木棉花全汁发酵酒生产工艺的研究

张钟，黄冬玲

（广东石油化工学院化学与生命科学学院，广东茂名525000）

木棉花全汁发酵酒生产工艺的研究

张钟，黄冬玲

（广东石油化工学院化学与生命科学学院，广东茂名525000）

以木棉花为原料，采用全汁发酵技术，开发出新型木棉花发酵酒。在单因素试验的基础上，对木棉花酒的发酵温度、发酵时间、含糖量和酿酒酵母的接种量进行了优化，通过4因素4水平的正交试验，确定发酵条件的最佳组合。通过试验得到的最佳发酵工艺参数为发酵最佳时间5d，发酵温度25℃，酵母接种量0.2%，糖的含量15%；4因素的显著影响程度为含糖量>发酵温度>发酵时间>酵母接种量。最终得到的成品的感官指标、理化指标及卫生指标均满足国标。

木棉花酒；全汁发酵；生产工艺

木棉花（Bambax malabaricumDC.）为木棉科木棉属植物，在我国已经有2 000多年的栽培历史。主要分布在云南、贵州、广西、广东及金沙江流域，是广州市市花[1]。

木棉全身都是宝，其皮、花、根均可入药，为常用中药。其花朵含有丰富的碳水化合物，其中多糖是木棉花的重要成分[2]，含有各种微量元素[3]。陈红英等[3]认为木棉花中的微量元素有可能与有机成分产生协同作用，发现木棉花中含丰富的Ca、Mg、K元素，Zn元素含量也较高。木棉花甘、凉，具有清热利湿、解毒、止血等功效。主治泄泻、痢疾、血崩、疮毒、金创出血等[4]，治疗胃癌、食管癌等消化道肿瘤[5]。制作花酒有酿造法和浸泡法2种。通过木棉花全汁发酵以及优化其生产工艺，研制出具有功能性的保健低度酒。目前，国内外尚无采用全原花汁液为原料进行发酵的木棉花酒，为木棉花的深加工提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

木棉花：摘自广东石油化工学院校内新鲜无腐烂，成熟度为80%以上鲜红木棉花。

白砂糖：市售的一级白砂糖。

柠檬酸（分析纯）：天津市百世化工有限公司；果胶酶：上海源聚生物科技有限公司；酿酒果酒酵母：安琪酵母股份有限公司。

1.2 仪器与设备

AUY220电子天平：日本岛津公司；HH-6数显恒温水浴锅：常州博远试验分析仪器厂；HPX-9162MBE数显电热培养箱：上海博远实业有限公司医疗设备厂。

1.3 试验方法

1.3.1 测定项目及方法

酒精度测定采用酒精计法、糖度测定采用手持糖度计法、总酸测定采用pH计直接测量[6]；感官评价由10人组成评定组，进行综合评价[7]。

1.3.2 感官评价方法

通过对成品木棉花酒感官特性的全面分析，综合色泽、香气、滋味、外观几个方面进行感官评分（满分10分），评定标准见表1。

表1 木棉花酒感官评分标准Table 1 Sensory score criteria of kapok wine

1.3.3 研究方法

确定最佳木棉花采摘期：在4∶00-6∶00点采摘初绽、盛开期的木棉花，对采摘的木棉花花香进行感官评分。木棉花花香影响发酵酒的品质和档次，所以要保证木棉花香的质量。

木棉花酒发酵条件的优化：影响成品酒风味的因素有发酵时间、发酵温度、含糖量、酵母接种量，对酵母菌生长的时间、温度、含糖量、接种量进行优化，选择合适的发酵条件生产出高质量的木棉花发酵酒，通过正交试验确定适宜的发酵条件，正交试验因素与水平见表2。

表2 发酵条件优化正交试验因素与水平Table 2 Factors and levels of fermentation conditions optimization

1.3.4 木棉花酒工艺流程

1.3.5 操作要点

选择适当的时间采选木棉花。收集完毕后清水浸泡30min，主要是去除落花表面的泥沙、各种污染物及大部分微生物，减少落花表面污染的物质对原汁的污染[8]。清洗、晾干、剪碎，添加约0.3%的质量浓度为2.5g/100mL的柠檬酸护色，恒温水浴锅60℃蒸120s（钝化酶），再将木棉花打浆，添加约0.8%的果胶酶，45℃酶解120min[9]。

称量后定量装入具塞锥形瓶进行巴氏杀菌，消毒完毕后测定原料糖度和pH值，为保证酒的质量和口味，要控制好残糖量，添加约占原料量0.2%的果酒酵母，在25℃条件下发酵数天。将发酵好的木棉花酒过滤、倒罐、杀菌、陈酿、检测。

2 结果与分析

2.1 木棉花原汁的含糖量与pH值的测定

分别对木棉花原汁液的含糖量和pH值进行测定，做空白对比，得到的结果如表3所示。

表3 原料糖度和pHTable 3 Sugar content and pH of raw material

从表3可知，木棉花原汁所含的糖分不高，若要研制出品质较好的木棉花全汁发酵酒需要外加糖的方式调整含糖量。通过pH计直接测定木棉花原汁的pH值为3.5，偏酸性，因此在发酵酒期间要适合控制糖酸比值。

2.2 最佳木棉花采摘期的确定

分别在4∶00-6∶00、8∶00-9∶00、11∶00-12∶00、14∶00-15∶00点采花，在15℃、光线较暗的条件下进行感官品评，结果如表4。

表4 不同时间木棉花香的差异Table 4 Difference of kapok aroma in different time

由表4可知，木棉花香随着空气的干燥、温度的升高，花香物质也开始向外散发，积累在花中的香味物质开始减少。所以采摘时间也是影响花香物质的一个重要因素，要选择适当的时间采摘，最好在日出之前采摘，采用重瓣、花瓣肥厚的红色品种，须在朝雾未退时摘花，要求花外观良好，表面有光泽，颜色鲜红，成熟度适中且沾满露珠，因为这时花还未受到阳光强烈照射，故香味尚未散发而最浓郁，采摘鲜花并及时摊放于阴凉通风处进行降温处理。

2.3 发酵条件的确定

2.3.1 发酵时间的确定

将处理好的木棉花浆液添加约占原料量0.2%的果酒酵母，调整糖度为15%并置于25℃条件下发酵数天，结果见表5。

由表5可知，发酵前3d酒精度几乎无变化，说明酵母大量繁殖，几乎不发生发酵反应，消耗的糖量较少，pH值未变化，从发酵第3天开始，开始产生大量气泡，酵母发酵，pH值有所上升。从第3天起开始测试发酵液的各项指标，发酵过程中糖含量不断下降，酒精含量逐渐升高，发酵第5天后，酒精含量升高不明显，因此发酵时间为5～7d比较好。

表5 发酵时间对酒品质的影响Table 5 Effect of fermentation time on wine quality

2.3.2 发酵温度的确定

将处理好的木棉花浆液添加约占原料量0.2%的果酒酵母调整糖度为15%，置于不同温度条件下发酵5d，结果见表6。

表6 发酵温度对酒品质的影响Table 6 Effect of fermentation temperature on wine quality

由表6可知，在25℃发酵时，酒精度比较高，糖酸比例控制适中，同时感官评分也比较好，而当温度升至30℃时，酒精度下降的同时酒色也较差、pH值较小、含酸较多。在温度过低时，酵母无法进行代谢和繁殖，而发酵温度过高，酵母的繁殖力反而下降，易衰老和死亡，使酒液易受杂菌浸染而影响品质。因此在温度为25℃时发酵情况最好，酒精度含量及口味都最好。

2.3.3 果酒酵母菌接种量的确定

将处理好的含糖量为15%的木棉花浆液接种不同含量的果酒酵母菌，置于25℃发酵5d，结果见表7。

表7 果酒酵母不同接种量对酒品质的影响Table 7 Effect of different inoculation amount of wine yeast on wine quality

由表7可知，当果酒酵母接种量为0.2%时，酒精度最高，而当酵母接种量增加至0.4%时，酒精度最低，含糖量减少，说明糖分被酵母大量消耗并没有进行发酵作用，因为当添加量0.2%以上时，主发酵时间缩短，终点发酵液酒精度反而会略有下降。分析认为，可能是酵母添加量增加会促进酵母迅速繁殖，但繁殖速度过快会加快呼吸作用，过早消耗醪液中的糖分，不利于酒精度的积累[10]。随着发酵时间的延长，一部分乙醇又进入乙酸发酵，加上杂菌的生长繁殖，因此在发酵过程中发酵醪的酸度一直在缓慢上升，pH值有所下降。

2.3.4 糖含量的确定

将处理好的木棉花浆液接种0.2%的果酒酵母，按一定的比例加入白砂糖，充分搅拌均匀，置于25℃恒温培养箱中，发酵5d，试验结果见表8。

表8 不同糖含量对酒品质的影响Table 8 Effect of different sugar content on wine quality

由表8可知，随着糖含量增多，酵母发酵能量得以补充，从而产生更多的酒精，酒香味更加浓郁，当糖含量达到10%时，酵母发酵最活跃，产生很多上升的气泡，酒精度达到最高，当达到15%时，酒精度几乎没变化。10%～15%的含糖量能促进酵母发酵。

2.4 最佳工艺水平参数的确定

以发酵温度、果酒酵母菌接种量、发酵时间、糖含量为4个因素进行L16（44）正交试验。并组成评定小组对色泽、气味、口感进行评分，正交试验结果见表9，方差分析见表10。

由表9可知，4因素对木棉花酒的影响大小为D>B>A>C，即糖含量的影响最大，其次是发酵温度，再次是发酵时间，酵母菌接种量影响较小，其最佳组合为A3B2C2D4即发酵最佳时间为5d，发酵温度为25℃，酵母接种量为0.2%，糖含量为15%的条件下，木棉花酒的感官品质和发酵效果最好。经验证试验，在此最优条件下的木棉花酒的感官评分为9分。

由表10可知，糖含量对结果的影响具有显著性，其余因素影响不显著。

最后所得的成品其酒精度、含糖量、酸度均符合GB 2758—2012《发酵酒及其配制酒》[11]的要求。

表9 木棉花酒的发酵条件优化正交试验结果与分析Table 9 Result and analysis of orthogonal experiment for fermentation conditions optimization of kapok wine

表10 正交试验结果方差分析Table 10 Variance analysis of orthogonal experiment results

2.5 木棉花全汁发酵酒产品技术标准和质量标准确定

对木棉花原料进行预处理，处理完毕后，在发酵温度25℃，发酵时间5d，含糖量15%，酵母接种量0.2%的条件下进行发酵，生产木棉花发酵酒。

感官指标：色泽浅黄色至浅红棕色。外观澄清透明，均匀一致、色泽明亮、无明显悬浮物。香气和滋味，具有纯正、浓郁、和谐的花香与酒香。具有甘甜醇厚的口味和陈酿的酒香味，酸甜适宜、谐调，酒体丰满。具有木棉花突出的典型风格。

理化指标：糖含量＜5.1%；pH值为4.3～5.2；酒精度为5.8%vol。

卫生指标符合GB 2758—2012《发酵酒卫生标准》中要求。

3 结论

经优化木棉花全汁发酵酒的最佳发酵工艺参数为发酵时间5d，发酵温度25℃，酵母接种量0.2%，糖含量15%；4因素的影响程度为含糖量＞发酵温度＞发酵时间＞酵母接种量。

[1]苏秀芳，黄长军.木棉的化学成分及药理作用的研究进展[J].化学化工与生态环境研究，2010，27（5）：233-239.

[2]王辉，唐慧娟.木棉花多糖含量的初步测定[J].广州化工，2000，28（3）：32-33

[3]陈红英，林广云.木棉花中微量元素的测定[J].广东微量元素科学，1999（1）：62-63.

[4]江苏新医学院.中药大辞典（上册）[M].上海：上海科学技术出版社，1993.

[5]朱惠，刘子皎，郑幼兰，等.木棉根水提取物对动物移植性肿瘤S-180的抑制作用[J].福建医药杂志，1998，20（4）：103-104.

[6]中国食品发酵工业研究所，烟台张裕葡萄酿酒股份有限公司，中国长城葡萄酒有限公司，等.GB/T 15038—2006葡萄酒、果酒通用分析方法[S].北京：中国标准出版社，2008.

[7]邵伟，熊泽，李玲，等.板栗果酒酿造工艺及发酵特性研究[J].中国酿造，2005，24（9）：59-61.

[8]黄卫萍，农志荣，吴海棠，等.木棉花落花固体饮料的研制[J].广西轻工业，2008，24（11）：1-3.

[9]朱定和，钟瑞敏.无花果酒酿造工艺[J].农村新技术，2010（5）：62.

[10]罗富英，王宏，李再峰，等.荔枝全汁发酵果酒工艺研究[J].食品工业科技，2006（4）：147-149.

[11]中华人民共和国卫生部.GB2758—2012发酵酒及其配制酒[S].北京：中国标准出版社，2013.

[12]熊子书.试论白酒中香味成分与风味的特征[J].酿酒科技，1998（3）：82-85.

[13]林燕文.木棉花对乳酸菌生长及保存活力的影响[J].微生物学杂志，2006（2）：53-55.

[14]丁利君，陈伟辉.木棉花色素的提取及稳定性研究[J].食品科学，1999，18（8）：32-34.

[15]黄时浩.药食两宜木棉花[J].药膳食疗，2004（3）：4.

Kapok wine fermentation technology

ZHANG Zhong,HUANG Dongling
(College of Chemistry and Life Science,Guangdong University of Petrochemical Technology,Maoming 525000,China)

Taking kapok as raw material,a new fermentation production of kapok wine was developed with juice fermentation.On the basis of single factor experiment,the fermentation temperature,time,sugar content and yeast inoculum were optimized.Through four factors of four levels orthogonal experiment,the optimum combination of fermentation conditions was determined as follows:fermentation time 5 d,fermentation temperature 25℃,yeast inoculum 0.2%,sugar content 15%.The significant influence of the four factors in order was sugar content,fermentation temperature,fermentation time and yeast inoculum.The finished product can meet the national standard in sensory indexes,physicochemical indexes and hygienic indexes.

kapok wine;full juice fermentation;production technology

TS262.91

B

0254-5071（2014）04-0154-04

10.3969/j.issn.0254-5071.2014.04.037

2014-01-23

茂名市科技计划项目（2011B01019）

张钟（1962-），男，教授，本科，研究方向为农产品贮藏与加工。