吳林生，高智翔，徐德聰

(合肥師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，安徽 合肥 230601)

樹莓又稱為托盤、山莓等，屬薔薇科懸子鉤屬小灌木類落葉果樹[1]。樹莓果實(shí)含糖、有機(jī)酸、維生素、礦物質(zhì)、花青素及黃酮、酚類、萜類等有效成分[2-3]。樹莓果的成熟期較為集中、采收期較短、采收的難度較大、采摘后也不易儲(chǔ)藏運(yùn)輸。樹莓果實(shí)采摘后，一定要及時(shí)進(jìn)行加工銷售，否則就會(huì)造成大量鮮果積壓和腐爛[4-5]。目前，樹莓果一般都是以鮮食為主，但是鮮食的樹莓果零售價(jià)高且貨架期短，所以一般在市場(chǎng)上很難看到有樹莓果的銷售，嚴(yán)重地限制了樹莓果的消費(fèi)，所以，對(duì)樹莓果的加工進(jìn)行研究與優(yōu)化具有重要意義[6]。

樹莓酒是以樹莓為基本原料，利用酵母菌發(fā)酵作用而成的低度飲料酒[7]。酵母菌將樹莓汁中可進(jìn)行發(fā)酵的糖類轉(zhuǎn)化成酒精與其他各種典型風(fēng)味物質(zhì)，樹莓酒具有低酒精度、高營養(yǎng)、益腦健身等特點(diǎn)。目前為止，由于樹莓酒還沒有成熟的釀造工藝，所以在高品質(zhì)果酒行列中，還沒有樹莓酒的身影，很難像葡萄酒那樣形成高端的產(chǎn)業(yè)鏈[8]。由于樹莓酸度高，在發(fā)酵成酒的過程中香氣物質(zhì)極易流失，影響果酒理化性質(zhì)及感官品質(zhì)的決定因素有原料、菌種種類及添加量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間以及發(fā)酵pH，但目前為止，綜合研究各類影響因素對(duì)成品酒的影響并不多見，針對(duì)此類情況，本文主要研究干紅樹莓酒加工工藝及優(yōu)化。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

樹莓、白沙糖、偏重亞硫酸鉀、果膠酶、果酒酵母等其他試劑(所用材料與試劑均食品級(jí))。

1.2 儀器與設(shè)備

HH-S恒溫水浴鍋，國勝實(shí)驗(yàn)儀器廠；SPX-150B-Z生化培養(yǎng)箱，上海博迅實(shí)業(yè)醫(yī)療設(shè)備廠；UV-3200S紫外可見分光光度計(jì)，上海美普達(dá)儀器有限公司；BL55顆粒制冰機(jī)，無錫沃性儀器有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 發(fā)酵樹莓酒工藝流程[9-11]

冷凍樹莓→解凍→破碎→酶解→調(diào)糖→接種與主發(fā)酵→皮渣分離→后發(fā)酵→澄清→成品。

1.3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)[12-15]

按照1.3.1的加工方法進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，分別添加釀酒酵母OTT、釀酒酵母ADT、釀酒酵母OFC；酵母添加量1g/kg、2g/kg、3g/kg、4g/kg和5g/kg；主發(fā)酵時(shí)間5天、6天、7天、8天、9天；發(fā)酵溫度20℃、23℃、26℃、29℃和32℃，每種因素水平的設(shè)計(jì)如表1，每種試驗(yàn)需進(jìn)行3次平行。單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取酵母添加量(A)、主發(fā)酵時(shí)間(B)、發(fā)酵溫度(C)和酵母菌種類(D)為4個(gè)因素，以感官評(píng)價(jià)(Y)為響應(yīng)值，采用4因素3水平正交試驗(yàn)考察各發(fā)酵條件對(duì)發(fā)酵效果的影響，最終確定最佳發(fā)酵工藝。

1.3.3 數(shù)據(jù)測(cè)定方法[14,16-20]

總酸含量測(cè)定：酸堿滴定法；還原糖含量測(cè)定：斐林試劑直接滴定法；酒精度測(cè)定：酒精計(jì)法；花青素含量測(cè)定：pH示差法；出汁率的測(cè)定：濾出的果汁重量與原冷凍樹莓重量的比值。

1.3.4 數(shù)據(jù)分析方法[21-26]

用Excel軟件進(jìn)行單因素試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析并制作相關(guān)圖表，通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行方差與極差分析。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 酵母菌種類對(duì)樹莓酒發(fā)酵的影響

在初始糖含量為220g/L，酵母菌添加量為2g/kg，發(fā)酵溫度為26℃的條件下，分別接種不同種類酵母菌主發(fā)酵7天后酒精度、殘?zhí)橇俊⒖偹嵋约案泄僭u(píng)價(jià)的結(jié)果分析如圖1(a,b)。由圖1(a)和1(b)可知，這幾種酵母在發(fā)酵過程中，不同種酵母發(fā)酵樹莓酒對(duì)其品質(zhì)的影響相差不大。釀酒酵母OFC發(fā)酵酒體豐厚，口感稍好，但酵母OFC屬于進(jìn)口酵母，其價(jià)格遠(yuǎn)高于其他兩種酵母菌，不具有經(jīng)濟(jì)效益。在未接種酵母時(shí)，樹莓果在自然條件下幾乎沒有發(fā)酵，口感也極差。綜合酵母菌價(jià)格等各因素，本次試驗(yàn)選用的最佳接種酵母菌為酵母OTT。在初始糖含量為220g/L，酵母菌添加量為2g/kg，發(fā)酵溫度為26℃的條件下，分別接種不同種類酵母菌主發(fā)酵7天后出汁率、干浸出物以及花青素的變化情況如圖1(C)。由圖1(C)可知，這幾種酵母在發(fā)酵過程中，雖與酵母OTT相比相對(duì)較少，但是其購買價(jià)格遠(yuǎn)大于前兩種酵母，不具有經(jīng)濟(jì)效益。與酵母OTT相比，釀酒酵母OFC對(duì)果酒品質(zhì)的影響也差別不大，故本次試驗(yàn)選用的最佳接種酵母菌為酵母OTT。本試驗(yàn)中，自然條件下釀造的樹莓酒，營養(yǎng)成分雖然很高，但其他各項(xiàng)指標(biāo)均未達(dá)標(biāo)，故舍棄。

2.1.2 酵母菌添加量對(duì)樹莓酒發(fā)酵的影響

圖1 酵母菌種類對(duì)樹莓酒口感、品質(zhì)及營養(yǎng)成分的影響

在初始糖含量為220g/L，發(fā)酵溫度為26℃條件下，分別在不同酵母添加量(以酵母OTT為發(fā)酵酵母)下主發(fā)酵7天后酒精度、殘?zhí)橇俊⒖偹嵋约案泄僭u(píng)價(jià)的結(jié)果分析如圖2(a，b)。由圖2(a)和圖2(b)可知，當(dāng)酵母菌添加量小于2g/kg時(shí)，在早期發(fā)酵過程中，由于酵母菌含量不足，果酒的釀造周期延長，各種芳香型風(fēng)味都難以形成，酒精度低，果酒酒香味不濃厚且酸澀味較重，口感較差。當(dāng)酵母菌添加量為2g/kg時(shí)，酒體純正，果香也醇厚。當(dāng)酵母菌添加量大于2g/kg時(shí)，酒精度雖然有所提高，但是果酒酵母味較重,樹莓果特有的果香味減弱，酒體的澄清度下降，口感苦澀。這說明，酵母菌添加量直接影響著釀造樹莓酒的快慢，當(dāng)酵母菌添加量增加時(shí)，樹莓酒發(fā)酵速度將會(huì)變快，酒精度也會(huì)升高，但是接入量過多時(shí)樹莓酒的口感、色澤等將會(huì)變差，從而影響整體的感官評(píng)價(jià)。因此,在釀造樹莓酒時(shí)酵母菌添加量不宜過多也不宜過少，本次試驗(yàn)認(rèn)定釀造樹莓酒最佳酵母菌添加量為2g/kg。在初始糖含量為220g/L，發(fā)酵溫度為26℃條件下，分別在不同酵母添加量(酵母菌OTT)下主發(fā)酵7天后出汁率、干浸出物以及花青素的變化情況如圖2(c)。由圖2(c)可知，在釀造樹莓酒的過程中，酵母菌添加量為1g/kg～3g/kg時(shí)出汁率緩慢上升，大于3g/Kg時(shí)出汁率逐漸保持平穩(wěn)，但干浸出物和花青素的含量快速下降。這說明，營養(yǎng)成分在發(fā)酵過程中的流失速度很快。圖2(c)顯示，雖然酵母菌添加量為3g/kg時(shí)的出汁率略大于2g/kg，但其營養(yǎng)成分流失太多，所以本次試驗(yàn)的酵母菌添加量選擇2g/kg。

圖2 酵母菌添加量對(duì)樹莓酒口感、品質(zhì)及營養(yǎng)成分的影響

2.1.3 主發(fā)酵時(shí)間對(duì)樹莓酒發(fā)酵的影響

在初始糖含量為220g/L，酵母菌添加量(酵母菌OTT)為2g/kg，發(fā)酵溫度為26℃條件下，分別在不同發(fā)酵時(shí)間下主發(fā)酵后酒精度、殘?zhí)橇俊⒖偹嵋约案泄僭u(píng)價(jià)的結(jié)果分析如圖3(a，b)。由如圖3(a)和圖3(b)可知，在樹莓酒主發(fā)酵的整個(gè)階段中，酒精度的變化總是呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)且前期酒精度上升速度比后期快，其總糖的含量也總是呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)且前期的下降速度比后期快，這說明前期和后期相比酵母菌的活力發(fā)生了改變，前期酵母菌的活力高代謝旺盛，而后期酵母菌的活力降低代謝能力減弱。這可能是由于酵母菌的生存環(huán)境發(fā)生了改變，如酒精度、酸度、含氧量等的改變都可能影響酵母菌的活力。在樹莓酒主發(fā)酵期間，酸度呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)，因此,樹莓酒的酸度要達(dá)到正常范圍主發(fā)酵時(shí)間不能過短。綜上所述，要求酒精度、酸度、殘?zhí)橇恳约翱诟羞_(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值樹莓酒主發(fā)酵時(shí)間不能低于9天。在初始糖含量為220g/L，酵母菌添加量(酵母菌OTT)為2g/kg，發(fā)酵溫度為26℃條件下，分別在不同發(fā)酵時(shí)間下主發(fā)酵后出汁率、干浸出物以及花青素的變化情況如圖3(c)。由圖3(c)可知，在樹莓酒的釀造過程中，出汁率5～7天緩慢上升，7～9天后逐漸趨于平緩，但干浸出物和花青素的含量快速下降。這說明，營養(yǎng)成分在樹莓酒的釀造過程中流失的速度很快。因此，在樹莓酒釀造的過程中一定要把握好主發(fā)酵時(shí)間，以防營養(yǎng)成分大量流失。綜合所有條件可知，最佳果酒主發(fā)酵時(shí)間為9天。

圖3 主發(fā)酵時(shí)間對(duì)樹莓酒口感、品質(zhì)及營養(yǎng)成分的影響

2.1.4 發(fā)酵溫度對(duì)樹莓酒發(fā)酵的影響

在初始糖含量為220g/L，酵母菌添加量(酵母菌哦OTT)為2g/kg的條件下，分別在不同溫度下主發(fā)酵7天后酒精度、殘?zhí)橇?、總酸以及感官評(píng)價(jià)的結(jié)果分析如圖4(a，b)。由圖4(a)和圖4(b)可知，在釀造樹莓酒的過程中，溫度的變化會(huì)直接影響樹莓酒酒精的生成量、殘?zhí)橇恳约肮破焚|(zhì)的變化。隨著溫度的不斷升高，酵母菌的發(fā)酵速度加快，酒精度升高，糖含量下降，這是由于溫度是酵母菌代謝繁殖能力的重要條件之一。溫度過低(20℃～23℃),酵母菌的代謝繁殖能力降低，樹莓酒的發(fā)酵周期就會(huì)變長，酒體淡薄，口感品質(zhì)也較差，不利于樹莓酒的生產(chǎn)。溫度過高(29℃～32℃),酵母菌的代謝繁殖能力增強(qiáng)，紅樹莓會(huì)快速發(fā)酵，從而導(dǎo)致樹莓特有的香氣揮發(fā)。同時(shí)，在過高的溫度下進(jìn)行果酒發(fā)酵也會(huì)導(dǎo)致雜菌快速生長繁殖，從而使樹莓酒整體風(fēng)味降低，澄清度降低，口感降低，品質(zhì)降低。綜上所述，樹莓酒的最適發(fā)酵溫度為26℃。在初始糖含量為220g/L，酵母菌添加量(酵母菌OTT)為2g/kg的條件下，分別在不同溫度下主發(fā)酵7天后出汁率、干浸出物以及花青素的變化情況如圖4(C)。由圖4(C)可知，在釀造樹莓酒的過程中，隨著溫度的升高，花青素含量和干浸出物含量都在逐漸降低，這是由于溫度會(huì)影響到酵母菌的代謝繁殖能力。溫度升逐漸高，酵母菌的代謝繁殖能力也會(huì)逐漸加強(qiáng)，各種氧化反應(yīng)隨之加快，樹莓中的營養(yǎng)物質(zhì)易被氧化破壞。因此，在樹莓酒的釀造過程中一定要把握好發(fā)酵溫度，以防營養(yǎng)成分大量流失。出汁率緩慢上升到26℃時(shí)趨于平穩(wěn)。綜上所述，最佳的發(fā)酵溫度為26℃。

圖4 發(fā)酵溫度對(duì)樹莓酒口感、品質(zhì)及營養(yǎng)成分的影響

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

酒精度主要影響樹莓果酒的酒體豐厚程度以及其耐儲(chǔ)藏性，花青素含量則主要是反映樹莓酒的營養(yǎng)成分含量，而感官評(píng)價(jià)則直接影響樹莓酒能夠被大眾接受的程度。由表1可知，影響樹莓酒品質(zhì)的因素依次是A>B>D>C，即酵母菌添加量>主發(fā)酵時(shí)間>酵母菌種類>發(fā)酵溫度。本試驗(yàn)選取的最佳組合為：A2B2C2D3，但是由于釀酒酵母OFC屬于進(jìn)口酵母，價(jià)格昂貴，不具有經(jīng)濟(jì)效益，故本次試驗(yàn)選取的最終組合為A2B2C2D2，即酵母菌添加量為2g/kg，主發(fā)酵時(shí)間為9天，發(fā)酵溫度為26℃，酵母菌種類為釀酒酵母OTT。在正交試驗(yàn)中未做上述兩種組合，需要做試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。經(jīng)過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，兩種組合各種數(shù)據(jù)差距不大且第二種組合更具有經(jīng)濟(jì)效益，故符合上述試驗(yàn)預(yù)測(cè)結(jié)果。

表1 優(yōu)化工藝正交試驗(yàn)結(jié)果

表2 方差分析結(jié)果

由表2可知，F(xiàn)A>F0.01(2,2)，F(xiàn)B> F0.01(2,2)，則P<0.01，這就說明酵母菌添加量和主發(fā)酵時(shí)間對(duì)樹莓酒品質(zhì)和營養(yǎng)成分的影響已經(jīng)達(dá)到了極為顯著水平，而且FA還大于FB，則PAF0.25,則0.1

3 結(jié)論

通過試驗(yàn)優(yōu)化研究樹莓果酒發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)最佳發(fā)酵條件為：選用酵母OFC為發(fā)酵菌種，酵母菌添加量為2g/kg，發(fā)酵時(shí)間為9天，發(fā)酵溫度為26℃。但是酵母OFC屬于進(jìn)口酵母，購買成本要遠(yuǎn)高于其他兩種酵母，不具有經(jīng)濟(jì)效益，而且與酵母OTT相比，酵母OFC對(duì)果酒品質(zhì)的影響差別不大，因此，選用酵母OTT為發(fā)酵菌種，酵母菌添加量為2g/kg，發(fā)酵時(shí)間為9天，發(fā)酵溫度為26℃。在此條件下釀造的樹莓果酒，營養(yǎng)成分高，酒體純正、協(xié)調(diào)，果香和酒香醇厚，酒體色澤清亮，有光澤，正紅色，具有典型風(fēng)味。本研究雖然得出了樹莓酒最佳的發(fā)酵條件，使樹莓酒在各方面都得到了進(jìn)一步的提高，但是要得到更加高端的樹莓酒，還是要不斷地努力，繼續(xù)深入研究。