紫薯-猕猴桃复合果酒的加工工艺优化

高 歌，周雅萍，王新涛，刘 雨，王梓菁

（1. 天津科技大学生物工程学院，天津 300457；2. 天津科技大学食品科学与工程学院，天津 300457；3. 天津科技大学经济与管理学院，天津 300457；4. 天津科技大学艺术设计学院，天津 300457）

复合果酒多以新鲜水果为主要原料，经酒精发酵制得而成，其中富含糖类、氨基酸、维生素、多酚类等多种营养物质。它不仅有滋补养生、补血益气的作用还能起到良好的抗氧化、抗衰老功效[1-2]。随着人们生活品质的不断提高，果酒类复合饮料备受青睐。

紫薯是我国从日本引进的一种新品种的水果甘薯，其淀粉含量丰富，价格相对低廉，且来源非常广泛，因此成为适宜的酿酒原料[1-3]。紫薯含有普通薯类所含的一般营养成分，还含有高于普通甘薯的微量元素，如钙、锌、碘、铁、磷、硒等，其中的花青素成分，能够高效清除自由基，抗氧化能力极强[4-7]，更是研究人员所探索的重点。

被誉为“水果之王”的猕猴桃含有丰富的营养物质，如丙氨酸、异亮氨酸等氨基酸10 种以上及钙、磷、铁等丰富的矿物质[8]，对维持机体健康及防病治病有极大的益处。日常生活中，多食用猕猴桃能有效预防老年人的骨质疏松，并抑制老年人体内胆固醇的沉积，进而防止动脉硬化情况的发生。在冬天，适量食用猕猴桃则可以调节人体机能的微循环，补充所需营养的基础上，更增强了抵御细菌病毒的抵抗力。

西北农林科技大学李华提出，复合果酒是我国果酒产业的发展趋势。许多单一的水果并不适合果酒制作，以桑葚为例，如使用桑葚单独发酵酿酒，因其含酸量太低，为保证口感，必须加酸调节[8-9]。若添加含酸量较高的水果搭配使用，则可以省略上述步骤，在营养与口感上也更为饱满丰盈。

因此，笔者以新鲜紫薯和猕猴桃为主要原料，探究复合果酒饮料的研制，利用单因素及正交试验形式确定产品的最佳配方，以期为复合型果酒饮料市场发展提供新的方向。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 供试材料优质紫薯和新鲜猕猴桃，市售；食品级柠檬酸，市售；食品级糖化酶（酶活力100 000 U/g）

[夏盛（北京）生物科技开发有限公司]；食品级α-淀粉酶（山西鸿祥生物科技有限公司）；酿酒高活性干酵母（河北佰品生物科技有限公司）；食品级亚硫酸氢钠（山东鑫九诚化工科技有限公司）。

1.1.2 主要试剂FA1004C-2004CS 电子分析天平[聚仪惠供应链（青岛）有限公司]；JHH-4 电热恒温水浴锅（青岛精诚仪器仪表有限公司）；GMT-225-RM 生化培养箱（广东宏阔试验设备有限公司）；榨汁机（北京互莱网络科技有限公司）；LAL1T 酒精浓度计（广州市铭睿电子科技有限公司）；IKEME 移液器（济南欧莱博科学仪器有限公司）；手持糖度计便携式折光仪溶液浓度测定仪（河北中仪伟创试验仪器有限公司）。

1.2 操作流程

紫薯-猕猴桃复合果酒主要操作流程如图1所示。

图1 紫薯-猕猴桃复合果酒加工流程

1.3 操作步骤

1.3.1 原料处理（1）制备猕猴桃汁：挑选成熟、表面完好的新鲜猕猴桃洗净去皮后加入榨汁机中破碎取汁[10-11]。（2）制备紫薯汁：挑选优质紫薯洗净去皮切块后蒸熟，然后按1 ∶1.5 v/v 料液比加水打浆[12]。

1.3.2 糖化液化食品级α-淀粉酶添加量为紫薯浆质量的15%，在温度35℃的条件下，酶解1 h 进行液化[13-15]；食品级糖化酶的使用量为紫薯浆质量的0.2%，在温度为35℃的条件下，酶解2 h 进行糖化。

1.3.3 灭 菌采用巴氏灭菌法进行灭菌，在68℃的条件下恒温保持30 min。

1.3.4 活化发酵将一定质量的酵母按比例用温水活化20 min，再按比例吸取活化后的酵母液置于发酵液中并摇匀，避免酵母与内壁的黏附[7]。

1.4 试验方法

1.4.1 单因素设计设置3 个单因素试验。

（1）评价猕猴桃汁与紫薯汁混合比例。取样本猕猴桃汁3 mL，猕猴桃汁与紫薯汁的混合比例分别为1 ∶1、1 ∶2、1 ∶3、1 ∶4、1 ∶5，酵母添加量分别为6、9、12、15、18 μL。于18℃的培养箱中恒温发酵10 d。从第6 d 开始每隔2 d 测量一次，并将糖度作为判断依据[10]。

（2）酵母添加量对糖度的影响。酵母添加量分别为0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%，猕猴桃汁与紫薯汁的混合比例为1 ∶3。于18℃的培养箱中恒温发酵10 d。从第6 d 开始每隔2 d 测量一次，并将糖度作为判断依据。

（3）NaHSO3添加量对糖度的影响。NaHSO3添加量分别为0、0.8、1.6、2.4、3.2 mg，猕猴桃汁与紫薯汁的混合比例为1 ∶3，酵母添加量为0.10%。于18℃的培养箱中恒温发酵10 d。从第6 d 开始每隔2 d测量一次，通过糖度作为判断依据。

1.4.2 正交试验优化设计影响紫薯、猕猴桃复合型果酒风味及口感的主要因素为：猕猴桃与紫薯汁的混合比例、酵母的添加量及NaHSO3的添加量。因此，对上述三因素设计L9（34）正交试验优化，确定最佳的工艺发酵条件，控制因素及其水平数值见表1。

表1 紫薯-猕猴桃复合果酒饮料因素控制及其水平数值

1.5 紫薯-猕猴桃复合型果酒指标的测定

1.5.1 理化指标测定（1）总酸、总糖的测定：参照“GB/T 15038—2006，葡萄酒、果酒通用分析方法”进行。（2）铜、铅的测定：参照“GB 5009.13—2017，食品安全国家标准食品中铜的测定”进行。

1.5.2 感官指标由30 名经严格培训的食品科学与工程专业学生对产品进行感官评定，分别从外观、香气、风味、口感4 个不同角度对酒进行评分，满分为100 分。其中100～90 分评为优，89～80 评为良，79～70 分评为中等，69～60 分评为合格，60 分以下为不合格。感官评价标准详见表2。

表2 紫薯-猕猴桃复合果酒饮料感官评价标准

1.5.3 微生物指标的测定按照“GB 4789.1—2016，食品安全国家标准食品微生物学检验”规定的方法检验。

2 结果与分析

2.1 确定猕猴桃与紫薯汁的混合比例

由表3 可知，猕猴桃与紫薯汁比例为1 ∶1、添加量6 μL 和比例1 ∶2、添加量9 μL 条件下样品的糖度随发酵天数的增加而逐渐下降，第6～8 天的下降速率较快；1 ∶3、12 μL 条件下样品的糖度在第8 天和第10 天数值非常接近，变化不大；1 ∶5、18 μL 条件下样品的糖度先升高后降低，变化不稳定；1 ∶4、15 μL 条件下，即猕猴桃汁3 mL，紫薯汁12 mL，酵母添加量为15 μL 的成分组成，样品的糖度在第6、8、10 d 变化相对稳定，是非常理想的组合。

表3 猕猴桃与紫薯汁混合比例对糖度的影响

2.2 确定酵母添加量

由表4 可知，当酵母添加量为0.10%和0.20%时，样品的糖度均随发酵天数的增加而下降，趋势较明显；当酵母添加量为0.15%时，样品的糖度随发酵天数的增加而缓慢下降，趋势平稳；当酵母添加量为0.05%和0.25%时，样品的糖度随发酵天数的增加分别呈“降－升”和“升－降”，变化不稳定。说明酵母最适添加量为0.15%。

表4 酵母添加量对糖度的影响

2.3 确定NaHSO3 的添加量

由表5 可知，改变NaHSO3添加量，样品的糖度均随发酵天数的增加而下降；其中，当添加量为1.6、2.4、3.2 mg 时，糖度变化趋势较大；当添加量为0.8 mg时，糖度变化趋势中等；但添加量为3.2 mg 时，糖度变化趋于平稳。说明NaHSO3最适添加量为3.2 mg。

表5 NaHSO3 添加量对糖度的影响

2.4 紫薯猕猴桃复合果酒的正交试验优化设计

在单因素试验基础上，以猕猴桃与紫薯的混合比例、NaHSO3添加量、酵母添加量开展L9（34）正交优化试验测定，结果见表6。由表6 可知，影响紫薯-猕猴桃复合型果酒酒精度的3个因素的先后次序为猕猴桃与紫薯汁的混合比例（A）＞NaHSO3添加量（C）＞酵母添加量（B），最佳组合为A3B1C1；影响紫薯-猕猴桃复合型果酒感官评价分值的3 个因素的先后次序为酵母添加量（B）＞猕猴桃与紫薯汁的混合比例（A）＞NaHSO3添加量（C），最佳组合为A1B1C1。综合考虑猕猴桃价格相对于紫薯价格而言，较为昂贵，提升猕猴桃的比例，会增加产品的制作成本，结合表中数据，确定紫薯-猕猴桃复合型果酒的最佳组合为A3B1C1，所对应的发酵条件为猕猴桃汁与紫薯汁的混合比例为1 ∶4，酵母添加量为0.1%，NaHSO3添加量为20 mg。

表6 正交试验结果

2.5 紫薯猕猴桃复合果酒饮料技术性指标研究

2.5.1 理化指标紫薯-猕猴桃复合果酒饮料当中的总酸总糖含量根据“GB/T 15038—2006，葡萄酒、果酒通用分析方法”计算可知，其中的总酸含量为0.38%±0.039%，总糖含量为21.78%±0.010%，符合国家标准理化要求。

紫薯-猕猴桃复合果酒饮料当中的铜、铅两种重金属含量根据“GB 5009.13—2017，食品安全国家标准食品中铜的测定”计算可知，其中的铜含量≤0.4 mg/L，铅含量≤0.4 mg/L，符合国家标准理化要求。

2.5.2 感官指标对正交试验所得到的紫薯-猕猴桃复合型果酒的最佳组合A3B1C1进行感官指标的评价，果酒口感酸甜适宜，酒体整体呈紫红色，混合有紫薯与猕猴桃的特殊香气，复合特征明显，酒体清澈无明显杂质及沉淀物。

2.5.3 微生物指标紫薯-猕猴桃复合果酒饮料中常见致病菌金黄色葡萄球菌及副溶血性弧菌的含量均小于100 CFU/mL，未检出沙门氏菌、大肠杆菌及其他致病菌，符合国家标准中的微生物指标要求。

表7 紫薯猕猴桃复合果酒饮料微生物指标

3 结 论

研究表明，紫薯-猕猴桃复合果酒的最佳发酵条件为猕猴桃汁与紫薯汁的混合比例为1 ∶4，酵母添加量为0.1%，NaHSO3添加量为20 mg。在此条件下，复合型果酒的风味最佳，口感协调且酸甜适宜，酒体整体呈紫红色，清澈，无明显杂质及沉淀物，混合有紫薯与猕猴桃的特殊香气，复合特征明显。上述特征表明该复合果酒饮品品质优良，能在创新型果酒饮品行业下满足更多消费者的期待，具有较好的市场开发前景。