謝炎福

（洛陽(yáng)師范學(xué)院 生命科學(xué)系，河南 洛陽(yáng) 471022）

西瓜具有解熱消暑，除煩止渴等功效，河南省是我國(guó)西瓜產(chǎn)量最大的省份，每年可達(dá)約60億kg[1]。西瓜成熟期集中，大規(guī)模的集中上市不利于西瓜價(jià)格的穩(wěn)定，農(nóng)民常常遭遇賣瓜難的問(wèn)題，極大打擊了農(nóng)民的種瓜積極性，由此造成的西瓜價(jià)格波動(dòng)幅度較大，也不利于市場(chǎng)的穩(wěn)定[2]，所以加大西瓜的深加工研究成為一項(xiàng)迫切的任務(wù)。西瓜釀酒不僅可保留其原有的營(yíng)養(yǎng)成分，而且其中的酒精還能增加人的血液循環(huán)，改善和增加人體對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收能力，并可以提高農(nóng)產(chǎn)品的附加值，增加瓜農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入，保護(hù)瓜農(nóng)的生產(chǎn)積極性[3]。西瓜原酒口味較為刺激，味道不夠醇厚，通過(guò)傳統(tǒng)的自然陳釀可以解決這個(gè)問(wèn)題，但存在資金積壓、時(shí)間長(zhǎng)、貯存占地面積大等弊端，很難適應(yīng)時(shí)代的要求[4]。近年來(lái)，微波、超聲波、冷熱催陳等方法相繼在白酒和葡萄酒的陳化過(guò)程中的到得了廣泛應(yīng)用，實(shí)踐證明這些方法具有一定的催陳效果[5-9]，而對(duì)于西瓜酒的催陳方法國(guó)內(nèi)尚無(wú)報(bào)導(dǎo)，本實(shí)驗(yàn)就西瓜酒的釀制和催熟工藝進(jìn)行研究，以期在一定程度上填補(bǔ)這一空白。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

西瓜：本地自產(chǎn)充分成熟的新鮮西瓜，有光澤，西瓜香味充足。

亞硫酸鈉、二氯甲烷、酒石酸亞鐵、酒石酸鉀鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、無(wú)水硫酸鈉、氫氧化鈉等均為分析純，蔗糖（市售）。

酵母：從自然發(fā)酵的西瓜汁中篩選、誘變而得，能耐受較高的酒精度。

1.2 儀器與設(shè)備

DY-400SD型多頻超聲波細(xì)胞粉碎儀：上海德洋意邦有限公司；HMG-2010K型微波發(fā)生器：成都紐曼和瑞微波技術(shù)有限公司；UV-2401PC分光光度計(jì)：日本島津公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 西瓜酒的制備

先將西瓜洗凈并瀝干水分，然后去皮搗爛榨汁，榨出的西瓜汁用紗布過(guò)濾，出汁率約為65%，濾出的西瓜汁倒入硬質(zhì)玻璃容器中，75℃滅菌，保持20min左右備用。待西瓜汁冷卻澄清后，用手持糖度計(jì)測(cè)定西瓜汁中的含糖量，加入純凈白糖將西瓜汁含糖量調(diào)整為20%～22%，先用少量西瓜汁溶解后加入前篩選得到的西瓜酵母（酵母預(yù)先培養(yǎng)菌數(shù)為108個(gè)/mL），加入量為1/250（體積比）。為防止酸敗，加入少量亞硫酸鈉，其用量為每100kg西瓜汁加11～12g，將調(diào)配好的西瓜汁充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笱b入玻璃缸中，缸口用雙層封口膜封口，并置于23℃的環(huán)境中進(jìn)行酒精發(fā)酵，每天觀察、品嘗，待液面無(wú)氣泡冒出2d后，過(guò)濾除渣準(zhǔn)備催陳處理[10]。

1.3.2 西瓜酒的微波處理

在250mL三角瓶中裝入150mL釀制好的西瓜酒，置于微波發(fā)生器內(nèi)，分別用200W、400W和600W的微波功率處理西瓜酒原酒液，每次微波10s間隔20s，處理最高溫度控制在60℃內(nèi)，全程處理時(shí)間為1min。選取透光率最高的處理功率，再次采用工作10s間隔20s的辦法，總處理時(shí)間分別為0.5min、0.75min、1min、1.25min、1.5min，然后放入15℃冰箱中陳釀。3d后測(cè)定西瓜酒的各項(xiàng)理化指標(biāo)，并進(jìn)行感官評(píng)定。

1.3.3 西瓜酒的超聲波處理

取150mL西瓜原酒于燒杯中，將燒杯放入循環(huán)水浴，以保持溫度恒定，然后將超聲波粉碎儀探頭調(diào)節(jié)到燒杯西瓜酒液面以下1cm處，分別用200W、400W、600W和800W的超聲功率處理，工作2min后間歇1min，全程處理時(shí)間為12min。選取透光率最高的處理功率，再次采用工作2min后間歇1min的方式，全程處理時(shí)間分別為4min、8min、12min、16min、20min、24min，然后放入15℃冰箱中，3d后測(cè)定各項(xiàng)理化指標(biāo)，并進(jìn)行感官評(píng)定。

1.3.4 西瓜酒的紫外線處理

取150mL西瓜酒放于燒杯中，置于40W紫外燈下30cm處的垂直位置，分別連續(xù)處理5min、10min、15min、20min、25min，3d后分別測(cè)定各項(xiàng)理化指標(biāo)。

1.3.5 主要理化指標(biāo)的測(cè)定[11]

西瓜酒總酯含量測(cè)定采用皂化法；總酸含量測(cè)定采用酸堿滴定法；酒精度測(cè)定采用密度瓶法；透明度采用分光光度計(jì)法。

1.3.6 西瓜酒感官評(píng)價(jià)方法[12]

采用分析型感官評(píng)定。由9位品嘗人員對(duì)不同處理的酒樣進(jìn)行感官評(píng)定，評(píng)定項(xiàng)目有透明度、顏色、香氣、醋香、酸味、澀味、苦味、氧化味和酒體，滿分為20分。

表1 西瓜酒感官試驗(yàn)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory test criteria of watermelon wine

2 結(jié)果與討論

2.1 西瓜酒催陳效果的評(píng)價(jià)

常用的酒類評(píng)價(jià)方法主要分為兩類，感官評(píng)價(jià)和理化檢驗(yàn)的方法。兩種方法各有優(yōu)點(diǎn)，人的嗅覺(jué)及味覺(jué)極其靈敏，能辨別出細(xì)膩復(fù)雜的香味，這是化驗(yàn)分析難以做到的。然而，品評(píng)時(shí)存在濃度差、溫度差、溶媒差、異位差、異地差、掩蓋作用和人的身體狀況等影響因素，而且品評(píng)難以名詞化和數(shù)字化[13]。所以，酒的風(fēng)味質(zhì)量的判斷應(yīng)以品評(píng)與分析測(cè)試相結(jié)合，酒的陳釀效果應(yīng)依據(jù)有兩方面：一是感官指標(biāo)，二是理化指標(biāo)，兩者缺一不可[14]。

2.2 不同超聲波和微波功率對(duì)西瓜酒透光率的影響

分別在200W、400W、600W和800W超聲波功率條件下處理西瓜酒12min，如圖1所示，在不同的超聲波功率條件下西瓜酒的透光率無(wú)顯著變化，超聲波功率為400W時(shí)透光率達(dá)到最大值。分別用200W、400W、600W功率的微波對(duì)西瓜酒處理1min，不同的功率對(duì)西瓜酒的透光率有較明顯影響，微波功率為400W時(shí)透光率達(dá)到最大值，故選擇400W作為超聲波和微波的催陳處理功率。

圖1 超聲波、微波功率對(duì)西瓜酒透光率的影響Fig.1 Effect of ultrasonic wave and microwave on light transmittance of watermelon wine

2.3 超聲波催陳對(duì)西瓜酒理化因子的影響

由圖2、圖3可知，西瓜酒總酯含量先增高后降低，酒精度則相反，先降低后升高，超聲波處理20min時(shí)總酯含量達(dá)到最大值2.38g/L。超聲波增強(qiáng)了各類物質(zhì)的分子活化能，提高了分子間的有效碰撞率，使酯化反應(yīng)加速進(jìn)行，這是超聲和熱協(xié)同作用的結(jié)果[15]，表現(xiàn)為總酯含量的增加和酒精度的下降。繼續(xù)增加超聲波處理時(shí)間，總酯含量下降而酒精度升高，可能是由于超聲波處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，成酯作用逆反應(yīng)加大致使乙醇含量上升或者西瓜酒中酯等風(fēng)味物質(zhì)揮發(fā)量增加，導(dǎo)致西瓜酒中總酯含量下降。

圖2 超聲波處理時(shí)間對(duì)西瓜酒總酸總酯的影響Fig.2 Effect of ultrasonic processing time on total acidity and total ester of watermelon wine

圖3 超聲波處理時(shí)間對(duì)西瓜酒酒精度和透光率的影響Fig.3 Effect of ultrasonic processing time on alcohol content and light transmittance of watermelon wine

圖4 超聲波處理時(shí)間對(duì)西瓜酒感官品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of ultrasonic processing time on sensory quality of watermelon wine

由圖2可知，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，總酸含量經(jīng)歷了一個(gè)先降低后升高的一個(gè)過(guò)程，由于超聲波促進(jìn)了西瓜酒的酯化作用，有機(jī)酸和乙醇生成乙酸乙酯、乳酸乙酯等，導(dǎo)致最初總酸略微下降。隨著超聲波作用時(shí)間的延長(zhǎng)，超聲波的空化作用加速了醇類氧化，使乙醇氧化為醛，再進(jìn)一步氧化為酸的作用加劇，從而使酸的含量有所增加，最后氧化作用和成酯作用達(dá)到平衡。經(jīng)超聲波處理后，西瓜酒的透光率均有不同程度的提高，超聲波促進(jìn)了酒液極性分子的整齊排列以及低分子化合物的聚合與縮合反應(yīng)，使原來(lái)難溶的分子集團(tuán)有機(jī)融合，相互滲透，提高了透明度。

由圖4可知，在處理時(shí)間達(dá)16min時(shí)，感官得分最高，這和總酸、總酯等理化指標(biāo)的測(cè)定是基本一致的。超聲波具有加速低沸點(diǎn)成分揮發(fā)的作用，由于分子動(dòng)能的增加，使可能存在的硫化氫、乙醛等成分加速?gòu)木埔褐幸莩?，降低了新酒入口的糙辣和邪雜味；酯類物質(zhì)是西瓜酒香氣和風(fēng)味的重要組成成分，酸是西瓜酒的重要呈味物質(zhì)，與其他呈味物質(zhì)共同組成西瓜酒特有的芳香，最終導(dǎo)致西瓜酒感官品質(zhì)的變化，表現(xiàn)為酒味的協(xié)調(diào)性增強(qiáng)，也更清新爽口，更適合飲用。在實(shí)驗(yàn)中也注意到，超聲波處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)（≥18min），酒的透光率、總酸含量下降，感官品嘗有雜味，可能是再次的成酯反應(yīng)和分子過(guò)度吸收熱量后某些化學(xué)反應(yīng)過(guò)度活躍的結(jié)果。所以超聲波處理西瓜酒時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。

2.4 微波催陳對(duì)西瓜酒理化因子的影響

圖5 微波處理時(shí)間對(duì)西瓜酒總酸總酯的影響Fig.5 Effect of microwave processing time on total acidity and total ester of watermelon wine

由圖5～圖7可知，微波對(duì)西瓜酒的催陳作用和超聲波處理基本類似，總酯、總酸均逐漸升高，總酯在1.25min時(shí)達(dá)到最大，總酸在1.5min時(shí)達(dá)到最大；透光率逐漸上升，在0.75min時(shí)達(dá)到最大，而酒精度先降后升，感官評(píng)分在1.25min時(shí)達(dá)到最佳。酒體吸收微波能后，分子的內(nèi)能增加，加速了酯化等反應(yīng)的進(jìn)行。微波產(chǎn)生的高頻振蕩能破壞酒體中原有的水分子、乙醇分子締合群，有利于水分子和乙醇分子重新組合，使原來(lái)難溶的分子集團(tuán)有機(jī)融合，結(jié)成穩(wěn)定的締合分子群[16]；微波處理對(duì)酒的顏色變化影響較小，新酒經(jīng)過(guò)微波催陳處理，酒的香味增加，香氣變得協(xié)調(diào)和醇郁，有些雜味還由于氧化還原反應(yīng)而減弱或消失，從而實(shí)現(xiàn)了酒的催陳。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也注意到微波相比較超聲波來(lái)說(shuō)具有強(qiáng)烈的加熱功能，為避免酒的溫度過(guò)度升高影響酒的風(fēng)味，每次微波處理時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)。

圖6 微波處理時(shí)間對(duì)西瓜酒酒精度和透光率的影響Fig.6 Effect of microwave processing time on alcohol content and light transmittance of watermelon wine

圖7 微波處理時(shí)間對(duì)西瓜酒感官品質(zhì)的影響Fig.7 Effect of microwave processing time on sensory quality of watermelon wine

2.5 紫外線催陳對(duì)西瓜酒理化因子的影響

圖8 紫外線處理時(shí)間對(duì)西瓜酒總酸總酯的影響Fig.8 Effect of ultraviolet processing time on total acidity and total ester of watermelon wine

圖9 紫外線處理時(shí)間對(duì)西瓜酒酒精度和透光率的影響Fig.9 Effect of ultraviolet processing time on alcohol content and light transmittance of watermelon wine

圖10 紫外線處理時(shí)間對(duì)西瓜酒感官品質(zhì)的影響Fig.10 Effect of ultraviolet processing time on sensory quality of watermelon wine

西瓜酒經(jīng)紫外線照射后，總酸度在4.6～5.9g/L之間波動(dòng)，總酯含量上升，在20min時(shí)達(dá)到最大值，酒精度直線下降，透光率上升。在紫外線作用下，可產(chǎn)生少量的初生態(tài)氧，促使一些成分的氧化。紫外線具有較高的化學(xué)能量，經(jīng)紫外線照射后，酒體中醇、酸等分子能量提高，使分子間的有效碰撞率增加，使酯化、縮合、氧化還原等反應(yīng)加速進(jìn)行。酒的總酯含量上升，總酸含量的升降變化也是內(nèi)部酯化反應(yīng)和乙醇氧化反應(yīng)的結(jié)果。在照射20min時(shí)，西瓜酒的感官評(píng)分達(dá)到最大值，紫外光幾乎不會(huì)令酒體升溫，故能較好地保持風(fēng)味，但處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，也會(huì)如超聲波處理一樣有邪雜味的產(chǎn)生。

3 總結(jié)

酒的陳釀過(guò)程非常復(fù)雜，參加反應(yīng)的分子種類有百余種，甚至有許多不為人了解的成分存在。對(duì)于西瓜酒的催陳，超聲波、微波分別在400W功率條件下處理16min和1.25min取得最佳效果，紫外線處理20min取得最佳效果。超聲波處理后香氣濃郁，感官風(fēng)味更為醇厚，微波催陳的西瓜酒顏色最好，紫外線處理酒體不會(huì)升溫，最為簡(jiǎn)單方便，3種方法對(duì)西瓜酒均有催陳效果。綜合比較，以超聲波功率400W處理16min效果為最好，總酯含量（2.37g/L）和透光率（59.7%）基本達(dá)到最大值，酒體呈淺紅色，具有西瓜酒特有的果香，無(wú)其他雜味，感官評(píng)分達(dá)16.8分。

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