山葡萄、蘋果混合果酒發酵工藝的優化研究

姜 丹，羅詩琪，歐 軍，張 琳，安紹云

(1.遵義醫科大學公共衛生學院，貴州遵義 563000；2.貴州省預防醫學實驗教學示范中心，貴州遵義 563000)

山葡萄是從福建引進在貴州高原種植的人工馴化品種，貴州“天然氧吧”的生態環境有利于其營養物質的累積，形成一種特殊的香氣味[1]，從而產生了野生山葡萄的獨特品質。山葡萄顆粒小、紫黑色外皮帶白霜且皮較厚、糖度低，但酸度和單寧含量高，山葡萄中的果酸可以促進腸胃的消化，有利于人體健康[2-3]。釀造的葡萄酒含有人體必需的8 種氨基酸、礦物質、原花青素、白藜蘆醇等豐富的功能成分[4]，其抗氧化和抗疲勞作用顯著，對心血管疾病的預防和治療有很好的效果[5-6]。

蘋果含有大量的維生素和礦物質，可以預防高血壓和對其他疾病的治療[7，9]。蘋果酒是目前相對比較常見的果酒之一，含有多種營養成分，果酒的色澤金黃，口感和風味都很好，適量飲用具有良好的保健功效[10-12]。目前市場上果酒的產品較多，主要是以單一型果酒為主，以山葡萄為主要原料研制混合型果酒的研究相對較少。將山葡萄和蘋果用作混合果酒的原料，通過單因素和正交試驗獲得山葡萄、蘋果混合果酒的最佳工藝，充分利用兩者的營養成分、風味物質，為當地山葡萄及蘋果資源的深加工提供參考，同時，有利于提高果農的收入，使果酒的產品更加多元化[13-14]，并為工業化生產山葡萄、蘋果混合果酒提供了一定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

原料：山葡萄（遵義金鼎昱宏葡萄酒有限責任公司山葡萄基地）、陜西蘋果（市售）。

試劑：白砂糖，D-異抗壞血酸鈉、皂土澄清劑、安琪酵母、調硫片（含偏重亞硫酸鉀）等（均為食品級）。

儀器：分析天平（型號FA2004N），上海菁海儀器有限公司；紫外分光光度計（型號759S），上海菁華科技儀器有限公司；恒溫發酵箱（型號SHP-250），上海精宏實驗設備有限公司；數字折光儀（型號TD-65），浙江托普儀器有限公司

1.2 試驗方法與步驟

1.2.1 山葡萄、蘋果混合型果酒的工藝流程（圖1）

1.2.2 操作要點

原料處理制汁：挑選新鮮、成熟度高的山葡萄、蘋果，使得混合汁初始糖度達到10 °Bx，保留利用山葡萄外果皮的野生酵母，破碎后裝瓶備用；將蘋果沖洗、晾干、切半并去核，再切塊榨汁，分別按比例將兩者帶渣果汁混合，然后加入果膠酶、白砂糖、安琪酵母0.02%、D-異抗壞血酸鈉進行發酵。

主發酵：加入一定量活化好的酵母，裝液量不超容器體積的2/3，在25 ℃下發酵，每天攪拌1 次，發酵時間為8 d。

過濾：分離果渣和酒液，添加一定量的皂土澄清劑、橡木片0.2%、按標簽說明添加一定量調硫片，其中的橡木片能夠提升果酒的風味，SO2具有防止氧化、改善風味、增加酸度等作用[15-16]。

復發酵：在溫度18 ℃左右進行復發酵，此過程不應晃動瓶子，避免澄清效果不佳。注意該過程要密封嚴實，之后取出再過濾一次，裝瓶密封進行4 ℃左右冷藏，之后進行感官評定和理化檢測。

1.2.3 單因素試驗

選取果膠酶添加量、主發酵時間、皂土澄清劑添加量、D-異抗壞血酸鈉添加量、白砂糖添加量，山葡萄和蘋果的果汁配比進行單因素試驗。

1.2.4 正交試驗

通過單因素試驗篩選，最后確定選取皂土澄清劑添加量、白砂糖添加量、山葡萄和蘋果的果汁配比進行L9（34）正交試驗。

1.3 分析檢測方法

根據表1 對混合果酒的色澤、香味、口感、形態進行感官分析，理化指標參考GB/T 15038—2006要求進行測定。

表1 感官評分標準

2 結果與分析

2.1 單因素實驗

2.1.1 果膠酶的添加量

添加的果膠酶能夠有效提高水果的出汁率[17]，根據水果出汁率的大小確定最佳的果膠酶添加量，山葡萄∶蘋果的果汁配比為1∶2 時，添加果膠酶的量分別為0.20%、0.25%、0.30%、0.35%、0.40%，主發酵時間為7 d，皂土澄清劑的量為0.12%，D-抗壞血酸鈉的量為0.01%、白砂糖的量為20%，進行發酵，結果見圖2。

從圖2 可以看出，混合果酒出汁率在加入果膠酶量0.20%～0.30%時，隨著果膠酶量的增多而逐漸增大；果膠酶量在0.30%之后，隨著其添加量增多而逐漸減小，且口感降低。當果膠酶量加到0.30%時，果酒出汁率達到最大值，即混合果酒發酵產生的酒液是最多的，因此，選取果膠酶最適添加量為0.30%。

2.1.2 主發酵時間

在發酵過程中，糖會不斷被消耗轉化為酒精，通過監測糖度的變化可以測定發酵最佳時間[18]。山葡萄∶蘋果的果汁配比為1∶2 時，添加果膠酶的量為0.3%，主發酵時間分別為0、1 d、2 d、3 d、4 d、5 d、6 d、7 d、8 d、9 d、10 d，皂土澄清劑的量為0.12%，D-抗壞血酸鈉的量為0.01%、白砂糖的量為20%，進行發酵，結果見圖3。

由圖3 可知，隨著發酵時間的推移，在0～8 d混合果酒中糖被利用，糖度逐漸降低；在8～10 d 開始維持穩定，酵母基本停止利用糖發酵生成酒精。若再延長發酵時間，可能會增加微生物污染的機會，影響果酒的品質。因此，從果酒品質、時間和成本考慮，選取8 d為主發酵時間。

2.1.3 皂土澄清劑的添加量

澄清劑對果酒品質有很大的影響，通過對透光率的檢測，并且結合感官評定確定澄清劑的添加量[19]。山葡萄∶蘋果的果汁配比為1∶2 時，添加果膠酶的量為0.30%，主發酵時間為8 d，皂土澄清劑的量分別為0.08%、0.09%、0.10%、0.11%、0.12%，D-抗壞血酸鈉的量為0.01%，白砂糖的量為20%，進行發酵，結果見圖4。

根據圖4 可知，添加皂土澄清劑0.08%～0.11%時，混合果酒的透光率隨其添加而升高，此過程苦味物質也會被沉淀，過濾后果酒苦味變淡，而色澤和澄清度改善明顯，感官評分值達到最高分；添加皂土澄清劑0.11%～0.12%時，果酒澄清透明，但風味稍平淡，整體風味不夠突出，使感官評分降低。因此，綜合果酒品質，添加皂土澄清劑的量選擇為0.11%。

2.1.4 D-異抗壞血酸鈉添加量

D-異抗壞血酸鈉作為常用的抗氧化劑能有效的防止水果在釀造過程中發生褐變，保證果酒的色澤、風味[20]。山葡萄∶蘋果的果汁配比為1∶2 時，添加果膠酶的量為0.30%，主發酵時間為8 d，皂土澄清劑的量為0.11%，D-異抗壞血酸鈉的量分別為：0.006%、0.008%、0.01%、0.012%、0.014%，白砂糖的量為20%，進行發酵，結果見圖5。

從圖5 可知，在D-異抗壞血酸鈉0.006%～0.010%的范圍內，隨著加入的量增加，混合果酒的感官評分增高，由抗氧化引起的果酒異味也消失，果酒同時具有山葡萄、蘋果兩種水果的香味，色澤為酒紅色；添加量在0.010%之后混合果酒的香味開始變淡，同時抗氧化護色沒有什么明顯差別，果酒色澤偏暗。因此選取添加D-異抗壞血酸鈉的量為0.010%。

2.1.5 白砂糖添加量

白砂糖對果酒發酵中的酒精度和還原糖有重要的影響，山葡萄∶蘋果的果汁配比為1∶2 時，添加果膠酶的量為0.30%，主發酵時間為8 d，皂土澄清劑的量為0.11%，D-異抗壞血酸鈉的量為0.01%，添加白砂糖的量分別為：10%、15%、20%、25%、30%，進行發酵，結果見圖6。

從圖6 可以看出，添加白砂糖的量在10%～20%時，糖不斷地轉化為酒精，混合果酒慢慢的淡化了苦澀味和酸味；當白砂糖的量為20%時，混合果酒的果香濃郁，口感酸甜合適，且酒精度達到預期；之后隨著添加白砂糖的量增多，一方面發現果酒的甜味會掩蓋果酒自身具有的果香和酸澀味，造成果酒的口感整體不飽滿。一方面添加的糖進一步生成酒精，酒精度升高，使其口感單一，酒香不協調，感官評分降低。所以加入的白砂糖的量是20%。

2.1.6 山葡萄和蘋果的果汁配比

選取山葡萄∶蘋果的果汁配比為1∶1、1∶2、1∶3、2∶3、3∶2、3∶1、2∶1，添加果膠酶的量為0.3%，主發酵時間為8 d，皂土澄清劑的量為0.11%，D-抗壞血酸鈉的量為0.01%、白砂糖的量為20%，進行發酵，結果見圖7。

由圖7 可知，山葡萄和蘋果的果汁配比主要影響混合果酒的感官評分，酒精度變化幅度較小。山葡萄∶蘋果的果汁配比為1∶3 時，所得混合果酒兼具兩種水果香氣、風味協調、色澤飽滿，酒體澄清透明，酒精度適宜，評分最高，果酒品質最好。

2.2 正交試驗

通過對山葡萄、蘋果混合果酒釀造過程中的單因素實驗研究，確定出幾個單因素中較優的水平，以白砂糖的添加量、山葡萄和蘋果的配比、皂土澄清劑的添加量為實驗因素進行正交試驗，正交試驗因素與水平設計見表2，正交試驗結果及分析見表3和表4。

表2 正交試驗因素水平表

表3 正交試驗結果和極差分析

根據表3 中的極值R 分析，白砂糖添加量、皂土澄清劑添加量、山葡萄和蘋果的果汁配比3 個因素對山葡萄、蘋果混合果酒的風味的影響大小順序為：白砂糖的添加量＞皂土澄清劑的添加量＞山葡萄和蘋果的果汁配比，最優化的工藝參數組合是A2B3C1，即白砂糖添加量為20%、澄清劑添加量為0.12%、山葡萄和蘋果的果汁配比1∶2。在此條件下所得的混合型果酒具有山葡萄、蘋果特有的清香，澄清透明，無沉淀，顏色呈酒紅色，酸甜適中，酒體柔和，感官評價得分為84.25 分，酒精度為11.49%vol。

2.3 理化檢測

根據GB/T15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》測定，其中酒精度是11.49%vol、總糖是11.25 g/L、總酸是2.47 g/L、SO2是13.41 g/L，均符合果酒國標中的標準。

表4 混合型果酒工藝的正交試驗方差分析

3 結論

利用正交試驗對山葡萄、蘋果混合型果酒的研制工藝優化，得到最佳工藝參數如下，酵母接種量0.02%、果膠酶添加量為0.3%、主發酵時間8 d、皂土澄清劑添加量為0.12%、D-異抗壞血酸鈉添加量為0.01%、白砂糖的添加量為20%、山葡萄和蘋果的果汁配比為1∶2，酒精度是11.49%vol，半干型，其他指標符合果酒的國家標準。此條件下獲得的山葡萄、蘋果混合型果酒的感官評分達到84.25分，根據此工藝所得的混合型果酒色澤良好，酒體醇厚，酒香濃郁，適合大多數人群飲用，能滿足消費者對果酒飲料的要求。