火龙果苹果复合果酒发酵工艺的研究

王正荣，马汉军（河南科技学院食品学院，河南新乡453003）



火龙果苹果复合果酒发酵工艺的研究

王正荣，马汉军
（河南科技学院食品学院，河南新乡453003）

摘要：以新鲜的苹果和红皮白肉型火龙果果实为原料，进行复合果酒发酵工艺的研究，在接种量、糖度和发酵时间单因素实验的基础上，利用响应面设计优化复合果酒的发酵工艺条件。实验结果表明，以苹果和火龙果的纯果汁，按2∶1的比例混合发酵，在pH4.0，酵母接种量0.95 %，初始糖度19.23 %，时间为7.3 d的工艺下，酿造出品质优良，酒体透亮，具有清雅和谐的果香和酒香的复合果酒，具有极大的营养价值。

关键词：复合果酒；苹果；火龙果；发酵条件；优化

火龙果为仙人掌科量尺属多浆植物果用栽培品种，集水果、花卉、蔬菜、保健、医药于一身[1-2]。研究表明，火龙果是一种高纤维、低脂肪、低糖度的水果，除碳水化合物、粗纤维外，还含有不饱和脂肪酸、抗氧化物、Vc和花青素甚至还含有一般植物少有的植物性蛋白[3-4]，对重金属中毒具有解毒作用。火龙果有降血压、降血脂、解毒、滋肺、养颜、明目之功效，对便秘和糖尿病也有疗效，它富含的花青素具有抗氧化、抗自由基、抗衰老的作用，含有丰富的水溶性膳食纤维[4-5]，具有减肥、降血糖和润肠的作用；火龙果的黑色小种子，含有不饱和脂肪酸及抗氧化物质[6-7]，具有诸多的保健功效。苹果是我国的主要水果产品之一，富含多种营养成分，含有各种维生素和微量元素，是所有蔬果中营养价值很丰富的品种。目前利用火龙果制作果酒的研究报道还不多见，火龙果的复合果酒更是鲜有报道，本研究将火龙果与苹果进行发酵制成火龙果苹果复合酒，是一种色、香、味较佳的低酒精度健康饮品。它既有苹果酒的风格、火龙果的清香，同时还具有很好的抗氧化性，防止心血管疾病的同时也具有很好的美容养颜作用，具有较高的推广价值和发展前景。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

原料：苹果（红富士），火龙果，白砂糖购于超市，成熟新鲜的红皮白肉型火龙果；安琪牌葡萄酒高活性酵母；果胶酶，法国拉曼公司；异Vc钠、柠檬酸均为分析纯。

仪器设备：榨汁机，山东九阳小家电有限公司；HH-4型恒温水浴锅，金坛市杰瑞尔电器有限公司；PYX-250S-B型生化培养箱，科力仪器；W2-108型手持折光仪，浙江托普仪器有限公司；BS110S型电子天平，北京赛多利斯天平有限公司；酒精计，河北省河间市仪表厂；手持糖度仪，成都光学厂。

1.2实验方法

1.2.1工艺流程（见图1）

1.2.2操作要点

原料选择：选择新鲜、成熟、无病虫害及无霉烂变质的苹果和火龙果。

图1　工艺流程图

去皮、去核、切碎、护色：将洗净的苹果去皮、去核并切成小块，将火龙果去皮，切块。并将去皮、切块的苹果和火龙果快速放入含有1 %～2 %食盐及0.1 %～0.2 %柠檬酸的混合溶液中进行护色[8-9]。

打浆：将切成块状的苹果和火龙果用榨汁机分别进行榨汁，并向榨好的果汁中分别加入0.15 g/kg的异Vc钠护色[10]。

酶处理：向苹果汁和火龙果汁中分别添加水果质量0.3 %的果胶酶，在50℃的恒温水浴锅中静置1 h[11-12]。

调配混合果汁：将过滤的苹果汁和火龙果汁分别按照多种不同的体积比例进行混合并置于透明的杯子中，搅拌均匀，根据混合果汁的色泽和风味进行评比，选出最佳比例。

果汁成分调整：将果汁按照最佳比例混合后，用pH值计测量混合果汁的pH值，用柠檬酸将pH值调整到4.0左右，根据最终复合果酒理化指标中的酒精度调整糖度，将所需一定量的白砂糖加入果汁中，搅拌使充分溶解。

接种发酵：将所需一定量的酵母加入适量的38℃混合果汁中搅拌溶解，静置15～30 min后，搅拌冷却至28～30℃即可使用，将调整好糖度和酸度的果汁接入，通过正交试验选出最佳的酵母用量，温度控制在25～28℃，根据正交试验选出的最佳发酵时间进行发酵[14]。

澄清、过滤：待发酵结束后，虹吸过滤沉淀，得到澄清果酒。

陈酿：将澄清的复合果酒放入经过灭菌的玻璃容器中，密封，置于阴暗处陈酿[15]。

1.2.3混合果汁比例的选择

将过滤的苹果汁和火龙果汁分别按照0.25∶1、0.5∶1、0.75∶1、1∶1、1∶0.75、1∶0.5、1∶0.75的体积比例进行混合并置于透明的杯子中，搅拌均匀，根据混合果汁的色泽和风味进行评比，选出最佳比例。混合果汁调配比例的选取既要兼顾两者风味，又要求混合果汁的颜色呈现令人愉悦的颜色。

1.2.4影响发酵主要因子的单因素优化

分别以酵母用量、含糖量和发酵时间作为影响因子，进行单因素实验，研究各单因素对火龙果苹果果酒发酵工艺的影响。

1.2.5响应面试验优化工艺

根据单因素试验，选择合适的因素水平，利用Design Expert8.0.6进行3因素Box－Benhnken响应面试验设计，寻找以苹果、火龙果为原料制备果酒发酵的最佳工艺参数，以酿造出品质优良的复合果酒[15]。响应面设计因素与水平见表1。

表1　响应面试验因素水平设计

1.2.6分析方法

酒精度的测定采用蒸馏法，含糖量的测定采用手持折光仪。

1.2.7产品感官评定标准

根据复合果酒色泽、气味、口感、状态进行感官评定（表2）并对其进行评分，统计评分结果，以确定复合果酒的最佳生产工艺。

表2　感官评分标准

2　结果与分析

2.1混合果汁比例的选择

通过对以上7种不同混合比例的复合果汁进行品评，发现当苹果汁和火龙果汁的混合比例为2∶1时，复合果汁的果味果香和谐，能兼顾两者风味，颜色呈明亮的淡黄色，因此，混合果汁的最佳比例为苹果汁∶火龙果汁为2∶1。

2.2单因素试验

2.2.1酵母接种量对酒精发酵的影响

固定温度28℃，含糖量18 %，试验酵母接种量分别为0.6 %、0.8 %、1.0 %、1.2 %、1.4 %（v/v），恒温发酵6 d后，果酒酒精度和感官评价的结果见图2。由图2可以看出，在其他条件不变的情况下，酵母用量加大，发酵生成的酒精量增多，酵母用量在0.6 %～0.8 %范围内变化明显，超过0.8 %发酵生成的酒精含量趋于稳定。由图2可知，当接种量为0.6 %时，生产的果酒果香、果味较浓，酒香较淡，当接种量为1 %、1.2 %、1.4 %时，酵母味稍明显，影响了果酒的味道，当接种量为0.8 %时，感官评分最佳。

图2　接种量对酒精发酵的影响

2.2.2含糖量对酒精发酵的影响

固定温度28℃，发酵时间7 d，酵母1.0 %，含糖量选取5个水平分别是14 %、16 %、18 %、20 %、22 %，含糖量对酒精发酵的影响见图3。由图3可以看出，在其他条件不变的情况下，随着含糖量的增大，发酵生成的酒精含量增加。含糖量为14 %、16 %、18 %时，生产的果酒果香、果味较浓，酒香较淡，当含糖量为22 %时，生产的果酒酒精味稍重口感较差，当含糖量为20 %时，生产的果酒感官评分最佳。

图3　初始糖度对发酵后原酒各指标的影响

2.2.3发酵时间对酒精发酵的影响

固定发酵温度28℃，酵母用量1%，含糖量18 %，发酵时间选取5个水平分别是3 d、5 d、7 d、9 d、11 d，发酵时间对酒精发酵的影响见图4。由图4可以看出，在其他条件不变的情况下，随着发酵时间的延长，酒精生成量增加，7 d以前变化明显，7 d后基本趋于稳定。说明发酵已经结束。由图4可知，在发酵时间为3 d、5 d时，果酒果香较重，酒香较淡，颜色较淡，在发酵7 d时，感官评定趋于稳定。

图4　发酵时间对酒精发酵的影响

2.3酒精发酵工艺的优化

响应面法是一种比较经济实用的试验设计方法，它利用较少的试验次数和较短的时间，利用现代计算机软件对结果进行多元线性回归分析，得出较优的工艺。本实验根据Box-Benhnken的中心组合实验设计原理，根据单因素试验结果选取影响较大的3个因素：接种量(X1)、初始糖含量(X2)、时间(X3)进行组合，采用Design Expert 8.0.6软件对所得数据进行回归分析，结果见表3。

表3　Box-Behnken响应面设计方案及结果

用Design Expert 8.0.6软件对进行数据分析，得到感官评价值对自变量接种量、含糖量、发酵时间的二次多项回归模型方程：

利用Design Expert 8.0.6软件对该模型进行显著性分析[16]，分析结果见表4。由表4可知，该回归模型P= 0.0032＜0.01，表明该模型回归极显著，同时，失拟项p= 0.092＞0.05，说明方程不失拟，可以用此模型分析和预测火龙果苹果酒精发酵的最佳条件。

通过对试验中各影响因素的分析表明，接种量、初始含糖量、X2X3、X22、X32对感官评分有显著性影响，其中在3个影响因素中初始含糖量影响最大，其次是接种量，最后是发酵时间。在交互作用中只有含糖量和发酵时间有交互影响，其他均无交互影响，在两次平方项中，除了接种量，其他均有显著性影响。通过软件分析得出最佳配方：酵母接种量0.95 %，初始糖度19.23 %，时间为7.3 d。

表4　因素方差分析表

2.4响应面的验证试验

在响应面进行分析后，得出最佳的发酵工艺，在实验室条件下进行了验证试验，并与响应面试验过程中的最佳方案进行对比，最终得出结论，验证试验与预测结果基本一致，最终酿出的酒体澄清透明，具有清雅、优美、和谐的果香和酒香，入口清爽，酒质醇厚，具有火龙果的清香，同时具有苹果的浓郁香气，典型性好。同时对其他指标进行了测量，各项指标分别为：酒精度11.32 %vol，还原糖2.68 g/L，pH 4.26。卫生指标符合GB 2758—2005发酵酒卫生标准的规定。

3　结论与讨论

利用响应面法对火龙果苹果复合果酒进行发酵工业的优化，最终得出最佳的发酵工艺条件：酵母接种量0.95 %，初始糖度19.23 %，时间为7.3 d，在此条件下，果酒的各项指标能达到较好的水平。

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The Fermentation Techniques of Apple & Pitaya Compound Fruit Wine

WANG Zhengrong and MAHanjun
(School of Food Science, He'nan Institute of Science and Technology, Xinxiang, He'nan 453003, China)

Abstract:Fresh apples and pitaya (red pericarp and white flesh) were used as raw materials to produce compound fruit wine. On the basis of single factor test (inoculating quantity, sugar content, and fermenting time), the fermentation conditions were optimized by Box-Benhnken response surface method as follows: mixed fermentation of apple juice and pitaya juice at the ratio of 2∶1, pH value was 4.0, yeast inoculating quantity was 0.95 %, the initial sugar content was 19.23 %, and fermentation time was 7.3 d. The produced wine had harmonious fruit aroma and wine aroma, and clear and transparent wine body. Besides, it was of great nutritional value.

Key words:compound fruit wine; apple; pitaya; fermentation conditions; optimization

作者简介：王正荣，E-mail：wazhro@qq.com。

收稿日期：2015-10-27

DOI：10.13746/j.njkj.2015414

中图分类号：TS262.7；TS261.4

文献标识码：A

文章编号：1001-9286(2016)03-0096-04

优先数字出版时间：2016-01-22；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160122.0958.003.html。