西瓜酒酿造工艺研究.docx

西瓜酒酿造工艺研究刘殿锋 1 , 2 ，张志轩 2 ，轩文娟 1 ，朱学文 2 ，刘明晨 2 ，吴春昊 2 ，郭培军 2(1.南京师范大学生命科学学院，江苏 南京210046；2.濮阳职业技术学院生物工程与农业经济系，河南 濮阳457000)摘要：为开发出高品质的西瓜酒，以西瓜汁为主要原料，通过单因素试验和正交试验，探索西瓜酒的发酵工艺。正交试验结果表明，最佳的发酵工艺条件为主发酵温度 24、干酵母接种量 0.3g/L、西瓜汁糖度 24%。西瓜酒不但营养丰富、风味优雅，而且还具有保健作用，是一种符合现代人健康理念的保健饮品。关键词：西瓜；西瓜酒；发酵工艺；正交试验Investigation of Brewing Process of Watermelon WineLIU Dian-feng1, 2，ZHANG Zhi-xuan2，XUAN Wen-juan1，ZHU Xue-wen2，LIU Ming-chen2，WU Chun-hao2，GUO Pei-jun2210046, China ；2. Department of Bioengineering and Agronomics,(1. College of Life Sciences, Nanjing Normal University, NanjingCollege of Puyang Vocational and Technical, Puyang457000, China)Abstract：In order to develop high quality watermelon wine, the brewing process using watermelon juice as the major materialwas investigated using single factor and orthogonal experiments. The optimal values of brewing conditions were main fermenta- tion temperature 24 , yeast inoculation amount 0.3 g/L of and initial sugar content in watermelon juice 24%. The watermelonwine brewed under this optimal condition can provide not only high nutrition benefits and elegant flavor, but also health- promoting function. Therefore, it is a kind of healthcare drink.Key words：watermelon；watermelon wine；brewing process；orthogonal experiment中图分类号：TS261.4文献标识码：B文章编号：1002-6630(2009)20-0478-04西瓜在我国资源丰富，种植面积广泛，其汁多味甜，能解热消暑，除烦止渴，是深受广大消费者青睐 的夏令佳品。西瓜不但营养价值丰富，富含多种维生 素、矿物质、氨基酸和一定的配糖体、枸杞碱、腺 嘌呤等成分，而且还具有良好的药用价值，能解暑清 热、生津止渴，具有利尿、解酒去毒等功效，是治 疗中暑、高血压、肾炎、尿路感染、口疮等病的良 药 1 - 2 。另外，西瓜中还含有丰富的番茄红素 3 ，它是 一种类胡萝卜素，具有抗氧化，抑制突变，降低核酸 损伤，减少心血管疾病及预防癌症等多种功能 4 - 6 。但 西瓜是季节性很强的水果，并且瓜瓤及汁易氧化，不 易保鲜，因此其深加工技术一直受到国内外食品科研者 的关注。为解决西瓜深加工的技术性难题，提高西瓜 的附加值，本实验针对西瓜酒的酿造工艺进行研究，以期为西瓜的深加工提供参考。西瓜、蔗糖 市售；葡萄酒干酵母 湖北安琪酵母股份有限公司。1.2 仪器与设备DHP-9162 电热恒温培养箱上海一恒科技有限公司；SW-CJ-ID 超净工作台苏州净化设备有限公司；YX280B高压灭菌锅 上海三申医疗器械有限公司；DHG-9146A 电热恒温鼓风干燥箱 上海精密仪器实验设备厂； 手持糖度计 泉州光学仪器厂；TA1203 电子天平 上海恒平科学仪器有限公司；榨汁机1.3 方法九阳股份有限公司。1.3.1工艺流程西瓜清洗去皮榨汁过滤澄清调配灭菌加葡萄酒干酵母前发酵后发酵陈酿过滤澄清灌装灭菌成品1.3.2 操作要点1 材料与方法1.3.2.1原料的选择材料1.1选择新鲜、成熟、有光泽、个大饱满的西瓜，西收稿日期：20 08-11-14基金项目：濮阳市科技攻关重点项目(080504)作者简介：刘殿锋(19 75 )，男，讲师，博士研究生，研究方向为食品生物技术、分子生态学。E -m ail：h n_ ld f12 6.co m技术应用食品科学2009, Vol. 30, No. 20479瓜汁的折光糖含量大于 1 1 % 。度分别 2 0 % 、2 2 % 、2 4 % 、2 6 % 、2 8 % 的条件下进行发酵，测定不同西瓜汁糖度下发酵的西瓜酒的酒精度、 酸度、残糖含量、可溶性固形物含量指标。1.5 西瓜酒发酵工艺条件的优化 为全面考察各因素对西瓜酒发酵工艺条件的影响，在单因素试验基础上，选出影响发酵效果较大的各个因 素水平，以酒精度和成品感官指标评分为试验指标，进 行 L 9 ( 3 3 ) 正交试验。1.6 品质鉴定西瓜汁的制取、调配1.3.2.2不锈钢水果刀将西瓜去皮、切块、除籽，然后用榨汁机榨汁。用三到四层消毒纱布过滤，除去果汁中 的碎西瓜肉和粗纤维等物质。根据需要用柠檬酸和碳酸 钙调节果汁 pH3.33.5，用蔗糖调节糖度, 然后将西瓜汁 在 100、810s 的条件下高温瞬时灭菌，然后冷却至 常温备用。 加果酒酵母1.3.2.3感官评定感官评定采用百分制计分，按表 1 中的标准由 10 名 专业技术人员对产品进行感官评定。1.6.1菌种采用安琪葡萄酒干酵母。先将葡萄酒酵母倒入10 倍体积的 1% 蔗糖水中，振摇均匀后在 35水浴条件 下静置 30 mi n，使之充分活化，然后加入调配好的西瓜 汁中发酵。 表 1感官评分标准Sensory evaluation standards for quality of watermelon wineTable 1前发酵1.3.2.4将加果酒酵母后的西瓜汁放人 1826的生化培养箱中发酵。发酵约 4 d 时，测得发酵醪的糖度。若糖 度仅为 2% 3% ，前发酵结束。发酵时可加入亚硫酸氢钠, 以防杂菌感染，加入量为 0 .0 1 %( m /V ) 。项目标准分值色泽澄清度 酒香 滋味 综合评价金黄色清澈透明、晶莹、有光泽、光亮、无浑浊现象1020香气浓郁，西瓜味清新、优美、有西瓜的特殊芳香味 35圆润、纯正、丰满绕有余味，酸味柔和、爽口351.3.2.5后发酵主发酵结束后，在无菌条件下将原酒过滤到经灭菌的密闭容器中，保持 2 0 发酵 1 5 d 。细腻、 协调、 丰满、 酒体丰富有力、 回味绵长、愉快、风格明确1001.3.2.6陈酿1.6.2理化指标酒精度测定：采用 GB/T 15038 2006 密度计法测发酵完毕后，将恒温培养箱调至 15 陈酿 1 个月。过滤、 澄清 1.3.2.7定。酸度测定：采用 GB/T 15038 2006 与 GB/T 12456 9 0 指示剂法测定，以含一分子的柠檬酸计，酸的换 算系数为 0.070；残留还原糖含量测定：采用 GB/T 15038 2006 斐林氏法测定；可溶性固形物含量(表观糖度)测 定：采用手持糖量计测定。将陈酿的酒液除去酒脚，并加入明胶和单宁，静置一段时间，然后过滤，使酒液澄清，得到金黄色的 澄清果酒。 灌装、 灭菌 1.3.2.8将过滤、澄清后的果酒分装于玻璃瓶中，密封后在70条件下水浴灭菌 30min，冷却后在低温条件下贮存。1.6.2.5甲醇含量测定采用 GB/T 15038 2006 比色法测定。卫生指标细菌总数、大肠杆菌及致病菌的测定按 GB/T 4789.25西瓜酒发酵工艺条件的单因素试验温度的影响在西瓜汁糖度 2 4 % 、干酵母接种量 0 . 3 g / L 时，分1.41.4.11.6.3 2 00 3 规定的方法进行。别在 1 8 、2 0 、2 2 、2 4 、2 6 的条件下进行主发酵，测定不同温度下发酵的西瓜酒的酒精度、酸度、残糖 含量、可溶性固形物含量指标。2 结果与分析2.1 单因素试验1.4.2酵母接种量的影响在西瓜汁糖度 2 4 % 、温度 2 2 时，干酵母的接种2.1.1温度的影响从表 2 可看出，温度对西瓜酒的酒精度有一定的影量分别为 0. 1、0 .2 、0 .3 、0 .4 、0. 5g /L 的条件下进行发酵，测定不同干酵母的接种量下发酵的西瓜酒的酒精 度、酸度、残糖含量、可溶性固形物含量指标。响，但并太大。在 1 8 2 6 的温度范围内进行主发酵时，酒精度随着温度的上升也随之略有上升。原因可 能是温度越低，酵母发酵速度越慢，少量的糖被残存 醪液中的杂菌所利用，以致成品酒的酒精量减少；而温度越高，酵母发酵速度快，不但可供杂菌生长的还原1.4.3西瓜汁糖度的影响在温度 2 2 、干酵母接种量 0 . 3g / L 时，西瓜汁糖食品科学技术应用4802009, Vol. 30, No. 20糖迅速减少，而且较快上升的酒精度对杂菌有抑制作用，因此成品酒的酒精度也较高。根据上述结果，正 交试验选取的三个温度水平为 2 2 、2 4 、2 6 。从表 4 可以看出，随着西瓜汁糖度的增加，西瓜酒的酒精度也明显增高，但残留的还原糖也略有增高，使还 原糖的利用率稍有下降。由于西瓜汁糖度在 20% 和 22%时，酒精度较低；西瓜汁糖度在 24%、26% 和 28% 时， 酒精度较高，因此正交试验选取的三个西瓜汁糖度水平 为 2 4 % 、2 6 % 和 2 8 % 。2.2 最佳工艺条件的确定 以主发酵温度、干酵母接种量和西瓜汁糖度为因素，进行三因素三水平的 L 9 ( 3 3 ) 正交试验。根据单因素 试验的结果所选择每个因素的 3 个水平如表 5 所示，正交试验结果如表 6 所示。表 2温度对西瓜酒发酵的影响 Table 2 Effect of temperature on watermelon wine fermentation 温度()项目1820222426酒精度(% ，V /V )酸度(柠檬酸，g /L ) 残留还原糖含量(g/L) 可溶性固形物含量(%)14.822.5901.0266.714.803.1850.8276.014.912.5550.7896.014.962.3680.9186.015.121.9480.8456.72.1.2酵母接种量的影响表 5西瓜酒发酵正交试验因素水平表Table 5 Factors and levels in orthogonal array design foropt imizing wat ermelon wine fermentat ion表 3不同酵母接种量对西瓜酒发酵的影响Table 3 Effect of yeast inoculation amount on watermelon wineferm entation因素水平A主发酵温度()B干酵母接种量(g/L)C西瓜汁糖度(%)干酵母接种量(g/L)1232224260.30.40.5242628项目0.10.20.30.40.5酒精度(% ，V /V )酸度(柠檬酸，g /L ) 残留还原糖含量(g/L) 可溶性固形物含量(%)14.762.1701.2506.515.751.8550.7896.016.281.5750.7016.016.561.7850.5886.015.841.4000.6516.0表 6西瓜酒发酵的 L9(33)正交试验设计及结果Table 6 Arrangement and experimental results of orthogonalarray design for optimizing watermelon wine fermentation由表 3 可知，酵母接种量对西瓜酒的酿造过程以及产品的风味、口感和色泽均具有不同程度的影响。如 果酵母接种量过大，发酵速度过快，不利与西瓜酒中一些风味物质的形成，而且酵母自身生长繁殖也会消耗西瓜汁中大量的糖分，乙醇产量反而降低；如果接种量 过少，酵母的生物量不够，原料转化为酒精速度慢， 易污染杂菌。从表 3 中可以看出，随着干酵母接种量增 加，西瓜酒的酒精度也逐渐增高。但干酵母接种量达 到 0 . 5 g / L 时，西瓜酒的酒精度也显著下降。由于在干 酵母接种量为 0.3、0.4、0.5g/L 时酒精度相对较高，因 此正交试验选择的三个干酵母接种量水平为 0 . 3 、0 . 4 、0 . 5 g / L 。2.1.3 西瓜汁糖度的影响试验号A 主发酵温度()B 干酵母接种量(g/L)C 西瓜汁糖度(%)酒精度(%)感官得分123456789K1K2K3Rk1 k2 k3R11122233315.78717.03017.0031.24385.04388.73087.5003.68712312312316.74716.43316.6400.31487.42786.79387.0530.63412323131215.33716.74717.7372.40087.21086.90787.1570.30314.7615.9616.6417.0018.0916.0018.4815.2517.2884.4185.2585.4789.2887.4189.5088.5987.7286.19酒精 度感官 得 分表 4西瓜汁糖度对西瓜酒发酵的影响Table 4 Effect of sugar content on watermelon wine fermentation西瓜汁糖度(%)根据表 6 的极差结果可知，发酵工艺条件中影响产品酒精度的主次因素排序为 C A B ，即西瓜汁糖度主发酵温度干酵母接种量；发酵条件的最佳组合为项目2022242628酒精度(% ，V /V )酸度(柠檬酸，g /L ) 残留还原糖含量(g/L) 可溶性固形物含量(%)13.441.5400.6625.014.721.8900.7785.515.372.1000.9876.016.322.3451.4976.517.682.9752.5547.0A B C ，即主发酵温度为 24、干酵母接种量为 0.3g/L、2 1 3西瓜汁糖度为 2 8 % 。在此发酵条件进行产品指标的测定，酒精度为 1 8 . 5 % ，感官得分为 8 9 。 发酵工艺条件中影响产品感官品质的主次因素排序糖在西瓜酒酿造中起着重要的作用，含糖量不仅直接影响西瓜酒的酒精度，同时也影响了西瓜酒的风味。技术应用食品科学2009, Vol. 30, No. 20481为 A B C ，即主发酵温度干酵母接种量西瓜汁糖度；发酵条件的最佳组合为 A 2 B 1 C 1 ，即主发酵温度 为 24 、干酵母接种量为 0.3g /L、西瓜汁糖度为 24 %。 在此发酵条件进行产品指标测定，酒精度为 16. 5%，感 官得分为 9 0 。由于市场上销售的果酒酒精度一般略大于 12%，考 虑到西瓜酒如经长时间的陈酿后酒精度还要下降，因此从感官指标得到的最佳方案完全可以满足西瓜酒对酒精度的要求。另外随着西瓜汁糖度的增加，糖酒转化率 也会随之降低，综合各方面因素的考虑，西瓜酒发酵 工艺的最佳方案为 A 2 B 1 C 1 ，即主发酵温度为 2 4 、干 酵母接种量为 0 . 3 g / L 、西瓜汁糖度为 2 4 % 。2.4 品质指标2.4.1感官指标外观：金黄色，清亮透明有光泽，无杂质及悬浮物；香气：具有清新纯正、优雅和谐的西瓜特有清香，西瓜香与酒香协调；口感：味酸甜可口，酒体醇厚协 调，无异杂味；风格：具有西瓜酒的独特风格。2.4.2理化指标酒精度( 2 0 ，V / V )： 1 6 . 0 % ；残留还原糖含量( 以葡萄糖计)： 1 . 0 g / L ；总酸( 以柠檬酸计)：1 . 5 3 . 5 g / L ；甲醇含量： 0 . 2 g / L ；固形物含量： 5 % 。2.4.3卫生指标细菌总数 50 个 / ml ；大肠杆菌 3 个 / ml ，致病2.3西瓜酒发酵过程中酒精度、残留还原糖含量、可菌不得检出。溶性固形物含量和酸度的变化3结 论181614121086420西瓜酒发酵最佳工艺条件为主发酵温度 24、干酵母接种量 0.3g/L、西瓜汁糖度为 24%。西瓜酒的主发酵 期约为 4 d 。用该生产工艺生产的西瓜酒营养丰富，口感良好，酒体优雅，酒质细腻。酒液澄清透明，淡黄至金黄色。 酒香、果香明显，持久而协调。西瓜酒是老少皆宜的 滋补酒，市场前景十分广阔。13579时间(d)1113 15 17图 1西瓜酒发酵过程中酒精度、还原糖含量、可溶性固形物含量和酸度的变化Fig.1 Changes in contents of alcohol, reducing sugars, soluble solids and acidity in watermelon wine during ferm