張 健，趙慶桃，李靜思，衛(wèi)玉梅，楊 榮，李伍景，南立軍,3*，陳 靜

（1.楚雄師范學(xué)院資源環(huán)境與化學(xué)學(xué)院，云南楚雄 675000；2.昆明理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，云南昆明 650500；3.云南省高校葡萄與葡萄酒工程技術(shù)研究中心，云南楚雄 675000；4.北部灣大學(xué)食品工程學(xué)院，廣西欽州 535000）

酸木瓜（Chaenomeles sinensi），學(xué)名貼梗木瓜，薔薇科木瓜屬植物，是四川、貴州、云南等地重要的野生資源。在云南也稱皺皮木瓜或光皮木瓜，是臨滄市主要的藥食同源經(jīng)濟作物之一。成熟的酸木瓜色澤金黃，氣味芳香，營養(yǎng)豐富[1-2]。利用酸木瓜釀造的酸木瓜酒，在健胃消食、抗癌、保肝等方面都有較好的作用，同時，也增加了酸木瓜的附加值，提高了其經(jīng)濟價值。現(xiàn)階段，我國酸木瓜酒業(yè)在發(fā)展中存在酸木瓜釀酒工藝落后、專用釀造設(shè)備缺乏、優(yōu)良專用釀造酵母匱乏、穩(wěn)定性不佳這四大技術(shù)難題，極大地制約了酸木瓜酒業(yè)的發(fā)展。

酸木瓜鮮果具有糖低酸高的特點，如果直接發(fā)酵酒精度太低，同時酸高也會抑制發(fā)酵，所以在釀造過程中要進行調(diào)糖和降酸。果酒釀造過程中常用的調(diào)糖方式是添加蔗糖或糖化液。降酸工藝主要有化學(xué)降酸與生物降酸?；瘜W(xué)降酸法是目前果酒釀造中最有效的降酸方法之一，主要是利用堿性鹽類與有機酸反應(yīng)形成有機酸鈣沉淀，從而有效降低果酒中的有機酸含量，達到明顯的降酸效果[4]。目前碳酸鈣作為降酸劑在葡萄酒上的應(yīng)用較為廣泛，在酸木瓜酒上的報道很少。生物降酸法是利用微生物（酵母菌、乳酸菌）分解果汁或果酒中的有機酸，從而達到降酸的目的，微生物降酸不僅使酒的總酸下降，而且能修飾酒的風味，改善酒的口感，提高酒的品質(zhì)[5-7]。近年來，有研究者采用活性裂殖酵母或降酸菌對葡萄汁和檸檬汁進行降酸[8]。

目前，果酒釀造中幾乎都是采用添加SO2抑制酸酵母、廣膜酵母、醋酸菌、乳酸桿菌等有害雜菌生長，防止果汁變質(zhì)或產(chǎn)生毒素，這些雜菌的存在會導(dǎo)致果酒發(fā)酵不能正常進行。SO2除了具有殺菌作用外，還有使色素溶出、抗氧化、增酸、澄清等作用。目前國標中規(guī)定果酒中SO2添加量必須少于0.25 g/kg，近年來，研究表明SO2使用過量不僅影響果酒品質(zhì)，而且會刺激人體消化道黏膜，長期攝入還會對肝臟和腎臟造成損害，破壞酶活力，影響人體新陳代謝[9]。所以本試驗使用丙酸鈣、丙酸鈉來代替SO2。丙酸鈣、丙酸鈉在酸性條件下游離產(chǎn)生的丙酸分子，可穿透霉菌的細胞壁，抑制細胞內(nèi)酶的活性，從而阻礙霉菌增殖[10]。

試驗優(yōu)化了不同的加糖處理（蔗糖、玉米糖化液）、降酸處理（碳酸鈣、降酸酵母）、抑菌處理（丙酸鈣、丙酸鈉）對酸木瓜酒的影響，以期促進云南省特色農(nóng)產(chǎn)品酸木瓜產(chǎn)業(yè)的展。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料

酸木瓜，產(chǎn)自云南臨滄。果實長橢圓形，長10～15 cm，暗黃色，木質(zhì)，味芳香，果梗短，品質(zhì)良好。玉米粉，品種為‘克玉17’，產(chǎn)地為黑龍江省哈爾濱市。

1.1.2 試劑

釀酒酵母，型號71 B，上海杰兔工貿(mào)有限公司；降酸酵母，L-Au酵母，煙臺帝伯仕自釀機有限公司；自制玉米糖化液；蔗糖（食品級），云南滇王驛農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限公司；果膠酶（酶活50 200 U/g），湖北武漢萬榮科技發(fā)展有限公司；6%亞硫酸，山東凱龍化工科技發(fā)展有限公司；氫氧化鈉（分析純，≥96%），云南景銳科技有限公司；斐林試劑（GB/T 5009.7—2016），北京雷根生物技術(shù)有限公司；糖化酶（酶活100 000 U/g），博立生物制品有限公司；淀粉酶（酶活1 000 U/g），邢臺萬達生物工程有限公司；丙酸鈣（食品級，≥99%），商君專用食品添加劑商城；丙酸鈉（食品級，≥99%），浙江源豐生物科技有限公司；碳酸鈣（食品級，≥99%），湖南比克曼生物科技有限公司。

1.1.3 儀器與設(shè)備

電熱鼓風干燥箱，DHG-9070A，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；紫外可見分光光度計，UV-5500，上海元析儀器有限公司；電熱恒溫水浴鍋，HWS26，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；分析天平，TG328A，上海精科儀器廠。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

參照米桂等[11]的發(fā)酵工藝，略作修改。酸木瓜→挑選→清洗→削片→打漿→調(diào)糖、降酸、添加抑菌劑→酒精發(fā)酵→分離→蘋果酸-乳酸發(fā)酵→澄清→成品。

1.2.2 工藝操作要點

挑選成熟度較好且沒有病蟲害的果實，去除青果和霉爛果，清洗晾干，用菜刀去掉酸木瓜核，削成薄片。用榨汁機打漿，入罐，加35 mg/L 果膠酶冷浸漬24 h 后，分離沉淀物，用紗布將其過濾出清汁。接種0.5 g/L 降酸酵母，在28 ℃條件下降酸1 d，或添加18 g/L 碳酸鈣進行化學(xué)降酸處理1 d。加蔗糖或者糖化液。接種300 mg/L 葡萄酒活性干酵母71 B，在18～25 ℃條件下進行酒精發(fā)酵。在26～30 ℃下將1 g/100 kg 乳酸菌活化15 min，乳酸菌完全活化后加入酸木瓜酒中攪勻，將瓶口封閉，于18～20℃進行蘋果酸-乳酸發(fā)酵，期間乳酸菌將蘋果酸轉(zhuǎn)化為乳酸和二氧化碳，瓶蓋隆起，代表蘋果酸-乳酸發(fā)酵順利進行。在8～10 ℃下冷凍澄清12 h，得到成品。

1.2.3 試驗方案設(shè)計

根據(jù)前期試驗結(jié)果，利用不同的降酸劑和糖化劑，設(shè)計了四個方案，見表1。

表1 酸木瓜酒制作工藝方案Table 1 Production process of sour papaya wine

1.2.4 玉米糖化液的制備

參照趙依洋等[12]制備糙米酵素糖化液的方法制備玉米糖化液。

1.2.5 原料的改良

（1）調(diào)糖

采用蔗糖和糖化液調(diào)糖。按目標酒度10%vol 進行調(diào)糖。采用以下方法計算蔗糖和糖化液的添加量：蔗糖用量（10%vol×18g/L-96g/L）×1L=84g，糖化液用量（10%vol×18 g/L-96 g/L）÷68%≈123.5 g。制得玉米糖化液還原糖含量679.9 g/L，故其純度為68%。

（2）降酸

化學(xué)降酸：主要采用18 g/L 碳酸鈣降酸。降酸前測定酸木瓜汁中的可滴定酸含量，按照18 g/L 的碳酸鈣添加量計算并添加到酸木瓜汁中，充分攪拌均勻，倒罐，使之充分反應(yīng)。24 h 后再次測定酸木瓜汁中的可滴定酸含量。

生物降酸：接種0.5 g/L 降酸酵母到另一罐酸木瓜汁中進行發(fā)酵降酸。

1.2.6 抑菌劑的篩選

丙酸鈣、丙酸鈉在酸性條件下，游離產(chǎn)生的丙酸分子可穿透霉菌細胞壁，抑制細胞內(nèi)酶活性，從而阻礙霉菌增殖[13-14]。在澄清酸木瓜汁中分別按照0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9 g/L 的濃度添加丙酸鈣、丙酸鈉，以未添加抑菌劑的澄清酸木瓜汁為空白參照樣。

1.3 指標檢測

1.3.1 總糖和還原糖的測定

參照劉燁等[15]的方法，略作修改。計算公式見式（1）（2）。

式中，X1為總糖含量，g/L；X2為還原糖含量，g/L；F為斐林液A、B 各5 mL 相當于葡萄糖的克數(shù)，g；V1為吸取樣品體積，mL；V2為樣品稀釋后或水解定容體積，mL；V3為消耗試樣體積，mL；G為葡萄糖標準溶液的標準體積，mL；V為消耗葡萄糖標準溶液體積，mL。

1.3.2 可滴定酸（以檸檬酸計）含量的測定

參照吳婧婧等[16]的方法，略作修改。取20℃樣品2mL，置于250 mL 三角瓶中，加入中性蒸餾水50 mL，同時加入2 滴酚酞，立即用NaOH 標準滴定液滴定至終點（淡粉色），并保持30 s 不褪色，記下消耗NaOH 標準滴定液的體積。計算公式見式（3）。

式中，X為樣品中可滴定酸含量（以檸檬酸計），g/L；C為氫氧化鈉標準滴定液的濃度，mol/L；V0為空白試樣消耗氫氧化鈉標準滴定液的體積，mL；V1為樣品滴定時消耗氫氧化鈉標準滴定溶液的體積，mL；V2為吸取樣品體積，mL；70 為與1.00 mL 氫氧化鈉標準溶液相當?shù)囊钥吮硎镜臋幟仕岬馁|(zhì)量數(shù)值，g/mol。

1.3.3 樣品干浸出物含量的測定

參照陳維敏[17]的方法，略作修改。量取20 ℃樣品100 mL，倒入200 mL 蒸發(fā)器中，蒸發(fā)至約原體積1/3 取下，冷卻，將殘液用漏斗移入100 mL 密度瓶，用水多次蕩洗蒸發(fā)皿，洗液并入密度瓶中，于20 ℃定容至100 mL。根據(jù)式（4）計算干浸出物的含量。

式中，X為樣品中干浸出物的含量，g/L；m為密度瓶的質(zhì)量，g；m1為20 ℃時密度瓶與充滿密度瓶蒸餾水的總質(zhì)量，g；m2為20 ℃時密度瓶與充滿密度瓶試液的總質(zhì)量，g；1.001 8：20 ℃時密度瓶體積的修正系數(shù)；998.2為20 ℃時蒸餾水與干燥空氣密度值之差，g/L。

1.3.4 酒精度的測定

參照王俊等[18]的方法，略作修改。計算公式見式（5）。

式中，ρ20為試樣餾出液在20 ℃時密度，g/L；m為密度瓶質(zhì)量，g；m1為20 ℃時密度瓶與充滿密度瓶蒸餾水的總質(zhì)量，g；m2為20 ℃時密度瓶與充滿密度瓶試液的總質(zhì)量，g。得出數(shù)值，查密度與酒精度及其干浸出物換算表，得出試樣酒精度。

1.3.5 可溶性固形物含量的測定

參照馬瑋等[19]的方法，采用折光儀法，略作修改。重復(fù)3 次，取平均值。

1.3.6 比重的測定

采用比重計法測定。將比重計用蒸餾水洗凈后，放入待測液中，待比重計漂浮出液面且穩(wěn)定時讀數(shù)并記錄。

1.3.7 感官評價

選取10 名經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)并具有相應(yīng)品酒師證書的葡萄酒專業(yè)的學(xué)生組成品嘗小組。感官評價分為外觀、香氣、口感和整體，總分100 分，評分標準見表2（見上頁）。

表2 酸木瓜酒評分標準Table 2 Scoring standard of acid papaya wine

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Excel 2010 統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 調(diào)糖

制得的玉米糖化液冷凍之后呈白色固狀，測得其還原糖含量679.9 g/L。在20.2 ℃下，測得酸木瓜汁還原糖含量為96.0 g/L，可滴定酸（以檸檬酸計）含量為46 g/L，可溶性固形物含量為7.4%，pH 為2.91，比重為1.032。

1 L 酸木瓜汁中，按目標酒度10%vol 進行調(diào)糖，由表3 可知，方案一和方案三分別加入蔗糖84 g，方案二和方案四分別加入玉米糖化液123.6 g。經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)，加糖化液易造成微生物污染，且制備過程繁瑣，成本花費較高，沒有達到預(yù)期效果；根據(jù)最終酸木瓜成品酒的感官品評，考慮用蔗糖調(diào)糖。

表3 玉米糖化液與蔗糖添加量Table 3 Adding amount of corn saccharification solution and sucrose

2.2 降酸

從表4 可知，添加碳酸鈣24 h 后，酸木瓜汁中可滴定酸含量降低33 g/L，相同時間內(nèi)使用降酸酵母，可使滴定酸含量降低2 g/L，說明碳酸鈣降酸效果更好，碳酸鈣與降酸酵母相比，具有快速反應(yīng)、低成本、方便使用的優(yōu)點。碳酸鈣可以減少酸木瓜汁中的酸，快速達到降酸效果[4]，保留酸木瓜的原味。研究發(fā)現(xiàn)，使用酵母降酸作用效果不明顯，且易出現(xiàn)微生物污染。因此，最終選擇18 g/L碳酸鈣對酸木瓜汁進行降酸。

表4 不同降酸劑對木瓜汁降酸的影響Table 4 Effects of different drop acid agent on the deacidification of papaya juice

2.3 抑菌劑篩選

2.3.1 丙酸鈣的抑菌效果

吸光度值與細菌濃度是一個正比例關(guān)系，可使用分光光度法測定細菌濃度[20]。由圖1 可知，第1 天，酸木瓜汁中的菌濃度隨丙酸鈣濃度增加變化不大；第2 天，丙酸鈣濃度從0.5 g/L 增加到0.6 g/L 時，菌濃度降低較快，丙酸鈣濃度從0.6 g/L 增加到0.9 g/L，其抑菌效果在增加，但增速緩慢，因此丙酸鈣濃度在0.6 g/L 時，抑菌效果較好；第3 天，丙酸鈣濃度從0.4 g/L 增加到0.6 g/L 時，菌濃度降低較快，丙酸鈣濃度從0.6 g/L 增加到0.9 g/L，抑菌效果也在增加，但增速緩慢，因此丙酸鈣濃度在0.6 g/L時，抑菌效果較好。在同一濃度下，菌濃度隨時間延長而先降后增；相同時間內(nèi)，菌濃度隨抑菌劑濃度的增大而降低。通過綜合對比發(fā)現(xiàn)，丙酸鈣濃度在0.6 g/L 時，抑菌效果較好，這與周文等[13]的研究結(jié)果相同。主要原因是在酸性條件下（用酸度計測得澄清酸木瓜汁的pH 為2.91），丙酸鈣游離產(chǎn)生的丙酸分子可穿透霉菌細胞壁，抑制細胞內(nèi)酶活性，從而阻礙霉菌增殖，且對革蘭氏陰性桿菌或好氧芽孢桿菌有較強抑制作用[21]。

2.3.2 丙酸鈉的抑菌效果

由圖2 可知，在第1 天時，酸木瓜汁菌濃度隨丙酸鈉濃度變化不大。第2 天時，丙酸鈉濃度從0.4 g/L 增加到0.6 g/L 時，菌濃度降低較快，丙酸鈉濃度從0.6 g/L 增加到0.9 g/L，抑菌效果也在增加，但增速緩慢，因此，丙酸鈣濃度在0.6 g/L 時，抑菌效果較好；第3 天時，丙酸鈉濃度從0.5 g/L 增加到0.6 g/L 時，菌濃度降低較快，從0.6 g/L增加到0.9 g/L 時，降速較緩慢，因此，丙酸鈣濃度在0.6 g/L 時，抑菌效果較好。相同時間內(nèi)，菌濃度隨抑菌劑濃度的增大而降低。通過綜合對比發(fā)現(xiàn)，丙酸鈣濃度在0.6 g/L 時，抑菌效果較好，其作用機理與丙酸鈣相似。

2.3.3 丙酸鈉與丙酸鈣的抑菌效果對比

由圖3 可知，0.6 g/L 丙酸鈉與0.6 g/L 丙酸鈣對酸木瓜汁的抑菌效果都隨時間變化，0.6 g/L 丙酸鈣菌濃度先降后增，抑菌效果不持久，而0.6 g/L 丙酸鈉抑菌效果明顯且持久。因此，選擇0.6 g/L 丙酸鈉作為酸木瓜汁的抑菌劑。

分別對比了0.6 g/L 丙酸鈣和0.6 g/L 丙酸鈉兩種抑菌劑對酸木瓜汁在3 d 內(nèi)的抑菌效果，結(jié)果表明，0.6 g/L丙酸鈉具有良好抑菌效果。此用量明顯低于GB 2760—2011《食品添加劑使用標準》中對丙酸鹽添加量的要求。綜合考慮，選擇0.6 g/L 丙酸鈉作為酸木瓜汁的抑菌劑。

2.4 酸木瓜酒指標

2.4.1 發(fā)酵過程中指標監(jiān)測

由表5（見上頁）可知，酸木瓜汁由于酸高糖低，對酵母菌活動造成一定影響，發(fā)酵速度較慢，比重下降較慢，且通過對比加糖化液發(fā)酵和加蔗糖發(fā)酵的酸木瓜汁，加糖化液的酸木瓜汁發(fā)酵結(jié)束較快。接種降酸酵母進行發(fā)酵的酸木瓜汁，酸度降低較慢，發(fā)酵速度也較慢。

表5 發(fā)酵期間酸木瓜原料比重、溫度及pH 變化Table 5 Changes of raw material proportion,temperature and pH of acid papaya during fermentation

結(jié)合感官分析可知，用酵母降酸的酸木瓜汁風味更為復(fù)雜，而采用碳酸鈣化學(xué)降酸的降酸效果更好，可以考慮采用化學(xué)降酸與生物降酸相結(jié)合的方式，先進行化學(xué)降酸，然后接種降酸酵母進行生物降酸。

2.4.2 感官及理化指標分析

不同方案酸木瓜酒感官品評結(jié)果如表6 所示。由表知，方案一所得酸木瓜酒顏色為金黃色、澄清度較好、略帶蜂蜜味、香氣復(fù)雜度較單一；方案二所得酸木瓜酒澄清度較好，色澤較方案一的淺，有一種木瓜的清香，蜂蜜味不明顯；方案三和方案四所得酸木瓜酒均帶有木瓜的清香，但澄清度不好?？芍?，采用碳酸鈣降酸的酸木瓜酒澄清度較好，而采用降酸酵母降酸的酸木瓜酒澄清度較差。加蔗糖發(fā)酵的酒蜂蜜味更濃，加糖化液發(fā)酵的酒蜂蜜味不明顯。根據(jù)感官品評（表6），方案一釀造的酸木瓜酒品質(zhì)較好且蜂蜜味更濃郁。

表6 不同方案酸木瓜酒感官品評Table 6 Sensory evaluation of sour papaya wine with different schemes

基于以上分析，本實驗測定了方案一的理化指標，如表7。如表7 所示，酸木瓜酒總糖偏高，酒度偏低，發(fā)酵不夠徹底，由于酸木瓜汁酸度過高，抑制了酵母菌的活性，導(dǎo)致發(fā)酵提前結(jié)束。成品酒屬于半甜型酒，因此酸木瓜更適于釀造甜型、半甜型酒或者其他配制酒。

表7 方案一酸木瓜酒理化指標Table 7 Physical and chemical indexes of scheme 1 acid papaya wine

3 結(jié)論

本文通過研究不同的降酸劑、調(diào)糖劑、抑菌劑對酸木瓜酒的影響，發(fā)現(xiàn)采用18 g/L 碳酸鈣對酸木瓜汁進行降酸，相比于接種降酸酵母降酸，澄清度更好，降酸效率更高，成本更低，能更好的保留酸木瓜的原味，是最佳降酸劑；加蔗糖發(fā)酵的酸木瓜酒蜂蜜味更濃郁。對于酒中的蜂蜜味，初步推斷來源于酸木瓜原料，在發(fā)酵中由酒泥產(chǎn)生，經(jīng)過浸泡進入到酒體中從而使酒帶有蜂蜜味，并且蜂蜜味的形成與酸木瓜的成熟度有著密切關(guān)聯(lián)，成熟度越高，發(fā)酵后形成的蜂蜜味越濃郁，成熟度過低，則酒中不會出現(xiàn)蜂蜜味或者延遲出現(xiàn)，并且酒泥中的蜂蜜味遠比酒中的蜂蜜味更濃郁。而加糖化液發(fā)酵的酸木瓜酒易被微生物污染，且制備糖化液的過程也比較繁瑣，因此，對酸木瓜酒采取加蔗糖的方式調(diào)糖；與丙酸鈣相比，丙酸鈉的抑菌效果更好，且0.6 g/L 丙酸鈉抑菌效果最佳。因此，在酸木瓜酒的釀造過程中，選用18 g/L 碳酸鈣對酸木瓜汁進行化學(xué)降酸，用0.6 g/L 丙酸鈉作為抑菌劑，并添加蔗糖進行發(fā)酵的酸木瓜酒蜂蜜味更濃郁、澄清度更好、品質(zhì)更優(yōu)。