韓希鳳，姜子濤，2*，蓋旭，王俊全，李書啟，魏萌，陳柳

（1.天津天獅學(xué)院食品工程學(xué)院，天津 301700；2.天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院，天津 300134）

大棗作為我國特有果品，除含有大量的糖類、氨基酸，還富含維生素，如 VC、VP、VB等，具有護(hù)肝養(yǎng)腎、生津補(bǔ)血等多種功能作用[1-4]；棗樹因適應(yīng)性強(qiáng)，種植面積大，產(chǎn)量高，遍布山東、河南、陜西、甘肅等省，覆蓋面極廣[5]。目前，大棗精深加工產(chǎn)品少，以干制品為主，如何豐富大棗精深加工品的數(shù)量和質(zhì)量提升其附加值，成為大棗走向產(chǎn)業(yè)化的重要課題[6]。大棗果酒是發(fā)酵型果酒，是利用酵母菌繁殖代謝將大棗中的糖轉(zhuǎn)化為酒精的過程，得到的棗香濃郁、口感清爽的產(chǎn)品[7]。大棗中豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，為大棗果酒的制作提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，且發(fā)酵后的大棗果酒具有一定的營養(yǎng)、藥用價(jià)值且風(fēng)味獨(dú)特，在市場上的需求量日益增多。

釀酒工業(yè)的“四個(gè)轉(zhuǎn)變”中的一個(gè)方面就是從糧食酒向果類酒的轉(zhuǎn)化說明果酒的研制已成為今后果品精深加工品的研究的重點(diǎn)。市場上的棗酒主要有兩種，一種是棗汁與酒精的勾兌酒，一種是經(jīng)發(fā)酵劑釀制的發(fā)酵棗酒[9]。經(jīng)發(fā)酵后的大棗果酒營養(yǎng)豐富，口味獨(dú)特而備受人們的關(guān)注。釀造大棗果酒的發(fā)酵劑主要采用葡萄酒釀造用的品種，對(duì)適宜大棗果酒釀造的專用釀酒酵母研究較少。在釀造過程中，釀酒酵母種類與果酒的口感和風(fēng)味有著直接的關(guān)系，這也是果酒品質(zhì)形成的關(guān)鍵因素，因此，選擇適合大棗果酒發(fā)酵的釀酒酵母種類顯得尤為重要[10]。

本文以大棗果漿為原料，選取6種釀酒酵母（BO2B、X16、F33、EC-118、帝伯士、FX10）進(jìn)行大棗果酒的釀制，通過比較發(fā)酵結(jié)束時(shí)大棗果酒中的總酸、抗氧化性以及感官評(píng)分等指標(biāo)，篩選適合大棗果酒釀制的酵母菌。在此基礎(chǔ)上，對(duì)篩選出的適宜酵母菌的發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化，得到該酵母菌發(fā)酵大棗果酒的最佳工藝條件，以期為提高大棗果酒的加工提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大棗：市售，表皮無損傷，色澤明亮的干棗，果肉豐滿、堅(jiān)韌，皺紋淺細(xì)；FX10、BO2B、X16、EC-118、F33、帝伯士（均為葡萄酒專用酵母，食品級(jí)）：煙臺(tái)帝伯士商貿(mào)有限公司；果膠酶[（EC3.2.1.15）>40 0000 AJDU/g，食品級(jí)]：煙臺(tái)帝伯士自釀機(jī)有限公司；1，1-二苯-2-苦基肼（2，2-diphenyl-1-picrylhydrazyl，DPPH，分析純）：北京索萊寶有限公司；水楊酸（分析純）：成都科龍化工試劑廠；沒食子酸（分析純）：美國Sigma公司。

1.2 儀器與設(shè)備

紫外分光光度計(jì)（UV2550）：日本島津公司；高溫滅菌鍋（MJ-78A）：施都凱儀器設(shè)備有限公司；阿貝折射儀（WYA-ZT型）：上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司；生化培養(yǎng)箱（SHX-150）：浙江金壇市萬華實(shí)驗(yàn)儀器廠。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 大棗果酒工藝流程

大棗→挑選→清洗→瀝干→剪碎→烘烤（200℃、1.5 h）→浸泡 12 h→料液比 1∶3（g/mL）加水打漿→果膠酶酶解（果膠酶用量3%、3 h）→成分調(diào)整→滅菌（沸水浴15 min）→冷卻→酵母菌活化（2%蔗糖水、28℃、15 min）→接種→發(fā)酵→陳釀→澄清→過濾→灌裝→殺菌→成品[11-13]

1.3.2 主要指標(biāo)測定及感官評(píng)價(jià)

1.3.2.1 可溶性固形物（soluble solid content，SSC）

SSC的測定參照NY/T 2637—2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的測定 折射儀法》[14]。

1.3.2.2 總酸

總酸采用酸堿滴定法測定[15]。

1.3.2.3 酒精度

酒精度采用酒精計(jì)法[16]測定。

1.3.2.4 DPPH·清除率

DPPH·清除率參照王杰等[17-18]的方法測定。

1.3.2.5 羥基自由基（·OH）清除率

羥基自由基清除率參照曹力等[19]的方法測定。

1.3.2.6 超氧陰離子自由基（O2-·）清除率

O2-·清除率參照李安等[20]的方法測定。

1.3.2.7 感官評(píng)分

大棗果酒感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 大棗果酒感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of Chinese jujube wine

該標(biāo)準(zhǔn)由14名專業(yè)人員組成的感官評(píng)分小組成員參照NY/T 1508—2017《綠色食品果酒》[21]。感官評(píng)價(jià)小組成員對(duì)果酒進(jìn)行評(píng)價(jià)打分（滿分為100），取平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。

1.4 大棗果酒發(fā)酵劑的篩選

分別稱取制備好的大棗果漿100 g，調(diào)整初始pH4.0，6 種發(fā)酵劑（FX10、BO2B、X16、EC-118、F33、帝伯士）均按照接種量0.5 g/L、24℃下連續(xù)發(fā)酵8 d，每天測酒精度、SSC；發(fā)酵第8天時(shí)，測定DPPH·、·OH、超氧陰離子自由基（O2-·）清除率、總酸及感官評(píng)分。

1.5 大棗果酒發(fā)酵條件的單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.5.1 初始pH值

分別稱取制備好的大棗果漿50 g，按0.5 g/L接種，調(diào)整 pH 值分別為 3.0、3.5、4.0、4.5、5.0，24 ℃下發(fā)酵7 d后，測酒精度及感官評(píng)分。

1.5.2 發(fā)酵溫度

分別稱取制備好的大棗果漿50g，調(diào)整初始pH4.0，接種量 0.5 g/L，在 16、20、24、28、32 ℃下發(fā)酵 7 d 后，測酒精度及感官評(píng)分。

1.5.3 酵母接種量

分別取制備好的大棗果漿50 g，調(diào)整初始pH4.0，分別按 0.1、0.3、0.5、0.7、0.9 g/L 接種，在 24 ℃下發(fā)酵7 d后，測酒精度及感官評(píng)分。

1.5.4 發(fā)酵時(shí)間

大棗果酒適宜的發(fā)酵時(shí)間由酵母菌的篩選試驗(yàn)中獲得，因此在單因素試驗(yàn)中不再進(jìn)行。

1.6 F33酵母菌發(fā)酵條件的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)大棗果酒發(fā)酵條件的單因素試驗(yàn)的結(jié)果，選擇發(fā)酵時(shí)間（A）、發(fā)酵溫度（B）、酵母接種量（C）和初始pH值（D）進(jìn)行正交試驗(yàn)，因素與水平如表2所示。

表2 因素水平Table 2 Design of factors and levels

2 結(jié)果與分析

2.1 大棗果酒發(fā)酵劑的篩選

2.1.1 不同發(fā)酵劑對(duì)大棗果酒酒精度的影響

不同發(fā)酵劑對(duì)大棗果酒酒精度的影響見圖1。

圖1 不同發(fā)酵劑對(duì)大棗果酒酒精度的影響Fig.1 Effects of different starters on alcohol content of Chinese jujube wine during fermentation

由圖1可知，隨發(fā)酵時(shí)間的延長，6種酵母菌釀制的大棗果酒，其酒精度均呈上升趨勢，但發(fā)酵劑不同，上升速率隨發(fā)酵時(shí)間有所不同。發(fā)酵前4 d，6種酵母菌發(fā)酵的大棗果酒中，EC-118發(fā)酵的果酒其酒精度增加最慢，F(xiàn)33菌種發(fā)酵的大棗果酒雖然前4 d酒精度增加不明顯，4 d后，酒精度急劇上升，7 d后，酒精度上升平穩(wěn)。且發(fā)酵第7天時(shí)，F(xiàn)33發(fā)酵大棗果酒的酒精度高于其它5種菌種處理的，高達(dá)8.6%vol。就發(fā)酵速度及酒精度來說，F(xiàn)33菌種是比較適合大棗果酒發(fā)酵的發(fā)酵劑。

2.1.2 不同發(fā)酵劑對(duì)大棗果酒可溶性固形物的影響

在發(fā)酵過程中，酵母菌利用生長代謝中分泌的酶將大棗果漿中的糖轉(zhuǎn)化為酒精。不同發(fā)酵劑對(duì)大棗果酒可溶性固形物的影響見圖2。

圖2 不同發(fā)酵劑對(duì)大棗果酒可溶性固形物含量的影響Fig.2 Effects of different starters on SSC of Chinese jujube wine during fermentation

由圖2可知，隨著發(fā)酵時(shí)間延長，6種發(fā)酵劑處理的大棗果酒中，可溶性固形物含量均呈下降趨勢，但F33處理的大棗果酒下降最明顯，說明F33酵母菌對(duì)糖的利用率高，發(fā)酵能力強(qiáng)。發(fā)酵結(jié)束后，測得F33發(fā)酵的大棗果酒中可溶性固形物最低為8.0%，F(xiàn)X10發(fā)酵的9.0%，僅次于F33發(fā)酵。因此，F(xiàn)33酵母菌是大棗果酒發(fā)酵能力最強(qiáng)的發(fā)酵劑。

2.1.3 不同發(fā)酵劑對(duì)大棗果酒總酸的影響

不同發(fā)酵劑對(duì)大棗果酒總酸的影響見圖3。

圖3 不同發(fā)酵劑對(duì)大棗果酒總酸的影響Fig.3 Effects on the total acidity of Chinese jujube wine by different starters after fermentation

由圖3可知，6種發(fā)酵劑發(fā)酵果酒的總酸與最初大棗果汁的總酸0.32%相比，均呈上升趨勢，發(fā)酵8 d后，BO2B菌種發(fā)酵的大棗果酒總酸最低為1.47%，F(xiàn)X10發(fā)酵的最高為2.01%，F(xiàn)33發(fā)酵的為1.69%，居中，即6種發(fā)酵劑產(chǎn)酸能力有差異，其產(chǎn)酸能力由低到高的順序?yàn)?BO2B＜X16＜F33＜EC-118＜帝伯士＜FX10。

2.1.4 不同發(fā)酵劑對(duì)大棗果酒抗氧化性的影響

不同發(fā)酵劑對(duì)大棗果酒抗氧化性的影響見圖4。

圖4 不同發(fā)酵劑對(duì)大棗果酒抗氧化性的影響Fig.4 Effects of different starters on the antioxidation of Chinese jujube wine after fermation

由圖4可知，6種發(fā)酵劑發(fā)酵8 d后的大棗果酒對(duì)·OH、DPPH·、超氧陰離子自由基（O2-·）均有一定的清除作用，發(fā)酵8 d后，3種發(fā)酵劑的大棗果酒清除DPPH·能力均最強(qiáng)，清除超氧陰離子自由基（O2-·）能力最弱，清除·OH能力居中。X16酵母發(fā)酵的大棗果酒對(duì)3種自由基的清除能力是最弱的，F(xiàn)33、EC-118、帝伯士3種酵母發(fā)酵的大棗果酒對(duì)3種自由基的清除能力相差不大，均比較高；其中F33、EC-118、帝伯士3種酵母發(fā)酵的大棗果酒DPPH·清除能力均在98%以上。由此可見，經(jīng)6種酵母菌發(fā)酵的大棗果酒因含有多酚及類黃酮化合物，可以看作是一種相對(duì)較強(qiáng)的自由基清除劑。

2.1.5 不同發(fā)酵劑對(duì)大棗果酒感官品質(zhì)的影響

不同發(fā)酵劑對(duì)大棗果酒感官品質(zhì)的影響見表3。

表3 不同發(fā)酵劑對(duì)大棗果酒感官品質(zhì)的影響Table 3 Sensory evaluation of Chinese jujube wine fermented by different fermentation starters

由表3可知，感官評(píng)分總分最高的是由F33酵母發(fā)酵的大棗果酒，為88.6分，果酒棗香濃郁，無苦味，酒體透亮，呈琥珀色，無懸浮物，酒味酸甜適口，品質(zhì)佳。FX10酵母發(fā)酵的大棗果酒感官評(píng)價(jià)得分最低為62.9分，且酒體苦味較重，酒質(zhì)粗糙，有異味，不太適合飲用。6種發(fā)酵劑發(fā)酵的大棗果酒中，EC-118、BO2B、FX10發(fā)酵的外觀得分都在20分左右，所得果酒顏色偏暗；FX10發(fā)酵的果酒棗香味最淡，F(xiàn)33發(fā)酵的果酒棗香濃郁，得分最高為27.2分；就滋味來說，帝伯士和FX10發(fā)酵的果酒均因苦味較重，得分偏低，X16發(fā)酵的果酒滋味較好，苦味輕，無異味，F(xiàn)33發(fā)酵的得分最高為35.2分，酸甜可口，無苦味。

綜上所述，酵母菌種類與大棗果酒的口感及風(fēng)味有直接關(guān)系，均成為大棗果酒品質(zhì)形成的關(guān)鍵因素。通過比較6種發(fā)酵劑的發(fā)酵能力，比較發(fā)酵結(jié)束時(shí)，果酒中的總酸、抗氧化性以及感官評(píng)分，表明接種F33酵母的果漿中糖轉(zhuǎn)化率高，發(fā)酵能力較強(qiáng)，發(fā)酵后果酒中的各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于其它5種發(fā)酵劑發(fā)酵的大棗果酒，因此，選擇F33酵母制作大棗果酒。

2.2 F33酵母發(fā)酵條件優(yōu)化

2.2.1 初始pH值

初始pH值對(duì)大棗果酒品質(zhì)的影響見圖5。

圖5 初始pH值對(duì)大棗果酒品質(zhì)的影響Fig.5 Effect on the quality of Chinese jujube wine by initial pH

由圖5可知，初始pH值在3.0～4.0范圍內(nèi)時(shí)，大棗果酒的酒精度隨著pH值的增加而升高，說明F33酵母菌的生長繁殖在pH值過低時(shí)會(huì)受阻，導(dǎo)致F33因生長緩慢而不能占據(jù)優(yōu)勢，降低酒精的生成量，而且雜菌所分泌的酶不能使糖類轉(zhuǎn)化成乙醇，而導(dǎo)致大棗果酒酒精度較低（初始pH值為3.0時(shí)，酒精度為6.8%vol），酸味較重，感官評(píng)分低[22]。隨初始pH值的升高，F(xiàn)33酵母菌的生長速度逐漸加快，pH值為4.0時(shí)，果酒酒精度達(dá)最大值8.8%vol；pH值再上升，大棗果酒的酒精度開始下降。初始pH值為4.0時(shí)，發(fā)酵得到的大棗果酒感官評(píng)分最高為70.8分，后隨初始pH值上升，F(xiàn)33酵母菌的生長繁殖受到抑制，大棗果酒口感清淡，酸味增加，感官品質(zhì)下降。由此，選取適宜的初始pH值為4.0。

2.2.2 酵母接種量

F33酵母接種量對(duì)大棗果酒品質(zhì)的影響見圖6。

圖6 F33酵母接種量對(duì)大棗果酒品質(zhì)的影響Fig.6 Effect of F33 yeast inoculation amount on the quality of Chinese jujube wine

由圖6可知，F(xiàn)33酵母接種量在0.1 g/L～0.5 g/L范圍內(nèi)，大棗果酒酒精度逐漸上升，說明接種量越高，越有利于糖轉(zhuǎn)化為酒精產(chǎn)物[23]；但高于0.5 g/L后，酒精度開始下降，這可能是接種量過高，酵母菌間競爭加劇，造成營養(yǎng)物質(zhì)缺乏，而抑制了其生長繁殖[24]。當(dāng)酵母接種量為0.5 g/L時(shí)，大棗果酒感官評(píng)分最高為80.2分，酒香味濃郁，品質(zhì)最好，后隨酵母接種量的增加，果酒感官品質(zhì)下降，棗香、酒味變?nèi)?，有異味。由此，選取適宜的酵母接種量為0.5 g/L。

2.2.3 發(fā)酵溫度

發(fā)酵溫度對(duì)大棗果酒品質(zhì)的影響見圖7。

圖7 發(fā)酵溫度對(duì)大棗果酒品質(zhì)的影響Fig.7 Effect on the quality of Chinese jujube wine by temperature

發(fā)酵溫度過低時(shí)，發(fā)酵周期會(huì)因酵母菌生長緩慢而延長，且易染菌，致使產(chǎn)酒率降低，甚至發(fā)酵失?。话l(fā)酵溫度升高時(shí)，酵母菌生長繁殖隨之加快，當(dāng)酵母菌濃度逐步升高，產(chǎn)酒率能力隨之提高；但過高的溫度，會(huì)導(dǎo)致菌體衰老加快、喪失活力甚至過早死亡，產(chǎn)酒率大幅度降低，并可能對(duì)果酒的品質(zhì)產(chǎn)生不利影響[25]。由圖7可知，隨發(fā)酵溫度上升，大棗果酒的酒精度和感官評(píng)分均呈先升后降趨勢，24℃時(shí)二者均達(dá)最高，即酒精度8.8%vol，感官80.4分。因發(fā)酵溫度越高，能源消耗就越大，因此，綜合酒精度和感官評(píng)分結(jié)果，選取適宜的發(fā)酵溫度為24℃。

2.3 正交試驗(yàn)

正交試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Orthogonal experiment results

由表4可知，4個(gè)試驗(yàn)因素對(duì)大棗果酒感官品質(zhì)影響順序?yàn)锽＞A＞C＞D，即發(fā)酵溫度＞發(fā)酵時(shí)間＞酵母接種量＞初始pH值，方差分析見表5。

表5 方差分析Table 5 Analysis of variance

由表5可知，酵母接種量和初始pH值的影響不顯著，發(fā)酵溫度和發(fā)酵時(shí)間的影響顯著。得到的最佳的工藝組合為A2B3C3D2（方案1），即接種量0.6 g/L、發(fā)酵溫度為26℃、發(fā)酵時(shí)間7 d、初始pH4.0，未出現(xiàn)在列表中；通過驗(yàn)證試驗(yàn)將方案1與列表中感官評(píng)分最高的A2B2C3D1（方案2，即接種量0.6 g/L、發(fā)醇溫度為24℃、發(fā)醇時(shí)間7 d、初始pH3.5）的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)經(jīng)方案2發(fā)酵的大棗果酒酒精度為8.7%vol，感官評(píng)分為89.8分，均低于方案1發(fā)酵的大棗果酒；說明F33最佳發(fā)酵工藝條件與正交結(jié)果（方案1）一致，即F33在接種量0.6 g/L、初始pH4.0時(shí)，在26℃下發(fā)酵7 d得到的大棗果酒感官評(píng)分為90.2分，酒精度9.0%vol，符合優(yōu)化結(jié)果。

2.4 大棗果酒的成品質(zhì)量指標(biāo)檢測

感官指標(biāo)：大棗果酒口感好、品質(zhì)佳、無異味；酒體清澈、琥珀色，棗香和酒香濃郁、舒服。

理化指標(biāo)：微生物指標(biāo)（菌落總數(shù)40個(gè)/mL＜50個(gè)/mL，大腸桿菌（CFU/g）未檢出；酒精度為 9.0%vol；透光率為90.8%，還原糖（以葡萄糖計(jì)）為3.93 g/L）；pH值3.8；可溶性固形物為5.4%，總酸（以酒石酸計(jì)）4.8 g/L，均符合國家農(nóng)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1508—2017《綠色食品果酒》。

3 結(jié)論

以大棗果漿為原料，采用6種釀酒酵母（BO2B、X16、F33、EC-118、帝伯士、FX10）進(jìn)行大棗果酒的釀制，對(duì)發(fā)酵過程中大棗果酒的酒精度和可溶性固形物變化以及發(fā)酵后的大棗果酒總酸，抗氧化性和感官評(píng)分進(jìn)行比較分析，發(fā)現(xiàn)F33酵母發(fā)酵能力強(qiáng)，發(fā)酵后果酒中的各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于其它5種發(fā)酵劑發(fā)酵的大棗果酒，適合于制作大棗果酒。

在以上試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)，通過正交試驗(yàn)法得到了F33最佳發(fā)酵條件，對(duì)大棗果酒感官品質(zhì)的影響順序?yàn)锽＞A＞C＞D，即發(fā)酵溫度＞發(fā)酵時(shí)間＞酵母接種量＞初始pH值，且接種量和初始pH值的影響不顯著，發(fā)酵溫度和發(fā)酵時(shí)間的影響顯著。經(jīng)驗(yàn)證試驗(yàn)，酵母接種量0.6 g/L，初始pH4.0，26℃下發(fā)酵7 d，所得大棗果酒感官評(píng)分為90.2分，酒精度9.0%vol，且果酒品質(zhì)佳，口感好，各項(xiàng)指標(biāo)符合國家農(nóng)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)（NY/T 1508—2017《綠色食品 果酒》），說明此條件為F33酵母菌的最佳發(fā)酵條件。