孔瑾，李雙銀，婁文娟，孫保偉

（1.河南科技學院，河南新鄉(xiāng)453000；2.登封三楂紅酒業(yè)有限公司，河南登封452470）

生料法制取山楂發(fā)酵果酒及果醋工藝技術研究

孔瑾1，李雙銀2，婁文娟1，孫保偉1

（1.河南科技學院，河南新鄉(xiāng)453000；2.登封三楂紅酒業(yè)有限公司，河南登封452470）

以豫北紅山楂果實為原料，采用生料法發(fā)酵工藝，進行酒精發(fā)酵，制取山楂發(fā)酵果酒；然后加入醋酸菌種，進行醋酸發(fā)酵，制取山楂發(fā)酵果醋。采用正交試驗方法，以酒精含量、感官為指標進行山楂發(fā)酵果酒綜合評判；以醋酸含量、感官為指標進行山楂果醋綜合評判。研究結果表明，山楂發(fā)酵果酒的最優(yōu)工藝技術參數為白砂糖用量17%、果酒酵母用量0.1%、發(fā)酵溫度24℃、發(fā)酵時間為7 d；山楂發(fā)酵果醋的最優(yōu)工藝技術參數為液體醋酸菌種用量3%、酒精含量6%、發(fā)酵時間30 d。研制的山楂發(fā)酵果酒酒液呈寶石紅色、澄清透亮、果香濃郁，酒香醇厚、典型優(yōu)雅、營養(yǎng)豐富；山楂發(fā)酵果醋醋液鮮紅誘人、澄清透亮、果香濃郁，醋香醇厚、營養(yǎng)豐富。

山楂發(fā)酵果酒；山楂發(fā)酵果醋；酒精發(fā)酵；醋酸發(fā)酵

山楂（haw）又名山里果、山里紅，核果類水果，核質硬，果肉薄，味微酸澀。果實營養(yǎng)豐富，有開胃消食、消積化滯、活血化瘀、收斂止痢之功效，被衛(wèi)生部列為食藥兼用原料［1］。山楂果實含有檸檬酸、蘋果酸、山楂酸等有機酸，能增加胃蛋白酶的分泌，有效幫助消化、增進食欲；山楂果實中總黃酮類成分能促使心血管擴張、管冠狀動脈血流量增加，具有降血壓、治療心血管疾病的作用；山楂果肉中豐富的礦物質和維生素對人體的正常發(fā)育有著非常重要的作用。

經現(xiàn)代醫(yī)學研究證明，“果酒”、“果醋”中含有豐富的營養(yǎng)物質、有機酸等，能軟化植物纖維和促進糖代謝，溶解動物類食品中的骨質，促進鈣和磷的吸收，并能解除肌肉中的“疲勞物質”即乳酸和丙酮酸；能調節(jié)血液中的酸堿平衡，助消化，促進食物中營養(yǎng)物質的吸收［2］。還有消除疲勞、增進食欲、幫助消化、消暑降溫等作用，并能防治動脈粥樣硬化、高血脂、冠心病、骨質增生、風濕性腰腿疼、感冒、皮膚病、脫發(fā)、頭皮癢等癥狀。對降低糖尿病人的血糖值及抗腫瘤、增強機體免疫力有一定功效［10］。

本研究采用生料法工藝制取山楂發(fā)酵果酒和山楂發(fā)酵果醋，原輔料不經高溫提取等工藝，對山楂果實中營養(yǎng)成分、風味物質、色素等保存比較全面，節(jié)約能源，在以前的報道中還不多見。即以山楂為原料，經清洗、破碎、酶解、添加白砂糖、果酒酵母，發(fā)酵制取山楂果酒。然后對果酒酒精含量調整，接入醋酸菌種進行醋酸發(fā)酵，制取山楂發(fā)酵果醋。二者營養(yǎng)豐富、果香濃郁，酒香醇厚、醋香豐滿、典型優(yōu)雅、澄清透亮、色澤鮮紅有光澤。

目前市場上的酒、食醋大都是糧食釀造，品種比較單一、且浪費糧食資源。而我國山楂資源豐富、分布廣、產量大，利用山楂特有的品質優(yōu)勢和保健成分生產山楂發(fā)酵果酒、發(fā)酵果醋等保健飲品，代替糧食醋、糧食酒，實現(xiàn)節(jié)糧目標［3］，具有極其重要的現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略意義。世界上只有我國把山楂做為栽培樹種，其品種之多，栽培面積之大具全球之首，山楂具有極高的醫(yī)療營養(yǎng)保健功效，是優(yōu)良的食品加工原料，加大山楂高端制品的研發(fā)和生產意義重大。

1　材料與方法

1.1試驗材料

豫北紅山楂：購于輝縣市太行山區(qū)山楂果園；白砂糖：一級品；果膠酶（活性為3萬活力單位/g）：山東信得利生物有限公司；果酒酵母：安琪酵母股份有限公司；固體醋酸菌種：帝伯仕酵母股份有限公司；液體醋酸菌：河南科技學院食品科學與工程試驗室提供。

1.2主要儀器設備

電磁爐：佛山萬家樂電器有限公司；破碎機：九陽股份有限責任公司；手持糖度計：浙江托普儀器有限公司；pH計：上海精密科學儀器有限公司；電子萬能爐：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；酒精計：北京石景山人民公社玻璃廠；BS223S電子天平：北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；PYX-150S-B生化培養(yǎng)箱：廣東韶關科力試驗儀器有限公司；HZQ-F100恒溫震振蕩培養(yǎng)箱：太倉市華美生化儀器廠；酒精蒸餾裝置：蜀牛玻璃制品公司；冰箱：青島海爾股份有限公司；DHG-9101-3SA電熱恒溫鼓風干燥箱：上海三發(fā)科學儀器有限公司。

1.3方法

1.3.1試驗方法

山楂發(fā)酵果酒、發(fā)酵果醋的工藝技術研究，分為酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵兩個階段。酒精發(fā)酵階段對不同的果酒酵母用量、發(fā)酵時間、發(fā)酵溫度、白砂糖用量進行試驗，研究不同因素及水平條件下的酒精產生量，結合感官指標，評判出最佳工藝參數；醋酸發(fā)酵階段對不同的醋酸菌種用量、發(fā)酵時間、酒精含量進行試驗，研究不同因素及水平條件下的醋酸產生量，結合感官指標，評判出最佳工藝參數。

1.3.2分析方法

1.3.2.1酒精度測定

蒸餾法。

1.3.2.2總酸含量的測量［4］

酸堿滴定法。

1.3.2.3可溶性固形物含量的測定

折光計法。

1.4工藝

1.4.1工藝流程［5］

原料選擇→清洗→破碎→酶解→調配→酒精發(fā)酵→分離→調配→醋酸發(fā)酵→分離→澄清過濾→滅菌→陳釀→調配→成品

1.4.2發(fā)酵原理酒精發(fā)酵C6H12O6→C2H5OH+CO2+ATP（無氧條件）醋酸發(fā)酵2C2H5OH+O2→2CH3CHO+2H2O（有氧條件）

2CH3CHO+O2→2CH3COOH（有氧條件）

1.5操作要點

1.5.1山楂原料處理

選取成熟度高、色澤紅艷、風味濃郁的豫北紅山楂果，除去腐爛果、蟲蛀果及枯枝落葉等雜質。用清水洗去果實表面的塵土，撈出瀝水，然后用破碎機將山楂果破碎，盡量不破碎果核，并盡量把果核去掉。

1.5.2酒精發(fā)酵

把破碎后的山楂果肉按質量比添加2倍的飲用水，加入0.01%的果膠酶，在40℃條件下酶解3 h。依次加入白砂糖和果酒酵母進行調配，溫度控制在20℃～28℃，進行酒精發(fā)酵。接種2 d～3 d后進入主發(fā)酵期，主發(fā)酵期一般維持7 d～9 d，其間果酒酵母發(fā)酵旺盛，酒精產生速度適中。

1.5.3分離澄清

主發(fā)酵結束后，將山楂酒與果渣用濾網為60目～80目的過濾機分離過濾。分離過濾出的山楂酒液進行密封，置于避光處，自然靜置陳釀（一般3～6個月，甚至更長）。過濾得到山楂發(fā)酵果酒。分離出來的果渣進行二次發(fā)酵或蒸餾酒精回收［6］。

1.5.4醋酸發(fā)酵

醋酸發(fā)酵時所使用的酒液酒精含量不宜過高，過高會抑制醋酸菌發(fā)酵［7］。先把靜置澄清的山楂酒稀釋成酒度為4°～6°，接入醋酸菌，在恒溫震蕩培養(yǎng)箱里進行發(fā)酵［8］。醋酸發(fā)酵是有氧發(fā)酵，用透氣紗布封口發(fā)酵容器，在震蕩培養(yǎng)箱里進行震蕩培養(yǎng)。經醋酸發(fā)酵，當總酸含量不再升高、酒精度不再降低時，說明醋酸發(fā)酵階段結束。

1.5.5分離調配

分離底部沉積物與上層果醋液，加入0.3%～0.4%的食鹽，進行調味和抑制雜菌和醋酸菌，防止果醋繼續(xù)發(fā)酵生成CO2和H2O。

1.5.6精濾

果醋貯藏陳釀一段時間后要及時進行過濾，以免影響果醋的品質。

1.5.7裝瓶

過濾好的山楂醋經檢測總酸含量符合產品標準之后，感官要求無懸浮物、無沉淀、無雜質，然后灌裝封口為成品。

2　試驗結果與分析

2.1山楂酒酒精發(fā)酵單因素試驗

2.1.1不同發(fā)酵時間對山楂酒酒精生成量的影響

取500 g山楂，1 000 g水，加入0.01%的果膠酶，在40℃條件下酶解3 h，加入15%的白砂糖，然后加入0.1%的活化果酒酵母。在24℃下發(fā)酵。山楂果酒酒精生成量見表1。

表1　不同發(fā)酵時間對山楂果酒酒精生成量的影響Table 1Effect of different fermentation time on alcohol production

由表1看出，果酒酵母接種后3 d進入主發(fā)酵期，至第7天山楂果酒酒精生成量最高，此時應過濾分離，否則生成的酒精會進一步分解生成CO2和H2O，導致酒精度降低。

2.1.2不同白砂糖添加量對山楂果酒酒精生成量的影響

制取5份試樣，皆為500 g山楂，1 000 g水，加入0.01%的果膠酶，在40℃條件下酶解3 h。分別加入13%、15%、17%、19%、21%的白砂糖，然后加入0.1%的活化果酒酵母。在24℃下發(fā)酵7 d。山楂果酒酒精生成量見表2。

表2　不同白砂糖添加量對山楂果酒酒精生成量的影響Table 2Effect of different amount of sugar on alcohol production

從表2看出，白砂糖添加量15%～17%最為合理，白砂糖添加過高，糖分利用不徹底，增加生產成本，反而影響產品質量。

2.1.3不同果酒酵母添加量對山楂果酒酒精生成量的影響

制取5份試樣，皆為500 g山楂，1 000 g水，加入0.01%的果膠酶，在40℃條件下酶解3 h。加入15%的白砂糖，分別加入0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%的活化果酒酵母。在24℃下發(fā)酵7 d。山楂果酒酒精生成量見表3。

表3　不同果酒酵母添加量對山楂果酒酒精生成量的影響Table 3Effect of different amount of wine yeast on alcohol production

從表3看出，果酒酵母添加量以0.1%為最好，添加量為0.05%時酒精生成量低，添加量為0.15%以上時，山楂果酒酒精生成量不是太高，山楂酒液中反而有過重的酵母味，影響產品質量。

2.1.4不同發(fā)酵溫度對山楂果酒酒精生成量的影響

制取5份試樣，皆為500 g山楂，1 000 g水，加入0.01%的果膠酶，在40℃條件下酶解3 h。加入15%的白砂糖，加入0.1%的活化果酒酵母。分別在20、22、24、26、28℃條件下發(fā)酵7 d。山楂果酒酒精生成量見表4。

表4　不同發(fā)酵溫度對山楂果酒酒精生成量的影響Table 4Effect of different fermentation temperature on alcohol production

從表4看出，發(fā)酵溫度以24℃為最好，酒精生成量較高，再高時，山楂果酒酒精生成量不是太高，山楂酒味反而不太醇厚，產品質量不是太高。

在山楂果酒酒精發(fā)酵過程中，酒精生成量呈快速上升，繼而呈平緩降低趨勢，如圖1所示?？扇苄怨绦挝锖砍士焖傧陆?，繼而趨于平緩的趨勢，如圖2所示。

圖1　酒精含量隨發(fā)酵時間的變化Fig.1Effect of different fermentation time on alcohol production

圖2　可溶性固形物含量隨發(fā)酵時間的變化Fig.2Effect of different fermentation time on amount of soluble solids

由圖1可知，果酒酵母接種后3 d進入主發(fā)酵期，主發(fā)酵期至第7天基本結束，此時應過濾分離，否則酒精會分解生成CO2和H2O，導致酒精度降低。由圖2可知，可溶性固形物含量隨酒精含量的增加而降低，至第7天時基本穩(wěn)定，說明主發(fā)酵結束。

2.2山楂酒酒精發(fā)酵工藝參數優(yōu)化正交試驗

2.2.1試驗因素與水平設計

根據影響山楂發(fā)酵果酒酒精生成量的白砂糖添加量、果酒酵母添加量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間等單因素結果，確定山楂果酒發(fā)酵的試驗因素與水平，見表5。

表5　山楂酒酒精發(fā)酵試驗因素與水平Table 5Factors and levels of alcoholic fermentation test

2.2.2正交試驗結果與分析

本試驗采用加0.01%的果膠酶，在40℃條件下酶解3 h作為固定工藝參數。按試驗設計分別加入白砂糖和活化后的果酒酵母，進行酒精發(fā)酵。以酒精含量為指標，結果見表6。

表6　山楂酒酒精發(fā)酵試驗結果與分析Table 6Results and analysis of orthogonal test of alcoholic fermentation

由表6可以看出，影響山楂果酒發(fā)酵的因素作用強弱，依次為發(fā)酵時間＞發(fā)酵溫度＞白糖添加量和酵母添加量，最優(yōu)參數為A2B2C2D3。即當果酒酵母添加量為0.1%，發(fā)酵時間為7 d，發(fā)酵溫度為24℃，白砂糖添加量為17%時，酒精生成量為9.8%，與正交試驗結果相符。

2.3山楂醋醋酸發(fā)酵試驗

2.3.1不同山楂酒酒精含量對醋酸生成量的影響

取酒精含量為9.8%的山楂酒，加入純凈水，分別稀釋成酒精含量為4%、6%、8%，并設對照組9.8%，分別加入等量的醋酸菌種。依次編為C1、C2、C3、C4組。用紗布封口，放在溫度為30℃的恒溫震蕩培養(yǎng)箱里進行發(fā)酵，發(fā)酵至總酸度含量先增高繼后呈下降時停止。結果見表7。

試驗所用濾布、扎口繩、三角瓶以及培養(yǎng)箱使用前都要進行徹底殺菌處理。恒溫震蕩培養(yǎng)箱的搖床轉速固定為100 r/min。

從表7數據分析可知，C2和C3試樣的醋酸發(fā)酵結果優(yōu)于C1和C4試樣的醋酸發(fā)酵結果，可知山楂酒酒精含量過高或過低都不利于醋酸發(fā)酵。結果表明，山楂酒稀釋為酒精含量為6%時，醋酸生成量最高。

表7　不同山楂酒精含量對醋酸生成量的影響Table 7Effect of different alcohol degree on acetic fermentation

2.3.2不同醋酸菌種對醋酸生成量的影響

取酒精含量為9.8%的山楂酒兩份，分別編號為B1和B2。向B1試樣加入液體醋酸菌種，B2試樣加入粉狀帝伯仕醋酸菌種，用紗布封口，放在溫度為30℃的恒溫震蕩培養(yǎng)箱里進行醋酸發(fā)酵，發(fā)酵至總酸含量先增高繼后呈下降時停止，同時觀察其發(fā)酵現(xiàn)象，結果見表8。

表8　不同醋酸菌種對醋酸發(fā)酵的影響Table 8Effect of different acetic acid bacteria on acetic fermentation

由表8數據可知，液體醋酸菌較帝伯仕粉狀醋酸菌種更適宜于作為山楂果醋的醋酸發(fā)酵用菌種。

2.3.3不同發(fā)酵時間和發(fā)酵溫度的設定

不同的發(fā)酵時間和溫度對醋酸生成量有較大的影響，通過2.3.1的試驗結果，把醋酸發(fā)酵時間設定為28、30、32 d，把發(fā)酵溫度固定為30℃較為科學。

2.3.4山楂醋發(fā)酵因素與水平正交試驗設計

根據預試驗的試驗結果，將液體醋酸菌種用量、醋酸發(fā)酵時間、山楂酒酒精含量作為試驗因素和水平，見表9。

表9　山楂醋酸發(fā)酵試驗因素與水平Table 9Factors and levels of acetic acid fermentation test

2.3.5山楂醋醋酸發(fā)酵正交試驗結果與分析

根據表9設計的山楂醋醋酸發(fā)酵試驗因素與水平進行正交試驗，以醋酸含量為指標進行評判，試驗結果與分析見表10。

表10　山楂醋醋酸發(fā)酵正交試驗結果及分析Table 10Results and analysis of orthogonal test of acetic acid fermentation

由表10可以看出影響山楂醋醋酸發(fā)酵的因素作用強弱，依次為山楂酒酒含量＞發(fā)酵時間＞醋酸菌種用量，最優(yōu)參數為A2B3C2，即醋酸菌種用量為3%、發(fā)酵時間為32 d、酒精含量為6%，與試驗結果中醋酸含量最高的A2B2C3結果不一致，需要做驗證性試驗。

通過驗證性試驗，A2B3C2組合的醋酸含量為3.70%，兩者差異不大。本著節(jié)約生產時間，減少生產成本的原則，結合單因素試驗的結果，我們又對A2B2C2組合做了驗證性試驗，其醋酸含量為3.69%。經綜合評估，把A2B2C2作為最佳的試驗組合，即醋酸菌種用量為3%、發(fā)酵時間為30 d、酒精含量為6%。

2.3.6山楂醋的后處理

把發(fā)酵好的山楂醋在80℃左右的溫度下進行熱處理8 min～10 min，以防止醋酸菌種繼續(xù)發(fā)酵及其他雜菌污染，對山楂醋的品質產生不良影響。添加0.1%的苯甲酸鈉和0.3%～0.4%食用鹽［9］，防止雜菌污染以及進行調味。然后真空抽濾，得到晶瑩透亮的山楂醋，分裝到容器中，裝滿、密閉，放在避光恒溫處進行1～2個月的陳釀后熟，風味更佳。

3　討論與結論

1）采用生料法工藝制取山楂發(fā)酵果酒，對山楂原料的營養(yǎng)成分、紅色素、風味物質等保存率高，利于制取高端的山楂發(fā)酵果酒。減少加熱環(huán)節(jié)，節(jié)約能源，符合可持續(xù)發(fā)展的國策。

2）山楂醋采取液態(tài)發(fā)酵法，發(fā)酵條件易控制，適于工業(yè)化生產。

3）山楂醋必須經過陳釀、澄清、過濾，減少雜質，使山楂醋風味更加醇厚，醋液色澤紅艷，澄清透亮。在發(fā)酵結束后陳釀前在山楂醋中加入適量的食用鹽，可有效抑制雜菌的污染。用快速過濾機進行過濾，對山楂醋的品質有極大的提高。

4）試驗結果表明：山楂發(fā)酵果酒的最優(yōu)工藝技術參數為白砂糖用量17%、果酒酵母用量0.1%、發(fā)酵溫度24℃、發(fā)酵時間為7 d；山楂醋的最優(yōu)工藝技術參數為發(fā)酵所用山楂酒精含量為6%、加入3%的液體醋酸菌，發(fā)酵時間30 d、發(fā)酵溫度為30℃。經過陳釀后，山楂醋色澤紅艷，醋香味純正，有濃郁的山楂風味。

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Study on the Process of Hawthorn Vinegar and Hawthorn Wine

KONG Jin1，LI Shuang-yin2，LOU Wen-juan1，SUN Bao-wei1
（1.Henan Institute of Science and Technology，Xinxiang 453000，Henan，China；2.Dengfeng Three Hawthorn Wine Co.，Ltd.，Dengfeng 452470，Henan，China）

With ordinary red haw as raw material，by removing stone and crushing，fragmentation and water beating，pectin decomposition using pectinase，keep sterile environment when using Sodium Bisulfite，add thesugar and wine yeast，for red hawthorn wine.Then use the well fermented wine with the resurrection of the acetic acid bacteria，in the constant temperature oscillation incubator for acetic acid fermentation.Using the orthogonal test method，the alcohol content，solid content evaluation standards were selected as main index to evaluate hawthorn fruit wine，the acetic acid content，sensory evaluation were selected as main index to evaluate hawthorn fruit vinegar.The results showed that the optimal technology parameters of hawthorn fruit wine were：white granulated sugar 17%，the dosage of fruit wine yeast 0.1%，24℃fermentation temperature，ferment for 7 days，the optimal technology parameters of hawthorn fruit vinegar were：the amount of acetic acid bacteria was 3%，alcohol content 6%，ferment for 30 days.Developed a hawthorn wine fermentation liquid，clear bright ruby color，fruity，classical，elegant，rich nutrition；Hawthorn vinegar fermentation vinegar fluid is attractive，clear bright red，fruity，vinegar is full-bodied and rich nutrition.

hawthorn wine；hawthorn vinegar；alcoholic fermentation；acetic acid fermentation

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.17.022

2016-03-07

河南省產學研合作項目（142107000090）

孔瑾（1957—），男（漢），副教授，碩士，主要從事果蔬食品工藝、功能性食品的教學和研究工作。