芽茶枸杞果酒的酿造工艺研究

2022-08-20董建方冯天霞朱银龙陈彦辉张晓彤

酿酒科技 2022年8期

董建方，冯天霞，朱银龙，陈彦辉，张晓彤

（宁夏红枸杞产业有限公司，宁夏中宁 755100）

枸杞别名茨、枸杞子，既是常用的中药材又是保健食品原料。《本草纲目》述：枸杞主治热中消渴、养颜、肌肤变白、明目安神、令人长寿。枸杞营养丰富，富含多种生物活性物质，如黄酮、胡萝卜素、多糖、维生素、氨基酸和生物碱等。药理学研究表明，枸杞具有抗氧化、抗衰老、抗辐射、免疫调节、抗肿瘤、保护肝细胞、降血糖和降血脂等多种保健与药理功能。

据《本草纲目》记载“春采枸杞叶，名天精草”，“天精草”指的就是枸杞新鲜芽叶。大量研究表明，枸杞叶富含多糖、多酚、黄酮类、亚精胺和萜类等多种功效成分，具有抗氧化、预防肥胖、抗炎、提高免疫力、预防糖尿病等多种功效作用，多被用于加工制成茶叶消费，也可作为新鲜蔬菜食用，市场应用前景广阔。枸杞鲜嫩叶、嫩芽按茶叶制作工艺制成的枸杞叶茶、芽茶，唇齿留香，神静气宁。

茶酒为我国首创，是以茶叶为主要原料，经直接浸提或生物发酵、过滤、陈酿、勾兑而成的饮料酒，既保留了传统白酒的风格，还具备茶叶独特的香气。目前，我国各茶区研制的茶酒产品可分为配制型、发酵型和汽酒型，以配制型和发酵型为主，一般直接使用茶汤及辅料制成。宁夏枸杞资源丰富，单独的枸杞和枸杞茶产品很多，但是将枸杞和枸杞芽茶进行复合加工发酵酿造的果酒市场上还未见到。

本实验将枸杞干果和枸杞芽茶配比后进行复水浸提取汁，加白砂糖及柠檬酸进行调配后酶解，通过非酿酒酵母及酿酒酵母两次发酵、澄清稳定化处理、陈酿、过滤和灌装的工序进行酿造。旨在为枸杞深加工提供一种操作精细化、天然不添加，既能保证枸杞和枸杞芽茶的原汁原味，又在风味、口感等品质方面有所提高的工艺方案，使枸杞饮品向着高附加值的效益型生产方向发展。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂及仪器

原料：枸杞，宁夏红枸杞产业有限公司种植基地宁杞5号；枸杞芽茶，宁夏中宁县市场。

试剂及耗材：白砂糖，市售云南一级白砂糖；无水柠檬酸，市售食品添加剂；酵母、焦亚硫酸钾，天津盛丰工贸有限公司提供；果胶酶，由湖南尤特尔生化有限公司提供。

仪器设备：PHS-3E 型pH 计，上海仪电科学仪器股份有限公司；722S 型可见分光光度计，上海棱光技术有限公司；BP121S 型电子天平，北京赛多利斯仪器公司；TL-5.OW 型台式离心机，上海市离心机械研究所有限公司；HH-6型数显恒温水浴锅，上海维诚仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 分析方法

酒精度的测定：蒸馏法。

总酸的测定：滴定法。

总糖（以葡萄糖计）的测定：斐林试剂法。

感官分析：根据GB/T 15038—2006 葡萄酒、果酒通用分析方法中的感官分析法，分别从色泽、香气、滋味及典型性对芽茶枸杞果酒进行感官评定。

芽茶枸杞果酒沉淀率的测定：利用离心沉淀法对芽茶枸杞果酒进行稳定性评价，离心沉淀率越低，酒体稳定性越好。精确称取一定量的芽茶枸杞果酒于50 mL离心管中，转速5000 r/min离心10 min，离心后静置5 min，弃去上清液，将离心管中沉淀的物质干燥至恒质量，进行3 次平行试验，计算芽茶枸杞果酒的沉淀率，按照以下公式计算：

1.2.2 工艺流程及方法

1.2.2.1 工艺流程（图1）

图1 试验工艺流程

1.2.2.2 操作要点

原料：枸杞选用宁夏中宁枸杞干果，芽茶选用宁夏中宁枸杞芽茶。

拣选、清洗：将所用原料枸杞挑选剔除生青果和霉烂果以及果柄、果叶等杂质，枸杞芽茶挑选剔除茶梗、茅草、木棍等杂质。漂洗的目的是去除原料表面附着的洗尘、泥土、残留农药。对称取的各类原料用清水漂洗1遍后备用。

混合：将枸杞干果及枸杞芽茶按比例投入夹层锅中或提取罐中。

复水浸提：加入枸杞及芽茶总质量一定倍数的纯净水，分两次浸提，每次升温至65～70 ℃保温30 min，将两次提取的枸杞和枸杞芽茶汁液混合。

调浆：在枸杞和枸杞芽茶混合汁液中加入焦亚硫酸钾使二氧化硫浓度达到40～60 mg/L，然后加入白砂糖、柠檬酸及橡木片，制得芽茶枸杞醪液。

一次发酵：将芽茶枸杞醪液装入发酵罐中并加入非酿酒酵母，对发酵罐充加CO气体进行密封保存，密闭恒温发酵24 h。

二次发酵：在芽茶枸杞醪液中加入活性干酵母触发酒精发酵。发酵开始后控制发酵醪液温度为22 ℃±2 ℃进行恒温发酵。发酵开始，每天进行3次开放循环，循环倒罐时间为30 min，记录倒罐前后的温度。若温度超过要求温度，则用冷媒降温或淋水降温。每天对发酵醪液的理化指标进行跟踪检测，并做详细记录。当还原糖降到4 g/L 以下时酒精发酵结束，测总糖、总酸、酒精度。

分离压榨：发酵完成后先从发酵罐分离自流酒，后将枸杞及芽茶皮渣置入气囊压榨机或滤袋进行压榨取酒，将自流酒和压榨酒混合密闭存放。

酶处理：利用果汁复合酶分解果胶、蛋白质及纤维素。在芽茶枸杞果酒中加入果汁复合酶，50 ℃保温30 min后，室温静置7 d。

粗滤：用硅藻土进行过滤，主要除去枸杞籽、芽茶叶、果肉等悬浮大颗粒。

下胶：膨润土和明胶复合下胶，边加澄清剂边搅匀，在20～25 ℃条件下放置10～15 d，倒罐去除酒脚。

橡木桶陈酿：入桶前对橡木桶进行高压清洗后用0.5～2 g 硫磺片进行熏蒸消毒，注酒前检查橡木桶，橡木桶无积水、硫烟臭味时方可注入酒体。橡木桶注入酒体后每月检测一次挥发酸和游离二氧化硫的指标，每一季度检测全项理化指标（糖度、酒精度、酸度、pH 值、总SO和游离SO），根据检测指标对SO进行调整，使游离SO达到30～35 mg/L。具体出桶时机根据酒体成熟情况、理化指标和感官品评结果确定。入桶酒体在15～18 ℃、70 %～75%湿度地下酒窖陈酿。

冷冻：将从橡木桶抽出的芽茶枸杞果酒在-5～-2 ℃条件下冷处理10～15 d，促使在低温条件下不稳定的成分析出。

除菌过滤：用0.22 μm 微孔膜过滤，过滤除去酵母、细菌等微生物。

灌装：将除菌过滤后，理化指标、微生物指标及感官指标合格的芽茶枸杞果酒装入销售容器并进行封口，进行无菌化封装。

1.2.3 单因素试验

选取对产品口感、风味及理化指标影响较大的枸杞与枸杞芽茶质量配比（4∶1、7∶1、10∶1、13∶1、16∶1）、浸提复水比例（5倍、10倍、15倍、20倍、25倍）、柠檬酸添加量（1.5 g/L、2.0 g/L、2.5 g/L、3.0 g/L、3.5 g/L）以及白砂糖添加量（50 g/L、100 g/L、150 g/L、200 g/L、250 g/L）进行单因素试验。以芽茶枸杞果酒的感官质量及理化指标为评价标准，确定各因素对芽茶枸杞果酒感官质量的影响。

1.2.4 芽茶枸杞果酒发酵工艺的优化

为确定发酵工艺的最优条件，在单因素实验的基础上选用L(3)正交试验，以直接影响酿造的枸杞与枸杞芽茶的配比（A）、浸提复水比例（B）、柠檬酸添加量（C）及白砂糖添加量（D）为试验因素，每个因素取3 个水平（具体见表1），以芽茶枸杞果酒的综合感官品评得分为考察指标，对影响芽茶枸杞果酒的酿造条件进行考察，确定最佳酿造工艺条件。

表1 芽茶枸杞果酒正交实验因素水平设计

1.2.5 芽茶枸杞果酒澄清稳定化工艺的优化

根据芽茶枸杞果酒发酵的正交实验结果，采用复配的澄清剂对芽茶枸杞果酒进行处理。根据Box-Behnken 的设计原理，以采用果汁复合酶(A）、明胶(B)、膨润土(C)的添加量为考察变量，离心沉淀率（X）为响应值进行三因素三水平试验设计。Box-Behnken 设计试验因素和水平见表2，采用Design Expert软件对试验数据进行回归分析。

表2 芽茶枸杞果酒稳澄清稳定化工艺响应面试验因素与水平

2 结果与分析

2.1 芽茶枸杞果酒发酵单因素实验

2.1.1 枸杞与枸杞芽茶配比对芽茶枸杞果酒的影响

取枸杞与枸杞芽茶配比分别为4∶1、7∶1、10∶1、13∶1、16∶1 的5 份样品，按照15 倍质量的料液比进行复水浸提，补加柠檬酸2.5 g/L，补加白砂糖150 g/L，加入活性干酵母在22 ℃±2 ℃条件下进行控温发酵。发酵结束后对5 份酒样进行理化检测及感官品评，检测结果见图2。

图2 枸杞与枸杞芽茶配比对芽茶枸杞果酒的影响

从图2 可看出，枸杞与枸杞芽茶进行配比时，芽茶枸杞果酒的酒精度随着枸杞占比增大而逐渐升高，主要是枸杞的糖度比枸杞芽茶高，提取原料的糖度随着枸杞占比增大所致。枸杞占比太小或者太大，芽茶枸杞果酒的感官评定分数都较低。枸杞占比太小芽茶香气突出，酒体口感涩味突出，口感不协调；枸杞占比太大，芽茶中多酚类物质提取较少，酒体口感较单薄，味短。

2.1.2 浸提复水比例对芽茶枸杞果酒的影响

取枸杞与枸杞芽茶配比为10∶1 的5 份样品，按照5 倍、10 倍、15 倍、20 倍、25 倍质量的料液比进行复水浸提，补加柠檬酸2.5 g/L，补加白砂糖150 g/L，加入活性干酵母进行控温发酵。发酵结束后对5 份酒样进行理化检测及感官品评，检测结果见图3。

图3 浸提复水比例对芽茶枸杞果酒的影响

从图3 看出，芽茶枸杞果酒的酒精度随着浸提复水比例增大而降低，复水比例增大稀释了原料浸提液的糖分。感官评定分数在复水浸提比例10 倍时达到最高，复水浸提比例小，提取溶剂量较少，对原料里有效成分的浸提不够充分，枸杞芽茶香气突出，香气欠协调；随着复水比例继续增大，溶剂稀释了原料浸提液中的有效成分，使芽茶枸杞果酒表现为香气弱，口感逐渐淡薄。

2.1.3 柠檬酸添加量对芽茶枸杞果酒的影响

枸杞与枸杞芽茶配比为10∶1，按照15 倍质量的料液比进行复水浸提，补加白砂糖150 g/L，分别补加柠檬酸1.5 g/L、2.0 g/L、2.5 g/L、3.0 g/L、3.5 g/L，加入活性干酵母进行控温发酵。发酵结束后对5份酒样进行总酸（以酒石酸计）检测及感官品评，检测结果见图4。

图4 柠檬酸添加量对芽茶枸杞果酒的影响

添加柠檬酸可改善芽茶枸杞果酒的口感及调节发酵醪液的pH 值，低pH 值有利于某些氨基酸的吸收，有利于SO的杀菌作用，可抑制果汁中多种杂菌的生长；pH 值高时有利于甘油和高级醇的生成。从图4可看出，随着柠檬酸添加量逐渐加大，芽茶枸杞果酒的总酸增加，柠檬酸添加量太低酒体口感单薄，味短，柠檬酸添加量太多的酒体口感酸味突出，欠协调。柠檬酸添加量为3.0 g/L 时，酒体香气浓郁，酸甜协调，综合感官评定分数较高。

2.1.4 白砂糖添加量对芽茶枸杞果酒的影响

枸杞与枸杞芽茶配比为10∶1，按照15倍质量的料液比进行复水浸提，补加柠檬酸2.5 g/L，分别补加白砂糖50 g/L、100 g/L、150 g/L、200 g/L、250 g/L，加入活性干酵母进行控温发酵。发酵结束后对5份酒样进行酒精度检测及感官品评，检测结果见图5。

图5 白砂糖添加量对芽茶枸杞果酒的影响

枸杞芽茶叶中糖类物质含量较少，大多数为水不溶性的多糖类化合物，远达不到发酵的初始条件，需要外加糖类物质，才能满足发酵。补加白砂糖主要是为了提高芽茶枸杞果酒的酒精度和调整口感。从图5 可看出，芽茶枸杞果酒的酒精度随着白砂糖添加量增大而逐渐升高。白砂糖添加量较少时，芽茶枸杞果酒的酒精度低，酒体表现为酒香弱，口感淡薄；当补加白砂糖150 g/L 时，酒精度达到10.8%，酒香果香浓郁协调，口感醇厚饱满；白砂糖添加量继续增大，酒体表现为酒精味冲，口感略粗糙，白砂糖添加量为250 g/L 时，糖度过高，溶液渗透压增大，发酵时间延长并且发酵不完全，由于酒精对酵母的抑制作用，发酵自然终止且留有部分残糖，香气形成不够，综合感官评定分数降低。

2.2 优化芽茶枸杞果酒发酵工艺

为了进一步优化芽茶枸杞果酒的发酵工艺，按照表1 对芽茶枸杞果酒的发酵进行四因素、三水平的正交试验，以酒体的综合感官评定分数来确定最佳的芽茶枸杞果酒发酵工艺，试验结果与分析见表3。

表3 芽茶枸杞果酒发酵的正交试验分析表

通过对正交试验结果进行极差分析，可知各因素对芽茶杞果酒发酵影响的大小顺序为：D＞A＞C＞B，即芽茶枸杞果酒发酵时白砂糖添加量对感官评价影响最大，枸杞和芽茶配比以及柠檬酸添加量对感官评价的影响其次，复水浸提比例影响最小。最优水平的最佳发酵条件组合为ABCD。按照最佳工艺条件，枸杞与枸杞芽茶配比为10∶1，10 倍质量的料液比进行复水浸提，补加柠檬酸3.0 g/L，补加白砂糖150 g/L，加入活性干酵母在22 ℃±2 ℃条件下进行试验验证。在此条件下，发酵得到的芽茶枸杞果酒呈金黄色，有浓郁的枸杞果及枸杞芽茶香气，酒香、果香馥郁协调，口感柔和醇厚，感官品评结论较优。试验酒体检测结果见表4。

表4 芽茶枸杞果酒验证试验结果

2.3 芽茶枸杞果酒澄清稳定化处理响应面试验结果分析

2.3.1 芽茶枸杞果酒澄清稳定化处理Box-Behnken试验设计

发酵得到的芽茶枸杞果酒是浑浊的，为了使产品有较好的澄清度及稳定性，使用澄清剂对芽茶枸杞果酒进行复配试验，澄清处理后进行过滤，考察其稳定性。澄清剂的选择主要考虑不会影响酒体的感官质量，使酒体清亮、有光泽、稳定性好。稳定剂的选择与用量是影响芽茶枸杞果酒稳定性的主要因素之一，为防止芽茶枸杞果酒产生沉淀，在单因素试验的基础上根据Box-Behnken 中心组合设计原理，以芽茶枸杞果酒沉淀率为响应值，按照表2 实验因素与水平进行响应面优化试验，设计方案及实验结果见表5。

表5 芽茶枸杞果酒澄清稳定化处理响应面试验结果与分析

利用Design Expert 软件对表4 的试验数据进行回归分析，以芽茶枸杞果酒沉淀率（X）为响应值，建立芽茶枸杞果酒澄清稳定化处理工艺参数的回归方程为：

对该二次回归方程进行方差分析，结果见表6。

从表6 可以看出，模型方程极显著（P＜0.01），失拟项不显著，该模型建立的回归方程拟合度较好，说明芽茶枸杞果酒澄清稳定化处理工艺的沉淀率与所考察3 个变量之间的线性关系显著。模型的失拟项P 为0.5413，不显著，说明本试验所得二次回归方程能很好地对响应值进行预测。沉淀率试验值与回归方程预测值的相关系数R为0.9915，说明该模型能解释99.15 %沉淀率的变化，拟合情况良好。离散系数(CV)表示试验的精确度，值越大，试验结果的可靠性越低。本试验CV为5.46%，在可接受范围内，说明试验结果可靠。可以用此模型对芽茶枸杞果酒澄清稳定化处理工艺的沉淀率进行分析预测。

表6 芽茶枸杞果酒沉淀率的回归模型方差分析

从回归方程系数显著性检验可知，以沉淀率为响应值时一次项C 和二次项AA、BB 及CC 极显著，一次项A 和B 显著，说明其对芽茶枸杞果的沉淀率影响较大。从F 值可以看出，所选因素对芽茶枸杞果酒沉淀率影响强弱次序为：膨润土用量＞果汁复合酶用量＞明胶用量。

2.3.2 响应面分析与优化

采用Design Expert 软件对试验数据进行二次多元回归拟合，最佳交互项影响具体结果见图6—图8所示。

图6 果汁复合酶与明胶用量对芽茶枸杞果酒沉淀率的影响

图7 果汁复合酶与膨润土用量对芽茶枸杞果酒沉淀率的影响

图8 明胶与膨润土用量对芽茶枸杞果酒沉淀率的影响

响应面分析图是在其他因素水平稳定的条件下，响应值与试验中2 个因素所构成的三维曲线面图，可以直观反映各因素之间的相互作用对响应值的影响大小。响应面曲面坡度较陡峭，表明因素变化对响应值的影响显著。因此，可以在实验范围内寻找芽茶枸杞果酒沉淀率的最低点来确定澄清剂添加量。由图6 可看出，当膨润土用量为0.9 g/L时，芽茶枸杞果酒沉淀率随着果汁复合酶和明胶用量的升高呈现先下降后升高的趋势，当果汁复合酶和明胶用量处于中间水平时，芽茶枸杞果酒沉淀率相对较低。由图7 可看出，当明胶用量为0.08 g/L时，芽茶枸杞果酒沉淀率随着果汁复合酶和膨润土用量的升高呈现先下降后升高的趋势，当果汁复合酶和膨润土用量处于中间水平时，芽茶枸杞果酒沉淀率相对较低。由图8 可看出，当果汁复合酶用量为1.0 g/L时，芽茶枸杞果酒沉淀率随着明胶和膨润土用量的升高呈现先下降后升高的趋势，当明胶和膨润土用量处于中间水平时，芽茶枸杞果酒沉淀率相对较低。从图6—图8 可看出不同因素影响下沉淀率的等高线均呈现椭圆形，存在极值，且坡面陡峭，说明对芽茶枸杞果酒沉淀率的交互影响作用显著。

2.3.3 最佳工艺条件的预测与检验

以沉淀率为指标，经软件分析得芽茶枸杞果酒的最佳澄清稳定处理工艺为果汁复合酶用量1.08 g/L，明胶用量0.08 g/L，膨润土用量是0.98 g/L，预测理论芽茶枸杞果酒的淀率为0.88%。

为验证试验结果的真实性，以果汁复合酶用量1.08 g/L，明胶用量0.08 g/L，膨润土用量0.98 g/L 为条件进行3 次平行试验，得到芽茶枸杞果酒沉淀率为0.91%。结果与预测值相差很小。因此，采用响应面法优化的芽茶枸杞果酒澄清稳定处理工艺条件准确可靠，具有参考价值。

2.3.4 芽茶枸杞果酒理化指标

利用研究所得工艺流程和参数，研制出的芽茶枸杞果酒理化指标见表7，卫生指标符合GB 2758《发酵酒卫生标准》的规定。