蜜柚桂圆发酵果酒酿造工艺的优化

刘静娜，庄远红，张茜茜

（闽南师范大学 生物科学与技术学院，福建 漳州363000）

琯溪蜜柚是漳州市平和县的地方特产，是柚类中最优良的品种之一，以其果大、皮薄、肉厚、汁多、酸甜适口等良好品质而驰名中外[1]，其营养丰富，每100 mL果汁含总糖9.17～9.86 g，总酸0.73～1.01 g，维生素C（vitamin C，VC）48.93～51.98 mg[2]。其含有芦丁、类胰岛素、枸橼酸、柚皮苷等生理活性成分，具有降胆固醇、降血糖、防癌和抗畸变等作用[3]。桂圆又称龙眼，果实呈黄褐色，果肉白色透明，汁多味甜，富含粗纤维、VA、VB1、VB2、VC、烟酸、酒石酸、蛋白质、脂肪、矿物质等营养成分[4]，同时桂圆具有很好的保健功效，能够有效清除自由基[5-6]、降低血糖[7]、调节免疫系统[8]、神经系统和内分泌系统[9]。

在众多水果加工方法中，发酵果酒具有显著的优势和特点。通过微生物的发酵活动，能更好地将有效功能成分浸溶于酒中，有助于人体吸收利用[10]。桂圆果肉风味好，富含葡萄糖、蔗糖等糖分（约20%），是酿造果酒的优质原料[4，11]，大多研究均采用新鲜桂圆取汁酿酒[12-13]，但桂圆不耐贮藏，以鲜果为原料将大大增加存储成本，而以桂圆干酿酒仍有良好的功能活性[14]。利用柑橘属水果进行酿酒，酒质温和爽口，果香味浓，基本保持了柑橘中的天然营养成分[15]，且琯溪蜜柚近年来种植规模逐年扩大，造成大量柚果剩余，农户经济损失较大，亟需将其进行深加工以提高产业产值，目前的加工主要在于果脯、果汁饮料[16-17]等，而蜜柚果酒甚为少见。因此本试验以琯溪蜜柚和桂圆干为主要原料进行发酵，研制风味独特的复合果酒，为生产和科研提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

琯溪蜜柚、桂圆干（漳州本地产）、白砂糖：市售；葡萄酒-果酒专用酵母RW：湖北安琪生物技术公司；果胶酶（食品级，酶活300 000 U/g）：宁夏和氏璧生物技术有限公司；β-环糊精（食品级）：孟州市华兴生物化工有限责任公司；其余试剂（均为分析纯）：西陇化工股份有限公司。

1.2 仪器与设备

PRX-250B型恒温智能培养箱：宁波赛福试验仪器有限公司；FR224CN型电子天平：奥豪斯仪器上海有限公司；

JJ-2型组织破碎机：金坛市国旺试验仪器厂；HH-2数显恒温水浴锅：常州国华电器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 果酒加工工艺流程及操作要点

挑选充分成熟的蜜柚，去皮、去囊衣、去籽，果肉打浆后，添加果胶酶（0.025 g/100 g果肉），40 ℃酶解30 min，95 ℃灭酶30 s[18]，压榨过滤得蜜柚果汁；在100 mL水中加入10 g桂圆干，煮沸、冷却后，加入一定量蜜柚果汁，用白砂糖调整复合果汁的初始糖度，接种一定量果酒酵母，在22 ℃条件下进行密闭式发酵，发酵液体不超过容器的80%，发酵一定时间完成主发酵。过滤除渣，将发酵后的柚子桂圆果酒装入贮酒罐密封陈酿，即后发酵。在15～18 ℃陈酿14 d。添加β-环糊精0.5 g/100 mL，45 ℃条件下处理30 min进行脱苦[18]，70 ℃杀菌20 min，即得成品。

1.3.2 单因素试验

分别考察初始糖度（20%、24%、28%、32%）、蜜柚果汁添加量（110 mL、120 mL、130 mL、140 mL）、酵母接种量（0.6%、0.7%、0.8%、0.9%）、发酵时间（4 d、5 d、6 d、7 d）对蜜柚桂圆果酒总糖、酸度、酒精度和感官评分的影响。

1.3.3 蜜柚桂圆果酒发酵条件优化响应面试验

在单因素试验的基础上，选取初始糖度（A）、蜜柚果汁添加量（B）和酵母接种量（C）3个因素为自变量，以感官评分（Y）为响应值，根据Box-Behnken中心组合设计原理，设计响应面分析试验，确定蜜柚桂圆果酒的最佳工艺，响应面试验因素与水平见表1。

表1 蜜柚桂圆果酒发酵条件优化响应面试验因素与水平Table 1 Factors and levels of response surface experiments for fermentation condition optimization of pomelo and longan wine

1.3.4 测定方法

酒精度、酸度、总糖：参照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》进行测定[19]；初始糖度：以手持折光仪测定。

感官评定：参照农业部标准NY/T 1508—2017《绿色食品果酒》，并根据柚子桂圆果酒的特性，制定其感官评分标准[20]。由10名食品专业人员组成评定小组，对果酒的外观、香气、滋味、典型性进行观察和品尝并打分，满分100分，评分标准见表2。

表2 蜜柚桂圆果酒感官评分标准Table 2 Sensory evaluation standards of pomelo and longan wine

2 结果与分析

2.1 初始糖度对蜜柚桂圆果酒品质的影响

由表3可知，随着初始糖度的升高，酒精度、总糖逐渐提高，酸度较为稳定，感官评分先上升后下降。在初始糖度＜24%之前，酒体酸涩味重，缺少酒香气；初始糖度增加至28%，果酒品质明显提高，柚香酒香浓郁，口味协调柔和，酒体醇香饱满；当初始糖度＞28%之后，果酒品质下降，酒精度较高，果香不明显。可能是对于处在对数生长期的酵母菌，糖度太低，无法满足它们生长繁殖和正常的生理代谢活动；糖度较高时，酵母菌生长快，酒精度过高，酒体可能提前进入衰老期。综合来看，选择初始糖度24%～28%为宜。

2.2 蜜柚果汁添加量对蜜柚桂圆果酒品质的影响

表4 蜜柚果汁添加量对蜜柚桂圆果酒品质的影响Table 4 Effect of pomelo juice addition on the quality of pomelo and longan wine

由表4可知，随着蜜柚果汁添加量的增加，果酒的酒精度、总糖、总酸都逐渐上升，感官评分先上升后下降。果汁添加量＜120 mL之前，柚香不明显；果汁添加量＞130 mL之后，酒精度高，澄清度低，有少量沉淀，有酸涩味，感官评分相对较低，可能是由于果汁含量高时，酸度较大，柚果中天然存在的苦味物质未完全除去，导致口感较差。综合来看，选择果汁添加量为120～130 mL为宜。

2.3 发酵时间对蜜柚桂圆果酒品质的影响

由表5可知，随着发酵时间的延长，酒体的酒精度先升高后降低，总糖先升高后稳定，酸度逐渐降低。从总体来看，发酵时间为6 d时，酒体的酒精度、酸度以及总糖的量适宜，此时酒体柚香浓郁，醇香饱满，口感清爽，组织均匀，光泽度高，果酒的品质较好。发酵时间＜6 d时，酒体的酒香气不明显，光泽度不高，有少量沉淀；发酵时间＞6 d时，酒精度下降，可能是随着发酵时间的延长，发酵产生的副产物影响了酵母菌的代谢活动。综合来看，选择发酵时间6 d为宜。

2.4 酵母接种量对蜜柚桂圆果酒品质的影响

表6 酵母接种量对蜜柚桂圆果酒品质的影响Table 6 Effect of yeast inoculum on the quality of pomelo and longan wine

由表6可知，随着酵母菌接种量的增加，酒体的酒精度逐渐上升直至趋于稳定，总糖先升高后降低，酸度逐渐降低。从总体来看，酵母接种量为0.8%时，酒体的酒精度，酸度以及总糖的量适宜，此时酒体柚香浓郁，醇香饱满，色泽橙黄，光泽度高，果酒的品质较好；酵母接种量较低时，酒体的酒香气不明显，光泽度不高，有少量沉淀；酵母接种量＞0.8%之后，酒体的酸涩味较重，口感不好。可能是酵母接种量过高时，发酵太快，对于果酒风味的形成产生不利影响；接种量过低，酒液中的糖分不能被充分利用，酒体寡淡。综合来看，选择最适宜的酵母添加量为0.7%～0.8%。

2.5 响应面试验优化蜜柚桂圆果酒酿造工艺

响应面试验结果见表7，方差分析见表8。对表7的数据进行回归拟合，得到二次回归模型为：

表7 蜜柚桂圆果酒发酵条件优化响应面试验设计及结果Table 7 Design and results of response surface experiments for fermentation condition optimization of pomelo and longan wine

表8 回归模型方差分析Table 8 Variance analysis of the regression model

由表8可知，回归项中模型极显著（P＜0.01），失拟项不显著（P=0.223 4＞0.05），说明能够反映蜜柚桂圆果酒的感官评分与各因素之间的关系；R2=0.979 8及R2adj=0.953 7，说明方程拟合效果好，误差小，可以用来预测果酒的感官评分。A、C、A2、B2、C2的影响极显著（P＜0.01），说明对果酒的感官评分影响极大；B、BC的影响显著（P＜0.05），说明对感官评分影响较大；AB、AC对感官评分影响不显著（P＞0.05）。比较F值大小可知，3个因素对果酒的影响为初始糖度＞酵母接种量＞蜜柚果汁添加量。

图1 初始糖度、蜜柚果汁添加量与酵母接种量交互作用对蜜柚桂圆果酒感官品质影响的响应面及等高线Fig. 1 Response surface plots and contour line of interaction between initial sugar content, pomelo juice addition and yeast inoculum on the sensory quality of pomelo and longan wine

由图1可以看出，在所选范围内是存在极点的，其中蜜柚果汁添加量与酵母添加量的响应面坡度比较陡峭、等高线呈椭圆形，说明蜜柚果汁添加量与酵母接种量之间的交互作用显著，对结果影响较大。

应用响应面分析软件得出蜜柚桂圆果酒的最优工艺：初始糖度27.14%，柚果汁添加量126.17 mL，酵母接种量0.77%，感官评分理论预测值为90.37。为了便于生产实际操作，将最优条件修正为初始糖度27%，柚果汁添加量125 mL，酵母接种量0.8%，按此条件进行果酒酿造，三次平行样品的感官评分分别为90、90、91，平均分为90.3分，与理论预测值接近，说明该模型可行性高，具有实际应用价值。

2.6 产品理化指标

对最优条件下制得的蜜柚桂圆果酒进行理化指标测定，该果酒酒精度为14.3%vol，总糖含量为8.2 g/L，总酸含量为6.8 g/L，符合农业部发布的农业行业标准NY/T1508—2017《绿色食品果酒》的要求。

3 结论

对蜜柚桂圆果酒发酵工艺进行了研究，得到最优的工艺条件为在100 mL水中加入10 g桂圆干和125 mL蜜柚果汁，调整初始糖度为27%、接种0.8%酵母，在22 ℃发酵6 d，得到的蜜柚桂圆果酒酒精度为14.3%vol，总糖含量为8.2 g/L，总酸含量为6.8 g/L，酒液清亮，色泽橙黄，酸甜适中，具有令人愉悦的果香和酒香，感官评分为90.3分，与预测值相近，模型方差分析和响应面分析表明，该模型回归极显著，对试验拟合较好，优化的蜜柚桂圆果酒酿造条件具有一定的实际应用价值。