乌饭果酒发酵工艺的研究

邵 京，卢美娟，许 超

（江苏九久环境科技有限公司，江苏 无锡 214061）

乌饭树（Vaccinium bracteatum）又名南烛，为杜鹃花科越桔属常绿植物，是越桔属中在我国分布最广、蕴藏量最大的一种，我国南北各地均有分布，主产于华东、华中、华南及西南地区，尤以江苏、浙江、福建为多，国外如朝鲜、日本、越南、马来半岛和印度尼西亚也有分布[1-2]。

乌饭树的果实为球形浆果，成熟时呈紫黑色，营养成分丰富，含有人体不可缺少的多种营养元素（如糖类、有机酸、脂肪），且蛋白质和维生素等的含量也比一般水果高，特别是蛋白质生物价和尼克酸的含量甚高，更为独特的是其含有丰富的抗氧化和抗衰老的花色苷和生物类黄酮成分，营养和药用价值极高[3-4]。历代中医公认，乌饭树果实具有益肾固精、强筋明目的功效[5-6]。现代医学表明，乌饭树紫黑浆果具有抗氧化、抗衰老、提高免疫力、增强心脏功能、抗心血管疾病、抗癌抗病毒、改善和预防眼疾等多种生理功效[7-9]。

我国是乌饭树的原产地，资源十分丰富，但是由于基本上是野生资源，对其浆果的开发利用率很低。目前，除民间将乌饭树果实当作传统中药简单医治一些常见病以及福建省局部地区民间有食用乌饭树野生果实的习惯外，我国对乌饭树果实的利用未形成任何工业化生产规模，也没有形成真正的栽培品种，任宝贵资源白白浪费在大山旷野中[10]。乌饭树果实香气幽雅，酸甜可口，色素含量高且稳定[11-12]。应用现代酿造技术，将乌饭树果实酿制成集天然、营养、保健于一体的乌饭果酒，不仅可以充分利用乌饭树资源，为乌饭树的深度开发提供一条新的途径，而且可以丰富酒类品种，造福人类。以乌饭树果实为原料，采用发酵法，经单因素、正交试验确定出最佳发酵工艺，最后制备出风味独特且具有营养保健功效的发酵型乌饭果酒，为乌饭树果实的加工利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜乌饭树果实：采自江苏省宜兴地区野生乌饭树；安琪酿酒高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；果胶酶：无锡元荣昌食品添加剂有限公司；蔗糖、柠檬酸、焦亚硫酸钾、明胶，均为市售食品级。

体积分数为95%乙醇：上海联试化工试剂有限公司；酚酞：天津市科密欧化学试剂开发中心；氢氧化钠、无水葡萄糖、盐酸：国药集团化学试剂有限公司；次甲基蓝：天津市恒兴化学试剂制造有限公司；酒石酸钾钠：国药集团化学试剂有限公司；硫酸铜：上海中试化工总公司。以上试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

JA5300N型电子天平：上海雷韵试验仪器制造有限公司；DK-S26电热恒温水浴锅：上海森信实验仪器有限公司；SHP-250智能生化培养箱：金坛市晶玻实验仪器厂；WS108型手持糖度计：上海测维光电技术有限公司；酒精计：浙江余姚仪表工厂；YY-30打浆机：山东省曲阜市汇科机械厂。

1.3 试验方法

1.3.1 乌饭果酒加工工艺流程

乌饭树果实→预处理→打浆→SO2处理→酶解→调整糖度→主发酵→后发酵→澄清→杀菌→乌饭果酒

1.3.2 工艺要点

（1）原料预处理：选择新鲜成熟的乌饭树果实，用流水冲洗干净，去除表面泥沙和杂质。

（2）打浆：加入打浆机内进行打浆，将果肉打成糊状以充分破坏果肉组织，使其中的可溶性物质能从果肉细胞中游离出来[13]。

（3）SO2处理：称定果浆的质量，以加入焦亚硫酸钾的形式添加SO2。SO2在果酒生产中有抑制杂菌生长繁殖、抗氧化、改善风味和增酸的作用[14]，果实打浆破碎后应立即添加。

（4）酶解：在SO2处理过的果浆中加入一定量的果胶酶，置于45℃水浴中保温酶解3h。

（5）调整糖度：在酶解后的果浆中加入蔗糖和柠檬酸调节，将糖度调整至18%。

（6）主发酵：在调整好糖度的果浆中接入一定量的活性干酵母（活化方法：用35℃的2%蔗糖水溶液将干酵母活化30min），然后置于智能生化培养箱中培养。

（7）后发酵：主发酵结束后，出酒，同时压榨皮渣，混合，置于一定温度条件下进行后发酵。

（8）澄清：发酵结束后，及时分离过滤酒液，加入明胶进行澄清，达到无沉淀、无悬浮物、无杂质的目的[15]。

（9）杀菌：于80℃杀菌30min，尽快冷却至室温。

（10）成品：将瓶子灭菌后，迅速装上杀过菌的果酒，封口，储藏。

1.3.3 理化指标测定

（1）出汁率的计算

出汁率P=（J/W）×100%

式中：P为出汁率，%；J为澄清汁质量，g；W为乌饭果原浆质量，g。

（2）果胶含量测定

采用酒精法测定。将体积分数为95%乙醇与乌饭果浆按1∶1的比例混合，置于试管中轻摇，静置15min后观察，若无凝胶状物质出现，表明果胶已基木被分解，无果胶物质存在，用“－”表示；若有凝胶状物质出现，表明果胶还未分解彻底，仍有果胶物质存在，用“+”表示；凝胶状物质愈多，其“+”也愈多[16]。

（3）糖度的测定

采用手持糖度计法测定[17]。

（4）总糖、总酸、酒精度的测定

按GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[18]进行。

1.3.4 SO2添加量的优化

新鲜乌饭树果实经清洗打浆后，分别添加不同量的SO2（20mg/kg、40mg/kg、60mg/kg、80mg/kg、100mg/kg、120mg/kg、140mg/kg、160mg/kg、180mg/kg）处理，用100mg/kg果胶酶酶解，接入0.20%的酵母，置于25℃发酵6d，转入15℃进行后发酵10d，研究不同SO2添加量对酒精度的影响。

1.3.5 果胶酶用量的优化

在经SO2处理过的果浆中加入不同量的果胶酶（0mg/kg、40mg/kg、60mg/kg、80mg/kg、100mg/kg、120mg/kg、140mg/kg、160mg/kg、180mg/kg）于45℃水浴中保温酶解3h，比较不同加酶量的出汁率及果胶量。

1.3.6 酵母用量的优化

在经SO2处理，果胶酶酶解过的果浆中分别接入0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%的酵母，于25℃发酵6d，转入15℃进行后发酵10d，观察酵母用量对酒精度的影响。

1.3.7 主发酵温度的优化

在经SO2处理，果胶酶酶解过的果浆中分别接入酵母，分别放置在19℃、22℃、25℃、28℃、31℃的条件下发酵6d，转入15℃进行后发酵10d，观察在不同主发酵温度条件下酒精度的变化。

1.3.8 主发酵时间的优化

在经SO2处理，果胶酶酶解过的果浆中分别接入的酵母，于25℃分别发酵4d、6d、8d、10d、12d，转入15℃进行后发酵10d，观察发酵不同时间的酒精度变化。

1.3.9 主发酵条件优化正交试验

在单因素试验的基础上，选取主发酵温度（A）、主发酵时间（B）、酵母用量（C）为考察因素，以酒精度（%vol）为指标，进行3因素3水平正交试验，以确定最佳主发酵条件。因素及水平设计见表1。

表1 主发酵条件优化正交试验因素水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment for main fermentation condition optimization

1.3.10 后发酵条件的优化

主发酵结束后的果酒，可以通过后发酵来改善酒质，促进醇厚柔和口感的形成。在乌饭果酒主发酵结束后，出酒，同时压榨皮渣，混合，再分别在不同温度条件下进行后发酵。

2 结果与分析

2.1 SO2添加量的确定

由表2可知，当SO2添加量为20～100mg/kg时，随着SO2添加量的增加，发酵液的酒精度呈现逐渐上升的趋势，但当SO2添加量为100～180mg/kg时，酒精度却逐渐下降，说明过多的SO2对酵母的发酵有抑制作用。所以选择SO2添加量为100mg/kg，此时发酵最为彻底。

表2 SO2添加量对发酵的影响Table 2 Effect of SO2addition on fermentation

2.2 果胶酶用量的确定

由表3可知，在不加果胶酶的情况下，乌饭树果实出汁率仅为33.29%。随着果胶酶用量的增加，出汁率逐渐增长，在果胶酶用量为120mg/kg时出汁率最大，果胶酶用量高于120mg/kg时出汁率又出现下降趋势。当果胶酶用量≤100mg/kg时，乌饭果浆中的果胶呈阳性，说明果胶未能完全分解；果胶酶用量为120～160mg/kg时，乌饭果浆中的果胶呈阴性，说明果胶已基本分解完全。果胶酶用量达180mg/kg时，乌饭果浆中的果胶又呈阳性反应，可能是由于用量过多，果胶酶中的酶蛋白又会使果浆产生浑浊。综合考虑，选择果胶酶用量为120mg/kg。

表3 果胶酶添加量的影响Table 3 Effect of pectase addition on fermentation

2.3 酵母用量对主发酵的影响

由图1可知，随酵母用量加大，发酵速度越快，发酵生成的酒精量越多，但若接种量过大会导致酵母菌繁殖数量大，呼吸旺盛，代谢生成的副产物较多，进而使酒精度降低。因此，乌饭果酒的酵母菌接种量以0.15%～0.20%较为合适，接种量超过0.20%时，发酵生成的酒精量有所降低。

图1 酵母用量对主发酵的影响Fig.1 Effect of yeast inoculum on main fermentation

2.4 发酵温度对主发酵的影响

温度是微生物生长的重要环境条件之一，发酵温度的高低会影响活性干酵母的活性，对发酵的速度有很大的影响。由图2可知，温度越低，发酵缓慢，最终产生的酒精度低，表明发酵不完全；随着温度的升高，酵母的产酒率逐渐上升，在25℃时酵母菌利用糖转化为酒精的数值最高，当温度进一步升高，酵母菌的发酵速度过快，生成的副产物越多，酵母菌提早出现衰亡导致产酒能力下降。

图2 发酵温度对主发酵的影响Fig.2 Effect of temperature on main fermentation

2.5 发酵时间对主发酵的影响

发酵时间的长短会对乌饭果酒的酒精度产生影响，发酵时间过短发酵不充分，而发酵时间过长溶液中含糖量较低，酿酒酵母的发酵水平下降，而其杂菌活力增强，易感染杂菌。由图3可知，酒精产量随着发酵时间的延长而逐渐增加，发酵时间越长增长越缓慢，在发酵8d时基本趋于稳定。

图3 发酵时间对主发酵的影响Fig.3 Effect of time on main fermentation

2.6 主发酵条件优化正交试验结果

表4的结果表明，发酵温度、发酵时间和酵母用量对乌饭果酒的酒精度有影响。根据R值确定影响乌饭果酒酒精度的最主要因素是A发酵温度，其次是C酵母用量，然后是B发酵时间；由k值确定各因素的最优组合为A2B2C3，即主发酵最优条件为发酵温度25℃，发酵时间8d，酵母用量为0.20%，最终乌饭果酒的酒精度为10.3%vol。

表4 主发酵条件优化正交试验结果与分析Table 4 Result and analysis of orthogonal experiment for main fermentation condition optimization

2.7 后发酵条件的确定

不同温度条件下的后发酵结果如表5所示。随着后发酵温度的降低，相应的发酵周期延长，果酒的酒精度变化不大，总酸含量有所降低，总糖含量有很大幅度的降低。在18～22℃的条件下后发酵10d时果酒的口感粗糙，在14～18℃的条件下后发酵20d与10～14℃的条件下后发酵30d的果酒口感都比较醇和，但后者由于总糖降低幅度较大导致酸甜不够和谐，且后发酵周期太长会增加成本，综合考虑选择后发酵温度为14～18℃，后发酵时间20d。

表5 温度对果酒后发酵结果的影响Table 5 Effect of temperature on wine post-fermentation

2.8 产品质量标准

2.8.1 感官指标

色泽：深紫红色，清澈透明，无杂质，无明显沉淀和悬浮物；

滋味：具有乌饭果酒特有的滋味，酸甜适口、纯净醇厚而无异味；

香气：具有和谐的乌饭果香气和果酒香气。

2.8.2 理化及微生物指标

酒精度：10.3%vol；总糖（以葡萄糖计）：3.35g/L；总酸（以柠檬酸计）：6.73g/L；总SO2≤250mg/L；干浸出物≥15g/L；

细菌总数≤30CFU/mL；大肠杆菌≤3MPN/100mL；致病菌不得检出。

3 结论

通过研究，确定乌饭果酒的最佳酿造工艺为新鲜乌饭树果实经清洗打浆后，使用100mg/kg SO2进行处理，添加120mg/kg果胶酶于45℃水浴中酶解3h后，调整糖度至18%，接入0.20%的酵母于25℃发酵8d，发酵结束后出酒，同时压榨皮渣，混合，置于14～18℃进行后发酵20d，酒液经澄清过滤，于80℃杀菌30rnin，冷却灌装得乌饭果酒。酿造出的乌饭果酒为棕红色，清澈透亮，具有乌饭树果实的独特香气及果酒特有浓郁风味，口感醇和，营养丰富，能满足现代食疗养生的健康需求。

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