发酵型桂花蜂蜜酒的酿造工艺研究

李从军，谢爱娣

（1.湖北生物科技职业学院生物工程学院，湖北武汉430070；2.湖北工业大学工程技术学院，湖北武汉430068）

发酵型桂花蜂蜜酒的酿造工艺研究

李从军1，谢爱娣2

（1.湖北生物科技职业学院生物工程学院，湖北武汉430070；2.湖北工业大学工程技术学院，湖北武汉430068）

以鲜桂花、蜂蜜为原料，研究了桂花蜂蜜酒的酿造工艺。采用单因素及正交试验优化了桂花的浸提条件和桂花蜂蜜酒发酵工艺条件。结果表明，在果胶酶添加量0.1%、浸提温度50℃、pH4.5和浸提时间120 min条件下浸提效果最佳，所得桂花汁澄清透明，花香浓郁。桂花蜂蜜酒最佳发酵工艺条件为初始可溶性固形物含量（SSC）22%、接种量0.10%、温度25℃和时间7 d。在此工艺条件下，所得桂花蜂蜜酒的酒精度为11.6%vol，残糖含量为0.95 g/100 mL，口感品质最佳，酒体呈琥珀色，澄清透明，花香、蜜香、醇香协调，怡悦爽口，风味独特。

桂花；蜂蜜；浸提；酿造工艺

蜂蜜是一种安全可靠，无毒副作用的纯天然食品，具有润肺肠、补脾益肾、解毒保肝、调节血压血糖、改善睡眠、美容养颜、抗衰强身等多种功效，被视为养生保健圣品。蜂蜜营养丰富，除含有葡萄糖和果糖主要成分外，还含有酶类、蛋白质、氨基酸、有机酸、黄酮、维生素、矿质元素等多种活性成分，具有很高的营养价值[1]。我国蜂蜜资源丰富，具有悠久的蜂蜜酒酿造历史[2]。经发酵得到的蜂蜜酒不仅能增加氨基酸，维生素、矿物质等生理活性物质的含量，还同时兼具酒的保健功能，具有很好的营养功效[3-4]。但是，以蜂蜜为单一原料酿制的蜂蜜酒香味不足，风味单一，难以得到消费者的广泛接受。

桂花（Osmanthus fragrans）是我国的传统名花，有很好的药用价值，具有健胃化痰、生津散疲及平肝散寒等功效，能治疗食欲不振、痰多咳嗽、闭经腹痛等病症[5-6]。中国有悠久的食用桂花的传统，桂花含有糖类、蛋白质、有机酸、氨基酸、黄酮、维生素及多种矿质元素，综合营养价值高[7-8]。

本试验以鲜桂花为原料，得到浸提液，添加蜂蜜进行混合发酵生产桂花蜂蜜酒，既保留了蜂蜜酒的营养，又赋予了其桂花的香气和保健功效，并在单因素试验结果的基础上，采用正交试验对桂花的浸提条件和桂花蜂蜜酒发酵工艺条件进行优化。以期为桂花、蜂蜜深加工应用及新产品开发提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜桂花：9～10月新鲜盛花期金桂桂花（Osmamthus fragransvar.thunbergii）花瓣，采摘自大学校园；洋槐蜂蜜：上海冠生园食品有限公司；果胶酶（30 000 U/g）：南宁庞博生物工程有限公司；柠檬酸（分析纯）：山东省中创柠檬生化有限公司；氢氧化钠（分析纯）：天津市凯通化学试剂有限公司；葡萄酒果酒酵母：湖北安琪酵母股份有限公司。

1.2 仪器与设备

DNP-9272电热恒温培养箱、DK-S22恒温水浴锅：上海精宏实验设备有限公司；PHSJ-3F型pH计：上海仪电科学仪器股份有限公司；BX-1数显糖度计：日本KEM公司；酒精计：河北武强县第一仪表厂；SPS2001F电子天平：奥豪斯仪器（上海）有限公司；DL-1-15台式封闭电炉：天津市泰斯特仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 桂花蜂蜜酒工艺流程[9-11]

采摘的新鲜桂花分拣去除花梗、杂质，热水浸提过滤后得到桂花汁，用蜂蜜调节糖度后90～100℃灭菌15～20min，冷却至室温后接种活化的葡萄酒果酒酵母进行发酵，过滤后于4℃低温陈酿30 d，巴氏杀菌后得到成品。

1.3.2 桂花浸提条件单因素试验

选取不同料水比（1∶3、1∶5、1∶7、1∶9、1∶11（g∶mL））、果胶酶添加量（0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%）、浸提温度（35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃）、pH（3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5）和浸提时间（60min、120min、180min、240min、300 min、360 min），考察不同因素对桂花浸提液可溶性固形物含量和总浸出物的影响。

1.3.3 桂花浸提条件正交试验

在单因素试验的基础上，选取果胶酶添加量（A）、浸提温度（B）、pH（C）和浸提时间（D）4个因素，采用L9（34）正交试验对桂花浸提条件进行优化，因素与水平见表1。

表1 桂花浸提条件优化正交试验因素与水平Table 1 Factors and levels of orthogonal tests forO.fragrans extraction condition optimization

1.3.4 桂花蜂蜜酒发酵工艺单因素试验

采用不同初始可溶性固形物含量（15%、20%、25%、30%）、接种量（0.05%、0.10%、0.15%、0.20%）、温度（20℃、25℃、30℃、35℃、40℃）、时间（3 d、4 d、5 d、6 d、7 d）进行发酵，考察不同因素对桂花峰蜜酒发酵的影响。

1.3.5 桂花蜂蜜酒发酵工艺正交试验

在单因素试验结果的基础上，选取初始可溶性固形物含量（A）、接种量（B）、温度（C）和时间（D）4个因素，采用L9（34）正交试验对发酵条件进行优化，因素与水平见表2。

表2 桂花蜂蜜酒发酵工艺优化正交试验因素与水平Table 2 Factors and levels of orthogonal experiments forO.fragrans and honey wine fermentation technology optimization

1.3.6 分析测定方法

pH：pH计测定；可溶性固形物含量（soluble solids content，SSC）：用数显糖度计测定；残糖量（以还原糖计）[12]：按GB/T 5009.7—2016《食品安全国家标准食品中还原糖的测定》中的直接滴定法测定；酒精度[13]：按GB 5009.225—2016《食品安全国家标准酒中乙醇浓度的测定》酒精计法测定；总浸出物量计算公式：总浸出物量（g/g）=加水量×可溶性固形物含量/桂花质量；糖转化率计算公式：糖转化率=（酒精度×1.7/初始可溶性固形物含量）×100%。

1.3.7 感官评定方法

由15位专业人士按照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的感官分析法，从外观、香气、滋味、典型性4个方面进行感官评分[14-15]，满分为100分。桂花蜂蜜酒感官评分标准见表3。

表3 桂花蜂蜜酒感官评分标准Table 3 Sensory evaluation standard forO.fragransand honey wine

1.3.8 数据处理

采用正交设计助手II V3.1专业版和EXCEL软件进行试验设计及数据处理。

2 结果与分析

2.1 桂花浸提工艺优化

2.1.1 料水比的影响

由图1可知，浸提液可溶性固形物含量随加水量增加而下降，但当料水比达1∶7（g∶mL）后总浸出物量随加水量增加基本不再变化，且加水量过大会导致浸提液色泽较淡、香味不足。因此，确定桂花浸提最佳料水比为1∶7（g∶mL）。

图1 料水比对桂花浸提的影响Fig.1 Effect of soild-water ratio onO.fragransextraction

2.1.2 果胶酶添加量的影响

果胶酶可软化和裂解植物细胞壁，提高浸提效率和澄清度。由图2可知，当果胶酶添加量较低时，由于酶活不足，可溶性固形物含量、总浸出物量较低；随着添加量增加，酶活增加，可溶性固形物含量、总浸出物量均逐渐增大，但是当果胶酶添加量＞0.10%时，桂花浸提液的可溶性固形物含量、总浸出物量增幅开始减小。此外，果胶酶添加量过大会增加成本且果胶酶在分解果胶时会产生甲醇，影响桂花蜂蜜酒品质。综合考虑，选择果胶酶添加量0.10%为宜。

图2 果胶酶添加量对桂花浸提的影响Fig.2 Effect of pectinase addition onO.fragransextraction

2.1.3 浸提温度的影响

图3 浸提温度对桂花浸提的影响Fig.3 Effect of extraction temperature onO.fragransextraction

由图3可知，随着浸提温度升高，桂花浸提液中可溶性固形物含量和总浸出物量均呈先增加后减少的趋势，当浸提温度为50℃时，两者均达到最大值，这可能是因为浸提温度增加，果胶酶活性增大，浸提液可溶性固形物含量、总浸出物量增大；继续增加浸提温度，酶活性受到抑制，可溶性固形物含量和总浸出物量开始下降。因此，选取浸提温度50℃为宜。

2.1.4 pH的影响

图4pH对桂花浸提的影响Fig.4 Effect of pH onO.fragransextraction

由图4可知，pH的大小会影响果胶酶的活力从而影响浸提效果，随着pH的变化桂花浸提液的总浸出物量发生变化，当pH值为3.5时，与果胶酶最适pH接近，浸提效果最佳。因此，选取pH3.5为宜。

2.1.5 浸提时间的影响

图5 浸提时间对桂花浸提的影响Fig.5 Effect of extraction time onO.fragransextraction

由图5可知，随着浸提时间的延长，浸提液可溶性固形物含量和总浸出物量均逐渐增加，当浸提时间＞120 min后，浸提液可溶性固形物含量和总浸出物量均趋于平衡。物质的浸提和酶的作用都需要一定时间，时间过短不利于酶的作用和物质的浸出，时间过长可能造成酶失活且提取效率低。综合考虑，选择浸提时间120 min为宜。

2.1.6 桂花浸提工艺正交试验

在单因素试验结果的基础上，对桂花浸提条件进行正交优化，结果与分析见表4，方差分析见表5。

表4 桂花浸提条件优化正交试验结果与分析Table 4 Results and analysis of orthogonal experiments for O.fragransextraction conditions optimization

由表4可知，影响桂花浸提液总浸出物的因素主次关系是D（浸提时间）＞B（浸提温度）＞C（pH）＞A（果胶酶添加量），最优条件组合是A1B2C3D2，即果胶酶添加量0.1%、浸提温度50℃、pH4.5和浸提时间120 min。在此条件下进行验证试验，桂花浸提液总浸出物量为0.196 g/g，所得桂花汁澄清透明，呈金黄色，富有光泽，花香芬芳典雅。

表5 浸提条件优化正交试验结果方差分析Table 5 Variance analysis of orthogonal experiments results for extraction conditions optimization

由表5可知，浸提时间对浸提液总浸出物的影响达到了显著水平（P＜0.05），其他因素对结果影响不显著（P＞0.05）。2.2桂花蜂蜜酒发酵工艺条件优化

2.2.1 初始SSC对发酵的影响

取桂花汁，用蜂蜜调整糖度，采用不同初始SSC进行发酵，结果见分别图6、图7。由图6可知，发酵前期酵母菌体消耗糖源用于自身的生长，耗糖速度快，固形物浓度下降明显，产酒缓慢；后期转入酒精发酵耗糖速度减慢，酒精度增速较快。由图7可知，初始SSC越高，发酵酒精度越高。糖度低时发酵后劲不足，得到的桂花蜂蜜酒酒味不足，酒精度低也不利于酒的保存；发酵液中糖度过高，一方面会阻遏乙醇产生途径中乙醇脱氢酶的活性而抑制发酵，不利于酒精产物的积累；另一方面会造成高渗透压环境而抑制酵母的生长[15]。糖度太高还会产生较多的副产物，糖的转化率较低，得到的桂花蜂蜜酒口感较差，甜味过重。综合考虑，初始SSC为20%时，糖转化率最高、残糖含量较低，得到的桂花蜂蜜酒口感最佳，故选择20%为最佳初始SSC，这样既能简化发酵工艺，又能避免发酵时补糖染菌。

图6 发酵过程中可溶性固形物含量及酒精度的变化趋势Fig.6 Change trend of soluble solid contents and alcohol content during fermentation process

图7 初始可溶性固形物含量对发酵的影响Fig.7 Effect of initial soluble solid contents on fermentation

2.2.2 接种量对发酵的影响

接种量的大小决定了菌种在发酵过程中生长繁殖的速度，适宜的接种量利于发酵的顺利进行。考察不同接种量对发酵的影响，结果见图8。接种量过小，发酵启动慢，发酵周期较长，发酵后可溶性固形物含量及残糖量较高，酒精度较低，酒味不足。采用较大的接种量可以缩短酵母繁殖达到高峰的时间，使酒精的形成提前到来，并可减少杂菌的生长机会。由图8可知，随着接种量增大，发酵后可溶性固形物含量及残糖量减小，酒精度增大，但是接种量达到0.10%后，酒精度几乎不再增加。当接种量达到0.20%，生产的酒中带有少许酵母泥味道，影响口感。结合成本考虑，选择接种量0.10%较适宜。

图8 接种量对发酵的影响Fig.8 Effect of inoculum on fermentation

2.2.3 发酵温度对发酵的影响

由图9可知，当温度较低时，糖消耗较慢，可溶性固形物含量及残糖量较高，发酵产酒速度慢，酒精度较低；随着温度升高，酒精度增大，可溶性固形物含量及残糖量降低；当温度过高时，酵母生长受到抑制，代谢速度变慢，酒精度下降，可溶性固形物含量及残糖量升高。当温度在25～35℃之间时，各检测指标变化不大，综合能耗考虑，选择温度25℃较为适宜。

图9 发酵温度对发酵的影响Fig.9 Effect of fermentation temperature on fermentation

2.2.4 发酵时间对发酵的影响

图10 发酵时间对发酵的影响Fig.10 Effect of fermentation time on fermentation

发酵时间过短，酵母主要处于自身增殖阶段，酒精生成较少，发酵不完全，酒味不足，甜度过高；发酵时间过长，菌体可能衰亡自溶，影响酒体的澄清度和风味。由图10可知，随发酵时间延长，酒精度逐渐增加，可溶性固形物含量、残糖量和pH均逐渐下降，发酵6 d后，绝大部分糖源耗尽，可溶性固形物含量及残糖量降到最低，pH基本稳定，酒精度基本不再变化。

2.2.5 发酵条件优化

在单因素试验结果的基础上，对发酵工艺条件进行正交优化，结果与分析见表6，方差分析见表7。

表6 发酵条件优化正交试验结果与分析Table 6 Results and analysis of orthogonal experiments for fermentation conditions optimization

表7 发酵条件优化正交试验结果方差分析Table 7 Variance analysis of orthogonal experiments results for fermentation conditions optimization

由表6可知，发酵过程中影响桂花蜂蜜酒酒精度的主次关系是A（初始SSC）＞D（时间）＞C（温度）＞B（接种量），最优条件组合为A3B1C1D3。由表7可知，初始SSC、发酵时间对桂花蜂蜜酒酒精度的影响达到了显著水平（P＜0.10）。以各因素最优组合进行验证实验，发酵所得桂花蜂蜜酒酒精度为11.6%vol，残糖量0.95 g/100 mL，经陈酿后，酒体呈琥珀色，澄清透明，花香浓郁、蜜香柔和、醇香柔润，酒体协调丰满，怡悦爽口，感官评分94分。

3 结论

本研究以桂花、蜂蜜为原料发酵酿制桂花蜂蜜保健酒，采用单因素及正交试验优化了桂花的浸提条件和桂花蜂蜜酒的发酵工艺条件。桂花的浸提条件为果胶酶添加量0.1%、浸提温度50℃、pH4.5和浸提时间120 min。桂花蜂蜜酒发酵条件为初始可溶性固形物含量（SSC）22%、接种量0.10%、温度25℃、时间7 d。在此最佳条件下，酿制的桂花蜂蜜酒酒精度为11.6%vol，残糖量0.95 g/100 mL，呈浅琥珀色，澄清透明，花香、蜜香、醇香协调，怡悦爽口，风味独特。为桂花、蜂蜜深加工应用及新产品开发提供依据。

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Brewing technology of fermentedOsmanthus fragransand honey wine

LI Congjun1,XIE Aidi2
(1.College of Bioengineering,Hubei Vocational College of Bio-Technology,Wuhan 430070,China; 2.College of Engineering and Technology,Hubei University of Technology,Wuhan 430068,China)

With freshOsmanthus fragransand honey as raw materials,the brewing technology ofO.fragransand honey wine was studied.The extraction conditions ofO.fragransand the fermentation conditions of the wine were optimized by single factor and orthogonal experiments.The results showed that under the conditions of pectinase 0.1%,extraction temperature 50℃,pH 4.5 and extraction time 120 min,the extraction effect was optimum,O.fragransjuice obtained was clear,transparent and fragrant.The optimum fermentation conditions ofO.fragransand honey wine were initial soluble solids content 22%,inoculum 0.10%,temperature 25℃and time 7 d.Under the conditions,the alcohol content and residual sugar content of O.fragransand honey wine were 11.6%vol and 0.95 g/100 ml,respectively,and the wine had optimum taste,amber,floral,fragrant,mellow and unique flavor.

Osmanthus fragrans;honey;extraction;brewing technology

TS262.7

0254-5071（2017）07-0187-06

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.07.040

2017-02-27

李从军（1979-），男，讲师，硕士，主要从事微生物发酵和分析检测的研究工作。