水蜜桃果酒发酵过程中主要理化成分动态变化研究

王岩 朱会霞 孙金旭 赵娟娟 翟硕莉

(衡水学院生命科学学院，河北 衡水 053000)

桃是原产于中国的水果品种，其种植历史已达4000余年，品种已有1000余种，深州市种植蜜桃历史已达2000余年。水蜜桃汁多味美、营养丰富，富含葡萄糖、维生素、多酚和胡萝卜素等多种营养成分，具有美容养颜，促进新陈代谢，增强免疫力和预防便秘等功效[1]。由于水蜜桃上市时间较为集中，而其又属于呼吸跃变型水果，储藏期间极易腐烂变质，因此，每年有大量水蜜桃因未及时销售而造成腐烂，不仅导致农民经济受损，而且对腐烂桃的随意化处理也对环境造成了污染。作为近几年新兴的酒类品种，果酒还处于成长阶段，目前我国果酒人均消费量还处于较低水平，仅占世界果酒消费量的5%，因此，我国果酒市场的上升空间是非常巨大的[2]。尤其随着人们生活水平的提高和消费理念的转变，保健、养生逐渐被推崇和认可，人们开始接受饮用营养成分更加丰富、口感更加丰满的果酒替代其他酒类。果酒中含有丰富的多酚类和黄酮类等具有抗氧化作用的物质，其中，多酚类的抗氧化性最为突出。除此之外，大部分果酒还具有免疫调节，保护心脑血管，抗炎、抗癌等生理功能。而适当饮用桃酒具有促进消化，提高食欲等功效，有利于身体健康。桃酒的酿造既可以避免成熟期的市场饱和，又可以丰富果酒的种类，有利于提高水蜜桃的经济价值。本课题主要研究水蜜桃果酒发酵过程中酒精度、可溶性固形物、总酸、pH、总糖和总酚的变化规律，从而为水蜜桃果酒的工业化开发提供一定的思路。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

水蜜桃(“晚久保”)，采自深州市桃园；酿酒酵母，实验室保存；果胶酶(食品级)，购自山东隆科特酶制剂有限公司；焦亚硫酸钾(食品级)，购自浙江一诺生物技术有限公司；无水乙醇、氢氧化钠、酚酞、盐酸、硫酸铜、酒石酸钾钠、冰乙酸、无水葡萄糖、碘化钾、3，5-二硝基水杨酸，均为分析纯，购自天津市大茂化学试剂厂。

1.2 仪器与设备

FA1004型电子分析天平，上海精科天平厂；ST3100型台式pH计，上海子期实验设备有限公司；LVO-1B型阿贝折光仪，上海和呈仪器制造有限公司；UV755B型紫外可见分光光度计，上海精密仪器公司；SK-26型电热恒温水浴锅，上海精密仪器公司。

1.3 实验方法

1.3.1 水蜜桃果酒加工工艺及操作要点

1.3.1.1 工艺流程

选果→清洗→去皮切片→榨汁处理→加果胶酶→调糖、调酸→高温灭菌→接种→发酵→澄清过滤。

1.3.1.2 操作要点

水蜜桃预处理。挑选成熟水蜜桃为原料，清洗干净并在阴凉处晾干表面水分，用水果刀将水蜜桃去核并将果肉切成小块状，再用榨汁机处理获得水蜜桃原果浆。

水蜜桃果浆护色和酶解。水蜜桃在多酚氧化酶(PPO)的作用下极易发生酶促褐变，为保证酿造的水蜜桃果酒颜色清亮，需要进行护色处理，即在水蜜桃果浆中加入0.01g·L-1K2S2O5使SO2的添加量达到70mg·L-1；加入0.25%果胶酶，于50℃的条件下酶解1.5h[3]，提高出汁率。

补糖调酸。得到较为澄清的桃汁后，为了获得符合预期要求酒精度的产品，需要对桃汁进行糖度和酸度的调整。本实验采用一次加糖法，即一次性将起始糖量补充至200g·L-1，酸度调到4.0左右[4]。

发酵。用温糖水(10%)对实验室保藏的酿酒酵母进行活化，按桃汁总质量的0.15%进行接种，置于20℃控温发酵14d，前7d为主发酵过程，后7d为后发酵过程。

过滤。分别在0d、2d、4d、6d、8d、10d、12d、14d进行采样，采用无菌滤布对水蜜桃果酒试样进行过滤处理，之后进行各项指标的测定。

1.3.2 成分测定

1.3.2.1 总糖含量的测定

采用3，5-二硝基水杨酸法(DNS法)，参考刘忠义等对葡萄酒中总糖含量测定的优化条件[5]。取适量样品，加1∶1稀释过的浓盐酸6.5mL，在70℃条件下进行水解，持续20min，然后将液体迅速冷却，并调节pH值至7.5左右，在容量瓶中定容至100mL。取水解液15mL至具塞刻度试管中，加入2mLDNS试剂后在沸水浴中作用5min，尽快冷却后定容至25mL，在540nm波长进行检测。

1.3.2.2 酒精度的测定

参照GB 5009.225-2016《食品安全国家标准 酒中乙醇浓度的测定》中的密度瓶法对果酒样品的酒精度进行测定。用容量瓶准确量取100mL样品于500mL蒸馏瓶中，加玻璃珠，连接蒸馏装置，缓慢加热蒸馏并收集馏出液。密度瓶洗净、干燥，重复干燥至恒重后测定。

1.3.2.3 可溶性固形物的测定

采用阿贝折光仪在20℃进行测定，利用折光率和可溶性固形物含量换算表获得结果。

1.3.2.4 pH值的测定

采用酸度计进行测定。

1.3.2.5 总酸含量的测定

参照GB/T 12456-2021《食品中总酸的测定》中的酸碱滴定法对样品中的总酸含量进行测定，总酸含量以酒石酸计算。准确量取25mL试样于250mL容量瓶中，用去除二氧化碳的蒸馏水定容，过滤后待测。吸取25mL待测样于250mL锥形瓶中，加入2滴酚酞指示剂，用0.01%的氢氧化钠溶液进行滴定至微红色30s不褪色，记录所用氢氧化钠的体积。

1.3.2.6 总多酚含量的测定

参照GB/T 8313-2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》，采用Folin-Ciocalteu法测定。取1mL样品于刻度试管中，先加5mL10%Folin-Ciocalteu试剂，摇匀后静置反应3～5min，再加入7.5%碳酸钠溶液4mL，摇匀，室温静置60min。在765nm处测定吸光值，根据没食子酸标准曲线得到样品中总多酚含量。

1.3.3 数据处理

所有实验均重复3次，取平均值作为实验结果，实验数据采用Excel 2016进行整理，采用软件Orign 2022软件作图。

2 结果与分析

2.1 总糖含量的变化

总糖含量对水蜜桃果酒品质如口感、风味、色泽以及稳定性有着重要影响[7]，同时总糖作为食品的重要营养指标和健康指标也备受关注。水蜜桃果酒发酵过程中总糖含量的变化如图1所示，在2～4d达到最高发酵速率，总糖含量变化最剧烈，在6～10d发酵速率略有下降，随着发酵进程，酵母能利用的糖类物质逐步减少，最终发酵趋于平缓，在第14天酒精发酵基本结束。

图1 水蜜桃果酒发酵过程中总糖含量的变化

2.2 酒精度的变化

目前，市场上常见果酒的酒精度数一般在5～18%vol。由图2可知，水蜜桃果酒在发酵过程中，随着发酵的进行，发酵液的酒精度呈现逐渐上升的趋势，在发酵的2～8d出现大幅度上升，可能是由于在接种后的1～2d，酵母处于适应环境和生长繁殖阶段，酒精度变化缓慢，从第2天开始酵母的代谢活动开始活跃，2～4d酒精度急剧上升，从图1可以看出，2～4d阶段总糖的消耗速度也是最快的。从第6天开始，酒精度变化幅度变小，第10天时酒精度达到最高值并保持基本平稳的状态。这可能是因为发酵液中的糖已经基本被消耗完，酵母无法获取充足的营养物质，而且发酵液中不断积累的酒精也会对酵母产生毒性作用，从而导致发酵基本终止。

图2 水蜜桃果酒发酵过程中酒精度的变化

2.3 可溶性固形物含量变化

可溶性固形物是指食品中所有能够溶于水的化合物的总称，主要包括糖、酸可溶性维生素和矿物质等，其中，糖是酒精发酵的重要基质原料，酵母菌利用糖分进行生长繁殖，并产出酒精和酯类等物质，对果酒的酒精度和香气成分具有重要意义[1]。水蜜桃果酒在发酵过程中可溶性固形物含量变化如图3所示，呈逐渐下降趋势，前期下降趋势较为剧烈后期趋势较为平缓。这是由于在水蜜桃果酒发酵初期，酵母菌活性强，会迅速消耗糖分，随着发酵的进行，酵母菌的活性会逐渐下降，因此，可溶性固形物的含量缓慢下降至发酵结束。

图3 水蜜桃果酒发酵过程中可溶性固形物含量变化

2.4 pH值和总酸含量的变化

pH是影响发酵体系主要因素之一，其对菌体的生长繁殖和代谢物的产生均有重要影响。水蜜桃果酒在发酵过程中的pH和总酸含量的变化情况如图4所示。pH值呈现先降低后缓慢升高的趋势，后期基本稳定在3.8左右；总酸含量在发酵0～6d内总体呈上升趋势，后续有下降趋势。可能是因为在发酵的前6d，酵母菌迅速利用水蜜桃中的还原糖以及添加的蔗糖进行发酵，通过HMP途径等方式产生乳酸、柠檬酸等有机酸[5]。但是随着发酵的进行，发酵液中的糖含量逐渐减少会减缓有机酸的合成，而且产生的有机酸也可能与发酵液中的单宁、色素等物质结合，导致pH值维持在一个比较稳定的水平。总酸含量是影响水蜜桃果酒pH的主要因素，总酸含量增加，pH值下降，二者呈负相关关系，与林丽静等研究结果一致[6]。

图4 水蜜桃果酒发酵过程中pH值和总酸含量的变化

2.5 总多酚含量的变化

酚类物质是一类重要的活性物质，能够有效帮助人体清除氧自由基，具有抗氧化功能。桃的抗氧化能力与酚类物质含量多少紧密相关，目前，在桃果实中已经分离鉴定出了40多种酚类化合物。水蜜桃果酒发酵过程中总酚含量的变化如图5所示，在14d的发酵周期中，总酚含量呈现先少量上升再下降的过程，出现小幅上升的原因可能是由于前期酒精的形成以及酸性环境使果浆中的多酚物质最大程度地溶解出来，后面持续下降至基本稳定可能是由于酵母生长繁殖过程中产生的次级代谢产物逐渐与酚类物质发生了聚合、氧化等反应，使其含量降低并保持在一定水平。

图5 水蜜桃果酒发酵过程中总酚含量的变化

3 小结

本实验以衡水市深州市本地水蜜桃为原料，在低温条件下发酵得到水蜜桃果酒，通过对水蜜桃果酒发酵过程中总糖、酒精度、可溶性固形物、pH值和总酸的测定，分析了其在发酵过程中主要理化指标的变化规律。结果表明，水蜜桃果酒发酵周期约为14d，发酵结束时，水蜜桃果酒的酒精度最终达到11.64%vol；发酵过程中，可溶性固形物含量随着酒精度的上升而下降，最终降至5.9%左右；总糖含量随着酒精度的上升而减少至9.8g·L-1；pH值呈现先降低后缓慢升高的趋势，总体保持在3.60～4.02；总酸含量在主发酵0～6d内总体呈上升趋势，后续有下降趋势；总酚含量呈现前2d小幅上升，后续逐渐下降至10d左右趋于平缓的趋势。水蜜桃为衡水市特色水果，但其贮藏期短，集中上市期如果销售渠道不畅很容易造成经济损失，甚至对环境产生威胁，水蜜桃果酒加工可减少资源浪费，提高农产品附加值，对酿造过程中主要理化指标的变化分析为水蜜桃果酒酿造提供了科学数据支撑，有助于进一步规模化开发生产。