西洋参果酒酿造工艺的研究

蔡荟梅，高 柱，蒋跃林，侯如燕，宛志沪

（1.安徽农业大学安徽食品安全与检测省级实验室，安徽合肥230036；2.国家农副加工食品质量监督检验中心，安徽合肥230001）

西洋参果酒酿造工艺的研究

蔡荟梅1，高 柱2，蒋跃林1，侯如燕1，宛志沪1

（1.安徽农业大学安徽食品安全与检测省级实验室，安徽合肥230036；2.国家农副加工食品质量监督检验中心，安徽合肥230001）

对西洋参果酒的酿造条件进行了初步的探讨，通过单因素实验、正交实验，确定出该产品的最佳生产工艺。结果表明：采用带果皮60℃热浸提20min，去皮渣发酵，并采用发酵温度为26℃，接种量为7%，SO2添加量为80mg/L，起始糖度为18.7%。在该工艺条件下发酵，酿造出来的西洋参果酒，颜色鲜红，澄清透亮，酒味浓郁，酒体丰满，同时具有丰富的营养成分。

西洋参果酒，发酵条件，果胶酶

西洋参PanaxquinquefoliumL是五加科（Araliaceae）人参属（Panax）植物，鲜果是红色核状浆果。西洋参果实含有皂苷类、氨基酸、无机物、糖类、蛋白质、肽类、类脂、有机酸和酚类成分等，其中皂苷类成分含量较高[1]。同时，药理研究发现，西洋参果实总皂苷具有抗病毒、降糖、抗心肌缺血等显著作用，一些次级人参皂苷具有很强的药理活性，如人参皂苷Rg3具有抑制肿瘤细胞的增殖、抗肿瘤细胞浸润和转移等作用[2-4]。国内外许多学者对西洋参果实作了大量的研究，结果证明西洋参果实中存在与西洋参根相同和相似的化学组成和生物活性。然而西洋参果实传统上作为废弃物直接抛弃，这对西洋参资源来说是一种极大的浪费。本实验开发的西洋参果酒是采用新鲜西洋参果实为原料，经过破碎、取汁、发酵等工艺酿造的一种果香幽雅、营养丰富的饮料酒。因此，研制西洋参果酒既丰富了保健酒的市场，又为西洋参辅料加工开辟了一条新途径。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

西洋参果实 安徽省金寨县西洋参生产基地；安琪葡萄酒用高活性干酵母 湖北宜昌酵母有限公司；果胶酶（24.7U/mg） 均为Sigma公司进口V1分装；食用白砂糖 市售；柠檬酸（分析纯）、SO2（食品级）、考马斯亮兰（Coom-massieBlueG250）、牛血清蛋白（Albumin）昆明杰辉生物技术有限公司。

U-3010紫外分光光度计 日本日立公司；TG328型分析天平 上海精科天平厂；PHs-3c型精密pH计 上海理达仪器厂；Q/BKYY10-2000型隔水式电热恒温培养箱，XS-213型显微镜 上海跃进医疗器械厂；SHZ-88水浴恒温振荡器 江苏太仓市实验仪器厂。

1.2 实验方法

1.2.1 西洋参果酒的酿制流程

1.2.2 工艺技术要点

1.2.2.1 原料处理 要求挑选的原料无霉烂、破碎现象，无病虫害，使用清水冲洗干净。

1.2.2.2 去核、打浆 果实与水的质量比为1∶2进行搓揉取汁，将沉在下层的种子滤去，贮存起来另用。

1.2.2.3 出汁率 破碎取汁的同时，为提高出汁率，加入一定量的果胶酶制剂。

1.2.2.4 调配[5-8]水解液中加一定量的蔗糖，用柠檬酸溶液调发酵液pH到3.2～4.2，添加80～120mg/L的二氧化硫，目的是抑制杂菌的生长。

1.2.2.5 酿酒活性干酵母的活化[9]称取3g的葡萄酒干酵母，加入2%蔗糖溶液100mL中，在30℃下活化30min即可。

1.2.2.6 主发酵方式 采用下述四种发酵方式进行实验：60℃热浸提20min，去皮渣发酵；60℃热浸提20min，带皮渣发酵；带皮渣自然发酵；无皮渣发酵，即纯汁发酵；原果汁与食用酒精勾兑。

1.2.2.7 果胶酶和pH相互作用对西洋参果实出汁的影响 按照0.030g/100mL的量添加果胶酶，在pH分别为3、3.5、4条件下60℃保温20min后，测定果实出汁率和澄清效果。

1.2.3 西洋参果酒酿造单因素实验

1.2.3.1 温度对乙醇发酵的影响 取100mL果汁，加入15g葡萄糖，测定其可溶性固形物含量，接种10%（v/v）酵母活化液（按0.2g/100mL接种量计算），分别在18、22、26、30、34℃下静置发酵，每隔12h测定其可溶性固形物含量，发酵完毕进行感官评定和酒精度测定。

1.2.3.2 接种量对乙醇发酵的影响 取100mL果汁，加入15g葡萄糖，测定其可溶性固形物含量，分别接种3%、5%、7%和10%（v／v）酵母活化液，在最佳温度下静置发酵，每隔12h测定其中可溶性固形物含量，发酵完毕进行感官评定和酒精度测定。

1.2.3.3 不同二氧化硫添加量对乙醇发酵的影响 取汁时，分别调整二氧化硫的浓度为80、120、160、200mg/L，再加入15%葡萄糖，在前面实验确定的最佳温度、接种量下，静置发酵，每隔12h测定其可溶性固形物含量，发酵完毕进行感官评定和酒精度测定。

1.2.3.4 加糖量对乙醇发酵的影响 取300mL果汁，分别调整糖度为15.3%、17%、18.7%和20.4%，在前面实验确定的最佳条件下，静置发酵，每隔12h测定其可溶性固形物含量，发酵完毕进行感官评定和酒精度测定。

1.2.4 西洋参果酒发酵正交实验 在前面单因素实验的基础上，进行正交实验L9（34），研究温度、酵母接种量、SO2添加量、起始糖度对果酒发酵的影响，每个实验号取西洋参果汁500mL。

表1 L9（34）正交实验因素水平设计Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments

1.2.5 发酵参数变化 在前面实验确定的发酵条件下，测定其糖度、酵母数的动态变化。

1.2.6 感官评分标准 见表2，组织有食品专业背景和感官评定经验的20人对产品风味参考表2进行综合评分。

表2 果酒感官评分标准Table 2 Standard of sensory evaluation

1.2.7 测定指标[9-10]可溶性固形物含量：采用WYT-32型手持糖度仪进行测定（°Brix）；还原糖测定：3，5-二硝基水杨酸比色法（DNS法）；乙醇体积分数（%，20℃）：酒精度计法；总酸：酸碱滴定法测定（以柠檬酸计）；总皂苷：保健食品中总皂苷的测定法；氨基酸测定采用氨基酸分析仪法；钾、钙测定采用原子吸收分光光度法。

2 结果与分析

2.1 西洋参果实成分测定

参照所报道的方法测定西洋参果实中的化学成分，结果见表3。

表3 西洋参果实化学成分测定结果Table 3 Determination of chemical components in Panax quinquefolium L fruit

由表3可看出，西洋参果实含糖量较少，在发酵过程中不能产生足量的乙醇，由此需要补加糖；西洋参果实中钙、钾的含量比较高，因此可以很好地补充人体矿质元素；果实中所含的氨基酸含量很高，而且含有7种人体必需氨基酸[11]，具有很高的营养价值；此外果实中的总皂苷含量为1.62%，又具有独特的药用价值。因此，西洋参果酒是一种营养、保健功能全面的保健酒。

2.2 不同发酵方式对果酒发酵的影响

表4 不同发酵方式对果酒发酵的影响Table 4 Different fermentation methods on wine fermentation

从表4中可以看出，带皮渣发酵的果酒色泽深，总皂甙含量较高，但风味稍差，并且产品略带苦涩味；纯汁发酵的酒精度和总皂甙含量低，色泽差，风味较平淡；勾兑酒精的，除色泽、风味均差之外，酒体口感欠醇和；而采用60℃热浸提20min，去掉皮渣后继续发酵的，色泽和风味均最好，并且酒度和总皂甙较高，是较理想的发酵方式。带皮渣发酵的目的是浸提果皮上的色素，但果渣浸泡时间长，糖苷类物质浸出，与其它物质之间不协调，掩盖了部分果香气；纯汁发酵，即打浆后经过筛网或纱布过滤，果皮碎屑均被过滤掉，果皮内的香气物质和皂甙也被随之带走；带皮渣60℃热浸提20min，过滤后再继续发酵，果皮和果核浸泡的时间均缩短，热浸提有利于皂甙的溶出，虽色泽稍浅一些，但其它各种成分较协调。

2.3 果胶酶和pH相互作用对西洋参果实汁的影响

采用60℃热浸提20min，去掉皮渣后继续发酵的方式进行实验，但由于西洋参果实中果胶含量较高，果汁的出汁率和澄清度不高，而果胶酶是分解果胶提高出汁率和加速果汁澄清的有效方法[12-13]。因pH对酶的水解影响较大，按照0.030g/100mL的量添加果胶酶，在pH3、3.5、4保温20min后，测定果胶酶处理效果，检测结果如表5。从表中可以看出pH为4时，澄清度最高，果汁鲜红富有光泽，果实的出汁率也最高。pH对果实中总皂甙的含量影响不大。

表5 果胶酶对西洋参果实汁的影响Table 5 Effect of pectinase on Panax quinquefolium L extract

2.4 温度对西洋参果酒发酵的影响

从表6中可以看出，温度越高，发酵持续时间越短，说明西洋参果酒的主发酵速度随着温度的上升而加快。主发酵温度对果酒品质的影响特别显著，发酵温度在34℃时，进入主发酵的时间早，发酵初期，酵母菌快速大量繁殖，产生大量的呼吸热，品温急剧升高，不利于酵母菌的生长与代谢产物的生成，还有可能污染其他微生物，同时主发酵终止得也早，发酵不够平稳，酒体粗糙，缺乏果酒果香，酒的品质较差。主发酵温度降低到26℃，发酵平稳，果酒的口味纯和，酒体丰满、果香味浓郁，成品酒的酒精度为10.0%（v/v）；发酵温度为18℃，在发酵前期酵母菌不能快速大量生长繁殖，成为优势菌，没有繁殖足够的微生物进行酒精发酵，糖的利用率较低。

表6 温度对西洋参果酒发酵的影响Table 6 Different temperature on Panax quinquefolium L wine fermentation

2.5 酵母接种量对西洋参果酒发酵的影响

从表7中可以看出，随着接种量增加发酵时间逐渐减少。接种量为5%和7%的发酵效果都比较好，成品酒的酒精度分别为9.6%（v/v）和9.8%（v/v），并且口感较好。酵母接种量是影响乙醇发酵的重要因素之一，在不同接种量的条件下，酵母利用各种发酵性物质转化为酒精的量是不同的。接种量少，酵母的生物量不够，原料转化为酒精不完全，残糖高；接种量过大，酵母自身生长繁殖消耗原汁大量的糖分，乙醇产量反而降低[14-15]。

表7 酵母接种量对西洋参果酒发酵的影响Table 7 Different yeast inoculation quantity on Panax quinquefolium L wine fermentation

2.6 二氧化硫添加量对西洋参果酒发酵的影响

表8 二氧化硫添加量对西洋参果酒发酵的影响Table 8 Different SO2amount on Panax quinquefolium L wine fermentation

果酒中二氧化硫主要有抑菌、抗氧化、改善果酒风味和增酸等作用[16-21]。从表8得知，随着二氧化硫浓度的增加，果酒的颜色逐渐变浅，当含量为200mg/L时，果酒颜色呈浅红色影响了果酒的色泽。另外随着二氧化硫浓度的增加，主发酵时间逐渐延长，表明SO2对酵母有一定的抑制作用，能够延缓发酵时间，当SO2浓度过高时，就会对酵母产生严重的抑制作用，导致发酵力下降，发酵不完全，残糖较多。二氧化硫为120mg/L的样品发酵正常，成品酒的酒精度为10.3%（v/v），并且果酒的色、香、味俱佳。因此，在果酒发酵过程中，控制二氧化硫含量为120mg/L左右。

2.7 初始糖量对西洋参果酒发酵的影响

在果酒的发酵生产中，一般要根据果酒的酒精度和残糖的具体要求，来调整果汁的初始糖浓度。实验考查了不同的初始糖浓度对发酵的影响（表9），从表9可知，从总体看随着添加糖浓度的升高，发酵周期延长，酒精度提高，同时残糖也增加。在糖浓度低于18.7%时，酒体寡淡无味，缺少酒香气；添加糖至18.7%，果酒品质显著提高，酒香果香浓郁，口味醇正；当添加糖量超过20.4%，发酵时间明显延长，果酒品质下降，果香味较淡，这可能是糖量过高，渗透压升高，酵母代谢活动发生改变，副产物发生变化，最终导致果酒品质下降。因此应将西洋参果汁发酵的初始糖浓度控制在18.7%左右。

表9 初始糖量对西洋参果酒发酵的影响Table 9 Different glucose amount on Panax quinquefolium L wine fermentation

2.8 正交实验结果

从表10中R值可得出，影响果酒感官的主次因素依次为D＞A＞B＞C，即对果酒感官影响最大的是起始糖度和温度，其次是接种量，影响最小的是SO2添加量。极差分析最优组合为A2B3C1D3。故西洋参果酒发酵最佳工艺条件，为发酵温度为26℃，接种量为7%，SO2添加量为80mg/L，起始糖度为18.7%。

表10 L9（34）正交实验结果Table 10 Results of orthogonal experiments

2.9 西洋参果酒品质分析

2.9.1 感官指标 色泽呈鲜红色光泽、清亮透明、无悬浮物、无沉淀；果香浓郁、酒香馥郁、协调舒畅、无异味；酒体丰满、柔和爽口、鲜嫩醇厚、酸甜适口、回味绵长；典型完美、独具一格、优雅无缺。

2.9.2 理化指标 乙醇体积分数9%～11%，总糖5g/L，总酸（以柠檬酸计）5～7g/L，总皂甙16mg/100mL，蛋白质0.5g/L。

2.9.3 西洋参果酒卫生指标 符合GB2758-2005“发酵酒卫生标准”的规定。

3 结论

3.1 发酵方式采用带皮渣60℃热浸提20min，过滤后继续发酵的发酵方式；同时对果汁采用了果胶酶处理技术，降低了果汁黏度，加速了胶体物质的絮凝沉降，同时使果汁色泽更加鲜艳。采用0.03g/100mL的酶量，pH为4，果胶酶处理效果最佳。

3.2 对果酒感官影响主次顺序为：起始糖度＞温度＞接种量＞SO2添加量；发酵最佳条件为：发酵温度为26℃，接种量为7%，SO2添加量为80mg/L，起始糖度为18.7%。

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Study on fermentation technology of Panax quinguefolium L.wine

CAI Hui-mei1，GAO Zhu2，JIANG Yue-lin1，HOU Ru-yan1，WAN Zhi-hu1
（1.Anhui Provincial Laboratory of Food Safety and Inspection Service，Anhui Agricultural University，Hefei 230036，China；2.National Center for Quality Supervision and Test of Agricultural-avocation Processed Food，Hefei 230001，China）

The technology of fermented wine made from Panax quinguefolium L.was preliminarily studied.The processing technology was optimized by means of single factor and orthogonal experiments.Result showed that optimum parameters were 26℃，7%inoculums amount，80mg/L SO2，18.7%adding amount of glucose.This product had red color，clear，full-bodied，excellent flavor，plentiful nutritive value，better stability.A new method for utilizing Panax quinguefolium L.was developed.

Panax quinguefolium L.wine；fermentation condition；pectinase

TS255.46

B

1002-0306（2012）01-0241-05

2010－07－19

蔡荟梅（1972-），女，副教授，研究方向：食品生物技术。

安徽省科技厅项目（10050303056）。