新疆三种桑葚混合果酒发酵工艺的研究

叶瑞兴，陈泽宁，刘承阳，蒲云峰，王丽玲，刘燕林，施阳阳，蒲 彬，侯旭杰*

(1.新疆维吾尔自治区和田蚕桑科学研究所, 新疆和田 848000；2.塔里木大学食品科学与工程学院/南疆特色农产品深加工兵团重点实验室, 新疆阿拉尔 843300)

桑葚又名桑果、葚子等，是桑科(Moraceae)落叶乔木植物桑的果实。成熟的桑葚果实酸甜适口，富含糖类、维生素C、有机酸和人体所需氨基酸及钙、钾、钠、铁、锌等矿物质元素，同时含有多糖[1]、白藜芦醇[2]，花色苷[3]、多酚[4-5]等多种活性成分。目前，食品市场上常见的桑葚产品有果干、果汁、果酱、果醋、糖浆和果酒等[6-7]。另外，从桑果中提取分离得到的花青素也被广泛用于天然食品着色剂[8]。桑葚酒是国内桑葚产品中比较重要的一个产品，其发酵过程大大改善了桑葚的感官和风味特性，保持了桑葚的有效活性成分，深受广大消费者青睐。本试验选取新疆南疆地区有代表性的3种桑葚品种为原料，采用带渣发酵法酿造桑葚果酒，优化3种桑葚混合发酵的工艺条件，并对其理化成分进行测定，为南疆桑葚产品的综合开发提供一定的研究基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

大白桑，2021年6月采摘于新疆阿拉尔托海乡；药桑，2021年6月采摘于新疆和田蚕桑研究所；紫玉一号，2021年5月采摘于新疆和田蚕桑研究所；白砂糖，购于阿拉尔市塔里木超市一级砂糖；活性干酵母DV10，购于上海杰兔工贸有限公司；果胶酶HC，购于上海杰兔工贸有限公司；偏重亚硫酸钾，购于上海杰兔工贸有限公司；氢氧化钠、碳酸钠、盐酸、甲醇、乙醇等均为分析纯，购于国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

GC-2014C型气相色谱仪(日本岛津公司)；L10-L191九阳榨汁机(杭州九阳生活电器有限公司)；TGL-20B高速台式离心机(上海安亭科学仪器厂)；PB-10型pH计(德国Sartorius有限公司)；SB-1100数显恒温磁力搅拌水浴锅(EMS-20)(金坛市科顺仪器有限公司)；AR2140型电子天平(上海奥豪斯公司)；数控超声波清洗器(SB-5200DT)(宁波新芝生物科技股份有限公司)；LHS-250型恒温恒湿箱(上海一恒科技有限公司)。

1.3 工艺流程

桑葚→破碎→酶解→成分调整→主发酵→分离→后发酵→过滤→陈酿→灭菌→瓶装→成品

1.4 方法

1.4.1 操作要点

1)原料挑选：选用去除霉烂、树枝残叶的桑葚为试验原料，用流水冲洗表面灰尘。

2)破碎：对挑选好的桑葚鲜果进行破碎榨汁处理。

3)果胶酶酶解：将果胶酶HC按照0.03 g/kg加入到打浆处理的桑葚汁中，50 ℃浸提90 min(酶活力单位≥3 600 U/g)。

4)成分调整：由于17 g/L糖转化1%vol酒精，因此对原料进行成分调整，以生成12%vol酒度计算白砂糖的添加量以调整到所需糖度，并加入适量偏重亚硫酸钾。

5)主发酵：按照优化建立的条件，将适量活性干酵母加入2%的葡萄糖溶液中，干酵母和蒸馏水制备成1:10的悬浮液，将酵母菌悬液在35～40 ℃条件下恒温水浴20～30 min，每隔10 min摇动一次，直至出现大量气泡后使用。

6)分离：主发酵完成后，将发酵体系中底部沉积的酵母、果泥和上面的清酒分离。

7)后发酵：前发酵结束过滤后，进行果酒的后发酵。

8)过滤、陈酿：过滤后的原酒再陈酿2个月，经自然澄清后取上清液，制得桑葚发酵酒。

9)灭菌、瓶装：瓶子需在水浴中快速加热到100 ℃，持续20 min。灭菌后，将制得的果酒装入瓶中，放入温度为70 ℃水浴锅中，杀菌30 min。

10)冷却成品：混合果酒灭菌封口后将果酒放在20 ℃以下阴凉通风处保存。

1.4.2 单因素试验

选取对桑葚酒品质影响较大的因素，分别进行单因素试验，以感官评分作为考察指标。考察单个因素对桑葚发酵型果酒感官品质的影响，每个因素考察3次，取平均值。每个样品盛500 mL于1 000 mL玻璃瓶中进行发酵。

1)原料配比对桑葚果酒感官评分的影响

将发酵液初始糖度、酵母添加量、偏重亚硫酸钾添加量分别固定为21%、200 mg/kg、80 mg/kg的情况下，根据预试验结果将药桑、大白桑添加比例固定为1，按照大白桑:药桑:紫玉一号分别为1∶1∶1、1∶1∶2、1∶1∶3、1∶1∶4、1∶1∶5依次进行发酵，对桑葚酒进行感官评价。

2)酵母添加量对桑葚果酒感官评分的影响

将发酵液初始糖度、偏重亚硫酸钾添加量、原料配比分别固定为21%、80 mg/kg、1∶1∶3的情况下，调整酵母添加量为100 mg/kg、150 mg/kg、200 mg/kg、250 mg/kg、300 mg/kg，依次进行发酵，对桑葚酒进行感官评价。

3)偏重亚硫酸钾添加量对桑葚果酒感官评分的影响

将发酵液初始糖度、酵母添加量、原料配比分别固定为21%、200 mg/kg、1∶1∶3的情况下，调整偏重亚硫酸钾添加量为0 mg/kg、40 mg/kg、80 mg/kg、120 mg/kg、160 mg/kg，依次进行发酵，对桑葚酒进行感官评价。

4)初始糖度对桑葚果酒感官评分的影响

将发酵液初始糖度、料液比、酵母添加量、偏重亚硫酸钾添加量、桑葚配比分别固定为200 mg/kg、80 mg/kg、1:3:1的情况下，初始糖度调整为18%、21%、24%、27%、30%进行发酵，对桑葚发酵酒进行感官评价。

1.4.3 正交试验设计

根据单因素试验结果，以初始糖度、酵母添加量、偏重亚硫酸钾添加量、桑葚配比为考察因素，每个因素3个水平，以感官评分为考察指标，设计L9(34)正交试验如表1所示。

表1 桑葚混合果酒正交试验因素水平表

1.4.4 理化指标的测定

发酵结束后分别测定成品酒的酒精度、糖度、总酸、挥发酸、SO2等理化指标，按照GB/T15038-2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》进行测定。

1.4.5 桑葚果酒的感官评定

桑葚发酵酒的感官性状按照色泽、香气、滋味这3个方面进行考察，满分为100分，按色泽(20分)，香气(40分)，滋味(40分)进行打分，将各项分数相加，得出总分。感官评价分数为感官评价小组11名感官评价人员评分的平均值如表2。

表2 桑葚发酵酒感官评分标准

1.4.6 数据处理

采用每个处理测定3次，结果以x±SD表示。数据采用SPSS 25.0进行方差分析，并进行Duncan's多重比较(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 原料配比对桑葚混合果酒感官评分的影响

桑葚果皮薄、汁多、色浓，花青素对其抗氧化活性有显著的贡献，并且发酵过程中产生的酒精也可有助于抗氧化。因此，原料配比对果酒营养成分至关重要。如图1所示，大白桑、药桑和紫玉一号原料配比1∶1∶3时，桑葚发酵酒的感官品质呈现的口感最佳，滋味醇厚，香气柔和，色泽明亮、无杂质，香气协调，具有桑葚典型风味。随着大白桑添加量的增加，桑葚发酵酒的颜色逐渐暗偏红褐色，液体浑浊，有明显悬浮物，酒香较少，风味不明显。随着药桑添加量的增加，桑葚发酵酒色泽偏紫红色，有光泽，口感酸涩，风味不足。这可能与白桑品种中花青素等营养成分含量普遍低于黑桑品种，药桑的有机酸含量、生物碱含量高有关。所以原料配比为1∶1∶3时最佳。

图1 原料配比对桑葚混合果酒感官评分的影响

2.2 酵母添加量对桑葚混合果酒感官评分的影响

酵母添加量对桑葚果酒感官品质有一定影响，添加量不一致，果酒的发酵快慢也不一致。一般来说，若添加量过小，则发酵速度慢，发酵时间长，易增加被杂菌污染的几率。若添加量过大，则酵母繁殖速度过快，发酵速度快，糖分消耗快，酒精不易积累。如图2所示，在相同发酵条件下当酵母添加量低于200 mg/kg时，果酒感官评分随之降低，这可能与酵母量过少导致果酒发酵速度缓慢、可溶性固形物含量下降较慢有关。当酵母添加量高于200 mg/kg时，果酒感官评分呈现下降趋势，这可能与酵母发酵速率过快，从而使可溶性固形物下降快，随之产生酵母异味，影响口感所致。因此，酵母添加量为200 mg/kg时，桑葚酒发酵较完全，口感风味最佳，所以酵母添加量为200 mg/kg时最佳。

图2 酵母添加量对桑葚混合果酒感官评分的影响

2.3 偏重亚硫酸钾添加量对桑葚发酵酒感官评分的影响

偏重亚硫酸钾溶于水后会分解产生成SO2，SO2对桑葚发酵酒具有杀菌防腐，抗氧化等效果[9]。在相同发酵条件下，将0 mg/kg、40 mg/kg、80 mg/kg、120 mg/kg、160 mg/kg偏重亚硫酸钾分别添加到桑葚汁中，如图3所示，低于80 mg/kg的偏重亚硫酸钾添加量会造成桑葚发酵酒风味寡淡，色泽过浅，酸度较高，不易储存的情况，可能是由于添加量不足抑菌作用达不到，导致有杂菌污染造成。当偏重亚硫酸钾添加量高于80 mg/kg时虽能起到较好的抗氧化作用，抑制杂菌生长效果达到最佳，却也抑制了酵母菌的生长，提前使得发酵停止，口感略差。所以偏重亚硫酸钾添加量为80 mg/kg时最佳。

图3 偏重亚硫酸钾添加量对桑葚混合果酒感官评分的影响

2.4 初始糖度对桑葚发酵酒感官评分的影响

糖作为酵母菌生长繁殖的碳源，在果酒发酵阶段具有突出作用[10]。初始糖度过低或过高，都会导致菌种的生长代谢及产品的香气、口感等受到影响[11]。如图4所示，随着发酵初始糖度的增加，产品的感官评定分数呈现先上升后下降的趋势。当初始糖度低于24%时，桑葚发酵酒的滋味会偏淡、风味不足，达不到桑葚果酒品质的要求。当初始糖度高于24%时，由于糖量过高，阻碍了酵母的生长繁殖，桑葚发酵酒的滋味会偏甜，口感出现甜腻感，导致感官评分较低。所以，初始糖度为24%时最佳。

图4 初始糖度对桑葚混合果酒感官评分的影响

2.5 正交试验结果

由表3可知，对桑葚混合果酒品质影响的主次顺序为：A>B>D>C。即影响因素最大的是初始糖度，酵母添加量次之，其次是桑葚配比，偏重亚硫酸钾的影响最小。根据正交试验结果可以得出发酵最佳组合为A3B2C1D3，即初始糖度24%，酵母接种量200 mg/kg，偏重亚硫酸钾添加量40 mg/kg，桑葚配比1∶1∶3。

表3 桑葚混合果酒各因素正交试验结果

2.6 验证试验

对正交试验结果最优工艺在A3B2C1D3条件下进行3次验证，得到桑葚果酒感官品质得分为85.67±1.24分，结果与预测值差异较小，所得酒体呈紫红色，色泽明亮，口感协调，具有桑葚纯正的果香，酸甜适宜。因此，可判定该工艺条件下生产的桑葚果酒正交设计试验结果可靠。

2.7 理化成分检测结果

3种桑葚果酒理化成分检测结果见表4。

表4 桑葚果酒的理化成分

3 结 论

本研究选取新疆地区3种桑葚为原料，通过单因素和正交试验优化了桑葚混合果酒发酵的工艺条件。结果表明，桑葚混合果酒最佳发酵工艺条件为：初始糖度24%，酵母接种量200 mg/kg，偏重亚硫酸钾添加量40 mg/kg，原料配比为1∶1∶3，在25 ℃条件下发酵6 d。在此工艺条件下发酵出的桑葚酒，酒精度为12.06%±0.21%vol，糖度为4.07±0.02%，总酸为6.56±0.24 g/L，挥发酸为0.95±0.01 g/L，SO2为24.32±0.42 mg/L，体积质量为0.996±0.002，pH值为4.21±0.02，感官得分85.67±1.24分，制得的桑葚复合果酒呈紫红色，澄清透明，香气浓郁，无异味，口感饱满，酸甜适度具有桑葚果酒特有的风味。