葡萄百香果酒的釀造工藝研究

顧 凡，晏 恒，趙存朝，2，劉俐彤，陶 亮，2 ，田 洋，2，3

（1.云南農業大學 食品科學技術學院，云南 昆明 650201；2.食藥同源資源開發與利用教育部工程研究中心，云南 昆明 650201；3.云南省生物大數據重點實驗室，云南 昆明 650201）

百香果（Passiflora edulisSims）是西番蓮科西番蓮屬的草質藤本植物，又稱為雞蛋果、西番蓮、巴西果、情人果等[1]，在我國廣泛種植于云南、廣西、海南等地。近年來國內外研究發現，百香果中含有大量生物活性成分，如黃酮類、生物堿類[2]等，具有抗炎[3]、抗氧化[4]、降糖[5]、抗焦慮[6]和抗衰老[7]等功效。百香果汁顏色為金黃色，香味濃郁，含有17種氨基酸、維生素、微量元素等160多種有益成分[8-12]。國內對百香果果酒研究較多，有直接發酵釀造的百香果果酒[13-15]，有百香果和其他果蔬復配釀造的果酒[16-19]，有百香果和辣木提取物[20-21]、蕎麥[22]、靈芝[23]釀造的果酒，但通過百香果和葡萄混釀的果酒鮮有報道。

葡萄為葡萄科葡萄屬木質藤本植物，富含蛋白質、糖、有機酸、維生素及礦物質等多種營養成分，成熟后的葡萄糖酸比平均在40左右，具有高糖低酸的特性[24]，特別適合加工果酒，葡萄酒工藝成熟具有極高的生物價值，深受國內外的喜愛和熟知，是熱銷的產品。

百香果果汁含有豐富的營養物質，且清香味濃郁，但酸度較高，影響了百香果酒的開發。將葡萄加以混釀，中和口感，緩解百香果汁的酸味，使營養物質得到充分利用，解決了人為添加甜味劑造成的感官品質下降，同時形成了獨特的果香味葡萄酒。百香果作為云南省部分地區的重點扶貧項目，產量、產值逐年擴大，開發葡萄百香果酒產品對拉動云南省經濟增長、提高百香果利用價值、減少鮮果積壓浪費具有重要意義。本研究立足云南葡萄和百香果的產量、質量優勢，通過復合菌種發酵，開發出一款具有葡萄、百香果果味、酸甜適中、口感清爽的風味果酒，為生產高品質的果酒提供一定的理論基礎，同時對云南水果產業的健康發展具有一定的推動作用。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

百香果、葡萄：市售；混合菌種（葡萄酒活性干酵母∶耐高溫活性干酵母=1∶1）：安琪酵母有限責任公司；纖維素酶（50 U/mg）、果膠酶（500 U/mg）：湖南新鴻鷹生物工程有限公司；碳酸鈣（食品級）：河南萬邦實業有限公司。

1.2 儀器與設備

WZB數顯折光儀：上海儀電物理光學儀器有限公司；PHS-3CW數顯pH計：杭州德為儀器有限公司；M277465酒精測量儀：河北青縣儀器有限公司；SC-60分光光度計：廣東冰天制冷設備有限公司；HH-2恒溫水浴鍋：常州億通分析儀器有限公司；HPX-9272ME恒溫培養箱：上海博訊實業有限公司；WT20002電子天平：杭州萬特衡器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 葡萄百香果酒發酵工藝流程及操作要點

原料處理：將成熟百香果和葡萄清洗，葡萄榨汁100目紗布過濾，百香果去皮取果肉與水按質量比1∶1混合打漿。

酶解：添加0.1%的果膠酶和纖維素酶，45 ℃酶解2 h。

過濾：100目紗布過濾后與葡萄汁混合均勻。

加料：添加蔗糖調整混合汁初始糖度，碳酸鈣調節適合酵母發酵的酸度，pH值至3.5左右為宜。

殺菌：調整混合汁基質中SO2含量至50 mg/kg。

活化酵母：混合菌種于10倍溫水中，35 ℃水浴鍋活化0.5 h后添加0.4%至果汁混合液中。

發酵：在一定溫度條件下的恒溫培養箱發酵一定時間。

離心、陳釀：發酵后的果酒4 000 r/min離心15 min，在15 ℃條件下陳釀10 d。

1.3.2 葡萄百香果酒釀造工藝優化

通過單因素試驗研究果汁比例（葡萄汁與百香果汁體積比）（1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5）、初始糖度（21°Bx、22°Bx、23°Bx、24°Bx、25°Bx）、發酵溫度（21 ℃、22 ℃、23 ℃、24 ℃、25 ℃）、發酵時間（5 d、6 d、7 d、8 d、9 d）對葡萄百香果酒感官評分和酒精度的影響，在單因素試驗的基礎上，結合二次通用旋轉組合試驗對葡萄百香果酒工藝進行優化，確定最佳工藝及配方。二次通用旋轉組合分析因素和水平見表1。

表1 葡萄百香果酒釀造工藝優化二次通用旋轉組合試驗的因素與水平Table1 Factors and levels of second universal rotating combination experiments for grape-passion fruit wine brewing process optimization

1.3.3 測定方法

葡萄百香果酒感官評定：邀請10名專業人士從外觀、滋味、香氣、典型性四個方面參照GB/T 15037—2006《葡萄酒》的要求，建立百香果葡萄復合果酒感官評分標準，滿分100分，感官評分標準見表2。

表2 葡萄百香果酒感官評分標準Table 2 Sensory scoring standards of grape-passion fruit wine

酒精度：按照GB 5009.225—2016《食品安全國家標準酒中乙醇濃度的測定》方法測定；總酸：按照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》測定；糖度：手持糖度儀測定；總糖含量：按照二硝基水楊酸法（3,5-dinitrosalicylic acid，DNS）測定；pH值：使用pH計測定；細菌菌落數：按照平板計數法測定；大腸菌群：按照GB 4789.3—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗大腸菌群計數》中MPN計數法執行；沙門氏菌：按照GB 4789.4—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗沙門氏菌檢驗》方法測定；金黃色葡萄球菌：按照GB 4789.10—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗金黃色葡萄球菌檢驗》方法測定。

1.3.4 數據處理

采用Excel 2.16對試驗驗數據進行整理，Origin 8.5繪圖，SPSS 20.0軟件進行數據統計分析，結果用“平均值±標準差”表示，DPS 7.05軟件對數據進行二次通用旋轉設計與分析。

2 結果與分析

2.1 葡萄百香果酒釀造工藝優化單因素試驗

2.1.1 果汁配比對葡萄百香果酒酒精度和感官評分的影響

由圖1可知，隨著百香果汁比例的增加，葡萄百香果酒的感官評分呈現先升高后降低的趨勢，在葡萄汁∶百香果汁配比為1∶3（V/V）達到最高，感官評分為（92.6±1.6）分。此時，產品百香果味濃郁、葡萄的后甘味純正，感官品質最佳，隨著百香果汁添加比例的增加，百香果的味道掩蓋了葡萄風味，果酒偏酸，后味寡淡。不同果汁配比條件下，酒精度呈現逐步增加的趨勢，且后期趨于平穩，可能是因為加入百香果汁中含有氨基酸、維生素、微量元素給酵母增加了營養物質，從而導致酒精度升高。綜合比較分析最終選擇葡萄汁與百香果汁配比為1∶3（V/V）。

圖1 果汁配比對葡萄百香果酒的酒精度和感官評分的影響Fig.1 Effect of juice ratio on alcohol content and sensory evaluation of grape-passion fruit wine

2.1.2 不同初始糖度對葡萄百香果酒酒精度及感官評分的影響

由圖2可知，隨著初始糖度的升高，葡萄百香果酒的感官評分呈現先升高后降低的趨勢，在初始糖度為23°Bx時，葡萄百香果酒感官評分最高為91分。隨著初始糖度的繼續升高，感官評分降低，這是由于初始糖度的升高，導致發酵體系的滲透壓增加，一定程度抑制了酵母發酵能力，造成其發酵變慢，產品甜度過高，果酒口味寡淡，這與曹麗娟等[25]的研究結果一致。葡萄百香果酒酒精度隨初始糖度的升高的變化趨勢與感官評分類似，初始糖度為24°Bx時，酒精度最高為12.5%vol，初始糖度為23°Bx時，酒精度為12.3%vol，與初始糖度為24°Bx時相差不大。因此綜合考慮感官評分和酒精度，確定最佳的初始糖度為23°Bx。

圖2 不同初始糖度對葡萄百香果酒的酒精度和感官評分的影響Fig.2 Effect of different initial sugar contents on alcohol content and sensory evaluation of grape-passion fruit wine

2.1.3 不同發酵溫度對葡萄百香果酒酒精度及感官評分的影響

由圖3可知，隨著發酵溫度的升高，葡萄百香果酒感官評分呈現先升高后降低的趨勢，發酵溫度23 ℃時感官評分達到最高為（93.2±1.4）分，此溫度條件下葡萄百香果酒符合果酒標準，口感柔順，具備獨特的果酒風味。酒精度隨發酵溫度變化，也呈現先升高后降低的趨勢，在發酵溫度24 ℃時，酒精度達最高為12.3%vol，可能是由于隨著溫度的升高達到酵母的最適發酵溫度，乙醇產量增加。趨勢下降可能是由于溫度繼續升高，酵母生長旺盛，營養物質用于自身生長分化，乙醇產量減少[26]。所以綜合考慮感官評分和酒精度，最終選擇發酵溫度為23 ℃。

圖3 不同發酵溫度對葡萄百香果酒的酒精度和感官評分的影響Fig.3 Effect of different fermentation temperature on alcohol content and sensory evaluation of grape-passion fruit wine

2.1.4 不同發酵時間對葡萄百香果酒酒精度及感官評分的影響

由圖4可知，感官評分隨發酵時間的延長，呈現出先升高后降低的趨勢，第7天時達到最高為（89.4±1.5）分，上升趨勢是由于酵母菌逐漸發酵達到最適時間，形成最佳的果酒風味，下降趨勢可能是由于發酵時間過長代謝產物CO2增多，溶于果酒導致偏酸，感官評分下降，這與王登宇等[27]研究結果一致。酒精度隨時間的延長，呈現出先上升后基本不變的趨勢，第7天酒精度為12.3%vol，上升趨勢可能由于酵母菌繁殖旺盛，發酵速率較快，酒精度不斷增加。穩定趨勢可能是由于發酵時間長，酵母菌生長達到穩定期，產酒能力達到最大值，酒精度不再增加，與菌種先增長后趨于穩定的生長曲線的趨勢相呼應[28]，這與程宏楨等[26]的研究結果類似。所以綜合果酒的感官評分和酒精度，選擇發酵時間為7 d。

圖4 不同發酵時間對葡萄百香果酒的酒精度和感官評分的影響Fig.4 Effect of different fermentation time on alcohol content and sensory evaluation of grape-passion fruit wine

2.2 葡萄百香果酒釀造工藝優化二次通用旋轉組合試驗

2.2.1 二次通用旋轉回歸組合試驗

通過DPS7.05軟件對表3試驗結果進行分析，并得到以感官評分為目標的二次回歸模型方程：

表3 葡萄百香果酒釀造工藝優化二次通用旋轉試驗結果與分析Table3 Results and analysis of second universal rotating combination experiments for grape-passion fruit wine brewing process optimization

2.2.2 模型建立與顯著性檢驗

由表4可知，F1=2.088 96＜F0.05（5，5）=5.05，失擬項差異不顯著，未知因素對試驗結果影響較小。對回歸模型進行擬合檢驗F2=7.724 72＞F0.05（9，10）=3.13，達到極顯著水平，說明方程與實際情況擬合良好，預測值跟實際值吻合相當好，能反映感官評分與果汁比例、發酵溫度、初始糖度的關系。對回歸系數顯著性檢驗表明，一次項X2，交互項X1X2、X1X3、X2X3均未達到顯著水平，但二次項系數具有相關性，因此在這些微弱的交互項原則上不能刪除。在a=0.10顯著水平剔除不顯著項簡化后的回歸方程：

表4 二次通用旋轉試驗結果方差分析Table4 Analysis of variance of second universal rotating combination experiment results

通過二次通用旋轉組合試驗建立的回歸方程的偏回歸系數的絕對值大小可以判斷出各個因素對感官評分的影響大小順序：初始糖度（X3）＞果汁比例（X1）＞發酵溫度（X2），且均為正效應。

2.3 驗證試驗

以零水平的平均值84.25為臨界值，獲得大于臨界值的28個方案，各變量取值的頻率分布見表5。

由表5可以看出，在95%的置信區間感官評分大于84.25的優化方案為：果汁比例1∶3.543～1∶4.109、發酵溫度22.703～23.297 ℃、初始糖度23.646～24.149°Bx。為了滿足實際化工業生產可將優化方案設為果汁比例1∶4（V/V）、發酵溫度23 ℃、初始糖度24°Bx。對于此方案驗證得到感官評分為84.35分，酒精度為12.3%vol，與優化方案的理論值接近，進一步證實了方案的可靠性。

表5 各變量取值的頻率分布Table5 Frequency distribution of values of each variable

2.4 產品質量

對最佳發酵工藝條件下的葡萄百香果酒進行衛生指標檢測和感官評價，成品葡萄百香果酒具有濃郁百香果味及色澤金黃、透明澄清，富有光澤，無雜質酸甜適中、口感清爽。糖含量（3.08±0.38）g/L，總酸含量為（6.65±0.29）g/L，菌落總數≤30 CFU/mL，大腸菌群≤3 MPN/mL，致病菌未檢出等衛生指標符合標準要求，即開發的葡萄百香果酒的符合產品要求、品質較佳。

3 結論

本試驗對葡萄百香果酒的最佳發酵工藝參數進行了優化，結果表明，葡萄百香果酒的最佳發酵工藝參數為酵母添加量（葡萄酒活性干酵母∶耐高溫活性干酵母=1∶1）為0.4%、葡萄汁∶百香果汁1∶4（V/V），初始糖度24°Bx、發酵溫度23 ℃、發酵時間7 d，在此條件下，得到的葡萄百香果酒果味濃郁、色澤金黃、酸甜適中、口感清爽，感官評分為84.35分，其酒精度為（12.3±1.3）%vol，糖含量（3.08±0.38）g/L，總酸含量為（6.65±0.29）g/L，符合國家標準要求，是一款品質較佳的風味果酒。