苹果酒酿造工艺的研究

    宋淑红

    

    

    

    摘 要：苹果酒是一类市场发展前景良好的低酒精度饮品，由于其风味与口感极佳且富含多种营养成分，因此受到国内外消费者的喜爱。但是，国内苹果酒的生产工艺尚待成熟，因此对苹果酒的酿造工艺做进一步研发十分必要。本文以山东省日照市所产苹果汁为原料，研究苹果酒酿造的工艺条件，并对其进行优化，选择最佳参数;研究内容包括确定酵母的添加量、苹果汁初始糖度和pH值对发酵的影响，确定了苹果汁发酵前的糖度和pH值应分别调整为Brix值15和pH值3.3～3.7;通过单因素实验对苹果酒发酵工艺中发酵温度、酵母添加量、营养盐的用量、初始苹果汁pH值进行考察;采用正交实验进行发酵条件的优化。结果表明，在发酵温度25℃、酵母添加量0.20‰、营养盐添加量0.20‰、初始pH值3.7时，苹果酒的感官评定结果最佳，最终理化指标为pH值3.629、总酸0.47%、二氧化碳含量1.72V/V、Brix7.21%、酒精度6.95%。

    关键词：苹果酒 ?浓缩苹果汁 ?酿造 ?酿酒酵母 ?低酒精度饮料

    苹果酒，即以全部或部分苹果汁为原料发酵而成的酒精饮料，其名称起源于中世纪英语“?ē?ār”一词，意思为浓酒。传统英国苹果酒的酒精含量（ABV）为1.2%～8.5%，欧式苹果酒的酒精含量为3.5%～12%。当前，不同国家的法律中均明确规定了苹果酒中苹果汁的最低含量，但各国的法律不尽相同，例如，英国规定最小果汁含量为35%、美国为50%，而高端产品通常使用100%的苹果汁才能给苹果酒带来更多果味和苹果香气。

    通常而言，苹果酒可以根据其甜度分为三类，即干型苹果酒、半干型苹果酒和甜苹果酒。同时，根据苹果酒的碳酸化程度可将其分为不含气的苹果酒和含二氧化碳的苹果酒等。此外，苹果酒也可分为自然发酵的苹果酒和经过处理的苹果酒。市场上流通的大部分蘋果酒可以归类为经过处理的苹果酒，因为此类产品均经过了防止细菌污染的处理。目前，巴氏灭菌法与紫外线照射法是生产苹果酒时较为常用的灭菌处理方法。巴氏灭菌法是一种将苹果酒部分煮熟的方法，其会改变苹果酒的风味和香气，紫外线照射法则可有效避免这一问题。现代冰箱发明后，苹果酒和其他果汁可以长时间冷藏，从而抑制发酵过程。

    有研究表明，苹果酒具有较高的营养价值，每月饮用1～2次苹果酒有助于降低患糖尿病的风险，以及提高HDL-C胆固醇水平。发酵的苹果汁中含有抗氧化化合物——类黄酮，其不仅能够帮助细胞对抗自由基损伤，还有助于预防慢性疾病，如癌症和心脏病。

    目前，中国是世界上最大的苹果生产国，根据美国农业部（USDA）2017年12月的数据显示，中国的苹果产量约为4450万吨。相比之下，欧盟27个成员国和美国的苹果产量加在一起才堪堪达到1400万吨的水平，还不到中国产量的一半。然而，在中国收获的苹果中只有约25%被进一步加工，而发达国家的这一比例约为50%。我国苹果资源如此丰富，国内生产企业可以借此机遇生产高质量食品，如浓缩苹果汁、苹果醋、苹果酒等来促进经济增长。在诸多苹果衍生产品中，苹果酒的生产工艺尚未成熟，因此研究苹果酒的酿造工艺有助于为生产厂家提供科学的指导。

    1 材料、设备和实验方法

    1.1材料

    浓缩苹果汁，德乐食品配料（日照）有限公司;柠檬酸，日照金河博源有限公司;无水DL-苹果酸，安徽雪浪生物技术有限公司;精制砂糖，韩国三养;钾焦亚硫酸盐，德乐（Darmstadt）股份有限公司;水，上海三井水务（集团）有限公司;酵母，Labothe-Abiot Fruit Wine;营养盐，Lamothe-Abiet Vitaferment。

    1.2 仪器和设备

    电子秤，梅特勒-托利多（XS6002S）;冷却系统，西门子（AG）;干燥箱，IKA（oven 125）;搅拌器，IKA（Eurostar 100）;饮料二氧化碳计算器，上海科智杰（BCC-200）;滴定仪，瑞士万通;pH计，梅特勒-托利多（Seven Excellence）;发酵罐，网购;液体比重计，上海MC（比重1.0～1.1）;手持糖度计，ATAGO（RX-5000）。

    1.3 实验方法

    原料混合调配杀菌（80～95℃，10min）→发酵器具的高温灭菌（90℃，30min）→将调配的混合物注入发酵罐中冷却至20℃→酵母激活（30～40℃，温水溶解，10%浓度，保持15min）→接种（激活酵母加入调配好的果汁溶液中）→发酵（室温20～25℃，避光5～7天，检测Brix6.5～7.5）→停止发酵（发酵罐放置冰箱，10℃以下，24h）→过滤（硅藻土过滤）→包装。

    1.4 分析方法

    1.4.1理化分析

    检测Brix、滴定酸度、pH值、二氧化碳含量、比重、酒精浓度。

    1.4.2感官评鉴分析方法

    本实验中通过对不同试验条件下样品的色泽、澄清度、二氧化碳含量、香气、风味平衡、回味及总体印象感官指标进行综合评估分析，评分标准见表1。

    2 结果与讨论

    2.1 酵母添加量的确定

    发酵终点根据苹果酒Brix值来确定，因为酵母会消耗苹果汁中的糖分，并将其转化为酒精，因此Brix值可以用来表示酵母消耗的糖量。发酵过程中Brix值逐步下降，直至到达发酵终点。酵母添加量实验发酵前的苹果汁理化指标为：Brix值15.35%、滴定酸度0.36%、pH值3.679、比重1.063（g/cm3）。酵母添加量实验发酵后苹果酒的理化指标及感官评分见表2。

    从表2数据可以看出，酵母添加量越多，则发酵速度越快，酸性越低。但在感官评价中，酸味的不同并不易被察觉。与此同时，酵母添加量越多，辣味越明显，这可能是酵母副产物所致，在酵母添加量大于0.25‰时辛辣味明显。目前，对酵母产生辛辣味的原因推断为酵母在发酵过程中缺氮——当加入更多的酵母时，酵母会争夺可利用的氮使苹果汁中的氮量不足以供给酵母。因此，可根据酵母的用量适当补充营养来解决该问题。综合良好的口味平衡和发酵速度，选择0.20‰为酵母添加量。

    2.2营养盐添加量的确定

    营养盐添加量实验发酵前的苹果汁理化指标为：Brix值15.28%、滴定酸度0.37%、pH值3.670、比重1.06（g/cm3）。不同营养盐添加量发酵后的苹果酒理化指标及感官评分见表3。

    从表3数据不难看出，营养物质会影响苹果酒的发酵速度——随着营养物质的增加，酸度随之增加。这可能是因为添加更多的营养物质使酵母的酸代谢增加，进而释放的酸量增多，导致pH值下降。经感官评价的5个样品在味道上无显著差异，且苹果酒的甜味使其味道更加复杂。由此得出，通过添加营养物质可提高发酵速度，故综合感官评分确定营养盐添加量为0.10‰。

    2.3 初始苹果汁pH值的范围（表4、5）

    通过对比表4、表5可以看出，初调pH值较低的苹果酒比pH值较高的苹果酒更快到达发酵终点。从感官评价整体味道而言，评审员一致认为苹果酒的理想pH值为3.3～3.7。一方面，pH值3.9的苹果酒给人一种平淡无味的感觉，不会产生苹果酒应有的新鲜味道;另一方面，pH值3.1的苹果酒酸性太大。因此，得出最适合苹果酒发酵的pH值范围是3.3～3.7。

    2.4 发酵温度的确定

    发酵温度实验发酵前苹果汁的理化指标：Brix值15.36%、滴定酸度0.39%、pH值3.632、比重1.063（g/cm3）。發酵温度实验发酵后苹果酒的理化指标及感官评分见表6。

    实验发现，发酵温度对发酵速度有较大影响——当发酵温度为30℃时，只需4天就可以完成发酵过程;当温度降低到15℃时，发酵速度会受到很大影响，需要13天才能完成。此外，苹果酒的感官质量也会受到发酵速度的影响，即30℃发酵的苹果酒比低温发酵的苹果酒更薄，温度越高，苹果酒的酸度越少。发酵温度对发酵的结果和过程有重要影响，因此综合感官评价得出适宜发酵温度范围为20～25℃。

    2.5苹果酒酿造工艺优化

    本实验通过对影响苹果酒发酵工艺的因素分别进行分析得出，在初调苹果汁pH值3.3～3.7、酵母菌添加量0.20‰、营养盐添加量0.10‰、发酵温度20～25℃条件下，得到的苹果酒感官质量较好。考虑各因素间的相互影响作用，在单因素实验基础上，通过正交实验设计方法研究初始苹果汁pH值、酵母添加量、发酵温度、营养盐添加量对苹果酒质量的影响，试验因素及水平见表7，试验结果见表8、9。

    从表8、9的实验结果可以看出，初调pH值对苹果酒感官评价的影响最为显著，其次为酵母添加量、营养盐用量，发酵温度的影响较小。通过正交实验结果优化得到最优组合为A3B2C1D3，即苹果酒的最佳酿造工艺为初调苹果汁pH值3.7、酵母添加量0.20‰、营养盐添加量0.20‰、发酵温度25℃。

    3 结论

    本试验以苹果汁为主要原料研究了苹果酒酿造工艺的影响因素。结果表明，苹果酒的最佳酿造工艺为初调苹果汁pH值3.7、酵母添加量0.20‰、营养盐添加量0.20‰、发酵温度25℃。另外，从正交实验感官评价得分上看，样品6（A2B3C1D2）和样品1（A1B1C1D1）得分较高，但苹果汁与酵母品种等的不同也会影响苹果酒的品质。目前，苹果酒酿造技术在我国还处于发展阶段，希望本文能够为苹果酒酿造工艺提供技术参考。

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