生香酵母与酿酒酵母联合发酵桂圆果酒的研究

袁辛锐，喻学淳，杨 芳，郑 蕾，迟原龙，王 毅，姚 开，张 芮，贾冬英*

（1.四川大学轻工科学与工程学院，四川成都 610065；2.泸州品创科技有限公司，四川泸州 646000）

桂圆也称龙眼（Dimocarpus longanLour.），属于无患子科、桂圆属，是我国一种药食两用的水果。桂圆果肉不仅富含单双糖（含糖量达20%）、多种氨基酸、磷脂[1]、维生素C、核黄素、铁和硒等营养成分，而且含有活性多糖、多酚、核苷[2]等生理活性成分，具有养心脾、补气血、增强免疫力[3]、抗衰老[4]、改善记忆力[5]、保护肠道[6]、抗炎[7]等功效，值得深度开发利用。

果酒酿造过程中，酵母菌起着至关重要的作用，不同酵母菌株对果酒发酵的影响存在差异，因此其发酵的最佳工艺也不尽相同。李进等[8-9]分别以新鲜桂圆和干桂圆为原料，探究了初始糖度、酵母接种量等因素对桂圆果酒品质的影响，确定了最佳发酵工艺，得出其最佳发酵工艺条件为初始糖度24%、初始pH 3.9、酵母接种量0.1%、发酵时间7 d。李维新等[10]以桂圆果汁为原料，以香气和口感作为评价指标，研究了葡萄酒用干酵母和2号酵母的复合发酵效果，发现二者的质量比为1∶1、接种量为5%时得到的桂圆果酒具有更好的香气和滋味，且2号酵母依然是一种酿酒酵母。

目前关于酿酒酵母和生香酵母复合发酵桂圆果酒的研究鲜见报道。本研究以前期酵母筛选实验确定的SY果酒活性干酵母和生香活性干酵母为发酵菌种，在二者质量比为1∶1、接种量为0.03%条件下，研究了初始糖度、初始酸度、温度和时间对桂圆果浆发酵效果的影响，并采用正交试验优化其发酵条件，以期能为优质桂圆果酒和其他果酒的生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜桂圆、白砂糖：市售；SY果酒活性干酵母、生香活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；果胶酶（10万U/g）：宁夏和氏璧生物技术有限公司；酒石酸、偏重亚硫酸钾（均为分析纯）：鹏世达实验用品有限公司；硫酸铜、氢氧化钠、酒石酸钾钠、浓硫酸、对二甲氨基苯甲醛、异丁醇、异戊醇（均为分析纯）：成都科龙化学品有限公司。

1.2 仪器与设备

WY-020R手持折光仪：成都万辰光学仪器厂；酒精计：冀州市耀华器械仪表厂；PHS-3C pH计：上海雷磁公司。

1.3 实验方法

1.3.1 发酵桂圆果酒的制备工艺及操作要点

新鲜桂圆去皮去核→桂圆果肉→打浆→调酸→酶解→调糖→接种→发酵→过滤→桂圆果酒

（1）调酸：在桂圆果浆中添加适量的酒石酸溶液使其初始酸度调整至5 g/L[11]，混匀后加入桂圆果浆总质量0.02%的偏重亚硫酸钾，搅匀后得到调酸物料。

（2）酶解：在调酸物料中加入其质量0.2%的果胶酶，混匀后于40 ℃条件下保持2 h，得到酶解物料。

（3）调糖：在酶解物料中加入白砂糖使其糖度调整至指定糖度，搅匀后得到调糖物料。

（4）接种：称取调糖物料质量0.03%质量比为1∶1的SY果酒活性干酵母和生香活性干酵母，将其加入5%白砂糖溶液中，搅匀后于37 ℃活化30 min，将其放入调糖物料中。

（5）发酵：将接种后的调糖物料于20 ℃发酵至果酒的总糖含量趋于稳定。

（6）过滤：用纱布过滤发酵完成的果酒，保留酒液。

1.3.2 单因素试验

分别考察不同初始糖度（19°Bx、21°Bx、23°Bx、25°Bx、27°Bx）、不同初始酸度（4 g/L、5 g/L、6 g/L、7 g/L、8 g/L）、不同发酵温度（18 ℃、20 ℃、22 ℃、24 ℃、26 ℃）以及不同发酵时间（4 d、5 d、6 d、7 d、8 d）条件下，所制备桂圆果酒的感官质量和理化指标。

1.3.3 桂圆果酒发酵条件优化

在单因素试验基础上，以初始糖度（A）、初始酸度（B）及发酵温度（C）为考察因素，以酒精度和感官评分为评价指标，选择3因素3水平的正交试验对桂圆果酒发酵条件进行优化，试验因素与水平见表1。

表1 桂圆果酒发酵条件优化正交试验因素与水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for longan fruit wine fermentation conditions optimization

1.3.4 桂圆果酒理化指标测定

参照GBT 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》测定桂圆果酒的总糖、总酸和酒精度；参照GBT27588—2011《露酒》中的方法测定其总酯含量。

1.3.5 感官评定

参照肖丽琼等[12]的方法制定桂圆果酒的感官评分标准，由经过培训的10名品评员按此标准对桂圆果酒样品进行感官评定，满分100分，感官评分标准见表2。

表2 桂圆果酒的感官评分标准Table 2 Sensory evaluation standards of longan fruit wine

1.3.6 数据分析

每一指标平行测定3次，所有实验结果均以“平均值±标准差”表示；利用SPSS21.0软件对实验数据进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 初始糖度对桂圆果酒的影响

表3 初始糖度对桂圆果酒品质的影响Table 3 Effect of initial sugar content on the quality of longan fruit wine

由表3可知，随着初始糖度的增加，果酒的酒精度和总糖含量均逐渐升高，总酯和感官评分先增大后减小，总酸变化不大，仅在最大初始糖度时明显升高。这是因为较低的初始糖度不能为酵母的生长繁殖提供足够的营养物质，从而影响了其发酵产酒和产酯能力，导致果酒的酒精度和总酯较低[13]；过高的初始糖度有利于SY果酒活性干酵母的代谢产酒，但发酵初期的高糖度和发酵后期的高酒精度会对生香活性干酵母的生长繁殖产生一定的抑制作用[14]，故果酒的酒精度高，总酯较低。当初始糖度为23°Bx时，果酒的酒精度适中，总酯最高，感官评分最高，感官评分显著高于其他初始糖度的桂圆果酒。因此，桂圆果酒发酵的适宜初始糖度为23°Bx。

2.1.2 初始酸度对桂圆果酒品质的影响

表4 初始酸度对桂圆果酒品质的影响Table 4 Effect of initial acidity on the quality of longan fruit wine

由表4可知，随着初始酸度的增加，果酒的酒精度、总酯和感官评分先增大后减小，总糖先减小后增大，总酸先减小后逐渐增大。这是因为较低的初始酸度（4 g/L）会减弱其对待发酵物料中残存杂菌的抑制作用，造成这些杂菌在发酵初期的快速生长，从而抑制酵母的生长繁殖[15]；过高的初始酸度又会抑制酵母的生长繁殖，减慢发酵速度，从而影响底物的降解和风味物质的形成[16]，造成果酒的总糖含量增加。当初始酸度为6 g/L时，果酒的酒精度最高，其总酯和感官评分均显著高于其他初始酸度的桂圆果酒。因此，桂圆果酒发酵的适宜初始酸度为6 g/L。

2.1.3 发酵温度对桂圆果酒品质的影响

表5 发酵温度对桂圆果酒品质的影响Table 5 Effect of fermentation temperature on the quality of longan fruit wine

由表5可知，随着发酵温度的升高，果酒的酒精度、总酯和感官评分先增大后减小，总糖含量先减小后增大，总酸含量逐渐增大。发酵温度较低时，酵母菌生长较慢，从而影响了果酒的发酵，导致其酒精度和总酯较低，总糖较高[16]；发酵温度较高时，酵母生长更快、易衰老，同时高温条件更利于各种杂菌的生长，并且高温还影响果酒风味物质的形成[17-18]。发酵温度为20 ℃时，酵母的生长繁殖速度适中，从而有利于原料的充分发酵利用和风味物质的形成，所得果酒的酒精度、总酯和感官评分最高，总糖最低，这与TIAN T T等[19-20]的研究结果一致，即低温发酵能产生更多的酯类物质。因此，桂圆果酒发酵的适宜温度为20 ℃。

2.1.4 发酵时间对桂圆果酒品质的影响

表6 发酵时间对桂圆果酒品质的影响Table 6 Effect of fermentation time on the quality of longan fruit wine

由表6可知，随着发酵时间的延长，酒精度和总酯先增加后趋于稳定，总糖逐渐减小，总酸略有下降，这可能是由于发酵后期有机酸的减少引起的[21]。发酵时间不足时，酵母发酵不充分，从而影响酒精和风味物质的形成，使得发酵而来的桂圆果酒总糖较高，而酒精度和总酯较低。发酵时间过长时，发酵液中低浓度的可发酵糖无法满足酵母生长和代谢的需要，酵母会老化、自溶，产生苦涩味物质[22]，从而降低桂圆果酒品质，感官评分显著降低。发酵6 d时，桂圆果浆发酵较为完全，得到的果酒具有最高的酒精度和感官评分、较高的总酯和较低的总糖和总酸。因此，桂圆果酒发酵的适宜时间为6 d。

2.2 发酵条件优化正交试验

由单因素试验可知，在保证果酒发酵较为完全的前提下，发酵时间对果酒品质的影响较小。因此，选择了初始糖度（A）、初始酸度（B）、发酵温度（C）作为考察因素，以酒精度和感官评分为评价指标，进行了3因素3水平的正交试验，其结果和方差分析分别见表7和表8。

由表7可知，3种因素对桂圆果酒的酒精度和感官评分的影响顺序相同，为初始糖度＞发酵温度＞初始酸度。酒精度最高时的优化条件是A3B2C2，即初始糖度25°Bx、初始酸度6 g/L、发酵温度20 ℃；感官评分最高的最佳发酵条件是A2B2C2，即初始糖度23°Bx、初始酸度6 g/L、发酵温度20 ℃。

由表8可知，初始糖度可显著影响桂圆果酒的酒精度和感官评分（P＜0.05），但初始酸度和发酵温度对二者的影响不显著（P＞0.05）。综合考虑，在SY果酒活性干酵母和生香活性干酵母的复配质量比为1∶1、添加量为0.03%、发酵时间为6 d的条件下，桂圆果酒的最佳发酵条件为初始糖度23°Bx、初始酸度6 g/L、发酵温度20 ℃。在此优化条件下发酵所得桂圆果酒酒精度12.6%vol、总糖2.3 g/L、总酸6.8 g/L、总酯312.07 mg/L，其感官评分为81分。

表7 桂圆果酒发酵条件优化正交试验结果与分析Table 7 Results and analysis of orthogonal experiments for longan fruit wine fermentation conditions optimization

表8 正交试验结果方差分析Table 8 Variance analysis of orthogonal experiment results

3 结论

以桂圆果浆为原料，以SY果酒活性干酵母和生香活性干酵母为发酵菌种，研究了初始糖度、初始酸度、发酵温度和发酵时间对其发酵的影响。该4种因素均会影响桂圆果酒的发酵，其中初始糖度影响最大，发酵温度次之；桂圆果酒复合酵母菌的发酵优化条件为初始糖度23°Bx、初始酸度6 g/L、发酵温度20 ℃、发酵时间6 d。在此条件下获得的桂圆果酒酒精度12.6%vol、总糖2.3 g/L、总酸6.8 g/L、总酯312.07 mg/L，感官评分为81分。