浓、刹口感一般及糖度较低。

图2 不同料液比（面包干∶番木瓜汁）对发酵结果的影响图

2.1.3 发酵温度对发酵结果的影响

由图3可知，18 ℃不适合酵母的生长和发酵，饮料成品风味及滋味较差、糖度适中；20 ℃酵母的生长和发酵一般，饮料成品风味及滋味一般、糖度适中；22 ℃适合酵母的生长和发酵，饮料成品风味及滋味很好，糖度也适中；24 ℃酵母的生长和发酵较好，饮料成品风味及滋味较差、糖度较低；26 ℃不适合酵母的生长和发酵，饮料成品风味及滋味最差、糖度最低。

图3 不同发酵温度对发酵结果的影响图

2.1.4 糖化时间对发酵结果的影响

由图4可知，糖化时间为2 h的番木瓜格瓦斯澄清晶亮，无悬浮物无沉淀，发酵香浓郁，酸甜适度，故最佳糖化时间为2 h。糖化时间段，面包糖化不充分，糖度低，口感微涩，糖化时间太长面包香不足。

图4 不同糖化时间对发酵结果的影响图

2.2 正交试验

根据单因素试验，选取初始糖度、料液比、发酵温度、糖化时间4个因素，选用L9（34）进行正交试验。由正交试验结果（表3）可知，发酵温度和料液比为主要因素，糖化时间、初始糖度为次要因素，各因素对木瓜格瓦斯发酵的影响大小顺序为：C＞B＞D＞A，单从番木瓜格瓦斯发酵后的感官评价来考虑，最佳发酵条件为A2B2C3D1，即初始糖度12°Bx，料液比1∶8，发酵温度为24 ℃，糖化时间1.5 h。

表3 正交试验结果与分析表

2.3 验证试验

在最优工艺A2B2C3D1，即初始糖度12°Bx，料液比1∶8，发酵温度为24 ℃，糖化时间1.5 h的条件下，验证结果番木瓜格瓦斯的感官评价为89分，最佳工艺条件下的感官评分比正交试验中任意组合的值都高，故该工艺条件可行。

2.4 产品品质指标

最佳工艺条件下发酵的番木瓜格瓦斯颜色浅黄，外观澄清透明，具有明显的面包和木瓜的香气、风味，口感细腻，口味柔和醇正；微生物检测结果为：细菌总数≤50 CFU·mL-1，大肠杆菌≤3 MPN/100 mL，霉菌未检出。

3 结论

通过单因素试验和正交试验，确定番木瓜格瓦斯最优工艺条件为，初始糖度12°Bx，料液比1∶8，发酵温度为24 ℃，糖化时间1.5 h，采用该发酵工艺发酵的木瓜格瓦斯颜色淡黄，澄清透明，具有面包和番木瓜的特有香气、风味，口感细腻，口味柔和醇正。本试验丰富了格瓦斯饮料的发酵原料，为番木瓜加工技术提供理论指导，对提高番木瓜产业的竞争力有着重要意义。