苹果酒发酵工艺对比研究

宋静，夏玲玲，张玉刚，戴洪义

（青岛农业大学园艺学院，山东青岛266109）

苹果酒发酵工艺对比研究

宋静，夏玲玲，张玉刚，戴洪义*

（青岛农业大学园艺学院，山东青岛266109）

利用德国生产的5L全自动发酵罐和0.5L三角瓶，以5个栽培苹果品种的果实（‘鲁加1号’、‘鲁加4号’、‘鲁加5号’、‘国光’、‘新红星’）为原料，发酵温度设定为20℃，酵母菌接种量为5%，进行苹果酒发酵工艺初步的放大试验。测定5个品种在陈酿过程中的酒精度、单宁、总酚、可滴定酸、透光率、可溶性固形物变化情况。结果表明，当发酵体积扩大10倍后，发酵罐中苹果酒发酵效果与三角瓶中小体积状态下的发酵效果无显著差异，总的变化趋势趋于一致。

苹果；果酒；发酵；放大实验

我国是目前为止世界上苹果生产的第一大国[1]，但苹果的深加工产业处于起步阶段。苹果酒营养丰富[2]，可以调整人体的新陈代谢并促进血液循环[3-5]。随着人们生活水平的提高，苹果酒产业必然有着广阔的发展前景[6-9]。

苹果酒发酵分为两个主要过程，主发酵完成后得到的是苹果原酒，原酒酒体粗糙，需经一定时间储存与处理，在储存期间果酒内进行着理化及生化的反应，酒质变得醇厚香浓，这个过程即酒的老熟或陈酿[10]。经过陈酿的原酒不良风味物质减少，芳香物质得到加强和突出，各种物质之间达到平衡，酒体变得和谐、柔顺、细腻、醇厚，并表现出各种酒的典型风格[11]。本试验的苹果酒发酵罐发酵是在三角瓶试验可行的基础上，采用小型发酵罐进行发酵，小型发酵罐通过控制发酵过程的温度、搅拌速度等参数为发酵提供了相对稳定的发酵环境。为了更充分的了解发酵罐发酵与三角瓶发酵对苹果酒酿造的影响，本试验着重研究5个品种苹果由2种发酵工艺发酵而成的果酒在陈酿阶段的物质变化规律。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

苹果品种（系）‘鲁加1号’（Lujia1）、‘鲁加4号’（Lujia4）、‘鲁加5号’（Lujia5）、‘国光’（Ralls Janet）、‘新红星’（Starkrimson）采自青岛农业大学胶州实验站。苹果采收时间以种子完全变褐为标准，然后将采后原料保存于1～4℃的环境中[12]。

偏重亚硫酸钾（分析纯）、果胶酶制剂、淀粉酶：市售。

菌种：本实验室筛选的SY01酵母菌[13]。

1.2 仪器与设备

HZQ-F160型振荡培养箱：哈尔滨市东联电子技术开发有限公司；SP-2102UV型紫外分光光度计：美国Amersham Biosciences公司；TCP2型全自动测色色差仪：北京鑫奥依克光电技术有限公司；SW-CJ-1FD型超净工作台：上海博讯实业有限公司医疗设备厂；DL-50全自动电位滴定仪：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；SPX-250B-Z型生化培养箱：东南科仪公司；TD-45数字折光仪：杭州汇尔仪器设备有限公司；AR2140电子分析天平：奥豪斯（上海）公司。BZOSTATRBplus-52MO发酵罐：德国赛多利斯集团贝朗国际生物技术工程公司。

1.3 方法[15]

1.3.1 苹果酒加工生产工艺[14]

1.3.2 果酒中可溶性固形物的测定

采用数字折光仪测定，测定时用玻璃棒充分搅拌均匀，重复3次。

1.3.3 果酒中可滴定酸的测定

采用NaOH中和滴定法，用DL50型自动电位滴定仪进行测量，重复3次。滴定剂为0.04mol/L标准氢氧化钠溶液。

1.3.4 果酒中透光值、透光率的测定

用SP-2102UV型紫外分光光度计测定。每个样品重复测3次，测定时以蒸馏水为参照。

1.3.5 果酒色度的测定

用TCP2型全自动测色色差仪测定各样品的总色差（DE）和黄色色差值（DB）。每个样品测量3次，以蒸馏水为参照。

1.3.6 果酒酒精度的测定

采用国标GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中酒精蒸馏法进行果酒酒精度测定。

1.3.7 苹果酒单宁总酚的测定

采用福林-酚试剂比色法测定单宁含量、总酚含量。

2 结果与分析

2.1 不同品种苹果酒在陈酿阶段的可溶性固形物变化

图1 5种苹果酒陈酿过程中可溶性固形物含量的变化比较Fig.1 Comparisons of changes of soluble solid substance content of apple wines among 5 varieties during aging

由图1可知，发酵刚完成时，相同品种由2种发酵工艺发酵而成的苹果酒中可溶性固形物含量基本一致，且在陈酿过程中波动不大。

2.2 不同品种苹果酒在陈酿阶段的酒精度变化

图2 5种苹果酒陈酿过程中酒精度的变化比较Fig.2 Comparisons of changes of alcoholicity of apple wines among 5 varieties during aging

由图2可知，同一品种由2种发酵工艺发酵而成的苹果酒，除‘鲁加1号’发酵罐发酵而成的果酒酒精度比三角瓶发酵工艺略高外，其他品种2种发酵工艺发酵而成的苹果酒酒精度均基本一致。且所有苹果酒在陈酿过程中酒精度均呈下降趋势。在陈酿结束时，除‘鲁加5号’发酵罐发酵而成的酒酒精度比三角瓶发酵工艺的略低，其他品种2种发酵工艺发酵而成的苹果酒酒精度均基本一致。

2.3 不同品种苹果酒在陈酿阶段的单宁变化

图3 5种苹果酒陈酿过程中单宁含量的变化比较Fig.3 Comparisons of changes of tannin content of apple wines among 5 varieties during aging

由图3可知，发酵刚结束时，‘鲁加1号’由发酵罐发酵而成的苹果酒单宁含量比三角瓶发酵工艺发酵而成的酒略高，而‘国光’则是三角瓶发酵而成的苹果酒单宁含量稍高于发酵罐发酵而成的苹果酒，其他3个品种2种发酵工艺发酵而成的苹果酒单宁含量及变化量基本一致。在陈酿过程中，所有苹果酒单宁含量均基本保持稳定。

2.4 不同品种苹果酒在陈酿阶段的总酚变化

由图4可知，‘鲁加5号’由发酵罐发酵而成的苹果酒总酚含量比三角瓶发酵工艺发酵而成的苹果酒略低，其他品种由2种发酵工艺发酵而成的苹果酒总酚含量基本一致。所有苹果酒中总酚含量在陈酿过程中呈现下降趋势，但下降幅度较小。

图4 5种苹果酒陈酿过程中总酚含量的变化比较Fig.4 Comparisons of changes of total phenolic content of apple wines among 5 varieties during aging

2.5 不同品种苹果酒在陈酿阶段的可滴定酸变化

图5 5种苹果酒陈酿过程中可滴定酸的变化比较Fig.5 Comparisons of changes of acid content of apple wines among 5 varieties during aging

由图5可知，‘鲁加4号’由发酵罐发酵而成的苹果酒可滴定酸含量稍低于三角瓶发酵工艺发酵而成的苹果酒可滴定酸含量，其他品种由2种发酵工艺发酵而成的苹果酒可滴定酸含量均基本一致。陈酿过程中均呈现上升趋势，但变化不大。

2.6 不同品种苹果酒在陈酿阶段的透光率变化

由图6可知，‘鲁加5号’由发酵罐发酵而成的苹果酒透光率明显高于三角瓶发酵工艺发酵而成的苹果酒，其他相同品种由2种发酵工艺发酵而成的苹果酒的透光率基本保持一致。在陈酿过程中，除‘鲁加1号’苹果酒透光率基本保持稳定，其他品种均呈现下降趋势，其中‘新红星’下降幅度相对较大。

2.7 不同品种苹果酒在陈酿阶段的吸光度值变化

由图7可知，‘鲁加1号’由发酵罐发酵而成的苹果酒的吸光度值明显高于三角瓶发酵工艺发酵而成的苹果酒，而‘国光’则恰恰相反，发酵罐发酵而成的‘国光’苹果酒的吸光度值则稍低于普通发酵工艺，其他品种由2种发酵工艺发酵而成的苹果酒吸光度值基本一致。在陈酿过程中，除‘鲁加1号’吸光度值基本保持稳定外，其他品种均呈明显的上升趋势。

图6 5种苹果酒陈酿过程中在波长625nm处透光率的变化比较Fig.6 Comparisons of changes of transparence of apple wines under wavelength of 625 nm among 5 varieties during aging

图7 5种苹果酒陈酿过程中在波长420nm处吸光度值的变化比较Fig.7 Comparisons of changes of absorbance of apple wines under wavelength of 420 nm among 5 varieties during aging

2.8 不同品种苹果酒在陈酿阶段的黄色差变化

图8 5种苹果酒陈酿过程中黄色色差的变化比较Fig.8 Comparisons of changes of yellow color aberration of apple wines among 5 varieties during aging

由图8可知，‘国光’和‘鲁加1号’由发酵罐发酵而成的苹果酒黄色差比三角瓶发酵工艺稍低，其他品种由2种发酵工艺发酵而成的苹果酒黄色差基本一致。在陈酿过程中，除‘鲁加1号’基本保持不变外，其他品种黄色差均呈下降趋势，其中‘鲁加4号’由发酵罐发酵而成的苹果酒下降幅度较小。

2.9 不同品种苹果酒在陈酿阶段的总色差变化

图9 5种苹果酒陈酿过程中总色差的变化比较Fig.9 Comparisons of changes of total color aberration of apple wines among 5 varieties during aging

由图9可知，‘国光’和‘鲁加1号’由发酵罐发酵而成的苹果酒总色差明显高于普通发酵工艺，其他品种由2种发酵工艺发酵而成的苹果酒总色差基本一致。在陈酿过程中，除‘鲁加1号’基本保持不变外，其他品种总色差均呈下降趋势，其中‘鲁加4号’和‘新红星’由发酵罐发酵而成的苹果酒下降幅度较小。

3 讨论与结论

在陈酿过程中，同品种由2种发酵工艺发酵而成的果酒酒精度均呈下降趋势，而可滴定酸含量则逐渐增加。酸类物质在酒中很重要的作用，能增加酒的浓厚感，同时酒的品质会因为缺乏丰富的单宁而显得淡薄、乏味[16]、缺乏结构感和“骨架”，也会大大缩短酒的品质寿命[17]。本试验中，所有苹果酒在陈酿过程中单宁含量均基本保持稳定，且相同品种由2种发酵工艺发酵而成的苹果酒单宁含量也基本保持一致。

酚类物质在苹果酒中起抗氧化和防腐的作用。兰玉倩等[18]的研究表明，不同酒龄黄酒的总酚含量在陈酿时缓慢的氧化反应中降低，这与本试验研究结果相同，且相同品种由2种发酵工艺发酵而成的苹果酒总酚含量基本一致，陈酿过程中变化趋势也一致。

随着陈酿时间的增长，不同品种不同发酵工艺发酵而成的苹果酒的吸光度值均呈上升趋势，而透光率、黄色差和总色差均呈下降趋势，表明苹果酒在陈酿过程中颜色的变化。果酒中含有许多不同种类的单酚类物质，在陈酿过程中这些单酚类物质会不同程度的氧化消失，这就导致某些品种由2种不同发酵工艺发酵而成的苹果酒的色差等指标有一定差异。

本试验结果表明，发酵罐发酵与三角瓶发酵相比，各种物质含量的变化整体趋势并无显著的规律性差异，这与徐抗震等[19]的研究结果一致。从苹果酒的整个发酵过程中可以发现，发酵罐的主发酵罐速度较三角瓶快。苹果酒发酵过程是个放热的过程，与三角瓶发酵试验相比，发酵罐体积扩大，发酵较为剧烈，传热就相对困难，发酵果汁在中心处的温度略高于外周，发酵相对迅速，从而产生更多的热量，进一步加速发酵进程。李一婧等[20]认为随着发酵果汁体积的增大，尤其在发酵初期应更加慎重，避免发酵速度过快而破坏原酒的品质。为了制约发酵速度的变化，可以考虑适当控制温度或增加搅拌。所以说，发酵罐发酵可以更普遍地用于实验室试验。但酒质的优劣还是要从更多方面考察，这里只是针对具体的几种基本物质含量变化的初步探索，若要结合生产实际还需进一步研究。

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Comparative study of apple cider fermentation process

SONG Jing,XIA Lingling,ZHANG Yugang,DAI Hongyi*
(College of Horticulture,Qingdao Agricultural University,Qingdao 266109,China)

The scale-up experiment of cider fermentation process was carried out on five apple varieties(‘Lujia 1’,‘Lujia 4’,‘Lujia 5’,‘Ralls Janet’,‘Starkrimson’)by means of 5-L automatic fermentor made in Germany and 0.5-L conical flask.The yeast inoculum and fermentation temperature was set as 5%and 20℃,respectively.The changes of alcoholicity,tannin,total phenols,titratable acidity,transmittance,soluble solid substance content(Brix)of the ciders of five apple varieties was detected during aging process.Result showed that there was no significant difference on the fermentation effect between scale-up experiment and conical flask when the scale was 10 times enlarged,and the variation trends of all indicators were similar.

apple;fruit wine;fermentation;scale-up experiment

TS255.46；TS255.47

A

0254-5071（2014）04-0071-04

10.3969/j.issn.0254-5071.2014.04.017

2014-02-17

国家现代苹果产业技术体系项目（CARS-28-01-07）；山东省良种产业化工程项目（J10LC12）

宋静（1988-），女，硕士研究生，主要从事果树育种研究工作。

*通讯作者：戴洪义（1956-），男，教授，硕士，主要从事果树育种与生物技术研究工作。