椪柑果酒酿造工艺参数的优化

蒋继丰，方 伟，张海龙，王登宇

（1.怀化学院生物与食品工程学院湖南怀化418000；2.民族药用植物资源研究与利用湖南省重点实验室湖南怀化418000）

椪柑果酒酿造工艺参数的优化

蒋继丰1,2，方 伟1,2，张海龙1,2，王登宇1,2

（1.怀化学院生物与食品工程学院湖南怀化418000；2.民族药用植物资源研究与利用湖南省重点实验室湖南怀化418000）

以啤酒酵母为试验菌株，以麻阳椪柑为原料，通过单因素试验和正交试验，研究了柑橘果酒的酿造工艺。结果表明，椪柑果酒酿造工艺条件为椪柑果汁初始糖度22%、啤酒酵母接种量7%、发酵温度22℃、椪柑果汁初始pH 4.0和发酵时间7 d；再经陈酿1个月并离心澄清（4 000 r/min，25 min）后，所得椪柑果酒酒精度为10.4%vol，残糖量为1.89%，椪柑果酒口味纯正、香气浓郁、澄清透明。

椪柑果酒；酿造工艺；参数优化

椪柑是亚热带喜温水果[1]，是柑橘类植株作物中生长习性最为优良的一个重要品类[2]，椪柑大都在11月中下旬至12月上旬采收，上市供应期则自采收期至次年3月份[3]。椪柑在湖南、湖北及江西等地广泛种植，而麻阳椪柑远近闻名，目前全县种植面积达到了20余万亩，产量达12万t。随着麻阳及周边地区种植面积的不断扩大，近年来常常出现椪柑滞销，导致了“丰产不丰收”的现象，而椪柑富含胡萝卜素、类黄酮、果胶、膳食纤维等多种活性成分和糖、柠檬酸、磷、钾、钙、铁、锌等营养，是开发保健食品的良好原料[4]。郑君晓等[5]研究了以酿酒活性干酵母为菌种制备椪柑果酒技术，得到的果酒酒精度9.5%vol。本研究以麻阳椪柑为原料，以啤酒酵母为菌种生产椪柑果酒的生产工艺，该研究将为椪柑的深加工提供新的方向，实现“产业支撑资源”的目的，从而促进椪柑产业的健康发展。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

椪柑：麻阳县锦和镇白岩坪村柑桔协会提供；啤酒酵母菌种：怀化学院生物与食品工程学院提供；葡萄糖（98%）：吴江市俊发化工有限公司；硫代硫酸钠（分析纯）：沈阳瑞丰精细化学品公司。其他试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

DNP-9162型电热恒温培养箱：上海精宏实验设备有限公司；HR2826型榨汁机：飞利浦公司；MASTER-53M糖度计：ATAGO公司；754紫外/可见光分光光度计、JA5003型电子精密天平：上海舜宇恒平有限公司；HHS-26型电热恒温水浴锅：上海东星建材试验设备有限公司。

1.3 方法

1.3.1 椪柑果酒酿造工艺流程及操作要点[6-13]

原料椪柑的选择→清洗→去皮→破碎榨汁→滤清汁→添加SO2→成分调整→接种→恒温发酵→陈酿→澄清→调配→灌装→成品

原料椪柑的选择：应选取具有充分成熟、无创伤、无霉变的果实作为酿酒的原料。

清洗：用水清洗，除去附着在果实上的泥土、杂物、残留的农药和微生物。

破碎榨汁：将去皮后的椪柑破碎去籽，再榨汁，过滤出果渣留滤清汁备用。

添加SO2：SO2在果酒生产中有抑制杂菌的生长繁殖和护色作用[8]。椪柑榨汁后立即添加硫代硫酸钠（以SO2计，质量浓度为80 mg/L）。

成分调整：椪柑果汁中的糖度较低，若仅用果浆（汁）发酵则酒精度较低，应适当添加葡萄糖以提高发酵酒精度；适度调整椪柑果汁酸度在酵母生长最适初始pH值范围内。

接种：把经分离驯化的啤酒酵母用椪柑果汁进行扩大培养，制成发酵菌种，再按试验方案接入调整成分后的果汁中。

恒温发酵：将接种后的椪柑果汁在恒温条件下进行发酵，每天测定糖度观察浆汁液表面变化，以保证发酵正常进行。

陈酿：将发酵出的新酒经过一定时间的存放老熟，以提高椪柑果酒的品质和稳定性。

1.3.2 菌种的活化

取斜面菌种1环至装有50 mL酵母浸出粉胨葡萄糖培养基（yeast extract peptone dextrose medium，YEPD）的250 mL三角瓶中，25℃静置培养24 h。按照10%的比例接入装有YEPD的500 mL三角瓶中，在25℃条件下恒温培养5～7 d，待不能发酵时停止发酵，备用。

1.3.3 单因素试验

本研究选择了接种量（3.5%、4.5%、5.5%、6.5%和7.5%）、初始糖度（16%、18%、20%、22%和24%）、发酵温度（16℃、18℃、20℃、22℃和24℃）和初始pH（3.0、3.4、3.8、4.2、4.6）为考察因素，以发酵过程中的残糖量和发酵终止时的果酒的感官评分为评价指标，探讨各因素变化对椪柑果酒发酵的影响。

1.3.4 正交试验

在单因素试验的基础上，以发酵终止时果酒的感官评价结果为依据，以菌种的添加量、发酵温度、初始糖度和初始pH值为考察因素，以发酵至第7天时，发酵果酒品质评分结果为评价指标作L9（34）正交试验，确定最佳工艺参数。

1.3.5 测定方法

（1）理化指标测定方法

酒精度的测定采用密度瓶法，总酸的测定采用指示剂法，还原糖的测定采用费林试剂法，参照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的方法执行；可溶性固形物测定采用折光仪法。

（2）感官指标评价方法

聘请固定的、经验较丰富的20位老师和学生，参照中国葡萄酒品评标准，在专业实验室中对样品的色泽、香气、滋味、澄清度和典型性分别进行打分，每人的各项指标得分相加为总分，汇总时去掉1个最高分和1个最低分后，取余下18人总分的平均值为该样品得分。在参考了NY/T1508—2007《绿色食品果酒》、GB/T15038—2006《葡萄酒、果酒通用试验方法》的基础上，设计了发酵椪柑果酒的感官评分标准表，详见表1。

表1 发酵椪柑果酒的感官评分标准Table 1 Sensory evaluation standard of fermented Ponkan fruit wine

2 结果与分析

2.1 椪柑果酒发酵的单因素试验研究

2.1.1 接种量对椪柑果酒发酵残糖及品质的影响

将椪柑果汁原始发酵液糖含量调整为20%，初始pH值3.8及温度为22℃的条件下，选择3.5%、4.5%、5.5%、6.5%和7.5%五个酵母接种量水平，从发酵24 h开始每12 h监测1次，研究不同接种量对发酵液中残糖含量的影响，结果见图1。取在上述发酵条件下各样品第7天部分发酵液，经4 000 r/min离心去除沉淀物得发酵原果酒，即为感官鉴评样品。通过20位评委对样品的色泽、香气、滋味等的评分，以平均分为依据鉴定酒质的优劣，结果见图2。

图1 不同接种量对椪柑果酒发酵残糖的影响Fig.1 Effects of different inoculum on residue sugar in Ponkan fruit wine

图2 不同接种量对发酵7 d时各样品品质评分的影响Fig.2 Effects of different inoculum on sensory evaluation score of Ponkan fruit wine fermented for 7 d

由图1可知，自发酵开始至48 h期间，虽然发酵糖消耗整体较慢，但随接种量的增加糖消耗量略有加快；自48 h到144 h期间发酵活跃，糖消耗量速率较快；自144 h之后发酵糖消耗量降低并均趋于稳定。当接种量增加到7.5%时，椪柑果酒发酵残糖最低，达到2.1%左右，糖消耗量不再变化。而不同接种量对酒品质的影响结果表明，随接种量的增加，其发酵酒品质也越来越好，但接种量超过6.5%时酒品反而下降。因此，选择最佳的接种量为6.5%。

2.1.2 发酵温度对椪柑果酒发酵残糖及酒品质的影响

调整椪柑果汁原始发酵液糖度为20%，初始pH 3.8，在接种量为6.5%的条件下，选择温度为16℃、18℃、20℃、22℃和24℃五个水平进行试验，从发酵24 h开始每隔12 h监测1次，研究发酵温度对发酵液中糖含量和发酵7 d时各酒品质的影响，结果分别见图3、图4。

图3 不同发酵温度对椪柑果酒发酵残糖的影响Fig.3 Effects of different fermentation temperature on residual sugar in Ponkan fruit wine

图4 不同发酵温度对发酵7 d时各样品感官评分的影响Fig.4 Effects of different fermentation temperature on sensory evaluation score of Ponkan fruit wine fermented for 7 d

由图3可知，发酵温度对椪柑果酒发酵的影响趋势与不同接种量的影响态势相近，即前2 d较慢，而后加快，到第6天后又放缓；同时还可以看出糖消耗速率随着温度的增加而增快，在温度为20℃、22℃和24℃发酵时的残糖最低，接近2.0%，发酵不再深化。而由图4可知，随发酵温度的升高，其发酵酒品也越来越好，但超过22℃时果酒品质反而下降。分析认为发酵温度越高，酵母衰老越快，影响了酵母的糖酒转化量[5]。因此，椪柑果酒适宜的发酵温度为20～24℃。

2.1.3 初始糖度对椪柑果酒发酵残糖及酒品质的影响

在接种量为6.5%，发酵温度20℃，初始pH 3.8的条件下，将椪柑果汁初始糖含量按16%、18%、20%、22%和24%五个水平进行调整，从发酵24 h开始每隔12 h监测1次，研究不同初始糖度对椪柑果酒发酵残糖和发酵7 d时各酒品质的影响，结果分别见图5、图6。

图5 不同初始糖度对椪柑果酒发酵残糖的影响Fig.5 Effects of different initial sugar content on residual sugar in Ponkan fruit wine

图6 不同初始糖度对发酵7 d时各样品感官评分的影响Fig.6 Effects of different initial sugar content on sensory evaluation score of Ponkan fruit wine fermented for 7 d

由图5可知，在发酵至第6～7天时检测，初始糖度为16%的一组最终残糖量为2.3%，其他两组残糖量均达到了2.1%。而由图6可知，三个样品的品质评价结果较接近，均在91.5～91.9分之间，但初始糖度20%一组评分最高，为91.9分。由此可见：初始糖度选取20%～22%、发酵时间在6～7 d左右较适合椪柑果酒发酵。

2.1.4 初始pH对椪柑果酒发酵残糖及酒品质的影响

选择接种量为6.5%，发酵温度20℃，初始糖度20%的条件下，取初始pH 3.0、3.4、3.8、4.2、4.6五个水平进行发酵试验，采用如上相同的方法研究不同初始pH对椪柑果酒发酵残糖及酒品质的影响，结果分别见图7、图8。

由图7可知，四组试验的发酵趋势基本相同，但初始pH为3.4、3.8和4.2三组的糖消耗速率较pH值为4.6组的高，其中pH3.8和4.2两组糖消耗量接近且残糖量相对较低，说明pH3.8至4.2更适合椪柑果酒发酵。由图8可知，当初始pH为4.6时椪柑果酒品质评分最低，因此，椪柑果酒适宜的发酵初始pH为3.8～4.2。

图7 不同初始pH对椪柑果酒发酵残糖的影响Fig.7 Effects of different initial pH on fermentation of Ponkan fruit wine fermentation

图8 不同初始pH对发酵7 d时各样品感官评分的影响Fig.8 Effect of different initial pH on sensory evaluation score of Ponkan fruit wine fermented for 7 d

2.1.5 椪柑果酒发酵时间的选择

综合分析图1～图8的试验结果，认为发酵至168 h（即第7天）时椪柑果酒发酵基本完成，残糖量变化量已不显著，且在此时发酵酒的品质最好，故取最佳主发酵时间为168 h，即认为椪柑果酒发酵至第7天达到发酵终点。

2.2 椪柑果酒发酵的正交试验研究结果

根据上述单因素试验结果和正交试验结果，选取接种量、发酵温度、初始糖度和初始pH四个因素为考察对象，以发酵至第7 d的酒的品质评分为依据，设计了4因素3水平正交试验。椪柑果酒发酵正交试验设计及结果见表2，正交试验结果方差分析见表3。

由表2可以看出，在影响椪柑果酒发酵质量的因素中，发酵温度影响最为显著，其次是初始糖度和接种量，即B＞C＞A＞D；由表3可知，接种量、发酵温度和初始糖度对椪柑果酒发酵质量有显著影响（P＜0.05），初始pH对结果影响不显著（P＞0.05）。综上考虑，可以得出椪柑果酒发酵最佳工艺参数组合为A3B2C3D2，即接种量7%、发酵温度22℃，初始糖度22%、初始pH 4.0。

表2 椪柑果酒发酵条件优化正交试验结果与分析Table 2 Results and analysis of orthogonal experiments for ponkan wine fermentation conditions optimization

表3 正交试验结果方差分析Table 3 Variance analysis of orthogonal experiments results

2.3 验证试验

选择了在接种量7%、发酵温度为22℃、初始糖度22%和初始pH 4.0的条件下发酵椪柑果酒，在发酵7 d时，采用离心法（4 000 r/min，25 min）净化酒液后品尝评价，平均得分为93.48，经检验，此椪柑发酵果酒的酒精度达到了10.4%vol，发酵液中残糖量为1.89%，证明上述正交试验结果可信。

2.4 产品指标

2.4.1 感官指标

发酵好的椪柑果酒澄清透明，色泽橙黄，酒味浓郁，具有椪柑特有的香气，酸味柔和。

2.4.2 理化指标

乙醇含量≥8.5%，总酸（以柠檬酸计）2～4 g/L，总糖（以葡萄糖计）5～6 g/L。

2.4.3 微生物指标

符合GB 2758—2012《食品安全国家标准发酵酒及其配制酒》的规定。

3 结论

通过对椪柑果酒相关工艺技术条件的研究，在单因素试验的基础上，通过正交试验优化，得出了椪柑果酒的最佳发酵工艺参数为接种量7%、发酵温度22℃、初始糖度22%、初始pH 4.0，主发酵时间7 d，再经陈酿1个月并离心澄清（4 000 r/min，25 min）酒体，就可得到酒精度为10.4%vol，残糖量为1.89%，口味纯正、香气浓郁、澄清的发酵椪柑果酒。

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Optimization of brewing technology parameters of Ponkan fruit wine

JIANG Jifeng1,2,FANG Wei1,2,ZHANG Hailong1,2,WANG Dengyu1,2(1.College of Biological and Food Engineering,Huaihua University,Huaihua 418000,China;2.Key Laboratory of Research and Utilization of Ethnical Medicinal Plant Resources of Hunan Province,Huaihua 418000,China)

UsingSaccharomyces cerevisiaeas experimental strain and Mayang Ponkan as raw material,the brewing technology of fruit wine was studied through single factor and orthogonal experiments.The results showed that the optimal technology parameters were initial sugar content 22%,S. cerevisiaeinoculum 7%,fermentation temperature 22℃,juice initial pH 4.0 and fermentation time 7 d.After one month aging,the wine was centrifugated at 4 000 r/min for 25 min,it was transparent with pure-taste and strong flavor,the alcohol content and residue sugar content was 10.4%vol and 1.89%,respectively.

Ponkan fruit wine;brewing technology;parameters optimization

TS262.7

0254-5071（2017）01-0186-05

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.01.039

2016-07-05

湖南省科技厅2012年科技计划（2012NK3114）

蒋继丰（1966-），男，教授，本科，主要从事农产品加工和保健食品的研究和教学工作。