不同发酵条件对小台农芒果酒中的Vc含量及风味的影响

南立军，吴佳珍，赵 玲，马玉蓉，李英蕊，刘丽媛，木 佳，宁 娜，*

（1.楚雄师范学院 资源环境与化学学院，云南 楚雄 675000；2.吐鲁番林果业技术推广服务中心，新疆 吐鲁番 838000；3.云南省高校葡萄与葡萄酒工程技术研究中心，云南 楚雄 675000）

芒果是漆树科芒果属植物，是著名的热带水果，富含胡萝卜素、蛋白质、碳水化合物、脂肪、糖量等营养价值。另含有多种维生素［1］，尤其维生素C具有抗氧化作用，在果汁、酒类中能保护产品的色泽和风味，经常食用有助于保护视力，还能起到止咳、化痰的功效［2］。

海南岛位于我国最南端，属于热带气候，海南种植的小台农芒果具有外形美、品质佳、口感优等特点，其芒果种植面积占全国的60%以上，与全国其他芒果产区相比，其最大优势在于上市早［3］。但目前为止，由于海南芒果加工工厂较少，芒果加工技术不成熟，深加工企业不多，所以芒果主要以鲜果销售为主，导致果农收入不高，且由于芒果本身含水量高，果肉组织娇嫩，在运输过程中易受机械损伤，加之天气等原因容易受微生物侵染而导致腐烂变质，不易储存。而以小台农芒果为原料酿制的芒果酒含有丰富的Vc，不仅可以补充人体内不能合成的维生素，而且有利于美容养颜、清除皮肤内的自由基、帮助抵抗衰老。

目前国内外关于芒果酒的研究重点集中在对芒果酒传统工艺的改进和深加工工艺上。现已进行的相关研究主要包括芒果酒传统工艺及其发酵工艺改进、在感官指标的基础上以单因素实验对芒果酒发酵工艺进行优化等。大多数的研究主要集中在工艺优化方面，对于单品种芒果酒的酿造（例如小台农芒果酒）及以单因素实验和正交实验分析对芒果酒酿造工艺的改进研究还很少，尤其是产品的营养（维生素）成分提升方面还有待进一步研究。实验紧跟目前研究动态，研究果胶酶添加量、酵母添加量、发酵时间对小台农芒果酒Vc含量的影响，一方面为了促进海南省特色芒果品种小台农新型酿酒技术的研发，另一方面，在芒果酒原有工艺的基础上，通过控制相关单因素，并且通过设计正交分析实验，提升小台农芒果酒口感的同时也提高其营养价值，为研发一款口味独特、质量上乘的小台农芒果酒提供参考。该研究也顺应市场要求，有利于解决小台农芒果不易储存的问题，开发出新型的小台农农副产品，活跃当地的经济发展［4］。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原料小台农芒果，产自海南省三亚市。

1.1.2 辅料酿酒酵母，安琪葡萄酒酵母、果酒专用酵母；果胶酶，亚硫酸。

1.2 小台农芒果酒酿造工艺

1.2.1 工艺流程

1.2.2 操作要点原料处理：以成熟度8分熟、未腐烂的小台农芒果为原料，洗净，除去灰尘和微生物，擦拭水分后去皮去核。

破碎：上述去皮去核后的芒果进行榨汁，按照质量比例添加果胶酶提高出汁率，同时添加6%的亚硫酸溶液，以杀菌并提高稳定性。

酵母活化：在38℃的蒸馏水（酵母质量的10倍）里加入适量的芒果汁，利于活化酵母。搅拌均匀，酵母活化成泡沫后，以0.2 g/L的量加入果汁。

发酵：在发酵过程中，发酵罐装料不宜过满，防止发酵过程中溢出，发酵温度为25℃，保温发酵6d。

过滤澄清：待发酵完成后，及时进行倒灌，除去酒中的沉淀物及残渣，将上清液虹吸至无菌玻璃容器中，于冰箱冷藏澄清1d，过滤，得到澄清且有光泽的果酒。

1.3 实验方案

1.3.1 小台农芒果酒果胶酶添加量的单因素多水平分析在原料固定的条件下，果胶酶添加量分别为0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%五个梯度，并测定最终总糖、滴定酸、可溶固形物、Vc、酒精度，综合分析后初步确定小台农芒果酒适宜果胶酶添加量。

1.3.2 小台农芒果酒适宜酵母添加量的单因素多水平分析在原料固定的条件下，酵母添加量分别为0.1 g/L、0.15 g/L、0.2 g/L、0.25 g/L、0.30 g/L并测定最终总糖、滴定酸、可溶固形物、Vc、酒精度，综合分析后初步确定小台农芒果酒适宜酵母添加量。

1.3.3 小台农芒果酒最佳发酵时间的单因素多水平分析在原料固定的条件下，发酵时间分别为4 d、5 d、6 d、7 d、8 d并测定最终总糖、滴定酸、可溶固形物、Vc、酒精度，综合分析后初步确定小台农芒果酒最佳发酵时间。小台农芒果酒单因素实验水平及实验条件如表1所示。

表1 单因素多水平实验表Table 1 Single factor experiment table

1.4 正交实验小台农芒果酒发酵三因素三水平正交实验设计［5，6］如表2所示。

表2 正交实验因素水平表Table 2 Horizontal table of orthogonal experimental factors

1.5 各项指标的测定在进行单因素实验时，按照规定的发酵时间进行发酵，待发酵完毕后测定以下指标：Vc、总糖、滴定酸、酒精度、可溶性固形物。

在单因素实验的基础上进行正交实验，按照规定的发酵时间进行发酵，待发酵完毕后测定Vc含量并进行感官品评。

在正交实验的基础上，选出总体评分最高的一组和Vc含量最高的一组进行主成分分析。

1.5.1 Vc测定采用碘滴定法。［7］

1.5.2 总糖测定直接滴定法［8］

1.5.3 滴定酸测定参照吴婧婧等［9］的方法，并作修改，滴定酸以柠檬酸计。

1.5.4 酒度测定参照王俊等［10］的密度瓶法方法，并作修改。

1.5.5 可溶性固形物的测定参照马玮等［11］的折光仪法方法，并作修改。

1.6 感官评价详见表3。

表3 芒果酒感官评分标准Table 3 Sensory scoring criteria of mango wine

2 结果与分析

2.1 芒果原料相关指标由表4可知，小台农芒果原料总糖为121.90 g/L。不同芒果种质间含糖量差异较大，通常芒果含糖量在34.9 g/L至160.4 g/L之间［12］，本实验采用的小台农芒果含糖量较丰富，原料成熟度较好（M＞20），滴定酸为4.34 g/L，Vc含量为28.90 mg/100 g，含量适中［13］，在正常范围内，可溶性固形物含量丰富，适合酿造芒果酒。由表4可知，芒果原料总糖为121.90 g/L，滴定酸为4.34 g/L，Vc含量为28.90 mg/100 g，可溶性固形物为16.2%。

表4 芒果原料相关指标Table 4 Relative indexes of Mango raw materials

2.2 不同发酵条件对小台农芒果酒的相关指标的影响不同发酵条件分别为：不同酵母添加量、不同果胶酶添加量和不同发酵时间测定相关指标：分别对总糖、滴定酸、可溶性固形物、Vc、酒精度进行分析。

2.2.1 不同酵母添加量对小台农芒果酒理化指标的影响由表5可知，随着发酵的进行，芒果汁中的糖被消耗转换成酒精，总糖含量降低；滴定酸（以柠檬酸计）相对于原料都有所上升，这是因为芒果汁中的糖类随酵母生长繁殖代谢并产生柠檬酸、乳酸等代谢物，从而导致酒的酸度升高［14］。随着酵母添加量的增加，可溶性固形物逐渐降低，而在酵母添加量为0.3 g/L时，发酵速度不降反增，且酵母消耗糖的速度下降，这是因为发酵体系中的营养物质有限，增加酵母量会引起发酵体系中的渗透压偏高，反而对酵母生长不利，导致发酵体系中乙醇转化率降低［15］。酒中糖的浓度会对可溶性固形物产生一定的影响，酵母在发酵过程中会利用糖类代谢产生酒精度，糖浓度的降低会影响着可溶性固形物的含量。由表5可知，当酵母添加量为0.2 g/L时，Vc含量达到最大值，在此之后Vc含量基本达到稳定。芒果酒中的糖类物质有限，没有多余的养分提供给酵母菌，酵母菌的活性受到抑制［16］，所以继续添加酵母并不会对Vc含量有太大的影响。在酵母添加量为0.25 g/L之后酒精度有所下降，不利于发酵液中Vc的提取，导致Vc含量有所下降。在酵母添加量小于0.2 g/L，酒精度与酵母添加量成正比，酵母添加量为0.25 g/L时，酒精度最高，之后酒精度接近平稳。当酵母菌添加量小于0.2 g/L时，因为酵母含量不足，所以芒果酒产生的酒精度较低，各种芳香型风味难以形成，且酒中酸涩味较重，口感不佳［17］。菌种添加量大于0.2 g/kg时，虽然酒精度有所升高，但酒味略微盖过芒果原有的香气，果香不明显且酒体酸度过高，口感略带苦涩，澄清度不高，从而影响整体的感官评价。因此，在酿造小台农芒果酒时，酵母菌添加量不能过多，也不能不足，要适当，本次实验确定酿造小台农芒果酒最佳酵母菌添加量为0.2 g/L，因此，在随后的正交实验中，酵母添加量设定浓度梯度为0.15 g/L、0.2 g/L、0.25 g/L。

表5 不同酵母添加量小台农芒果酒的相关指标Table 5 Relative indexes of Xiaotainong Mango wine with different yeast addition

2.2.2 不同果胶酶添加量对小台农芒果酒理化指标的影响由于芒果果浆中富含丰富的纤维及果胶，因此应添加适当的果胶酶提高其出汁率，且有利于芒果酒的澄清，同时更有利于提取出芒果中的色素及芳香物质。随着果胶酶添加量的变化，芒果酒中的总糖、滴定酸并无明显变化，滴定酸在果胶酶添加量为0.2%之后有所降低。由表6可知，在0.1%～0.2%范围内，随着果胶酶添加量的增加，出汁率也逐渐增加，芒果果浆中的纤维及果胶分解得更彻底［18］，芒果酒中的Vc含量和可溶性固形物也越高，在果胶酶添加量为0.2%之后，随着果胶酶添加量的上升，对Vc含量的提升没有太大作用，考虑到实际生产成本和酒的品质问题，选择果胶酶最佳添加量为0.2%。

表6 不同果胶酶添加量对小台农芒果酒的相关指标的影响Table 6 Relative indexes of Xiaotainong Mango wine with different pectinase addition

2.2.3 不同发酵时间对小台农芒果酒的理化指标的影响由表7可知，随着发酵时间的延长，芒果汁的总糖含量逐渐降低。刚开始发酵时，酵母属于适应期，消耗糖类速度慢，启动发酵的后两天，酵母的活性上升到最强，消耗糖类的速度加快，在此之后残糖消耗速率较慢。在第6天之后，由于酒中酵母等微生物代谢产物的增加、营养物质的消耗以及氧气的减少，残糖含量变化很小［19］。由表4可知，芒果汁的初始滴定酸（以柠檬酸计）含量为4.34 g/L。刚开始发酵时酸度变化不大，启动发酵一天后酸度大幅上升，发酵至第4天至第5天酸度变化较小，发酵至第6天及之后，酸度几乎无变化，发酵第8天，滴定酸含量达6.23 g/L。发酵液中的滴定酸相对于原料都有所上升，这是因为芒果汁中的糖类被酵母及其他微生物生长繁殖而用并产生柠檬酸、乳酸等代谢物，有机酸的积累导致酒的酸度升高［19］。发酵的第一天，酵母属于适应期，生长较为缓慢，酸度变化不大，一天之后酵母大量繁殖，酸度大幅上升，随着发酵的进行，酒中高酸性环境会抑制微生物产酸能力，导致酸度几乎无变化［20］。由表10可知，糖浓度逐渐降低，可溶性固形物含量下降；未发酵的芒果汁中Vc含量为28.90 mg/100g（表4），在发酵时间为6 d之前，随着发酵时间的延长，Vc含量逐渐下降，降低至23.58 mg/100g（表7）。在芒果酒发酵初期，酵母需要充足的氧气进行有氧呼吸并产生热量，而Vc不稳定，氧气和酵母在发酵过程中产生的热量都导致Vc含量下降和不稳定［21］；在发酵时间为6 d后，Vc含量逐渐升高；在发酵第8天Vc含量达到39.03 mg/100g。随着芒果酒的发酵，酒精度有所升高并稳定，芒果酒中部分纤维物质被分解并浸提在酒中，导致酒中Vc含量有所提升。由表7可知，发酵时间为8天的芒果酒Vc含量最高，但残糖已经降低到1.95 g/L，发酵基本结束。但是芒果酒中纤维及皮渣浸渍过长时间，这将导致酒中的不良风味浸出并给酒带来苦涩感，而发酵时间为6天的芒果酒果香和酒香丰富，但Vc含量正在提高，因此，在随后的正交实验中，酵母添加量设定浓度梯度为0.15 g/L、0.2 g/L、0.25 g/L，发酵时间梯度设定为6、7、8天。

表7 不同发酵时间对小台农芒果酒相关指标的影响Table 7 Relative indexes of Xiaotainong Mango wine with different fermentation time

表8 正交实验因素水平表Table 8 Horizontal table of orthogonal experimental factors

表10 正交实验小台农芒果酒感官评语及评分Table 10 Sensory comments and scores of Xiaotainong Mango wine in the orthogonal experiment

2.2.4 正交实验通过上述的单因素实验，选出每组因素最佳水平，设计三因素三水平进行正交实验，果胶酶添加量分别为0.15%、0.2%、0.25%；酵母添加量分别为0.15 g/L、0.2 g/L、0.25 g/L；发酵时间分别为6、7、8天。

由表9可知，正交实验各组的极差R分别为：酵母添加量极差为7.333，是三个极差最大的一组，因此酵母添加量是影响小台农芒果酒感官评分的主要因素，在发酵过程要着重控制其添加量。发酵时间极差为4.000，在果酒发酵过程中也要控制好发酵时间。果胶酶添加量极差为2.334，三个因素极差关系为RB＞RC＞RA。由表9可知，正交实验第2组为最佳组合，即果胶酶添加量为0.15%，酵母添加量为0.2 g/L，发酵时间为7d。

表9 小台农芒果酒正交实验结果Table 9 Orthogonal experimental results of Xiaotainong Mango Wine

经过正交实验的数据分析和感官评价，选择两种酒，分别是感官评分最高的第2组和维生素C含量最高的第5组，利用电子舌进行主成分分析。前者整体感觉评价最高，后者Vc含量最高。根据图1所示，两种不同酿造工艺的小台农芒果酒的相对距离较大，容易区分，酒的种类都有一定的重复性。正交实验的第5组芒果酒样品的差别很大。第2组芒果酒差别不大。2款芒果酒的主要成分分析DI值为93.83。主要成分的总贡献率为86.0%，更充分地代表了整个样本的信息，表明电子舌可以用来识别和区分不同的芒果酒，体现了电子舌头不同酿造过程中酿造的小台农芒果酒的鉴定分析的敏捷性和实用性［22］。

图1 主成分分析结果图Fig.1 Principal component analysis results

2.3 感官评定在正交实验的基础上进行感官评定，感官评分主要分为色泽、澄清度、香气、滋味和典型性，总分为100分，各指标分别评分，取各指标和为总分。本次的10人品尝小组由经过专业培训和训练并具有相应品酒证书的葡萄酒工程专业的学生组成。

经过10名同学的多次品尝、讨论分析得出，总体分数最高为正交实验的第2组，其酒体呈金黄色，唯一缺点是酒体澄清度较其他组略低，具有芒果、香橙、菠萝、柚子等热带水果的香气，香气最为丰富，果香怡人；酒精度较低，略甜，酒体结构感强，芒果酒典型性最强；余味较长，分数为85，其Vc含量为35.11 mg/100 g（表9）。其次为正交实验第8组，酒体呈浅金黄色，澄清无沉淀，在9款芒果酒中，澄清度最高；具有浓郁的芒果香气；酒体结构感强，酒香与果香融合较好，余味较长，分数为82，其Vc含量为33.89 mg/100 g（表9）。Vc含量最高的是正交实验第5组，其Vc含量为37.27 mg/100 g（表9），但其酒精度较高，酒体较淡薄，结构感不强，后味略苦，口感及风味不及第3组，分数为74。

3 讨论

芒果是著名的热带水果，风味独特，营养丰富。近年来国内外关于芒果加工新技术及综合利用的研究成果主要是芒果原浆、新型保健饮料、果酒、果醋、果脯、果酱等［23］。本次实验选择还未报道的芒果品种海南小台农芒果，其中含有丰富的Vc，每100 g果肉含Vc 56.4～137.5 mg，有的甚至高达189 mg［24］，但在酿造芒果酒中Vc会因为各种因素发生变化，通过不同酿造工艺提升芒果酒口感的同时也尽可能保留芒果中的Vc含量，为研发一款口味独特、质量上乘的芒果酒提供了基础［25］。在芒果酒发酵工艺中，控制不同梯度因素：SO2添加量、酵母菌添加量、发酵温度、果胶酶添加量、发酵时间等，本实验参考以前芒果酒酿造的相关研究，筛选和确定果胶酶添加量、酵母菌添加量、发酵时间为单因素进行实验，测定芒果酒的相关指标及Vc含量，在单因素实验的基础上在进行正交实验，测定Vc含量并进行感官品评。在单因素实验中，当酵母添加量为0.2 g/L时，Vc含量达到最大值，在此之后Vc含量基本达到稳定。果胶酶在0.1%～0.2%范围内，随着果胶酶添加量的增加，Vc含量在上升；果胶酶添加量为0.2%之后，随着果胶酶添加量的上升，对Vc含量的提升没有太明显作用，考虑到实际生产成本和酒的品质问题，选择果胶酶最佳添加量为0.2%。发酵时间为8天的芒果酒Vc含量最高，但是芒果酒中纤维及皮渣浸渍过长时间，这将导致酒中的不良风味浸出并给酒带来苦涩感，而发酵时间为6天的芒果酒果香和酒香丰富，但Vc含量正在提高，因此，在随后的正交实验中，酵母添加量设定浓度梯度为0.15 g/L、0.2 g/L、0.25 g/L，发酵时间梯度设定为6、7、8天。

4 结论

实验通过设计三种不同梯度的单因素实验分别是：果胶酶添加量（0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.30&）、酵母添加量（0.1 g/L、0.15 g/L、0.2 g/L、0.25 g/L、0.3 g/L）、发酵时间（4 d、5 d、6 d、7 d、8 d），控制相关发酵条件，按照要求发酵完成后通过检测Vc、总糖、滴定酸（以柠檬酸计）、可溶性固形物等，对比分析，探讨酵母最佳添加量、果胶酶添加量和发酵时间对小台农芒果酒中Vc含量及风味等影响，在单因素实验的基础上进行正交实验，确定最佳小台农芒果酒的酿造工艺。

在单因素实验中，最终确定果胶酶添加量为0.2%，酵母添加量为0.2 g/L，发酵时间为7 d。

9组正交实验的小台农芒果酒中总体分数最高为正交实验的第2组，其果胶酶添加量为0.15%、酵母添加量为0.20 g/L、发酵时间为7 d，其酒体呈金黄色，唯一缺点是酒体澄清度较其他组略低，具有芒果、香橙、菠萝、柚子等热带水果的香气，香气最为丰富，果香怡人；酒精度较低，略甜，酒体结构感强，芒果酒典型性最强；余味较长，最终评分为85，其Vc含量为35.11 mg/100 g。

Vc含量最高的是正交实验第5组，果胶酶添加量为0.2%、酵母添加量为0.20 g/L、发酵时间为8 d，其Vc含量为37.27 mg/100 g，但其酒精度较高，酒体较淡薄，结构感不强，后味略苦，口感及风味不及第3组，最终评分为74。