多菌种混合发酵葡萄甜酒的研制

郭文娟

山西省食品工业研究所 (太原 030024)

2017-08-02

郭文娟，女，1982年出生，工程师，研究方向为食品工程。

多菌种混合发酵葡萄甜酒的研制

郭文娟

山西省食品工业研究所 (太原 030024)

以巨峰∶赤霞珠∶玫瑰香∶红提子=1∶1∶1∶1比例复配的葡萄全果为原料，接种酵母菌、植物乳酸菌，醋酸菌混合菌种共同发酵，确定多菌种混合发酵葡萄甜酒最佳生产工艺。在单因素的基础上应用响应曲面法得出最佳条件：接种量6.44%，温度18 ℃，初始糖度19.14° Brix，7 d后终止发酵。此工艺条件下，制得产品果香浓郁、风味最佳、酸甜适口，感官评分为9.6。

混合葡萄；多菌种发酵；葡萄甜酒

葡萄中含有丰富的维生素、有机酸、矿物质和类黄酮等物质[1-2]，尤其是葡萄中的白藜芦醇对预防和治疗动脉粥样硬化、心脑血管疾病有较好的疗效，同时也是肿瘤的化学预防剂。研究表明，葡萄不同品种间、不同部位中白藜芦醇的含量差异很大，因此选择白藜芦醇含量高的葡萄品种有助于提高葡萄制品中白藜芦醇的含量[3]。经多次试验，测定了几种常见葡萄原料的总糖、总酸和原花青素含量(表1)，综合考虑成本、适口性和香气，本文优化出以巨峰∶赤霞珠∶玫瑰香∶红提子=1∶1∶1∶1比例复配的葡萄全果为原料，采用多菌种发酵研制葡萄甜酒。产品果香浓郁，味道新颖，酒度低，糖酸比适中，清新爽口，对开发葡萄饮料酒新品种有重要意义[4-5]。

表1 不同葡萄品种中糖、酸及原花青素含量

1 材料与方法

1.1材料与试剂

1.1.1材料

葡萄采自清徐果园。

1.1.2试剂和菌种

白砂糖，广西博华实业有限公司；膨润土，上海杰兔；焦亚硫酸钾、NaOH，均为分析纯；酿酒酵母、醋酸菌，购于山西省食品所菌种保藏中心；植物乳酸菌，购于中国工业菌种保藏中心。

1.2仪器与设备

酸度计，上海雷磁公司；榨汁机，美的公司；数显式电子折光仪，上海微川精密仪器有限公司；手提式压力蒸汽灭菌锅，上海博迅实业有限公司；溶剂过滤器，上海奥特赛恩斯仪器有限公司；水浴锅，国华电器有限公司；分析天平，上海佑科仪器仪表有限公司；离心机，常州金坛高科仪器厂；电热培养箱，上海达平仪器有限公司；摇床培养箱，哈尔滨市东联电子技术开发有限公司。

1.3方法

1.3.1多菌种混合发酵葡萄甜酒的制备

葡萄→清洗→除梗→混合→破碎→灭菌→接种→发酵控制→终止发酵→皮渣分离→自流汁→过滤和澄清处理→调配→灌装→灭菌→检验→贮存→成品

(1)清洗：葡萄用清水冲去泥沙和污垢，除去烂果及霉变果。

(2)除梗、混合：将不同品种的葡萄去掉果梗，然后混合备用。

(3)破碎：将葡萄在榨汁机中轻度破碎，注意不要破碎果核。

(4)灭菌：将破碎好的葡萄浆在68 ℃下灭菌15 min，然后用冷水迅速冷却至20 ℃。

(5)接种：按照试验方法和接种方法接种不同菌种。

(6)发酵控制：按照试验方法在不同温度下发酵，采用微通氧方式，发酵时间为7 d。

(7)终止发酵：将发酵好的发酵液按250 mg/L的量加入焦亚硫酸钾。

(8)皮渣分离：用滤布将发酵液和果渣分离，得到自流汁。

(9)过滤和澄清处理：自流汁加入0.5‰的膨润土进行澄清处理，静置1 d后，用滤纸过滤后得到酒液。

(10)调配：将酒液加入少量经橡木桶浸泡的葡萄酒进行香气勾调。

(11)灌装：将酒液灌装至酒瓶内，打塞密封，不能灌装太满。

(12)灭菌：将灌装好的酒瓶水浴加热至63 ℃下灭菌15 min。

(13)检验、贮存、成品：将杀菌后的葡萄酒进行灯检，然后置于阴凉干燥处储存，瓶储3个月后即为成品。

1.3.2单因素和Box-Behnken 试验

研究了不同接种量、发酵温度、初始糖度对混合葡萄甜酒发酵的影响，并在此基础上进行了Box-Behnken 试验。

1.3.3测定方法

总糖、还原糖、总酸的含量，按GB/T 15038—2006 测定；可溶性固形物含量，按NY/T 2637—2014 测定；感官评价标准见表2。

表2 感官评定标准[6]

1.3.4菌种培养基及培养方式

(1)斜面培养基

酵母菌培养基：麦芽汁12o Brix、琼脂20g/L 。

醋酸菌培养基：葡萄糖20 g/L、酵母膏15 g/L、碳酸钙30 g/L、乙醇30 mL/L、琼脂20 g/L、

乳酸菌培养基：脱脂奶粉100 g/L。

(2)种子培养基

酵母菌培养基：麦芽汁12° Brix、硫酸镁2 g/L、磷酸二氢钾2 g/L。

醋酸菌培养基：乙醇35 mL/L、葡萄糖10 g/L、酵母粉10 g/L、磷酸二氢钾0.5 g/L、硫酸镁0.5 g/L。

乳酸菌培养基：脱脂奶粉100 g/L。

在无菌条件下，分别从斜面培养基中将各菌种接种到种子培养基，酵母菌、醋酸菌25 ℃～30 ℃静置培养，植物乳酸杆菌30 ℃～37 ℃静置培养24～48 h。

(3)发酵培养基

将混合葡萄汁过滤后灭菌，分装于三角瓶中，在无菌条件下将酵母菌、醋酸菌和乳酸菌种子培养基按5%接种量接入混合葡萄汁中，其中酵母菌、醋酸菌25 ℃～30 ℃静置培养，植物乳酸杆菌30 ℃～37 ℃静置培养24～48 h，以备后期使用。

(4)培养方法

酵母菌、醋酸菌25 ℃～30 ℃静置培养，植物乳酸杆菌30 ℃～37 ℃静置培养24～48 h。

(5)接种方法

将酵母菌、醋酸菌、植物乳酸杆菌按比例1∶1∶1混合后，按不同的接种量接入混合葡萄汁中。

(6)终止发酵方法

先将发酵酒液巴氏杀菌(85 ℃，15 min)，后添加焦亚硫酸钾(250 mg/L)终止其继续发酵。

2 结果与讨论

2.1混合葡萄甜酒发酵单因素分析

2.1.1接种量对混合葡萄甜酒发酵的影响

将混合葡萄汁可溶性固形物调整到20°Brix，分别以5%、6%、7%、8%、9%、10%的接种量接种发酵培养基，20 ℃发酵7 d，终止发酵后测定总酸，并得出感官评定分数，结果如图1。

由图1可知，随着接种量的升高，总酸呈上升趋势，感官评分逐渐降低。这可能是因为接种量大，提升了发酵速度，且菌体量大不利于后期澄清，影响产品口感。因此选择适合接种量有利于产品稳定。

图1 接种量对混合葡萄甜酒发酵的影响

2.1.2发酵温度对混合葡萄甜酒发酵的影响

将混合葡萄汁可溶性固形物调整到20°Brix，接种6%的发酵培养基，分别以18 ℃、19 ℃、20 ℃、21 ℃、22 ℃发酵7 d，终止发酵后测定总酸，并得出感官评定分数，结果如图2。

图2 发酵温度对混合葡萄甜酒发酵的影响

由图2可知，随着发酵温度的升高，总酸变化波动不大，感官评分逐渐降低。这可能是因为温度越高，发酵速度越快，酒度上升也加快，产品香气损失影响越大。因此选择低温发酵有利于产品风味的形成[7-8]。

2.1.3初始糖度对混合葡萄甜酒发酵的的影响

将混合葡萄汁可溶性固形物分别调整到18°Brix、19°Brix、20°Brix、21°Brix、22°Brix，接种6%的发酵培养基，20 ℃条件下发酵7 d，终止发酵后测定总酸，并得出感官评定分数，结果如图3。

图3 初始糖度对混合葡萄甜酒发酵的影响

由图3可知，随着初始糖度增加，总酸有下降的趋势，感官评分先升后降。这是因为发酵糖量一部分用于微生物的繁殖，一部分用于代谢底物，较低pH和有氧环境下醋酸菌、乳酸菌则边生长边利用糖进行转化产乙酸、苹果酸、乳酸。发酵初期糖量高，则发酵时糖量下降速度快，酒度上升快，酸度也略高，影响产品口感。初始糖度在20°Brix时，酸度变化平缓，产品酸甜比例适口[9]。

2.2Box-Behnken试验结果

2.2.1因素水平表

根据单因素试验结果，对接种量、温度、初始糖度三因素进行响应面试验，由Desing-Expert7.0统计分析软件设计出的试验矩阵及试验结果如表3所示[10-11]。

表3 响应曲面设计试验因素水平和编码

2.2.2回归方程拟合及方差分析

对所得数据进行回归分析，结果见表4、表5，对各因素拟合后得到的回归方程：

Y=+8.64+0.025A-1.11 B-0.19C+0.000AB+0.15AC-0.12BC-0.23A2-0.058B2-0.16C2最适发酵条件为：接种量6.44%，温度18 ℃，初始糖度19.14°Brix，预测值感官评分为9.62。由表4可知，因素B(P<0.01)对试验有极显著影响，因素C(P<0.05)对试验有显著影响。模型回归拟合方程显著(P<0.000 1)，说明该模型与实际拟合良好，试验方案可靠。失拟项不显著(P>0.05)，说明所得方程与实际拟合中非正常误差所占比例较小，可用于试验结果分析。

表4 响应曲面试验设计及感官评分

表5 回归模型及方差分析

注：差异显著(P<0.05)；差异极显著(P<0.01)。

2.2.3响应面图分析

响应面是优化存在多因素影响试验条件的寻优方法，并画出响应值与因素变量构成的响应面图和等高线图，较直观的分析和解释各个变量和变量之间对响应值的影响，结果如图4、图5、图6所示，AB、AC、BC的交互作用对试验无显著的影响[12]。

图4 Y=f(A,B)的响应面立体分析

图5 Y=f(A,C)的响应面立体分析

图6 Y=f(B,C)的响应面立体分析

2.2.4验证试验

采用上述最适条件进行验证试验。考虑实际操作，将最适试验数据进行调整，采用接种量6.5%，温度18 ℃，初始糖度19°Brix，得到产品的感官评分为9.6。经过3次平行试验，取平均值为9.6，与预测值一致，说明响应曲面法对多菌种混合发酵葡萄甜酒的研制有指导意义。

3 结论

本试验应用响应曲面法对多菌种混合发酵葡萄甜酒的研制进行优化，结果表明，采用接种量6.5%，温度18 ℃，初始糖度19°Brix，微通氧方式发酵7天，得到感官评分9.6。本试验不足之处在于，由于多菌种发酵，因此不能兼顾所有菌种最适宜培养温度和通氧量，因此考虑将来的发酵控制，采用多个温度梯度发酵，分段通氧量等手段控制发酵过程，以达到更好的发酵效果。

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Theproductionofmultibacterialfermentedhybridgrapesweetwine

Guo Wenjuan

Shanxi Food Industrial Research Institute (Taiyuan 030024)

With giant peak grape∶cabernet sauvignon∶roses grape∶red raisins=1∶1∶1∶1 ratio distribution of grape fruit as raw material, all inoculated yeast, lactic acid bacteria and acetic acid bacteria mixed strains fermentation together, the best grape sweet wine production process of the mixed fermentation multi-strain was determined. On the basis of single factor using response surface method for the optimal conditions: temperature is 18 ℃, the volume of bacteria’s addition is 6.44%, the initial sugar is 19.14° Brix, termination of fermentation after 7 days. In this condition, the product has a strong fruit aroma, and the best flavor, tasted sweet and sour, the sensory score is 9.6.

hybrid grape; multibacterial fermented; grape sweet wine

TS201

A

1672-5026(2017)05-052-05