发酵果酒降酸工艺优化

冯 倩，张 燕，赵轶男

(大连民族大学，辽宁大连 116600)

发酵型果酒保留果子里面的各种天然产物，比如多酚类物质以及人体所必需的氨基酸、维生素、矿物质元素，具有很好的保健作用[1]，对我们的身体有很多益处。近年来人们养生意识增强，果酒市场有着良好的发展前景[2]，成为当今研究的热门话题。但由于发酵型果酒中含有大量有机酸主要包括柠檬酸、酒石酸、乙酸等，这些酸的存在影响果酒的口感以及不能达到国家标准。适当地给果酒降酸不仅能提升酒的口感，还能让果酒的保存时间得到延长。当前野生果酒降酸的方法非常多，但现有的野生果酒降酸处理方法大多会破坏果酒中花青素含量，且降酸后影响果酒的口感。对果酒降酸工艺优化，有利于果酒行业的发展，让果酒的营养价值得到体现，同时延长果酒的保存时间。另外，果酒降酸工艺优化能够减少降酸原料的使用，降低成本。

本研究以凤梨酒、葡萄酒、青梅酒和蜜桃酒为研究对象，采用化学法[3]和阴离子交换树脂法[4]对不同的发酵果酒进行降酸工艺优化，通过自动电位滴定仪分析3 种方法对4 种发酵果酒进行降酸的程度,筛选出不同果酒降酸效果最佳的降酸工艺[5]。传统的果酒降酸方法，需要消耗大量的降酸原料，对果酒口感影响很大。因此本研究从降酸原料的用量，降酸时间，原料回收，无菌控制等方面进行优化,针对不同种类果酒，采用最合适的降酸方法，可以大大减少对降酸原料的使用，降低降酸成本。以花青素含量较高的葡萄酒为例，采用紫外光谱法对降酸前后葡萄酒中花青素含量进行检测，并对果酒中花青素含量的变化进行分析，筛选出不同果酒的最佳降酸工艺。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂及仪器

酒样：凤梨酒、葡萄酒、青梅酒、蜜桃酒（自制）。

试剂及耗材：大孔弱碱性阴离子树脂D314(杭州争光树脂有限公司)；氢氧化钠，分析纯（天津市北方天医化学试剂厂）；盐酸、氯化钠、碳酸钙、无水碳酸钾，分析纯（天津市科密欧化学试剂有限公司）；花青素标准品（大连美仑生物技术有限公司）。

仪器设备：FR224CN 型电子天平（奥豪斯仪器上海有限公司）；自动电位滴定仪（上海仪电科学仪器股份有限公司）；离子交换柱Φ30 mm×750 mm(广州精科化玻仪器有限公司)；UV-2600/2700 型紫外-可见分光光度计(日本岛津公司)。

1.2 实验方法

1.2.1 果酒发酵工艺流程及操作要点

鲜果→洗净→去皮等预处理→打浆→果胶酶处理→灭酶→粗滤取汁→果汁澄清→过滤→成分调整→控温发酵→压酒→陈酿→澄清→精滤→装瓶、杀菌→成品。

挑选成熟的凤梨、葡萄、青梅、蜜桃对其进行洗净、去皮、去核，果肉打浆后加果胶酶，冷冻之后粗略取汁[6]，对汁进行脱涩澄清再过滤；过滤的汁用白砂糖调整初始糖度，接种一定量果酒酵母[7]，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，将发酵后的果酒装入贮酒罐密封陈酿，即后发酵。在15～18 ℃陈酿14 d[8]。70 ℃杀菌20 min，即得成品。

1.2.2 化学降酸法降酸处理

使用碳酸钙和碳酸钾对凤梨酒、葡萄酒、青梅酒和蜜桃酒进行降酸处理。在烧杯里分别加入30 mL的凤梨酒、葡萄酒、青梅酒和蜜桃酒，向其中分别加入5 g/L、8 g/L、9 g/L、10 g/L的碳酸钙和8 g/L、9 g/L、10 g/L、11 g/L 的碳酸钾与果酒中的有机酸进行反应从而达到降酸效果，通过自动电位滴定仪进行滴定，对碳酸钙和碳酸钾的降酸效果进行比较分析。

1.2.3 阴离子树脂法降酸处理

（1）树脂的预处理：取适量的大孔树脂放于烧杯中，用100 g/L 的氯化钠溶液浸泡，然后用去离子水将树脂进行冲洗，洗至液体清亮，再用树脂体积4 倍左右的1 mol/L 的盐酸溶液浸泡30 min，用去离子水洗至中性，再加入1 mol/L 的氢氧化钠溶液浸泡30 min，用去离子水洗至中性。以此重复2～3次，最后用1 mol/L 的氢氧化钠溶液浸泡30 min 得到OH-的阴离子型交换树脂。

（2）离子交换降酸：将凤梨酒、葡萄酒、青梅酒和蜜桃酒依次用阴离子树脂进行降酸，果酒以一定的流速通过层析柱，分批收集流出液[8]。每流出30 mL记1 次，舍弃第一次的流出液，然后通过自动电位滴定仪进行酸度检测。

1.2.4 花青素的检测

将花青素标准品加水配制成0 mg/mL，0.02 mg/mL，0.04 mg/mL，0.06 mg/mL，0.08 mg/mL，0.1 mg/mL 的试剂（现配现用），用紫外分光光度计进行检测，绘制花青素的标准曲线。再将葡萄酒原液与经过碳酸钙、碳酸钾、树脂交换降酸的葡萄酒进行稀释40倍后，进行花青素含量的测定。

2 结果与分析

2.1 化学降酸法对果酒降酸的影响

分别用碳酸钙和碳酸钾对凤梨酒、葡萄酒、青梅酒和蜜桃酒这4 种酒降酸到国家标准（凤梨酒的国家降酸标准值≤15 g/L；葡萄酒国家降酸标准是≤9 g/L，青梅酒的降酸标准是≤6 g/L；蜜桃酒果酒的滴定酸在4～9 g/L）。通过酸值达到标准时所消耗碳酸钙和碳酸钾的量，降酸幅度取平均值进行比较。结果见表1、表2，图1、图2。通过图1、图2 可以看出，这4 种酒中，碳酸钾的降酸效果比碳酸钙好，所用浓度也比碳酸钙低。通过表1、表2 可以看出，在凤梨酒中碳酸钙降酸效果好，在葡萄酒、青梅酒和蜜桃酒中碳酸钾的降酸效果相对好一些。在降酸的过程中，这4 种酒的颜色基本没有发生改变，在反应过程中碳酸钾全部溶于酒中并产生了大量气泡，而碳酸钙参与反应则有沉淀产生。

表1 碳酸钙对4种酒的降酸情况

2.2 阴离子交换树脂法对果酒降酸的影响

用大孔弱碱性阴离子树脂D314[9]对凤梨酒、葡萄酒、青梅酒和蜜桃酒4种酒进行降酸处理，将4种酒酸度的变化和通过层析柱的酒的体积进行比较。由图3 可以看出，4 种酒用阴离子交换树脂法降酸效果各有不同，降酸效果优劣顺序为葡萄酒、青梅酒、蜜桃酒、凤梨酒。通过图3 中凤梨酒的曲线，可以看出，随着酒体积的增大，阴离子交换树脂法的降酸效果会减弱，说明随着反应进行达到某一时刻，树脂会达到吸附平衡。用阴离子交换树脂法，会让酒的酸度降低，但在降酸过程中会吸附酒中的一些有色物质，让酒的颜色变浅。用阴离子交换树脂法可以对果酒降酸，但在降酸过程中会吸附有色物质，树脂在降酸一定程度后，会达到吸附平衡。

表2 碳酸钾对4种酒的降酸情况

2.3 花青素含量的测定

图1 碳酸钙对4种果酒的降酸结果

图2 碳酸钾对4种酒的降酸程度

图3 阴离子交换树脂法对4种酒的降酸处理

原花青素（procyanidins）是一类由不同数量的单体黄烷-3-醇缩合而成的聚多酚类物质，单体含有典型的C6-C3-C6[10]黄酮结构，也属于黄酮类化合物，其代谢产物为儿茶素和表儿茶素，具有清除自由基的功能和较强的抗氧化作用，是一类多酚天然抗氧化剂[11]。花青素在果酒中提高了果酒的营养价值，但是由于花青素极其不稳定，在添加试剂反应的过程中可能会破坏花青素的成分，让其含量减少，从而让果酒的营养价值降低，因此花青素的检测十分必要。花青素的含量是判断果酒品质的重要标准[12]，花青素会受到光照、氧化还原剂等因素的影响，因此，需要对降酸后果酒的花青素含量进行检测。在降酸过程中加入的碳酸钙和碳酸钾会使花青素分解，降酸后果酒中花青素含量会减少。检测花青素含量采用分光光度法，紫外可见分光光度计在波长200～800 nm处[13]对原花青素扫描的结果见图4。由图4可知，原花青素在波长285 nm处有最大吸光度值，因此确定最佳测定波长为285 nm。

图4 原花青素紫外吸收峰图

在最佳测定波长条件下测定不同浓度的原花青素，得到花青素的标准曲线方程为y=5.02x-0.0027，相关系数为R2=0.9999,在0～0.12 mg/mL 质量浓度范围内花青素的线性关系良好，可以作为标准曲线测定花青素的含量（见图5）。

葡萄酒稀释40 倍时加入碳酸钙、碳酸钾、经过阴离子树脂，通过花青素的标准曲线计算出花青素的含量，见表3、图6。

图5 花青素标准曲线图

表3 降酸后葡萄酒中花青素含量

图6 降酸后花青素浓度

通过表3 和图6 可以得出，稀释40 倍葡萄酒溶液的花青素的含量为0.115 mg/mL,加入碳酸钙降酸后的葡萄酒的花青素含量为0.087 mg/mL，减少了24.35 %；加入碳酸钾降酸的花青素含量为0.131 mg/mL，增加了13.91 %；阴离子树脂处理后降酸的葡萄酒花青素含量为0.086 mg/mL,降低了25.22%。说明葡萄酒在稀释的过程中部分花青素被水溶解了，在降酸的过程中碳酸钙对花青素的破坏最严重，其次是水，再是阴离子树脂，最后是碳酸钾。

3 结论

总的来说，化学降酸法碳酸钾和碳酸钙对果酒都起到了降酸的作用，其中碳酸钾降酸效果比碳酸钙的效果好，但反应过程中碳酸钾与果酒没有产生沉淀，而是产生了气泡，其余溶于果酒中，对果酒的质量产生影响。用离子交换树脂法降酸，对凤梨酒的降酸效果不明显，葡萄酒和青梅酒的降酸效果明显，但会吸附酒中的有色物质，使酒颜色变浅，影响花青素的含量。

在采用碳酸钙和碳酸钾降酸过程中，葡萄酒颜色较深，花青素含量比其他酒高，以葡萄酒为例检测降酸后的花青素含量，结果表明，碳酸钙会破坏果酒中的花青素，碳酸钾对花青素的破坏性较小。

因此，经过几种方法比较，结果表明，凤梨酒适合用11 g/L 的碳酸钾降酸；葡萄酒适合用5 g/L 的碳酸钾或者离子交换树脂法降酸；青梅酒适合用离子交换树脂法降酸；蜜桃酒适合用9 g/L 的碳酸钾降酸。