云南产区酸木瓜酒品质改良研究

张 健，赵庆桃，李静思，卫玉梅，杨 荣，李伍景，南立军,3*，陈 静

（1.楚雄师范学院资源环境与化学学院，云南楚雄 675000；2.昆明理工大学食品科学与工程学院，云南昆明 650500；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；4.北部湾大学食品工程学院，广西钦州 535000）

酸木瓜（Chaenomeles sinensi），学名贴梗木瓜，蔷薇科木瓜属植物，是四川、贵州、云南等地重要的野生资源。在云南也称皱皮木瓜或光皮木瓜，是临沧市主要的药食同源经济作物之一。成熟的酸木瓜色泽金黄，气味芳香，营养丰富[1-2]。利用酸木瓜酿造的酸木瓜酒，在健胃消食、抗癌、保肝等方面都有较好的作用，同时，也增加了酸木瓜的附加值，提高了其经济价值。现阶段，我国酸木瓜酒业在发展中存在酸木瓜酿酒工艺落后、专用酿造设备缺乏、优良专用酿造酵母匮乏、稳定性不佳这四大技术难题，极大地制约了酸木瓜酒业的发展。

酸木瓜鲜果具有糖低酸高的特点，如果直接发酵酒精度太低，同时酸高也会抑制发酵，所以在酿造过程中要进行调糖和降酸。果酒酿造过程中常用的调糖方式是添加蔗糖或糖化液。降酸工艺主要有化学降酸与生物降酸。化学降酸法是目前果酒酿造中最有效的降酸方法之一，主要是利用碱性盐类与有机酸反应形成有机酸钙沉淀，从而有效降低果酒中的有机酸含量，达到明显的降酸效果[4]。目前碳酸钙作为降酸剂在葡萄酒上的应用较为广泛，在酸木瓜酒上的报道很少。生物降酸法是利用微生物（酵母菌、乳酸菌）分解果汁或果酒中的有机酸，从而达到降酸的目的，微生物降酸不仅使酒的总酸下降，而且能修饰酒的风味，改善酒的口感，提高酒的品质[5-7]。近年来，有研究者采用活性裂殖酵母或降酸菌对葡萄汁和柠檬汁进行降酸[8]。

目前，果酒酿造中几乎都是采用添加SO2抑制酸酵母、广膜酵母、醋酸菌、乳酸杆菌等有害杂菌生长，防止果汁变质或产生毒素，这些杂菌的存在会导致果酒发酵不能正常进行。SO2除了具有杀菌作用外，还有使色素溶出、抗氧化、增酸、澄清等作用。目前国标中规定果酒中SO2添加量必须少于0.25 g/kg，近年来，研究表明SO2使用过量不仅影响果酒品质，而且会刺激人体消化道黏膜，长期摄入还会对肝脏和肾脏造成损害，破坏酶活力，影响人体新陈代谢[9]。所以本试验使用丙酸钙、丙酸钠来代替SO2。丙酸钙、丙酸钠在酸性条件下游离产生的丙酸分子，可穿透霉菌的细胞壁，抑制细胞内酶的活性，从而阻碍霉菌增殖[10]。

试验优化了不同的加糖处理（蔗糖、玉米糖化液）、降酸处理（碳酸钙、降酸酵母）、抑菌处理（丙酸钙、丙酸钠）对酸木瓜酒的影响，以期促进云南省特色农产品酸木瓜产业的展。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原料

酸木瓜，产自云南临沧。果实长椭圆形，长10～15 cm，暗黄色，木质，味芳香，果梗短，品质良好。玉米粉，品种为‘克玉17’，产地为黑龙江省哈尔滨市。

1.1.2 试剂

酿酒酵母，型号71 B，上海杰兔工贸有限公司；降酸酵母，L-Au酵母，烟台帝伯仕自酿机有限公司；自制玉米糖化液；蔗糖（食品级），云南滇王驿农业科技开发有限公司；果胶酶（酶活50 200 U/g），湖北武汉万荣科技发展有限公司；6%亚硫酸，山东凯龙化工科技发展有限公司；氢氧化钠（分析纯，≥96%），云南景锐科技有限公司；斐林试剂（GB/T 5009.7—2016），北京雷根生物技术有限公司；糖化酶（酶活100 000 U/g），博立生物制品有限公司；淀粉酶（酶活1 000 U/g），邢台万达生物工程有限公司；丙酸钙（食品级，≥99%），商君专用食品添加剂商城；丙酸钠（食品级，≥99%），浙江源丰生物科技有限公司；碳酸钙（食品级，≥99%），湖南比克曼生物科技有限公司。

1.1.3 仪器与设备

电热鼓风干燥箱，DHG-9070A，上海一恒科学仪器有限公司；紫外可见分光光度计，UV-5500，上海元析仪器有限公司；电热恒温水浴锅，HWS26，上海一恒科学仪器有限公司；分析天平，TG328A，上海精科仪器厂。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程

参照米桂等[11]的发酵工艺，略作修改。酸木瓜→挑选→清洗→削片→打浆→调糖、降酸、添加抑菌剂→酒精发酵→分离→苹果酸-乳酸发酵→澄清→成品。

1.2.2 工艺操作要点

挑选成熟度较好且没有病虫害的果实，去除青果和霉烂果，清洗晾干，用菜刀去掉酸木瓜核，削成薄片。用榨汁机打浆，入罐，加35 mg/L 果胶酶冷浸渍24 h 后，分离沉淀物，用纱布将其过滤出清汁。接种0.5 g/L 降酸酵母，在28 ℃条件下降酸1 d，或添加18 g/L 碳酸钙进行化学降酸处理1 d。加蔗糖或者糖化液。接种300 mg/L 葡萄酒活性干酵母71 B，在18～25 ℃条件下进行酒精发酵。在26～30 ℃下将1 g/100 kg 乳酸菌活化15 min，乳酸菌完全活化后加入酸木瓜酒中搅匀，将瓶口封闭，于18～20℃进行苹果酸-乳酸发酵，期间乳酸菌将苹果酸转化为乳酸和二氧化碳，瓶盖隆起，代表苹果酸-乳酸发酵顺利进行。在8～10 ℃下冷冻澄清12 h，得到成品。

1.2.3 试验方案设计

根据前期试验结果，利用不同的降酸剂和糖化剂，设计了四个方案，见表1。

表1 酸木瓜酒制作工艺方案Table 1 Production process of sour papaya wine

1.2.4 玉米糖化液的制备

参照赵依洋等[12]制备糙米酵素糖化液的方法制备玉米糖化液。

1.2.5 原料的改良

（1）调糖

采用蔗糖和糖化液调糖。按目标酒度10%vol 进行调糖。采用以下方法计算蔗糖和糖化液的添加量：蔗糖用量（10%vol×18g/L-96g/L）×1L=84g，糖化液用量（10%vol×18 g/L-96 g/L）÷68%≈123.5 g。制得玉米糖化液还原糖含量679.9 g/L，故其纯度为68%。

（2）降酸

化学降酸：主要采用18 g/L 碳酸钙降酸。降酸前测定酸木瓜汁中的可滴定酸含量，按照18 g/L 的碳酸钙添加量计算并添加到酸木瓜汁中，充分搅拌均匀，倒罐，使之充分反应。24 h 后再次测定酸木瓜汁中的可滴定酸含量。

生物降酸：接种0.5 g/L 降酸酵母到另一罐酸木瓜汁中进行发酵降酸。

1.2.6 抑菌剂的筛选

丙酸钙、丙酸钠在酸性条件下，游离产生的丙酸分子可穿透霉菌细胞壁，抑制细胞内酶活性，从而阻碍霉菌增殖[13-14]。在澄清酸木瓜汁中分别按照0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9 g/L 的浓度添加丙酸钙、丙酸钠，以未添加抑菌剂的澄清酸木瓜汁为空白参照样。

1.3 指标检测

1.3.1 总糖和还原糖的测定

参照刘烨等[15]的方法，略作修改。计算公式见式（1）（2）。

式中，X1为总糖含量，g/L；X2为还原糖含量，g/L；F为斐林液A、B 各5 mL 相当于葡萄糖的克数，g；V1为吸取样品体积，mL；V2为样品稀释后或水解定容体积，mL；V3为消耗试样体积，mL；G为葡萄糖标准溶液的标准体积，mL；V为消耗葡萄糖标准溶液体积，mL。

1.3.2 可滴定酸（以柠檬酸计）含量的测定

参照吴婧婧等[16]的方法，略作修改。取20℃样品2mL，置于250 mL 三角瓶中，加入中性蒸馏水50 mL，同时加入2 滴酚酞，立即用NaOH 标准滴定液滴定至终点（淡粉色），并保持30 s 不褪色，记下消耗NaOH 标准滴定液的体积。计算公式见式（3）。

式中，X为样品中可滴定酸含量（以柠檬酸计），g/L；C为氢氧化钠标准滴定液的浓度，mol/L；V0为空白试样消耗氢氧化钠标准滴定液的体积，mL；V1为样品滴定时消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL；V2为吸取样品体积，mL；70 为与1.00 mL 氢氧化钠标准溶液相当的以克表示的柠檬酸的质量数值，g/mol。

1.3.3 样品干浸出物含量的测定

参照陈维敏[17]的方法，略作修改。量取20 ℃样品100 mL，倒入200 mL 蒸发器中，蒸发至约原体积1/3 取下，冷却，将残液用漏斗移入100 mL 密度瓶，用水多次荡洗蒸发皿，洗液并入密度瓶中，于20 ℃定容至100 mL。根据式（4）计算干浸出物的含量。

式中，X为样品中干浸出物的含量，g/L；m为密度瓶的质量，g；m1为20 ℃时密度瓶与充满密度瓶蒸馏水的总质量，g；m2为20 ℃时密度瓶与充满密度瓶试液的总质量，g；1.001 8：20 ℃时密度瓶体积的修正系数；998.2为20 ℃时蒸馏水与干燥空气密度值之差，g/L。

1.3.4 酒精度的测定

参照王俊等[18]的方法，略作修改。计算公式见式（5）。

式中，ρ20为试样馏出液在20 ℃时密度，g/L；m为密度瓶质量，g；m1为20 ℃时密度瓶与充满密度瓶蒸馏水的总质量，g；m2为20 ℃时密度瓶与充满密度瓶试液的总质量，g。得出数值，查密度与酒精度及其干浸出物换算表，得出试样酒精度。

1.3.5 可溶性固形物含量的测定

参照马玮等[19]的方法，采用折光仪法，略作修改。重复3 次，取平均值。

1.3.6 比重的测定

采用比重计法测定。将比重计用蒸馏水洗净后，放入待测液中，待比重计漂浮出液面且稳定时读数并记录。

1.3.7 感官评价

选取10 名经过专业培训并具有相应品酒师证书的葡萄酒专业的学生组成品尝小组。感官评价分为外观、香气、口感和整体，总分100 分，评分标准见表2（见上页）。

表2 酸木瓜酒评分标准Table 2 Scoring standard of acid papaya wine

1.4 数据分析

使用Excel 2010 统计分析数据。

2 结果与分析

2.1 调糖

制得的玉米糖化液冷冻之后呈白色固状，测得其还原糖含量679.9 g/L。在20.2 ℃下，测得酸木瓜汁还原糖含量为96.0 g/L，可滴定酸（以柠檬酸计）含量为46 g/L，可溶性固形物含量为7.4%，pH 为2.91，比重为1.032。

1 L 酸木瓜汁中，按目标酒度10%vol 进行调糖，由表3 可知，方案一和方案三分别加入蔗糖84 g，方案二和方案四分别加入玉米糖化液123.6 g。经过试验发现，加糖化液易造成微生物污染，且制备过程繁琐，成本花费较高，没有达到预期效果；根据最终酸木瓜成品酒的感官品评，考虑用蔗糖调糖。

表3 玉米糖化液与蔗糖添加量Table 3 Adding amount of corn saccharification solution and sucrose

2.2 降酸

从表4 可知，添加碳酸钙24 h 后，酸木瓜汁中可滴定酸含量降低33 g/L，相同时间内使用降酸酵母，可使滴定酸含量降低2 g/L，说明碳酸钙降酸效果更好，碳酸钙与降酸酵母相比，具有快速反应、低成本、方便使用的优点。碳酸钙可以减少酸木瓜汁中的酸，快速达到降酸效果[4]，保留酸木瓜的原味。研究发现，使用酵母降酸作用效果不明显，且易出现微生物污染。因此，最终选择18 g/L碳酸钙对酸木瓜汁进行降酸。

表4 不同降酸剂对木瓜汁降酸的影响Table 4 Effects of different drop acid agent on the deacidification of papaya juice

2.3 抑菌剂筛选

2.3.1 丙酸钙的抑菌效果

吸光度值与细菌浓度是一个正比例关系，可使用分光光度法测定细菌浓度[20]。由图1 可知，第1 天，酸木瓜汁中的菌浓度随丙酸钙浓度增加变化不大；第2 天，丙酸钙浓度从0.5 g/L 增加到0.6 g/L 时，菌浓度降低较快，丙酸钙浓度从0.6 g/L 增加到0.9 g/L，其抑菌效果在增加，但增速缓慢，因此丙酸钙浓度在0.6 g/L 时，抑菌效果较好；第3 天，丙酸钙浓度从0.4 g/L 增加到0.6 g/L 时，菌浓度降低较快，丙酸钙浓度从0.6 g/L 增加到0.9 g/L，抑菌效果也在增加，但增速缓慢，因此丙酸钙浓度在0.6 g/L时，抑菌效果较好。在同一浓度下，菌浓度随时间延长而先降后增；相同时间内，菌浓度随抑菌剂浓度的增大而降低。通过综合对比发现，丙酸钙浓度在0.6 g/L 时，抑菌效果较好，这与周文等[13]的研究结果相同。主要原因是在酸性条件下（用酸度计测得澄清酸木瓜汁的pH 为2.91），丙酸钙游离产生的丙酸分子可穿透霉菌细胞壁，抑制细胞内酶活性，从而阻碍霉菌增殖，且对革兰氏阴性杆菌或好氧芽孢杆菌有较强抑制作用[21]。

2.3.2 丙酸钠的抑菌效果

由图2 可知，在第1 天时，酸木瓜汁菌浓度随丙酸钠浓度变化不大。第2 天时，丙酸钠浓度从0.4 g/L 增加到0.6 g/L 时，菌浓度降低较快，丙酸钠浓度从0.6 g/L 增加到0.9 g/L，抑菌效果也在增加，但增速缓慢，因此，丙酸钙浓度在0.6 g/L 时，抑菌效果较好；第3 天时，丙酸钠浓度从0.5 g/L 增加到0.6 g/L 时，菌浓度降低较快，从0.6 g/L增加到0.9 g/L 时，降速较缓慢，因此，丙酸钙浓度在0.6 g/L 时，抑菌效果较好。相同时间内，菌浓度随抑菌剂浓度的增大而降低。通过综合对比发现，丙酸钙浓度在0.6 g/L 时，抑菌效果较好，其作用机理与丙酸钙相似。

2.3.3 丙酸钠与丙酸钙的抑菌效果对比

由图3 可知，0.6 g/L 丙酸钠与0.6 g/L 丙酸钙对酸木瓜汁的抑菌效果都随时间变化，0.6 g/L 丙酸钙菌浓度先降后增，抑菌效果不持久，而0.6 g/L 丙酸钠抑菌效果明显且持久。因此，选择0.6 g/L 丙酸钠作为酸木瓜汁的抑菌剂。

分别对比了0.6 g/L 丙酸钙和0.6 g/L 丙酸钠两种抑菌剂对酸木瓜汁在3 d 内的抑菌效果，结果表明，0.6 g/L丙酸钠具有良好抑菌效果。此用量明显低于GB 2760—2011《食品添加剂使用标准》中对丙酸盐添加量的要求。综合考虑，选择0.6 g/L 丙酸钠作为酸木瓜汁的抑菌剂。

2.4 酸木瓜酒指标

2.4.1 发酵过程中指标监测

由表5（见上页）可知，酸木瓜汁由于酸高糖低，对酵母菌活动造成一定影响，发酵速度较慢，比重下降较慢，且通过对比加糖化液发酵和加蔗糖发酵的酸木瓜汁，加糖化液的酸木瓜汁发酵结束较快。接种降酸酵母进行发酵的酸木瓜汁，酸度降低较慢，发酵速度也较慢。

表5 发酵期间酸木瓜原料比重、温度及pH 变化Table 5 Changes of raw material proportion,temperature and pH of acid papaya during fermentation

结合感官分析可知，用酵母降酸的酸木瓜汁风味更为复杂，而采用碳酸钙化学降酸的降酸效果更好，可以考虑采用化学降酸与生物降酸相结合的方式，先进行化学降酸，然后接种降酸酵母进行生物降酸。

2.4.2 感官及理化指标分析

不同方案酸木瓜酒感官品评结果如表6 所示。由表知，方案一所得酸木瓜酒颜色为金黄色、澄清度较好、略带蜂蜜味、香气复杂度较单一；方案二所得酸木瓜酒澄清度较好，色泽较方案一的浅，有一种木瓜的清香，蜂蜜味不明显；方案三和方案四所得酸木瓜酒均带有木瓜的清香，但澄清度不好。可知，采用碳酸钙降酸的酸木瓜酒澄清度较好，而采用降酸酵母降酸的酸木瓜酒澄清度较差。加蔗糖发酵的酒蜂蜜味更浓，加糖化液发酵的酒蜂蜜味不明显。根据感官品评（表6），方案一酿造的酸木瓜酒品质较好且蜂蜜味更浓郁。

表6 不同方案酸木瓜酒感官品评Table 6 Sensory evaluation of sour papaya wine with different schemes

基于以上分析，本实验测定了方案一的理化指标，如表7。如表7 所示，酸木瓜酒总糖偏高，酒度偏低，发酵不够彻底，由于酸木瓜汁酸度过高，抑制了酵母菌的活性，导致发酵提前结束。成品酒属于半甜型酒，因此酸木瓜更适于酿造甜型、半甜型酒或者其他配制酒。

表7 方案一酸木瓜酒理化指标Table 7 Physical and chemical indexes of scheme 1 acid papaya wine

3 结论

本文通过研究不同的降酸剂、调糖剂、抑菌剂对酸木瓜酒的影响，发现采用18 g/L 碳酸钙对酸木瓜汁进行降酸，相比于接种降酸酵母降酸，澄清度更好，降酸效率更高，成本更低，能更好的保留酸木瓜的原味，是最佳降酸剂；加蔗糖发酵的酸木瓜酒蜂蜜味更浓郁。对于酒中的蜂蜜味，初步推断来源于酸木瓜原料，在发酵中由酒泥产生，经过浸泡进入到酒体中从而使酒带有蜂蜜味，并且蜂蜜味的形成与酸木瓜的成熟度有着密切关联，成熟度越高，发酵后形成的蜂蜜味越浓郁，成熟度过低，则酒中不会出现蜂蜜味或者延迟出现，并且酒泥中的蜂蜜味远比酒中的蜂蜜味更浓郁。而加糖化液发酵的酸木瓜酒易被微生物污染，且制备糖化液的过程也比较繁琐，因此，对酸木瓜酒采取加蔗糖的方式调糖；与丙酸钙相比，丙酸钠的抑菌效果更好，且0.6 g/L 丙酸钠抑菌效果最佳。因此，在酸木瓜酒的酿造过程中，选用18 g/L 碳酸钙对酸木瓜汁进行化学降酸，用0.6 g/L 丙酸钠作为抑菌剂，并添加蔗糖进行发酵的酸木瓜酒蜂蜜味更浓郁、澄清度更好、品质更优。