唐琳懿^1,2，靳春平¹，唐江²，李峻峰²，劉達(dá)玉¹，鄒強(qiáng)^1*

（1.成都大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，四川成都 610106；2.安岳縣檸檬科學(xué)技術(shù)研究所，四川資陽 641300）

關(guān)鍵詞：檸檬；甘蔗；果酒；混菌發(fā)酵

Optimization of Fermentation Condition for Mixed Bacteria of Lemon-cane Wine

TANG Linyi^1,2, JIN Chunping¹, TANG Jiang², LI Junfeng², LIU Dayu¹, ZOU Qiang^1*

(1.College of Food and Biological Engineering, Chengdu University, Chengdu Sichuan 610106, China;

2.Anyue Lemon Science and Technology Institute, Ziyang Sichuan 641300, China)

Abstract: In order to improve the flavor and taste of the mixed fermented fruit wine of lemon and sugar cane, the effect of mixed inoculation fermentation of aroma-producing active yeast and alcohol active dry yeast for fruit wine on mixed fruit wine of lemon and sugar cane was studied. The results determined that the optimal process conditions for mixed bacteria inoculation for fermenting lemon and sugarcane wine were as follows: inoculation of aroma-producing active yeast 12 hours in advance, the inoculation amount of mixed bacteria was 0.7g/L,and the inoculation ratio of aroma-producing active yeast and alcohol active dry yeast for fruit wine was 1:6(m/m),lemon juice and sugar cane juice in a mixing ratio of 1:2(v/v).Under this condition, the alcohol content of lemon and sugar cane wine is 12.1%vol,and the sensory score is 87.This study provides a theoretical basis for the mixed fermentation of lemon and sugarcane wine.

Key words: lemon; sugar cane; fruit wine; mixed cultivation

檸檬富含檸檬酸、類黃酮、維生素C、維生素A及Ga、Fe等礦物質(zhì)，具有清除自由基、降低膽固醇、預(yù)防壞血病等多種功效^[1]。我國檸檬產(chǎn)量為8~10萬t，但加工產(chǎn)業(yè)起步較晚，僅20%的檸檬被用于加工^[2]，而用檸檬釀酒能保留檸檬的特殊香味^[3]，是檸檬加工的重要途徑。

檸檬汁含酸量較高，為5%左右，含糖量僅為7%左右，僅使用檸檬汁釀造果酒，酵母很難存活，通常需要通過添加糖或糧食搭配降酸。目前國內(nèi)普遍利用商品化的單一酵母菌株發(fā)酵生產(chǎn)檸檬果酒，但利用該方法生產(chǎn)得到的檸檬果酒存在檸檬果香味嚴(yán)重不足，口感淡薄的問題。近年來，越來越多的研究利用非釀酒酵母和釀酒酵母對果酒進(jìn)行混合發(fā)酵，通過混合發(fā)酵可有效提高果酒酒體色澤，增加果酒揮發(fā)性香氣成分^[4-6]。因此，本試驗將果酒專用酵母和生香酵母共同接種于檸檬和甘蔗混合汁中進(jìn)行發(fā)酵，通過單因素和正交試驗確定檸檬甘蔗果酒發(fā)酵*適條件，以期為檸檬甘蔗果酒的混菌發(fā)酵提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮且充分成熟的尤力克檸檬、新鮮無霉?fàn)€的云南羅漢甘蔗，市售；果酒專用酵母（SW）、生香活性干酵母，安琪酵母股份有限公司；偏重亞硫酸鉀、果膠酶（50000U/g），成都欣欣食品添加劑有限公司；白砂糖，云南滇鵬糖業(yè)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

BY111-0-100酒精計，東方化玻（北京）科技有限公司；SHP-80生化培養(yǎng)箱，常州普天儀器制造有限公司；JA2003N電子天平，上海佑科儀器儀表有限公司；HH-6水浴鍋，上海勝衛(wèi)電子科技有限公司；YT-9002多功能榨汁機(jī)，南京滿森餐飲設(shè)備有限公司。

1.3 試驗方法

參照劉達(dá)玉等^[7]方法。

1.3.1 檸檬甘蔗果酒釀造工藝流程

添加偏重亞硫酸鉀、果膠酶

↓

檸檬和甘蔗預(yù)處理（清洗、去皮榨汁、汁渣分離、加糖調(diào)配）→檸檬汁和甘蔗汁混合→酶解→滅酶→發(fā)酵→靜置澄清→陳釀→品評  

1.3.2 檸檬甘蔗果酒釀造操作要點

（1）調(diào)配后含糖量為12%的檸檬汁與調(diào)配后含糖量為26%的甘蔗汁按試驗比例混合成1.5L，然后在混合汁中添加1‰偏重亞硫酸鉀對其進(jìn)行防腐處理，接著添加果膠酶0.5mg/kg，45℃保溫90min后升溫至90℃并維持5min以滅酶；

（2）取上述檸檬汁、甘蔗汁的混合汁按試驗順序分別接種果酒專用酵母和生香活性干酵母，扎緊封閉缸口在25℃下發(fā)酵5d；

（3）發(fā)酵結(jié)束后取上清液，于（10±2）℃避光陳釀一個月，取樣待測。

1.3.3 檸檬甘蔗果酒工藝優(yōu)化單因素試驗

1.3.3.1 接種方式對檸檬甘蔗果酒的影響

在接種量0.8g/L、生香活性干酵母與果酒專用酵母接種比例1:5（m/m）、檸檬汁與甘蔗汁混合比例1:2（v/v）的條件下，將生香活性干酵母提前24h接種、生香活性干酵母提前12h接種、生香活性干酵母與果酒專用酵母同時接種、果酒專用酵母提前24h接種、果酒專用酵母提前12h接種檸檬甘蔗混合果汁，25℃發(fā)酵5d。

1.3.3.2 接種量對檸檬甘蔗果酒的影響

在生香活性干酵母與果酒專用酵母接種比例1:5（m/m）、檸檬汁與甘蔗汁混合比例1:2（v/v）、生香活性干酵母提前12h接種的條件下，調(diào)整不同酵母接種量0.5、0.6、0.7、0.8、0.9g/L接種檸檬甘蔗混合果汁，25℃發(fā)酵5d。

1.3.3.3 接種比例對檸檬甘蔗果酒的影響

在接種量0.8g/L、檸檬汁與甘蔗汁混合比例1:2（v/v）、生香活性干酵母提前12h接種的條件下，調(diào)整生香活性干酵母與果酒專用酵母接種比例分別為1:4、1:5、1:6、1:7、1:8（m/m）接種檸檬甘蔗混合果汁，25℃發(fā)酵5d。

1.3.3.4 混合比例對檸檬甘蔗果酒的影響

在接種量0.8g/L、生香活性干酵母與果酒專用酵母接種比例1:5（m/m）、生香活性干酵母提前12h接種的條件下，調(diào)整檸檬汁與甘蔗汁混合比例1:1、1:2、1:3、1:4、1:5（v/v），25℃發(fā)酵5d。

1.3.4 檸檬甘蔗果酒工藝優(yōu)化正交試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，挑選對果酒影響較大的因素設(shè)計正交試驗方案，進(jìn)行綜合研究分析，并對酒精度*條件組合和感官評分*條件組合分別進(jìn)行3次平行驗證試驗，計算酒精度和感官評分平均值，確定*工藝條件。正交試驗因素與水平見表1。

表1 正交試驗因素與水平

Tab.1 Orthogonal experimental factors and levels

1.3.5 檸檬甘蔗果酒酒精度測定

酒精度采用GB 5009.225—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 酒中乙醇濃度的測定》中第二法酒精計法測定^[8]。

1.3.6 檸檬甘蔗果酒感官評定

由10人組成的感官評定小組對檸檬甘蔗果酒的色澤、香氣、口感三方面進(jìn)行感官評分。評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 感官評分標(biāo)準(zhǔn)

Tab.2 Sensory scoring criteria

2 結(jié)果與分析

2.1 不同接種方式對檸檬甘蔗果酒發(fā)酵效果的影響

    如圖1所示，生香活性干酵母提前接種有利于提升檸檬甘蔗果酒的感官評分，但不利于提升酒精度。有研究表明，非釀酒酵母能夠顯著提高果酒中酯、醛、酮等風(fēng)味成分的含量^[9]，但兩種菌同時接種或生香活性干酵母后接種，感官評分均明顯降低，這可能是因為果酒專用酵母在發(fā)酵過程中成為了優(yōu)勢菌，不利于生香活性干酵母的代謝活動。當(dāng)生香活性干酵母提前12h接種時，感官評分*，故試驗選取生香活性干酵母提前24h、12h和與果酒專用酵母同時接種進(jìn)行正交試驗。

圖1 不同接種方式對檸檬甘蔗果酒發(fā)酵效果的影響

Fig.1 Effects of different inoculation methods on the fermentation effect of lemon sugarcane wine

2.2 混菌接種量對檸檬甘蔗果酒發(fā)酵效果的影響

如圖2所示，接種量在0.5~0.7g/L范圍內(nèi)，增加混菌接種量有利于提升檸檬甘蔗果酒酒精濃度及感官評分，接種量在0.7~0.9g/L范圍內(nèi)，隨著接種量的增加，檸檬甘蔗果酒酒精度及感官評分呈先降低后上升的趨勢。總體而言，接種量在0.5~0.9g/L范圍內(nèi)，增加混菌接種量對提升檸檬甘蔗果酒酒精度和感官評分具有有益影響，故試驗選取混合菌接種量0.7、0.8、0.9g/L進(jìn)行正交試驗。

圖2混菌接種量對檸檬甘蔗果酒發(fā)酵效果的影響

Fig.2 Effects of mixed bacterial inoculum on the fermentation effect of lemon sugar cane wine

2.3 不同混菌接種比例對檸檬甘蔗果酒發(fā)酵效果的影響

非釀酒酵母具備較為豐富的胞外酶，有利于水解產(chǎn)生大量的香味物質(zhì)前體，對提高發(fā)酵酒香味的復(fù)雜程度起到重要的作用^[10]。由于非釀酒酵母對酒精的耐受濃度較低，故在發(fā)酵中后期由于不適應(yīng)高濃度酒精環(huán)境而逐漸敗亡。如圖3所示，在相同接種量下，生香活性干酵母與果酒專用酵母接種比例1:4至1:6（m/m）范圍內(nèi)，增加混菌中果酒專用酵母比例，對檸檬甘蔗果酒的酒精度及感官評分產(chǎn)生有益影響，當(dāng)生香活性干酵母與果酒專用酵母接種比例超過1:6（m/m）時，隨著混菌比例的增加，檸檬甘蔗果酒酒精度不斷上升，果酒感官評分降低，這可能是由于環(huán)境中酒精度過高以及過量接種釀酒酵母使其過早成為優(yōu)勢菌，抑制了生香活性干酵母的代謝活動。由于在混菌接種比例1:4至1:6（m/m）范圍內(nèi)感官評分較高，故試驗選取混菌接種比例1:4、1:5、1:6（m/m）進(jìn)行正交試驗。

圖3混菌接種比例對檸檬甘蔗果酒發(fā)酵效果的影響

Fig.3 Effects of mixed bacteria inoculation ratio on the fermentation effect of lemon sugar cane wine

2.4 混合汁比例對檸檬甘蔗果酒發(fā)酵效果的影響

如圖4所示，在檸檬汁與甘蔗汁比例為1:1至1:5（v/v）范圍內(nèi)，隨著混合汁中甘蔗汁比例的不斷增加，果酒酒精度逐漸升高。但混合汁中甘蔗汁比例過高對果酒感官評分不利，當(dāng)檸檬汁與甘蔗汁比例為1:2（v/v）時，檸檬甘蔗果酒的感官評分*。當(dāng)檸檬汁與甘蔗汁比例超過1:2（v/v）時，隨著混合汁中甘蔗汁比例的不斷增加，果酒感官評分逐漸降低，這可能是由于甘蔗汁含有較高的糖含量，隨著混合汁中甘蔗汁比例的不斷升高，混合汁中可供酒精發(fā)酵的糖含量也隨之增加，有利于酒精的發(fā)酵與積累，從而抑制了非釀酒酵母的代謝活動。由于檸檬汁與甘蔗汁比例為1:1（v/v）時，雖然感官評分較高，但酒精度*（低于7%vol），故試驗選取混合汁比例1:2、1:3、1:4（v/v）進(jìn)行正交試驗。

圖4混合汁比例對檸檬甘蔗果酒發(fā)酵效果的影響

Fig.4 Effects of mixed juice ratio on the fermentation effect of lemon cane wine

2.5 混菌發(fā)酵檸檬甘蔗果酒工藝優(yōu)化正交試驗與結(jié)果分析

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，選取A（生香活性干酵母接種順序）、B（檸檬汁與甘蔗汁混合比例）、C（混菌接種量）、D（生香活性干酵母：果酒專用酵母接種比例）設(shè)計4因素3水平L₉(3⁴)正交試驗，以酒精度和感官評分作為評價指標(biāo)，確定*工藝組合。正交試驗結(jié)果如表3所示，進(jìn)一步驗證試驗結(jié)果如表4所示。

表3 混菌發(fā)酵正交試驗結(jié)果

Tab.3 Orthogonal test results of mixed bacteria fermentation

表4 *工藝條件進(jìn)一步試驗結(jié)果

Tab.4 Further test results of optimal process conditions

由表3可知，影響檸檬甘蔗果酒酒精度各因素主次順序為：B（檸檬汁與甘蔗汁混合比例）>D（生香活性干酵母：果酒專用酵母接種比例）>A（生香活性干酵母接種順序）>C（混菌接種量），*工藝條件組合為A₃B₃C₂D₃；影響檸檬甘蔗果酒感官評分各因素主次順序為：B（檸檬汁與甘蔗汁混合汁比例）>C（混菌接種量）>A（生香活性干酵母接種順序）>D（生香活性干酵母：果酒專用酵母接種比例），*工藝條件組合為A₂B₁C₁D₃。

將此兩組試驗進(jìn)行驗證，如表4所示，在A₂B₁C₁D₃條件下，檸檬甘蔗果酒的酒精度為12.1%vol，感官評分為87分；在A₃B₃C₂D₃條件下，檸檬甘蔗果酒的酒精度為13.4%vol，感官評分為72分，由于兩條件下酒精度均較高，而A₂B₁C₁D₃擁有更高的感官評分，故A₂B₁C₁D₃為*工藝條件組合。

3 結(jié)論

本研究利用單因素試驗與正交試驗得到生香活性干酵母與果酒專用酵母混合發(fā)酵檸檬甘蔗果酒的*工藝參數(shù)：生香活性干酵母提前12h接種、混菌接種量0.7g/L、生香活性干酵母與果酒專用酵母接種比例1:6（m/m）、檸檬汁和甘蔗汁混合比例1:2（v/v），在此條件下，檸檬甘蔗果酒的酒精度為12.1%vol，感官評分為87分。

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