圣女果酒加工工艺研究

（百色学院农业与食品工程学院，广西百色533000）

圣女果又可叫小西红柿，中文名为樱桃番茄[1]，圣女果可以作为菜类食用又可以作为生果，果肉的味道酸甜可口、营养丰富，颜色艳丽饱满，果实内部包含全部普通番茄里含有的营养，它的维生素类成分含量相对普通番茄要高，被联合国粮农组织列为优先推广的“四大水果”之一[2]。圣女果是一种高营养类型的蔬果，圣女果果肉中含有糖分、果胶、番茄红素[3]、矿物质[4]、胡箩卜素、蛋白质、以及维生素B1、维生素B2[5]。以圣女果为原料，研究酵母菌种及添加量、白砂糖添加量、SO2浓度和发酵温度对圣女果酒发酵的影响，为圣女果酒在倍受青睐的保健类绿色果酒领域里占有一席之地打下基础，提高经济效益。

1 材料与仪器

1.1 材料

圣女果、白砂糖：市售；甜酒曲、葡萄酒酵母、活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；调硫片：烟台帝伯仕自酿机有限公司。

1.2 仪器与设备

HH-S6电热恒温水浴锅：常州国华电器有限公司；DHG-9030A电热恒温干燥箱、LRH-1000F生化恒温培养箱：上海一恒科学仪器有限公司；WAY-2W阿贝折射仪：上海天垒仪器仪表有限公司；JYL-C93T榨汁机：九阳；XY-M系列精密电子台秤：上海高致精密仪器有限公司；数显PHS-25：上海雷磁仪器有限公司；L6S紫外可见分光光度计：上海仪电分析仪器有限公司。

2 方法

2.1 圣女果酒主发酵工艺流程

圣女果→清洗→去梗→烫漂→组织破碎→50℃果胶酶处理4 h酵解活化→过滤→调配→灭菌→添加酵母→主发酵→装瓶→后发酵→陈酿

2.1.1 操作要点

2.1.1.1 圣女果的筛选

选择新鲜成熟无病害的鲜红的圣女果，以保证成品酒的品质。

2.1.1.2 圣女果汁的制取

根据SO2浓度大小向榨出来的圣女果汁中加入调硫片，以质量分数为0.025%的比例添加果胶酶，将两者充分溶于10 mL水中，加入榨汁破碎机中。取清洗好的圣女果称好重量后加入榨汁破碎机中，通电榨成浆水，调节恒温水浴锅温度为50℃，并将果汁放在水浴中保温4 h后，利用滤布滤去果渣，获取澄清的原果汁。

2.1.1.3 圣女果汁的调配

圣女果含糖质量分数基本维持在6.30%～7.88%，若圣女果仅依靠自身发酵则糖度较低。合理添加白糖提高发酵的酒度。可在加热的水中添加白糖并不断地搅拌制成糖浆：将5 g纯净水倒入250 mL烧杯中，煮沸后一边搅拌一边加白糖，直到使其完全溶解并形成糖浆；同时，糖与柠檬酸按100∶1（质量比）的比例进行添加，待糖全部消融后，加入澄清的圣女果汁，搅拌使其消融[6]。pH值范围为5～6时，更适合酵母的生长[7]，统一调节pH值为5，在这样的pH值环境下酵母生长、繁衍和发酵都很快。在pH值过低时加入食用小苏打进行调整，pH值过高时加入柠檬酸进行调整[8]。

2.1.1.4 添加酵母

将浓度为60 mg/L的SO2通入圣女果汁发酵液中，各自分别按0.05%的比例添加甜酒曲、葡萄酒酵母和活性干酵母，糖的添加量为20%，做好防护措施，置于25℃的生化培养箱中进行发酵，依据发酵液中相关的理化指标变化，来确定最适合的发酵剂种类。

2.1.1.5 主发酵

将添加发酵剂后的圣女果汁放入20℃～30℃的生化培养箱中发酵，发酵7 d，隔天测定发酵醪的pH值、可溶性固形物含量、还原糖含量和乙醇含量。

2.2 品质鉴定

2.2.1 pH值的测定

pH值的测定采用pH计进行测定（pH值测定法）[9]。

2.2.2 可溶性固形物含量的测定

可溶性固形物含量采用WAY-2W阿贝折射仪（折光仪法）进行测定[10]。

2.2.3 还原糖含量的测定

还原糖含量采用紫外可见分光光度计（3，5-二硝基水杨酸法）[11]进行测定。

2.2.4 乙醇含量的测定

乙醇含量采用紫外可见分光光度计（重铬酸钾法）[12]进行测定。

2.2.5 感官评定

邀请5～10名品酒员（酒精不过敏的男女）对圣女果酒主发酵的每个产品进行感官评价：观、嗅、尝，并按表1所给的评定标准对果酒的感官品质进行评定和给出建议，再根据其结果计算平均值，从而得出各产品的最终感官得分。

表1 感官评价评分表Table 1 Sensory evaluation score

2.3 试验设计

2.3.1 单因素试验确定最适的酵母种类、酵母添加量、SO2添加量、发酵温度和糖的添加量

2.3.1.1 发酵剂种类的确定

在发酵温度为25℃，糖添加量为20%，调整pH值为5.0，发酵剂添加量为0.05%，SO2浓度为60 mg/L，分别添加甜酒曲、葡萄酒酵母、活性干酵母的条件下进行主发酵7 d，隔天测定不同种类发酵剂发酵的圣女果酒的pH值、可溶性固形物含量、还原糖含量和乙醇含量等指标。

2.3.1.2 发酵剂添加量的确定

在发酵温度为25℃，糖添加量为20%，调整pH值为5.0，SO2浓度为60 mg/L，发酵剂为葡萄酒酵母，葡萄酒酵母的接种量为别为0.02%、0.05%、0.08%的条件下进行主发酵7 d，隔天测定不同种类发酵剂发酵的圣女果酒的pH值、可溶性固形物含量、还原糖含量和乙醇含量等指标。

2.3.1.3 SO2添加量的确定

在发酵温度为25℃，糖添加量为20%，调整pH值为5.0，发酵剂为葡萄酒酵母，葡萄酒酵母的接种量为0.05%，SO2浓度分别为50、60、70 mg/L的条件下进行主发酵7 d，隔天测定不同种类发酵剂发酵的圣女果酒的pH值、可溶性固形物含量、还原糖含量和乙醇含量等指标。

2.3.1.4 发酵温度的确定

在糖添加量为20%，酵母剂为葡萄酒酵母，调整pH值为5，发酵剂添加量为0.05%，SO2浓度为60 mg/L，发酵温度分别为20、25、30℃的条件下进行主发酵7 d，隔天测定不同种类发酵剂发酵的圣女果酒的pH值、可溶性固形物含量、还原糖含量和乙醇含量等指标。

2.3.1.5 糖添加量的确定

在发酵温度为25℃，SO2浓度为60 mg/L，发酵剂为葡萄酒酵母，调整pH值为5，发酵剂添加量为0.05%，糖的添加量分别为15%、20%、25%的条件下进行主发酵7 d，隔天测定不同种类发酵剂发酵的圣女果酒的pH值、可溶性固形物含量、还原糖含量和乙醇含量等指标。

2.3.2 正交试验优化圣女果酒主发酵工艺参数

为确定圣女果酒发酵的工艺参数，在单因素基础上以生成的乙醇含量和感官评定作为试验指标，通过三因素三水平正交试验优化白砂糖含量、SO2含量、发酵剂添加量、发酵温度参数。因素水平见表2。

表2 正交试验因素表Table 2 Factors and levels used in orthogonal array design

3 结果与分析

3.1 发酵剂种类的确定

选择合适的发酵剂对酿出优良酒质的果酒有重要意义[13]。判断是否是合适的发酵酵母的依据是具有发酵底物能力强，发酵启动快，酒精产率高，酿造的果酒有良好的风味等特征[14]。甜酒曲、葡萄酒酵母、活性干酵母3种发酵剂试验结果见图1、表3。

图1 发酵剂种类对圣女果酒主发酵的影响Fig.1 Effect of yeast species on the primary fermentation of cherry tomato wine

表3 不同发酵剂种类发酵性能比较Table 3 Comparison of fermentability of different yeast species

由图1、表3可知，随着发酵时间的延长，酵母数量的增加，发酵液中的糖含量降低，乙醇含量逐渐升高。葡萄酒酵母在2 d～3 d之间糖含量减少幅度增大，而乙醇含量增加幅度提高，说明发酵启动快，发酵至第7天，乙醇含量在3种酵母发酵中最高，说明发酵底物能力强，酒精产率高，感官评价评分最高，说明发酵的果酒具有良好的风味。因此，选用葡萄酒酵母作为发酵圣女果酒的发酵菌种。

3.2 发酵剂添加量的确定

圣女果酒若不添加酵母，亦可自然发酵成果酒，但圣女果自然携带的酵母不易控制，发酵的不同批次的果酒质量不稳定，为获得质量稳定一致的圣女果酒，应添加优良的纯酵母进行培养发酵[15]。不同的发酵剂添加量对果酒发酵的影响也不一样。不同发酵剂添加量的发酵结果比较见表4，酵母添加量对圣女果酒主发酵的影响见图2。

由图2可知，其中0.08%发酵剂添加量的pH值变化、还原糖含量变化都明显于其他两种发酵剂添加量的发酵数据变化，且发酵最为迅速。0.02%酵母添加量和0.05%发酵剂添加量的发酵数据变化相对接近，皆在第4天之后反应进程逐渐稳定，发酵剂发酵接近尾声。由表4可知，当发酵剂添加量为0.02%时，其果酒的乙醇含量相对较高，感官评分也最高。

表4 不同发酵剂添加量的发酵结果比较Table 4 Comparison of fermentability of different yeast addition levels

图2 发酵剂添加量对圣女果酒主发酵的影响Fig.2 Effect of yeast addition levels on the primary fermentation of cherry tomato wine

3.3 SO2添加量的确定

不同SO2添加量的发酵结果比较见表5，SO2添加量对圣女果酒主发酵的影响见图3。

表5 不同SO2添加量的发酵结果比较Table 5 Comparison of fermentability of different SO2addition levels

图3 SO2添加量对圣女果酒主发酵的影响Fig.3 Effect of SO2addition levels on the primary fermentation of cherry tomato wine

由图3可知，SO2浓度为50 mg/L和70 mg/L的数据变化相对接近，而SO2浓度为60 mg/L时发酵果汁产酸的速率略微低于其他两种浓度；SO2浓度对糖的利用无明显区别，而SO2浓度为70 mg/L利用还原糖的速率较其他两种浓度略高。整个发酵在第4天之后逐步减慢并趋于稳定状态而停止。当SO2浓度为70 mg/L，在第6天～第7天期间酒精量略有下降，可能的原因为检测过程中酒精的自然蒸发。SO2浓度为60 mg/L时产酒精的速率为最高，SO2浓度为50 mg/L和60 mg/L最终产出的酒精量基本一致，而SO2浓度为50 mg/L时产出的酒精量最多。可见该范围内的SO2浓度对果汁发酵并无太大影响。经品鉴员对3瓶酒样进行品尝，当SO2浓度为70 mg/L时综合得分为8.07，在这三者中为最高。

3.4 发酵温度的确定

不同发酵温度的发酵结果比较见表6，发酵温度对圣女果酒主发酵的影响见图4。

表6 不同发酵温度的发酵结果比较Table 6 Comparison of fermentability of different fermentation temperatures

由图4可以知，当发酵温度为30℃时，果汁产酸、耗糖速度以及产酒精的的速度是最快的，发酵反应也最为剧烈，此中温度为20℃时整个果汁的发酵过程最慢，但最终产生的酒精量最多。整个发酵在第4天之后逐步减慢并趋于稳定状态而停止。经感官评价，当发酵温度为30℃时综合得分为7.83，在这三者中为最高。

图4 发酵温度对圣女果酒主发酵的影响Fig.4 Effect of fermentation temperatures on the primary fermentation of cherry tomato wine

3.5 糖添加量的确定

不同白糖添加量的发酵结果比较见表7，不同白糖添加量对圣女果酒主发酵的影响见图5。

图5 糖添加量对圣女果酒主发酵的影响Fig.5 Effect of sugar addition levels on the primary fermentation of cherry tomato wine

由图5可知，当糖添加量为20%或25%时，果汁产酸的速率基本相同，而糖添加量为15%时产酸的速度最慢；糖添加量为25%时耗糖速率最低，而糖添加量为15%时耗糖速率最高；糖添加量为25%时产酒精的速率最高，最终产酒精量也是最多，而糖添加量为15%时产酒精的速率最低且产酒精量为最少。整个发酵在第5天之后逐步减慢并趋于稳定状态而停止。经感官评价，当糖添加量为25%时综合得分为8.25，在这三者中为最高。

3.6 主发酵工艺的正交试验结果

优化主发酵工艺的试验结果见表8。

由表8可知，就A因素而言，对乙醇和感官评价的影响均排在第一位，属于主要因素，A3发酵的圣女果的酒精含量和感官评价都是最高的，原因可能是圣女果本身的含糖量较低，因此，选择白砂糖的添加量为25%。

表8 圣女果发酵条件正交试验结果分析Table 8 Analysis of orthogonal test result of the fermentation conditions of cherry tomato

B因素对酒精含量的影响排第三位，对感官评价的影响排第二位，属于次要因素，B3产生的酒精含量和感官评价均最高，所以选择70 mg/L。

C因素对酒精含量和感官评价的影响排在第四位，属于最次要因素，C1产生的酒精含量最高，C2的感官评价最高，由于C是最次要因素，因此选择葡萄酒酵母添加量为0.02%最经济。

D因素对酒精含量的影响排第二位，对感官评价的影响排第三位，属于次要因素，D1产生酒精量最高，D3的感官评价最高，D1的感官评价排第二位，因此选择发酵温度为20℃。

综合分析，圣女果酒最佳工艺参数为A3B3C1D1，经验证试验得到该工艺参数下得到的果酒质量为最优，即圣女果果汁加入25%的白砂糖，经过70 mg/L的SO2处理后，加入0.02%的葡萄酒酵母，经20℃发酵后得到品质良好的圣女果酒。试验研究结果与叶华[16]的研究有些差异。

4 结论

通过比较甜酒曲、葡萄酒酵母、活性干酵母对发酵圣女果酒品质的影响，选择产酒能力较强，耐高浓度SO2的葡萄酒酵母作为圣女果酒发酵的菌种，可得到品质良好的圣女果酒。

经过单因素和正交试验分析，圣女果酒主发酵的最佳工艺参数为：圣女果果汁加入25%的白砂糖，经过70 mg/L的SO2处理后，加入0.02%的葡萄酒酵母，经20℃发酵7 d后得到品质良好的圣女果酒。