发酵型百香果酒的研制

程昊，陈姚锋，唐婷范，张帅

（1.广西科技大学生物与化学工程学院，广西糖资源绿色加工重点实验室，广西柳州545006；2.肇庆学院食品与制药工程学院，广东肇庆526061）

百香果（Passiflora eduli），又名西番莲、鸡蛋果，是西番莲科西番莲属藤本植物，原产南美洲，在我国南方热带、亚热带地区有广泛种植，其中广西地区是最大的百香果种植基地[1-3]。百香果具有浓烈独特的芳香和风味，富含多种维生素、矿物质、氨基酸、碳水化合物等营养物质，另外，百香果还含有芹菜素、木樨草素、槲皮素多种黄酮类活性物质，具有抗氧化、降血脂、降血压及解酒护肝等生理功效[4-8]。

百香果去壳后即为酸甜可口的果汁，同时具有独特的芳香气味，这些特点比较适合酿造果酒，但经文献检索，目前尚未有百香果酒的研究报道。本研究以百香果汁为原料，以酿酒酵母为发酵剂，酿造出一款口感独特的低度发酵型百香果酒，并通过单因素试验和正交试验对发酵工艺进行优化。本研究不仅提供了一款新型果酒，而且为百香果的深加工开辟了一条可行的新途径，这对于促进百香果行业及果酒行业的发展、带动百香果种植地区的经济发展具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

百香果：2018年10月采摘于广西柳江县成团镇，洗净晾干，4℃储藏备用；酿酒酵母（菌种保藏号CICC1215）（4℃斜面保藏）：广东省微生物菌种保藏中心；粉末状麦芽汁培养基：广东环凯微生物科技有限公司；果胶酶（500 U/mg，食品级）：河南万邦实业有限公司；其他试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

WS108型手持式糖度计：上海谱振生物科技有限公司；PHS型数显酸度计：潍坊金水华禹信息科技有限公司；PX-A1T精密酒精计（分度值为0.1%Vol）：广州市普析通仪器有限公司；600数显电热恒温水浴锅：金坛市维诚实验器材有限公司；ZY-F32型恒温发酵箱：上海喆研机械制造有限公司；TDL-16C型高速台式离心机：上海安亨科学仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

1.3.2 操作要点

1.3.2.1 果汁制备

百香果破壳后取出果汁于烧杯内，加入适量果胶酶，50℃恒温60 min以充分水解果汁中的果胶，从而降低果汁黏度而有利于发酵过程。最后，4 000 r/min离心10 min，取上清液即为酶解后的果汁。

1.3.2.2 添加配料

在果汁中加入蔗糖至糖度20°Bx以利于发酵，同时，为防止果汁中单宁类物质的氧化以及抑制果汁中杂菌的生长，还需添加60 mg/L焦亚硫酸钾。

1.3.2.3 酵母种子液制备

无菌条件下，取一环斜面酵母接种至麦芽汁培养基中，28℃下120 r/min恒温振荡培养72 h后即得酵母种子液，检测菌体浓度。

1.3.2.4 主发酵

在装有已添加配料的百香果汁的发酵瓶中加入适量酵母种子液，以溶液最终达到发酵瓶容量的3/4为宜，混匀后用8层纱布密封瓶口，然后置于恒温发酵箱内进行无氧发酵，发酵过程中产生的CO2可通过纱布及时排出。发酵温度一般在15℃～25℃之间，温度太低发酵难以启动，而温度过高则发酵加速并可能产生醋酸，同时酵母细胞易老化[9-11]。当发酵液表面趋于平静，不再有气泡产生时，表明主发酵阶段结束。

1.3.2.5 陈酿

陈酿即后发酵，此过程要去除发酵醪液中的酒糟，避免产生不良风味而影响酒的品质。采用虹吸法将酒液吸到另一干净容器内，小心操作勿使底部酒糟吸出，同时吸到新容器后要尽量加满，以减少氧气对酒液的氧化作用[12-13]。

1.3.2.6 澄清过滤

由于酒液中含有植物单宁、蛋白质等携带阴离子的大分子物质[14-15]，因此酒液陈酿后可能会出现浑浊现象，可用带正电荷的澄清剂如明胶对酒液进行澄清，然后再用超滤膜过滤，最终可获得清澈的酒液。

1.3.2.7 灭菌

采用巴氏杀菌法。酒液灌瓶后，63℃恒温20 min，抑制腐败菌生长并防止酒体二次发酵。灭菌时要注意酒瓶的瓶颈空隙率，防止因加热导致瓶内压力升高而发生炸瓶现象。

1.3.3 单因素试验

在主发酵过程中，酵母接种量不同，会引起发酵启动速度及发酵周期不同，形成的酒体感官品质会有很大差异。适宜的发酵温度是酵母保持良好发酵性能的重要因素，而发酵液初始pH值则通过影响酵母细胞表面所带电荷的状态而影响酵母的生长、代谢及发酵能力。基于此，本试验分别考察接种量、发酵温度、发酵液初始pH值这3个重要因素对发酵液糖度变化的影响，确定适宜的参数范围。

接种量对发酵的影响：在发酵过程中，设定发酵温度为20°C，发酵液初始pH值为3.3（自然pH值），考察接种量分别为体积百分比0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%时对发酵液糖度变化的影响。

温度对发酵的影响：在发酵过程中，设定接种量为2.0%，发酵液初始pH值为3.3（自然pH值），考察发酵温度分别为 16、18、20、22、24 ℃时对发酵液糖度变化的影响。

发酵液初始pH值对发酵的影响：在发酵过程中，设定接种量为2.0%，发酵温度为20℃，考察发酵液初始 pH 值分别为 2.7、3.0、3.3、3.6、3.9、4.2 时，菌体浓度和发酵液糖度的变化。

1.3.4 正交试验

在单因素试验基础上，设计酵母接种量（A）、发酵温度（B）、发酵液初始pH值（C）、空列（D）四因素三水平L9（34）正交试验，正交因素水平表见表1。以感官品质为响应指标，优化发酵工艺参数。感官品质通过感官评分来衡量，结合本试验百香果酒的实际情况，制定感官评价标准如表2，邀请8名专业人员参照本标准作出品评和打分。

表1 正交试验因素水平Table 1 Orthogonal test factors and levels

表2 感官评分标准Table 2 Sensory scoring standard

1.3.5 质量检测

酵母菌浓度：血细胞计数板法测定；pH值：酸度计测定；糖度：手持式糖度计测定；酒精度：酒精计测定；总酸：电位滴定法测定，参照GB/T 10345-2007《白酒分析方法》[16]；残糖：3，5-二硝基水杨酸（3，5-dinitrosalicylic acid，DNS）法测定，参照 NY/T 2742-2015《水果及制品可溶性糖的测定》[17]；菌落总数：稀释平板计数法测定，参照GB 4789.2-2016《食品微生物菌落总数的测定》[18]；大肠菌群：稀释培养测数法测定，参照GB 4789.3-2016《食品微生物学检验大肠菌群计数》[19]。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 接种量对发酵的影响

接种量对发酵的影响见图1。

由图1可看出，接种量≤1.0%时，发酵启动比较慢从而导致发酵周期延长，这不但增加了生产成本，而且也提高了发酵液染菌的几率。接种量≥2.5%时，发酵液糖度迅速下降，发酵快速启动，虽然缩短了发酵周期，但过快的发酵对酒体风味物质的形成不利，从而降低酒的感官品质[20]。当接种量为1.5%～2.0%时，发酵速度适中，这有利于形成高质量的酒，当发酵至第9天时，该接种量范围的发酵液糖度已低于1°Bx，可在此时停止发酵。

图1 接种量对发酵的影响Fig.1 Effects of yeast inoculums on fermentation

2.1.2 温度对发酵的影响

温度对发酵的影响见图2。

图2 温度对发酵的影响Fig.2 Effects of temperature on fermentation

从图2中可以看出，发酵温度为16℃和18℃时，发酵启动及整个发酵过程都比较缓慢，第9天时的发酵液糖度还高于1°Bx，发酵不完全。而当发酵温度为22℃和24℃时，发酵启动较快，分别在第8天和第7天时发酵液糖度便降到了1°Bx以下，过快的发酵不仅不利于风味物质的形成，而且酒体会有较强的刺激口感，影响酒的感官品质[11]。当发酵温度为20℃时，发酵降糖速度较适中，有利于后期酒中风味成分的形成，酒的口感比较柔和，同时，酒液清澈度好，有利于后期的过滤澄清。

2.1.3 发酵液初始pH值对发酵的影响

发酵液初始pH值对发酵的影响见表3。

从表3可看出，发酵液初始pH值为2.7、3.0、4.2时，酵母繁殖较慢，较低的菌体浓度导致发酵液糖度下降很慢，发酵周期会比较长。当pH值为3.3、3.6、3.9时，48 h内菌体浓度增加较快，加速了发酵液糖度的下降。这可能是因为pH值较低或较高时，不利于该酿酒酵母的生长繁殖，从而影响了其发酵能力。

表3 发酵液初始pH值对发酵的影响Table 3 Effects of initial pH of fermentation broth on fermentation

2.2 正交试验结果与分析

在单因素试验确定的各因素参数范围内，以百香果酒的感官评分为指标设计正交试验结果如表4。

表4 正交试验设计和结果Table 4 Orthogonal test design and results

由表4可看到，9次试验得到的百香果酒的感官评分均超过了80分，这说明，在各因素选定的水平范围内，酿出的百香果酒质量都比较好。通过进一步对比，可以看出3个因素的最优水平分别为A2（接种量1.8%）、B2（发酵温度20℃）、C2（pH 3.6），且因素A即接种量对酒体感官质量的影响最大，而B发酵温度及C发酵液pH值影响较小，这可能是因为当接种量不同时，酵母经生长繁殖其菌体浓度不同，而菌体浓度对降糖影响最大，最终导致发酵差异较大。而温度在（20±1）℃范围内时，对酿酒酵母的生长代谢影响较小，因而其发酵程度变化不大。在A2B2C2发酵工艺参数下进行验证试验，制备的酒的感官评分为92.45±3.75，高于表4中各次试验的感官评分，因此该条件可最终确定为百香果酒最优发酵工艺参数。

2.3 质量检测结果

最优发酵工艺条件下获得的百香果酒，质量检测结果显示：酒精度为11.5%Vol、总酸为6.18 g/L（以酒石酸计）、残糖≤2 g/L（以葡萄糖计）、菌落总数≤10 cfu/mL、大肠菌群≤2 cfu/mL。本工艺制备的百香果酒，呈明亮橙黄色，酒液透明清澈。另外，本产品具有浓郁的百香果特征香气，无异味，酸甜可口，酒体柔和爽口。

3 结论

本研究通过酿酒酵母发酵百香果汁研制出一款发酵型百香果酒，重点对发酵工艺进行了优化。首先通过单因素试验考察了接种量、发酵温度及发酵液初始pH值3个重要因素对发酵液糖度变化的影响，然后在此基础上设计L9（34）正交试验进一步优化工艺，最终确定最优发酵工艺参数为：酵母接种量为体积百分比1.8%、发酵温度为20℃、发酵液初始pH值为3.6，在此条件下获得的百香果酒感官评分最高，为92.45±3.75。质量检测结果显示，本产品酒精度为11.5%Vol，具有本产品的典型风格。