橡胶蜂蜜酒发酵工艺优化

陈玮玮，田虎，金娜，张秋燕，黄勇桦，丁冯玲

1.滇西应用技术大学普洱茶学院（普洱 665000）；2.武汉糖智药业有限公司（武汉 430073）

橡胶树[Hevea brasiliensis（Willd.ex A.Juss.）Müll.Arg.]是我国栽培的重要经济树种，也是一种蜜汁十分丰富的蜜源植物[1]。橡胶树同时具有花蜜腺和花外蜜腺，泌蜜以其小叶柄先端上方的花外蜜腺为主[2]。橡胶蜂蜜是蜜蜂采集橡胶树蜜腺中的原蜜后，经工蜂充分酿造、储存在蜂房中的天然甜物质，是云南的特色蜜种，已成为云南产量最大的商品蜜[3]。国内外对橡胶蜂蜜的研究主要集中在橡胶蜂蜜与各类蜂蜜理化性质的比较分析上，研究表明，橡胶蜂蜜中含有丰富的营养物质种类，包括多酚类化合物、黄酮类化合物、淀粉酶、矿物质、葡萄糖、果糖等[3-6]，但营养物质含量如总酚含量、黄酮类化合物含量、总糖含量均比其他蜂蜜品种要低[7]。

蜂蜜酒是世界上最古老的酒精饮料[8]，也是最常见的发酵蜂蜜产品[9]，其以蜂蜜为原料，加水稀释后经过酵母发酵得到[10]。研究表明，蜂蜜的高糖含量让其成为发酵产酒精的良好原料[11]，通过发酵可以提高蜂蜜产品的功能性如抗氧化活性、营养价值和口感等[9,12]，还可以进一步提高蜂蜜中氨基酸、维生素、酶类物质、多酚类物质等生物活性成分的含量[13-14]。不同的蜂蜜由于其营养成分不同，发酵成蜂蜜酒的工艺参数也有一定区别[15-16]。李敏杰等[17]通过优化得到发酵攀枝花土蜂蜜酒的最佳参数，即pH 4.36、发酵温度27.8 ℃、酵母菌添加量3.59%。史晶亮等[13]通过试验确定枣花蜂蜜酒发酵的最佳工艺参数，即起始糖度22%、接种量0.25%、阿米诺酶添加量0.15%、起始pH 4.0，28 ℃发酵10 d，得到的蜂蜜酒风味独特。试验以橡胶蜂蜜为原料酿造橡胶蜂蜜酒，对橡胶蜂蜜酒的酿造工艺进行优化，评价不同发酵温度、起始糖度、酵母添加量等因素对橡胶蜂蜜酒感官品质的影响，探索橡胶蜂蜜酒发酵工艺流程，开发新的蜂蜜酒品类，为深化橡胶蜂蜜加工路径、提高橡胶蜂蜜的经济附加值提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

橡胶蜂蜜（云南省临沧市耿马县孟定镇）；葡萄酒果酒专用酵母（SY，安琪酵母股份有限公司）；柠檬酸（食品级，盛达食品添加剂有限公司）；碳酸氢钠（食品级，河南六月初八食品有限公司）。

1.2 仪器与设备

LT501电子天平（常熟市天量仪器有限责任公司）；DK-9-IIA电热恒温水浴锅（天津市泰斯特仪器有限公司）；BG-50隔水式培养箱（上海博讯医疗生物仪器股份有限公司）；LDZM-40KCS-11立式压力蒸汽灭菌锅（上海申安医疗器械厂）；WYT手持糖度计（成都光学厂）；FE28-Standard pH计（梅特勒-托利多）。

1.3 方法

1.3.1 橡胶蜂蜜酒酿造工艺流程及操作要点

橡胶蜂蜜→矿泉水稀释→调节糖度→调节pH→巴氏杀菌（80 ℃，10 min）→接种酵母菌→密封发酵→离心、陈酿→灭菌→冷却→成品

称取一定量的橡胶蜂蜜，加入矿泉水稀释成蜂蜜发酵液，使用手持糖度计调节蜂蜜发酵液的糖度，加入柠檬酸或碳酸氢钠调节发酵液pH。调节好的蜂蜜发酵液在80 ℃条件下水浴1 min进行杀菌，杀菌后冷却至室温，冷却后接种一定量的酵母菌，放至恒温培养箱中密封发酵8 d。发酵结束后在4 000 r/min条件下离心10 min，以除去橡胶蜂蜜酒发酵过程中产生的沉淀，离心后取上清液的酒体，在4 ℃的环境中静置48 h进行陈酿。陈酿后的橡胶蜂蜜酒恢复至室温，装瓶，并于沸水中水浴20 min灭菌，冷却至室温后得到成品橡胶蜂蜜酒。

1.3.2 橡胶蜂蜜酒发酵条件单因素试验

1.3.2.1 起始糖度对橡胶蜂蜜酒品质的影响

橡胶蜂蜜加入矿泉水稀释，起始糖度分别调节为20，22，24，26，28和30 °Brix，调节pH 5.0，酵母菌接种量1.0 g/L，将调配好的橡胶蜂蜜发酵液置于32 ℃恒温培养箱中，密封发酵8 d。发酵结束后，离心、陈酿、灭菌、冷却后对橡胶蜂蜜酒进行感官评定，并检测其酒精度。

1.3.2.2 酵母接种量对橡胶蜂蜜酒品质的影响

橡胶蜂蜜加入矿泉水稀释，调节起始糖度28 °Brix，调节pH 5.0，酵母菌接种量分别调节为0.5，1.0，1.5，2.0和2.5 g/L，将调配好的橡胶蜂蜜发酵液置于32℃恒温培养箱中，密封发酵8 d。发酵结束后，离心、陈酿、灭菌、冷却后对橡胶蜂蜜酒进行感官评定，并检测其酒精度。

1.3.2.3 起始pH对橡胶蜂蜜酒品质的影响

橡胶蜂蜜加入矿泉水稀释，调节起始糖度28 °Brix，分别调节pH 3.5，4.0，4.5，5.0，5.5和6.0，调节酵母菌接种量1.0 g/L，将调配好的橡胶蜂蜜发酵液置于32℃恒温培养箱中，密封发酵8 d。发酵结束后，离心、陈酿、灭菌、冷却后对橡胶蜂蜜酒进行感官评定，并检测其酒精度。

1.3.2.4 发酵温度对橡胶蜂蜜酒品质的影响

橡胶蜂蜜加入矿泉水稀释，调节起始糖度28 °Brix，调节pH 5.0，酵母菌接种量1.0 g/L，将调配好的橡胶蜂蜜发酵液分别置于26，28，30，32和34 ℃恒温培养箱中，密封发酵8 d。发酵结束后，离心、陈酿、灭菌、冷却后对橡胶蜂蜜酒进行感官评定，并检测其酒精度。

1.3.3 橡胶蜂蜜酒发酵条件正交试验优化

根据单因素试验的结果，以起始糖度（A）、酵母接种量（B）、起始pH（C）、发酵温度（D）为考察因素，以感官评分为评价指标，设计四因素三水平正交试验，对橡胶蜂蜜酒发酵条件进行优化，因素与水平见表1。

表1 橡胶蜂蜜酒发酵工艺条件优化正交试验因素与水平

1.3.4 感官评定方法

采用描述分析法对橡胶蜂蜜酒进行感官评分，根据GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[18]，并参考孙洪浩等[19]的方法，制定橡胶蜂蜜酒的感官评分标准，满分100分，其中外观20分、香气30分、口感40分、风格10分。由10位感官品评人员对橡胶蜂蜜酒进行评定。橡胶蜂蜜酒的感官评分标准见表2。

表2 橡胶蜂蜜酒感官评分标准

1.3.5 橡胶蜂蜜酒理化指标检测方法

橡胶蜂蜜酒酒精度测定参照GB 5009.225—2016《食品安全国家标准 酒中乙醇浓度的测定》[20]。

1.3.6 数据处理

使用Excel 2019软件进行数值统计和计算，采用Origin 9.1进行绘图。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果分析

2.1.1 起始糖度对橡胶蜂蜜酒品质的影响

起始糖度对橡胶蜂蜜酒品质的影响见图1。结果表明，起始糖度对橡胶蜂蜜酒的感官评分存在一定影响。在试验设置范围内，随着起始糖度的增加，橡胶蜂蜜酒的感官评分逐渐增加，起始糖度28 °Brix时，蜂蜜酒的感官风味最佳，起始糖度超过28 °Brix以后，橡胶蜂蜜酒的感官评分开始下降。同时，在一定范围内，随着起始糖度的增加，橡胶蜂蜜酒的酒精度也逐渐增加，起始糖度28 °Brix时，蜂蜜酒的酒精度达9.6%vol，随后和感官评分一样，开始下降。这种趋势可能与酵母的生长繁殖有关，起始糖度升高时，蜂蜜酒发酵液的渗透压随之升高，不利于酵母的生长[21]。因此，在橡胶蜂蜜酒的发酵中，综合考虑感官评分和酒精度，起始糖度在26～30 °Brix比较合适。

图1 起始糖度对橡胶蜂蜜酒品质的影响

2.1.2 酵母接种量对橡胶蜂蜜酒品质的影响

酵母接种量对橡胶蜂蜜酒品质的影响见图2。结果表明，酵母接种量对橡胶蜂蜜酒的感官评分存在一定影响。在试验设置范围内，随着酵母接种量的增加，橡胶蜂蜜酒的感官评分呈现先增加后下降的趋势，酵母接种量1.0 g/L时，橡胶蜂蜜酒的感官风味最佳。而在试验设置范围内，橡胶蜂蜜酒的酒精度呈逐渐下降趋势，这可能是由于酵母接种量过大时，发酵液中的营养成分被用于菌种繁殖，从而导致产酒精能力下降，而酵母菌生长前期产生的其他代谢产物的积累，最终导致橡胶蜂蜜酒的感官评分较低。综合考虑，在橡胶蜂蜜酒的发酵过程中，酵母接种量在0.5～1.5 g/L比较合适。

图2 酵母接种量对橡胶蜂蜜酒品质的影响

2.1.3 起始pH对橡胶蜂蜜酒品质的影响

起始pH对橡胶蜂蜜酒品质的影响见图3。结果表明，起始pH对橡胶蜂蜜酒的感官评分存在一定影响。在试验设置范围内，随着起始pH的增加，橡胶蜂蜜酒的感官评分也逐渐增加。起始pH达到5.0时，感官评分达到80.6分，随后开始下降。值得注意的是，在起始pH 3.5和4.0的条件下，橡胶蜂蜜酒的感官评分分别为72.3分和74.0分，差异不大，但此时的酒精度从5.0%vol增加到6.6%vol，而随着起始pH增加到4.5，5.0甚至6.0，橡胶蜂蜜酒的酒精度增加却不明显，这可能与酵母菌喜欢在弱酸性环境中生长有关，pH 3.5不太适合所用的酵母菌菌株生长。综合考虑感官评分和酒精度的影响，在橡胶蜂蜜酒的发酵过程中，最适起始pH为4.5～5.5。

图3 起始pH对橡胶蜂蜜酒品质的影响

2.1.4 发酵温度对橡胶蜂蜜酒品质的影响

发酵温度对橡胶蜂蜜酒品质的影响见图4。结果表明，发酵温度对橡胶蜂蜜酒的感官评分存在一定影响。发酵温度26～32 ℃时，随着发酵温度的增加，橡胶蜂蜜酒的感官评分逐渐增加，此时酒精度也呈增加趋势，可能是在这个温度范围内，随着温度的升高，酵母菌的酒精发酵能力也逐渐升高。发酵温度达到32℃时，蜂蜜酒的感官评分达到84.4分，此时酒精度也达到8.7%vol，说明酒精发酵相对彻底。温度高于32 ℃时，橡胶蜂蜜酒的感官评分和酒精度都下降，可能是温度升高导致部分酵母菌的活力受到限制，影响了酒精发酵。由于发酵温度26 ℃和34 ℃时橡胶蜂蜜酒酒精度较低，综合考虑，确定最佳发酵温度在28～32 ℃。

图4 发酵温度对橡胶蜂蜜酒品质的影响

2.2 正交试验结果分析

在单因素试验结果基础上，选取起始糖度（A）、酵母接种量（B）、起始pH（C）、发酵温度（D）进行正交试验，以感官评分为评价标准，根据表1中相应因素及水平对橡胶蜂蜜酒的发酵工艺进行优化，结果见表3。

表3 橡胶蜂蜜酒发酵工艺条件优化正交试验结果

以感官评分为评价指标，影响橡胶蜂蜜酒发酵的因素主次顺序为C＞A＞B＞D，即起始pH＞起始糖度＞酵母接种量＞发酵温度。橡胶蜂蜜酒最优发酵工艺组合为A1B1C2D3。即起始糖度26 °Brix，酵母添加量0.5 g/L，起始pH 5.0，发酵温度32 ℃。该组合未出现在正交表的9组试验中，需要对A1B1C2D3进行验证试验，比较该组合的感官评分值，结果见表4。

表4 正交试验验证结果

橡胶蜂蜜酒A1B1C2D3的感官评分明显高于正交试验4号，A1B1C2D3组蜂蜜酒的口感、风味更佳。2组蜂蜜酒的酒精度差异不大，A1B1C2D3组的酒精度为10.4%vol，试验号4的酒精度为10.8%vol。李从军等[22]采用洋槐蜂蜜为原料酿造的一款桂花蜂蜜酒，其酒精度为11.6%vol。东莎莎等[23]以槐花蜜为原料酿造的番茄蜂蜜酒，其酒精度为9.0%vol，其他学者酿造的蜂蜜酒酒精度大多在5.0%vol～13.0%vol范围内[24-26]，酒精度与蜂蜜中可发酵糖含量以及酵母菌代谢发酵产乙醇情况有关[14]，综合来看，采用葡萄酒果酒专用酵母（SY）发酵橡胶蜂蜜得到的蜂蜜酒酒精度处在平均水平，对于中低酒精度，兼具独特风味的蜂蜜酒受众来说是一个不错的选择。

2组蜂蜜酒的感官评分雷达图见图5。

图5 橡胶蜂蜜酒A1B1C2D3组与试验号4的感官评分雷达图

结果表明，2组蜂蜜酒在外观得分上无差异，A1B1C2D3组在香气、口感、风格上优于试验号4组。直接影响蜂蜜酒外观得分的是蜂蜜酒的颜色，而蜂蜜酒的颜色与蜂蜜原料中的酚类物质、黄酮类物质和矿物质含量有关[10]，总体而言，2组橡胶蜂蜜酒的外观都清亮有光泽，呈现诱人的金黄色，比较容易吸引消费者，而A1B1C2D3组酒香和蜂蜜香气更协调，口感更醇厚协调，橡胶蜂蜜酒的独特风格更突出，参与感官评价的人员对A1B1C2D3组的接受程度更高。因此，橡胶蜂蜜酒的最佳发酵工艺组合为起始糖度26 °Brix，酵母添加量0.5 g/L，起始pH 5.0，发酵温度32 ℃。

3 结论

以橡胶蜂蜜为原料，通过单因素试验和正交试验优化发酵工艺生产橡胶蜂蜜酒，优化后的橡胶蜂蜜酒最佳发酵工艺为起始糖度26 °Brix、酵母添加量0.5 g/L、起始pH 5.0、发酵温度32 ℃。在此优化工艺条件下，酿造的橡胶蜂蜜酒酒精度10.4%vol，感官评分94.5分，橡胶蜂蜜酒酒体色泽金黄、清亮透明、酒香醇厚，具有橡胶蜂蜜酒的独特风格。橡胶蜂蜜酒的研发，符合当今酒类生产消费的发展趋势，提高了橡胶蜂蜜加工产品的附加值，丰富传统中国酿造酒的风味口感及品类。