馮尚坤

（臺州科技職業(yè)學(xué)院，浙江 臺州 318020）

營養(yǎng)型獼猴桃酒發(fā)酵工藝優(yōu)化

馮尚坤

（臺州科技職業(yè)學(xué)院，浙江 臺州 318020）

為釀造營養(yǎng)型獼猴桃酒，以感官評定和維生素C（VC）保存率為評價指標(biāo)，在單因素的基礎(chǔ)上選取對獼猴桃酒發(fā)酵影響較大的接種量、發(fā)酵溫度和SO2添加量這3個因素進行響應(yīng)面試驗優(yōu)化。通過響應(yīng)面試驗優(yōu)化后得到獼猴桃酒發(fā)酵工藝為接種量1.1‰；發(fā)酵溫度21℃；SO2添加量85 mg/L。在此條件下得到的獼猴桃酒澄清透明，色澤翠綠，有典型的獼猴桃香氣，感官評分為87.67，VC保存率達到85.53%。

獼猴桃酒；發(fā)酵工藝；響應(yīng)面優(yōu)化；維生素C

獼猴桃營養(yǎng)豐富，含有多種維生素、礦物質(zhì)和氨基酸，尤其是維生素C（vitamin C，VC）含量達100～420 mg/100 g，位居各種水果的前列[1]。將獼猴桃深加工成果酒不僅能夠提高獼猴桃的利用價值，而且其獨特的風(fēng)味和保健價值廣受消費者喜愛。目前獼猴桃酒的發(fā)酵基本采取葡萄酒釀造工藝進行，然后以酒精度[2-3]、感官評價[4-6]等為指標(biāo)進行優(yōu)化，但是傳統(tǒng)的工藝優(yōu)化沒有考慮獼猴桃中營養(yǎng)物質(zhì)的保存。獼猴桃因富含VC，具有很強的抗氧化性，并且可以直接被動物和人體利用[7-9]，VC是獼猴桃重要的營養(yǎng)活性物質(zhì)[10-11]，因此在釀造過程中必須提高VC的保存率才更能體現(xiàn)獼猴桃酒的特征。

本研究以獼猴桃為原料，以VC保存率和感官評定值為評價指標(biāo)，通過單因素試驗和響應(yīng)面設(shè)計優(yōu)化發(fā)酵工藝，釀制具有保健價值和良好口感的獼猴桃酒，為其進一步開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

獼猴桃（平均果質(zhì)量95.4 g，還原糖含量102.6 g/kg，可滴定酸（以酒石酸計）15.47 g/L，VC含量127.8 mg/100 g）：市購。

白砂糖：市購；安琪果酒酵母：安琪酵母股份有限公司；偏重亞硫酸鉀、檸檬酸、2,6-二氯靛酚、抗壞血酸：國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SJ-500A惠人原汁機：青島惠人品牌管理有限公司；PHS-3TC酸度計：上海天達儀器有限公司；TE612-L電子天平：賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；721型可見分光光度計：尤尼柯（上海）儀器有限公司；HH系列恒溫水浴鍋：江蘇金壇市億通電子有限公司；SPX-250恒溫培養(yǎng)箱：北京市永光明醫(yī)療儀器廠。

1.3 試驗方法

1.3.1 果酒酵母活化

將活性干酵母按照質(zhì)量比1∶10的比例加入獼猴桃果汁中，搖勻，在35℃水浴中保溫20 min，按相應(yīng)接種量加入到待發(fā)酵的果汁中。

1.3.2 發(fā)酵監(jiān)控

按照試驗設(shè)計條件進行發(fā)酵，每天倒罐一次，倒罐12 h后不再產(chǎn)生氣泡認(rèn)定為發(fā)酵結(jié)束，發(fā)酵結(jié)束后裝滿瓶在15℃條件下放置10 d后進行感官評定和VC測定。

1.3.3 分析方法

總酸、總糖、VC等按照GB/T 15038—2006《葡萄酒果酒通用分析方法》進行分析，感官評定由10人品評小組進行感官評分，滿分100分，評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.3.4 單因素試驗

以起始糖度17%，pH 3.0，發(fā)酵溫度20℃，接種量1.0‰，SO2添加量70 mg/L為基準(zhǔn)，將VC保存率和感官評分作為評價指標(biāo)，分別研究起始糖度、pH值、發(fā)酵溫度、接種量、SO2添加量對獼猴桃酒品質(zhì)的影響。

1.3.5 響應(yīng)面優(yōu)化試驗

選取單因素試驗中對感官評分和VC保存率影響較大的接種量、發(fā)酵溫度和SO2添加量3個因素，利用Expert Design8.0軟件對發(fā)酵工藝進行Box-Behnken響應(yīng)面優(yōu)化，優(yōu)化設(shè)計方案，試驗因子水平編碼表見表2。

2 結(jié)果與分析

2.1 起始糖度對獼猴桃酒品質(zhì)的影響

起始糖度對獼猴桃酒品質(zhì)的影響結(jié)果見表3。

由表3可知，隨著起始糖度的增加，VC保存率降低，同時過高的起始糖度（27%）影響了獼猴桃酒的品質(zhì)。較高的起始糖度不僅會延長發(fā)酵周期，還會對酵母繁殖有所抑制，從而拖延了開始發(fā)酵時間，進而對酒的品質(zhì)的有較大影響[12-13]。起始糖度為17%時，感官評分最高，且VC保存率較起始糖度為12%時下降較少。所以選擇初始糖度17%進行后續(xù)試驗。

2.2 pH值對獼猴桃酒品質(zhì)的影響

不同pH值對酒品質(zhì)的影響結(jié)果見表4。

由表4可知，不同pH值對獼猴桃酒品質(zhì)影響不同，在低pH值條件下（2.0）酵母生長緩慢，發(fā)酵周期延長，從而使VC保存率降低，感官上也不協(xié)調(diào)。而在高pH值（5.0以上）時，由于酸含量過低，使酒體缺少刺激感，過于平淡，同時高pH值容易感染雜菌。根據(jù)葡萄發(fā)酵過程中適合的糖酸比才是葡萄酒感官特征的重要保證[14]，獼猴桃酸含量較高，但化學(xué)降酸對果汁品質(zhì)影響較大，而獼猴桃汁原始pH（3.2）不影響發(fā)酵進行，因此本研究在發(fā)酵前沒有對獼猴桃pH值進行調(diào)整，后期可以進行蘋果酸乳酸發(fā)酵進行降酸[15]。

2.3 接種量對獼猴桃酒品質(zhì)的影響

不同接種量對獼猴桃酒品質(zhì)的影響結(jié)果見表5。

由表5可知，低接種量會延長發(fā)酵周期，同時使VC損失顯著。隨著接種量的增加主發(fā)酵時間縮短，而接種量達到1.4‰以上時主發(fā)酵時間沒有差異，對VC保存率影響不顯著，但是發(fā)酵過快對獼猴桃酒的感官有所影響，并且接種量過大增加了生產(chǎn)成本，因此選擇1.0‰左右的接種量進行優(yōu)化。

2.4 發(fā)酵溫度對獼猴桃酒品質(zhì)的影響

發(fā)酵溫度對獼猴桃酒品質(zhì)的影響見表6。

由表6可知，發(fā)酵溫度對獼猴桃酒品質(zhì)影響顯著。較低的發(fā)酵溫度使酵母活性不足，發(fā)酵周期延長。隨著發(fā)酵溫度升高發(fā)酵周期縮短，VC保存率降低，VC是活潑的抗氧化物質(zhì)，在高溫條件下（30℃以上）更容易被氧化，高溫發(fā)酵對獼猴桃酒感官帶來不良影響，因此選擇20℃左右的發(fā)酵溫度進行優(yōu)化。

2.5 SO2添加量對獼猴桃酒品質(zhì)的影響

SO2添加量對獼猴桃酒品質(zhì)的影響見表7。

SO2不僅能夠抑制果汁中微生物生長，還具有較強的抗氧化性，但是添加過多的SO2會影響酵母繁殖和酒的口感[16]，因此SO2的添加量在獼猴桃酒釀造中有著重要作用。由表7可知，較低的SO2添加量不能抑制雜菌的生長，從而造成獼猴桃酒的染菌。過高的SO2添加量（130 mg/L以上）會抑制酵母繁殖，使發(fā)酵周期延長，雖然SO2具有抗氧化作用，但是過長的發(fā)酵周期使VC損失顯著，因此選擇100 mg/L左右的SO2添加量進行優(yōu)化。

2.6 響應(yīng)面結(jié)果與分析

為了在良好口感的基礎(chǔ)上最大程度的保留獼猴桃的營養(yǎng)成分，發(fā)酵完成后，以感官評定和VC保存率為綜合評價指標(biāo)，通過加權(quán)方法對數(shù)據(jù)進行響應(yīng)面分析，加權(quán)值分別為0.6、0.4。響應(yīng)面分析試驗設(shè)計方案及結(jié)果見表8。通過Expert Design8.0對表8進行方差分析和回歸系數(shù)顯著性檢驗，結(jié)果見表9。

運用Expert Design8.0軟件對表8進行多元回歸擬合，得到響應(yīng)值（R）與3個因素接種量（A）、發(fā)酵溫度（B）和SO2添加量（C）之間的回歸模型為：

R=84.93+2.71×A+3.33×B-3.70×C+1.52×A×B+2.08×A×C-0.64× B×C-4.69×A2-8.19×B2-1.79×C2

由表9可知，通過響應(yīng)面優(yōu)化后得到的模型極顯著（P=0.000 2＜0.01），說明該模型可信，模型的復(fù)相關(guān)系數(shù)R2=98.97%，失擬項P=0.235 4＞0.05，說明該回歸方程擬合程度良好。優(yōu)化的3個因素對獼猴桃酒品質(zhì)都有顯著影響（P＜0.05），通過F值大小推斷試驗范圍內(nèi)各因素對試驗結(jié)果的重要性可知，3個因素對獼猴桃酒感官和VC保存率影響大小是C（SO2添加量）＞B（發(fā)酵溫度）＞A（接種量）。

根據(jù)回歸方程，分析接種量、發(fā)酵溫度和SO2添加量對綜合響應(yīng)值的影響，結(jié)果如圖1所示。

通過軟件分析，可得出營養(yǎng)型獼猴桃酒最佳發(fā)酵工藝參數(shù)為接種量1.05‰；發(fā)酵溫度20.90℃；SO2添加量84.95 mg/L，在此條件下最大加權(quán)值為87.22。為了檢驗?zāi)Ｐ皖A(yù)測的準(zhǔn)確性，根據(jù)上述最佳條件進行發(fā)酵試驗，同時根據(jù)實際情況，將發(fā)酵條件修正為接種量1.1‰，發(fā)酵溫度21℃，SO2添加量85 mg/L，重復(fù)3次。測得平均加權(quán)值為86.81±0.73，其中感官評分為87.67±0.58，VC保存率為（85.53%±1.07）%，與預(yù)測值相比相對誤差為0.4%，與預(yù)測模型吻合良好，說明該模型可信，在此條件下發(fā)酵得到的獼猴桃酒VC保存率高，最大程度的保留了獼猴桃的營養(yǎng)價值，同時還具有良好的感官風(fēng)味特征，具有一定實用價值。

3 結(jié)論

通過單因素試驗發(fā)現(xiàn)接種量、發(fā)酵溫度和SO2添加量對獼猴桃酒品質(zhì)有較大影響，在此基礎(chǔ)上通過Expert Design8.0對獼猴桃酒發(fā)酵工藝進行優(yōu)化，最優(yōu)發(fā)酵條件為接種量1.1‰；發(fā)酵溫度21℃；SO2添加量85 mg/L。在此發(fā)酵條件下得到的獼猴桃酒澄清翠綠，獼猴桃香氣典型，感官評分為87.67分，VC保存率達到85.53%。綜合模型分析和驗證試驗結(jié)果表明，響應(yīng)面優(yōu)化得到的營養(yǎng)型獼猴桃酒發(fā)酵參數(shù)具有一定的實際應(yīng)用價值。

[1]黃 誠，周長春，李 偉.獼猴桃的營養(yǎng)保健功能與開發(fā)利用研究[J].食品科技，2007（4）：51-55.

[2]孫洪浩，朱正軍，鄧元海，等.野生獼猴桃干酒釀造工藝研究[J].中國釀造，2014，33（3）：62-66.

[3]霍丹群，王洪彬，宋興興，等.響應(yīng)面法優(yōu)化獼猴桃原酒發(fā)酵工藝[J].食品工業(yè)科技，2013，34（9）：219-223.

[4]馬榮山，王 舒.獼猴桃酒釀造過程中VC含量變化的研究[J].中國釀造，2008，27（20）：44-46.

[5]彭幫柱，岳田利，袁亞宏，等.獼猴桃酒釀造工藝參數(shù)優(yōu)化及其香氣成分分析[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2007，23（2）：229-232.

[6]PENG B,YUE T,YUAN Y.Quality evaluation of kiwi wine[J].Int J Food Eng,2006,2(4):1556-3758.

[7]CARR A C,BOZONET S M,PULLAR JM,etal.Mood improvementin young adult males following supplementation with gold kiwifruit,a high-vitamin Cfood[J].J Nutr Sci,2013,24(2):1-8.

[8]CARR A C,BOZONET S M,PULLAR J M,et al.A randomized steady-state bioavailability study of synthetic versus natural(Kiwifruitderived)vitamin C[J].Nutrients,2013,5(9):3684-3695.

[9]CARR A C,BOZONET S M,PULLAR J M,et al.Human skeletalmuscle ascorbate is highly responsive to changes in vitamin C intake and plasma concentrations[J].Am J Clin Nutr,2013,97(4):800-807.

[10]COLLINS B H,HORSKáA,HOTTEN P M,et al.Kiwifruit protects againstoxidative DNAdamage in human cells and in vitro[J].Nutr Cancer,2001,39(1):148-153.

[11]NISHIYAMA I,YAMASHITA Y,YAMANAKA M,et al.Varietaldifference in vitamin C contentin the fruitofkiwifruit and other Actinidia species[J].J Agr Food Chem,2004,52(17):5472-5475.

[12]張海寧.野生獼猴桃酒生產(chǎn)工藝研究[D].洛陽：河南科技大學(xué)碩士論文，2011.

[13]WOO S M,LEE M H,SEO J H,et al.Quality characteristics of kiwi wine on alcoholfermentation strains[J].J Korean Soc Food Sci Nutr, 2007,36(6):684-693.

[14]LIU H F,WU B H,FAN P G,etal.Sugar and acid concentrations in 98 grape cultivars analyzed by principalcomponentanalysis[J].J Sci Food Agr,2006,86(10):1526-1536.

[15]張占洋，何 佳，劉 雅，等.乳酸菌對干獼猴桃酒降酸作用的研究[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2013（8）：55-60.

[16]顧國賢.釀造酒工藝學(xué)[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1996.

Optimization of nutritional kiwi wine fermentation process

FENGShangkun

(Taizhou Vocational College of Science and Technology,Taizhou 318020,China)

In order to brew nutritionalkiwiwine,using sensory evaluation score and vitamin C preserving rate as evaluation index,inoculum,fermentation temperature and SO2addition as evaluation factors,the fermentation process was optimized by response surface methodology on the basis of single factor experiments.The response surface analysis revealed thatthe optimalconditions for kiwiwine fermentation were inoculum 1.1‰,temperature 21℃,SO2addition 85 mg/L.Under the above conditions,the wine was clear and transparentwith green color and typicalkiwifruitaroma. The sensory evaluation score was 87.67 and the vitamin C preserving rate was 85.53%.

kiwiwine;fermentation process;response surface methodology;vitamin C

TS262.7

B

0254-5071（2015）02-0172-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2015.02.038

2014-12-15

馮尚坤（1975-），男，副教授，碩士，研究方向為食品加工及食品營養(yǎng)。