葉瑞興，陳澤寧，劉承陽，蒲云峰，王麗玲，劉燕林，施陽陽，蒲 彬，侯旭杰*

(1.新疆維吾爾自治區(qū)和田蠶?？茖W(xué)研究所, 新疆和田 848000；2.塔里木大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院/南疆特色農(nóng)產(chǎn)品深加工兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 新疆阿拉爾 843300)

桑葚又名桑果、葚子等，是桑科(Moraceae)落葉喬木植物桑的果實(shí)。成熟的桑葚果實(shí)酸甜適口，富含糖類、維生素C、有機(jī)酸和人體所需氨基酸及鈣、鉀、鈉、鐵、鋅等礦物質(zhì)元素，同時(shí)含有多糖[1]、白藜蘆醇[2]，花色苷[3]、多酚[4-5]等多種活性成分。目前，食品市場(chǎng)上常見的桑葚產(chǎn)品有果干、果汁、果醬、果醋、糖漿和果酒等[6-7]。另外，從桑果中提取分離得到的花青素也被廣泛用于天然食品著色劑[8]。桑葚酒是國內(nèi)桑葚產(chǎn)品中比較重要的一個(gè)產(chǎn)品，其發(fā)酵過程大大改善了桑葚的感官和風(fēng)味特性，保持了桑葚的有效活性成分，深受廣大消費(fèi)者青睞。本試驗(yàn)選取新疆南疆地區(qū)有代表性的3種桑葚品種為原料，采用帶渣發(fā)酵法釀造桑葚果酒，優(yōu)化3種桑葚混合發(fā)酵的工藝條件，并對(duì)其理化成分進(jìn)行測(cè)定，為南疆桑葚產(chǎn)品的綜合開發(fā)提供一定的研究基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大白桑，2021年6月采摘于新疆阿拉爾托海鄉(xiāng)；藥桑，2021年6月采摘于新疆和田蠶桑研究所；紫玉一號(hào)，2021年5月采摘于新疆和田蠶桑研究所；白砂糖，購于阿拉爾市塔里木超市一級(jí)砂糖；活性干酵母DV10，購于上海杰兔工貿(mào)有限公司；果膠酶HC，購于上海杰兔工貿(mào)有限公司；偏重亞硫酸鉀，購于上海杰兔工貿(mào)有限公司；氫氧化鈉、碳酸鈉、鹽酸、甲醇、乙醇等均為分析純，購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

GC-2014C型氣相色譜儀(日本島津公司)；L10-L191九陽榨汁機(jī)(杭州九陽生活電器有限公司)；TGL-20B高速臺(tái)式離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠)；PB-10型pH計(jì)(德國Sartorius有限公司)；SB-1100數(shù)顯恒溫磁力攪拌水浴鍋(EMS-20)(金壇市科順儀器有限公司)；AR2140型電子天平(上海奧豪斯公司)；數(shù)控超聲波清洗器(SB-5200DT)(寧波新芝生物科技股份有限公司)；LHS-250型恒溫恒濕箱(上海一恒科技有限公司)。

1.3 工藝流程

桑葚→破碎→酶解→成分調(diào)整→主發(fā)酵→分離→后發(fā)酵→過濾→陳釀→滅菌→瓶裝→成品

1.4 方法

1.4.1 操作要點(diǎn)

1)原料挑選：選用去除霉?fàn)€、樹枝殘葉的桑葚為試驗(yàn)原料，用流水沖洗表面灰塵。

2)破碎：對(duì)挑選好的桑葚鮮果進(jìn)行破碎榨汁處理。

3)果膠酶酶解：將果膠酶HC按照0.03 g/kg加入到打漿處理的桑葚汁中，50 ℃浸提90 min(酶活力單位≥3 600 U/g)。

4)成分調(diào)整：由于17 g/L糖轉(zhuǎn)化1%vol酒精，因此對(duì)原料進(jìn)行成分調(diào)整，以生成12%vol酒度計(jì)算白砂糖的添加量以調(diào)整到所需糖度，并加入適量偏重亞硫酸鉀。

5)主發(fā)酵：按照優(yōu)化建立的條件，將適量活性干酵母加入2%的葡萄糖溶液中，干酵母和蒸餾水制備成1:10的懸浮液，將酵母菌懸液在35～40 ℃條件下恒溫水浴20～30 min，每隔10 min搖動(dòng)一次，直至出現(xiàn)大量氣泡后使用。

6)分離：主發(fā)酵完成后，將發(fā)酵體系中底部沉積的酵母、果泥和上面的清酒分離。

7)后發(fā)酵：前發(fā)酵結(jié)束過濾后，進(jìn)行果酒的后發(fā)酵。

8)過濾、陳釀：過濾后的原酒再陳釀2個(gè)月，經(jīng)自然澄清后取上清液，制得桑葚發(fā)酵酒。

9)滅菌、瓶裝：瓶子需在水浴中快速加熱到100 ℃，持續(xù)20 min。滅菌后，將制得的果酒裝入瓶中，放入溫度為70 ℃水浴鍋中，殺菌30 min。

10)冷卻成品：混合果酒滅菌封口后將果酒放在20 ℃以下陰涼通風(fēng)處保存。

1.4.2 單因素試驗(yàn)

選取對(duì)桑葚酒品質(zhì)影響較大的因素，分別進(jìn)行單因素試驗(yàn)，以感官評(píng)分作為考察指標(biāo)?？疾靻蝹€(gè)因素對(duì)桑葚發(fā)酵型果酒感官品質(zhì)的影響，每個(gè)因素考察3次，取平均值。每個(gè)樣品盛500 mL于1 000 mL玻璃瓶中進(jìn)行發(fā)酵。

1)原料配比對(duì)桑葚果酒感官評(píng)分的影響

將發(fā)酵液初始糖度、酵母添加量、偏重亞硫酸鉀添加量分別固定為21%、200 mg/kg、80 mg/kg的情況下，根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果將藥桑、大白桑添加比例固定為1，按照大白桑:藥桑:紫玉一號(hào)分別為1∶1∶1、1∶1∶2、1∶1∶3、1∶1∶4、1∶1∶5依次進(jìn)行發(fā)酵，對(duì)桑葚酒進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

2)酵母添加量對(duì)桑葚果酒感官評(píng)分的影響

將發(fā)酵液初始糖度、偏重亞硫酸鉀添加量、原料配比分別固定為21%、80 mg/kg、1∶1∶3的情況下，調(diào)整酵母添加量為100 mg/kg、150 mg/kg、200 mg/kg、250 mg/kg、300 mg/kg，依次進(jìn)行發(fā)酵，對(duì)桑葚酒進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

3)偏重亞硫酸鉀添加量對(duì)桑葚果酒感官評(píng)分的影響

將發(fā)酵液初始糖度、酵母添加量、原料配比分別固定為21%、200 mg/kg、1∶1∶3的情況下，調(diào)整偏重亞硫酸鉀添加量為0 mg/kg、40 mg/kg、80 mg/kg、120 mg/kg、160 mg/kg，依次進(jìn)行發(fā)酵，對(duì)桑葚酒進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

4)初始糖度對(duì)桑葚果酒感官評(píng)分的影響

將發(fā)酵液初始糖度、料液比、酵母添加量、偏重亞硫酸鉀添加量、桑葚配比分別固定為200 mg/kg、80 mg/kg、1:3:1的情況下，初始糖度調(diào)整為18%、21%、24%、27%、30%進(jìn)行發(fā)酵，對(duì)桑葚發(fā)酵酒進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.4.3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以初始糖度、酵母添加量、偏重亞硫酸鉀添加量、桑葚配比為考察因素，每個(gè)因素3個(gè)水平，以感官評(píng)分為考察指標(biāo)，設(shè)計(jì)L9(34)正交試驗(yàn)如表1所示。

表1 桑葚混合果酒正交試驗(yàn)因素水平表

1.4.4 理化指標(biāo)的測(cè)定

發(fā)酵結(jié)束后分別測(cè)定成品酒的酒精度、糖度、總酸、揮發(fā)酸、SO2等理化指標(biāo)，按照GB/T15038-2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》進(jìn)行測(cè)定。

1.4.5 桑葚果酒的感官評(píng)定

桑葚發(fā)酵酒的感官性狀按照色澤、香氣、滋味這3個(gè)方面進(jìn)行考察，滿分為100分，按色澤(20分)，香氣(40分)，滋味(40分)進(jìn)行打分，將各項(xiàng)分?jǐn)?shù)相加，得出總分。感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)為感官評(píng)價(jià)小組11名感官評(píng)價(jià)人員評(píng)分的平均值如表2。

表2 桑葚發(fā)酵酒感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.4.6 數(shù)據(jù)處理

采用每個(gè)處理測(cè)定3次，結(jié)果以x±SD表示。數(shù)據(jù)采用SPSS 25.0進(jìn)行方差分析，并進(jìn)行Duncan's多重比較(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 原料配比對(duì)桑葚混合果酒感官評(píng)分的影響

桑葚果皮薄、汁多、色濃，花青素對(duì)其抗氧化活性有顯著的貢獻(xiàn)，并且發(fā)酵過程中產(chǎn)生的酒精也可有助于抗氧化。因此，原料配比對(duì)果酒營(yíng)養(yǎng)成分至關(guān)重要。如圖1所示，大白桑、藥桑和紫玉一號(hào)原料配比1∶1∶3時(shí)，桑葚發(fā)酵酒的感官品質(zhì)呈現(xiàn)的口感最佳，滋味醇厚，香氣柔和，色澤明亮、無雜質(zhì)，香氣協(xié)調(diào)，具有桑葚典型風(fēng)味。隨著大白桑添加量的增加，桑葚發(fā)酵酒的顏色逐漸暗偏紅褐色，液體渾濁，有明顯懸浮物，酒香較少，風(fēng)味不明顯。隨著藥桑添加量的增加，桑葚發(fā)酵酒色澤偏紫紅色，有光澤，口感酸澀，風(fēng)味不足。這可能與白桑品種中花青素等營(yíng)養(yǎng)成分含量普遍低于黑桑品種，藥桑的有機(jī)酸含量、生物堿含量高有關(guān)。所以原料配比為1∶1∶3時(shí)最佳。

圖1 原料配比對(duì)桑葚混合果酒感官評(píng)分的影響

2.2 酵母添加量對(duì)桑葚混合果酒感官評(píng)分的影響

酵母添加量對(duì)桑葚果酒感官品質(zhì)有一定影響，添加量不一致，果酒的發(fā)酵快慢也不一致。一般來說，若添加量過小，則發(fā)酵速度慢，發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)，易增加被雜菌污染的幾率。若添加量過大，則酵母繁殖速度過快，發(fā)酵速度快，糖分消耗快，酒精不易積累。如圖2所示，在相同發(fā)酵條件下當(dāng)酵母添加量低于200 mg/kg時(shí)，果酒感官評(píng)分隨之降低，這可能與酵母量過少導(dǎo)致果酒發(fā)酵速度緩慢、可溶性固形物含量下降較慢有關(guān)。當(dāng)酵母添加量高于200 mg/kg時(shí)，果酒感官評(píng)分呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，這可能與酵母發(fā)酵速率過快，從而使可溶性固形物下降快，隨之產(chǎn)生酵母異味，影響口感所致。因此，酵母添加量為200 mg/kg時(shí)，桑葚酒發(fā)酵較完全，口感風(fēng)味最佳，所以酵母添加量為200 mg/kg時(shí)最佳。

圖2 酵母添加量對(duì)桑葚混合果酒感官評(píng)分的影響

2.3 偏重亞硫酸鉀添加量對(duì)桑葚發(fā)酵酒感官評(píng)分的影響

偏重亞硫酸鉀溶于水后會(huì)分解產(chǎn)生成SO2，SO2對(duì)桑葚發(fā)酵酒具有殺菌防腐，抗氧化等效果[9]。在相同發(fā)酵條件下，將0 mg/kg、40 mg/kg、80 mg/kg、120 mg/kg、160 mg/kg偏重亞硫酸鉀分別添加到桑葚汁中，如圖3所示，低于80 mg/kg的偏重亞硫酸鉀添加量會(huì)造成桑葚發(fā)酵酒風(fēng)味寡淡，色澤過淺，酸度較高，不易儲(chǔ)存的情況，可能是由于添加量不足抑菌作用達(dá)不到，導(dǎo)致有雜菌污染造成。當(dāng)偏重亞硫酸鉀添加量高于80 mg/kg時(shí)雖能起到較好的抗氧化作用，抑制雜菌生長(zhǎng)效果達(dá)到最佳，卻也抑制了酵母菌的生長(zhǎng)，提前使得發(fā)酵停止，口感略差。所以偏重亞硫酸鉀添加量為80 mg/kg時(shí)最佳。

圖3 偏重亞硫酸鉀添加量對(duì)桑葚混合果酒感官評(píng)分的影響

2.4 初始糖度對(duì)桑葚發(fā)酵酒感官評(píng)分的影響

糖作為酵母菌生長(zhǎng)繁殖的碳源，在果酒發(fā)酵階段具有突出作用[10]。初始糖度過低或過高，都會(huì)導(dǎo)致菌種的生長(zhǎng)代謝及產(chǎn)品的香氣、口感等受到影響[11]。如圖4所示，隨著發(fā)酵初始糖度的增加，產(chǎn)品的感官評(píng)定分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)初始糖度低于24%時(shí)，桑葚發(fā)酵酒的滋味會(huì)偏淡、風(fēng)味不足，達(dá)不到桑葚果酒品質(zhì)的要求。當(dāng)初始糖度高于24%時(shí)，由于糖量過高，阻礙了酵母的生長(zhǎng)繁殖，桑葚發(fā)酵酒的滋味會(huì)偏甜，口感出現(xiàn)甜膩感，導(dǎo)致感官評(píng)分較低。所以，初始糖度為24%時(shí)最佳。

圖4 初始糖度對(duì)桑葚混合果酒感官評(píng)分的影響

2.5 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表3可知，對(duì)桑葚混合果酒品質(zhì)影響的主次順序?yàn)椋篈>B>D>C。即影響因素最大的是初始糖度，酵母添加量次之，其次是桑葚配比，偏重亞硫酸鉀的影響最小。根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果可以得出發(fā)酵最佳組合為A3B2C1D3，即初始糖度24%，酵母接種量200 mg/kg，偏重亞硫酸鉀添加量40 mg/kg，桑葚配比1∶1∶3。

表3 桑葚混合果酒各因素正交試驗(yàn)結(jié)果

2.6 驗(yàn)證試驗(yàn)

對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果最優(yōu)工藝在A3B2C1D3條件下進(jìn)行3次驗(yàn)證，得到桑葚果酒感官品質(zhì)得分為85.67±1.24分，結(jié)果與預(yù)測(cè)值差異較小，所得酒體呈紫紅色，色澤明亮，口感協(xié)調(diào)，具有桑葚純正的果香，酸甜適宜。因此，可判定該工藝條件下生產(chǎn)的桑葚果酒正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果可靠。

2.7 理化成分檢測(cè)結(jié)果

3種桑葚果酒理化成分檢測(cè)結(jié)果見表4。

表4 桑葚果酒的理化成分

3 結(jié) 論

本研究選取新疆地區(qū)3種桑葚為原料，通過單因素和正交試驗(yàn)優(yōu)化了桑葚混合果酒發(fā)酵的工藝條件。結(jié)果表明，桑葚混合果酒最佳發(fā)酵工藝條件為：初始糖度24%，酵母接種量200 mg/kg，偏重亞硫酸鉀添加量40 mg/kg，原料配比為1∶1∶3，在25 ℃條件下發(fā)酵6 d。在此工藝條件下發(fā)酵出的桑葚酒，酒精度為12.06%±0.21%vol，糖度為4.07±0.02%，總酸為6.56±0.24 g/L，揮發(fā)酸為0.95±0.01 g/L，SO2為24.32±0.42 mg/L，體積質(zhì)量為0.996±0.002，pH值為4.21±0.02，感官得分85.67±1.24分，制得的桑葚復(fù)合果酒呈紫紅色，澄清透明，香氣濃郁，無異味，口感飽滿，酸甜適度具有桑葚果酒特有的風(fēng)味。