南瓜酒的开发研究

  以南瓜为原料，对其酒精发酵过程进行研究，通过单因素实验和正交试验确定南瓜汁酒精发酵的最佳工艺条件，即南瓜汁糖度22%，干酵母接种量5.0%，pH值为4.0，温度24℃，发酵时间3d，酒精度可达13.8%vol。 
    　南瓜种植历史悠久，果实作蔬菜，不仅有较高的食用价值，而且有着不可忽视的食疗作用。其含有淀粉、蛋白质、胡萝卜素、维生素B、维生素C 和钙、磷等成分，其因营养丰富，具有较高的保健功能而受到人们的重视。
　　对南瓜进行深加工不仅可以保留南瓜的有效营养成分及保健成分，而且可以突破南瓜的季节性限制。
　　但是，我国目前对南瓜产品深加工的厂家较少，而且很少发现南瓜酒饮品出售。
　　本实验以南瓜为原料，综合考虑南瓜酒精发酵过程中氮源、温度、糖度、pH、接种量等因素对产品的影响，为南瓜酒饮品的进一步开发提供一定参考。 
    　1 材料与方法 
    　1.1 实验材料及试剂 
    　市售南瓜、果胶酶（30000u/mL）、安琪酿酒高活性干酵母、白砂糖、酵母膏、氯化铵、柠檬酸。 
    　1.2 设备与仪器 
    　JA1203 型电子天平；打浆榨汁机；HH—4型数显恒温水浴锅；HC·TP11B·5型托盘药物天平；GMSX—280型手提式压力蒸汽消毒器；KXH101—2A型恒温干燥箱；KXB—11H 型恒温培养箱；PHS—3C 型酸度计；酒精计；酒精蒸馏装置；温度计；飞利浦汁渣分离榨汁机；BC—50E 型容声冰箱；折光仪；蒸馏装置；常用玻璃器皿。 
    　1.3 实验方法 
    　1.3.1 南瓜汁的制备 
    　南瓜→挑选、清洗→去皮→瓤→切片→打浆→添加果胶酶→酶解→灭活钝化→过滤，计文章来源华夏酒报算出汁率。 
    　本实验利用果胶酶进行酶解，酶解时间4.0h，酶解温度45 ℃，果胶酶添加量0.08%，南瓜出汁率达到76.8%。 
    　1.3.2 南瓜酒酒精发酵过程工艺条件的优化 
    　采用单因素试验考察氮源、糖度、接种量、温度、pH对柠檬果醋酒精发酵过程的影响。 
    　1.3.2.1 氮源 
    　分别添加酵母膏1%，2g/100mL氯化铵，并作空白试验。
　　控制发酵温度为28℃，柠檬酸调节发酵液pH为4.0，糖度14%，固态干酵母菌接种量为5%，发酵时间为3d，每天测定糖度变化，发酵结束后测定酒精度。 
    　1.3.2.2 糖度 
    　实验设计5个糖度水平，分别为14%、18%、22%、26%、30%，控制发酵温度为28℃，柠檬酸调节pH为4.0。
　　固态干酵母菌接种量为5%，每天测定糖度变化，发酵结束后测定酒精度。
    　1.3.2.3 接种量 
    　实验设计了5个酵母菌接种量水平，分别添加固态干酵母2%、3%、4%、5%、6%，控制发酵温度为28℃，用柠檬酸调节pH为4.0，亚硫酸钠添加量为100mg/L，蔗糖添加量为14%，每天测定糖度变化，发酵结束后测定酒精度。 
    　1.3.2.4 温度 
    　实验设计5个温度水平，分别为22℃、24℃、26℃、28℃、30℃。用柠檬酸调节pH为4.0，固态干酵母接种量为5%，蔗糖添加量为14%，每天测定糖度变化，发酵结束后测定酒精度。 
    　1.3.2.5 pH值 
    　本实验设计5个pH值水平，分别为3.0、3.5、4.0、4.5、5.0，利用柠檬酸调节pH，控制发酵温度为28℃，固态干酵母接种量为5%，蔗糖添加量为14%，每天测定糖度变化，发酵结束后测定酒精度。
    　1.4 南瓜酒精发酵正交试验设计 
    　依据单因素试验结果，分析得出接种量、糖度、温度、pH的最适范围。设计正交试验表，对4个因素进行优化。以接种量（%）、糖度（%）、温度（℃）、pH4个因素进行四因素三水平正交试验。 
    　每个因素选定合适的范围，正交试验设计表见表1所示。 
    　1.5 原料主要成分分析 
    　pH值的测定：pH计法。 
    　可溶性固形物的测定：折光法。 
    　酒精度的测定：酒精蒸馏法。
    　2 结果与分析 
    　2.1氮源 
    　氮源是微生物生长代谢的重要营养元素，可以缩短微生物的发酵周期，增进产物风味，提高生产效率。故采用酵母膏和氯化铵考察氮源对酒精发酵过程的影响，结果见表2。 
    　由表2可以看出，不添加氮源的空白实验酒精度高，原因可能是南瓜汁中所含有的氮源完全可满足酵母菌的生长。
　　而外加氮源会使发酵液的营养过于丰富，为酵母菌自身菌体的生长和繁殖提供了良好的外界条件，酵母菌将碳源用于自身的生长上，使得酒精发酵过程中转化为酒精的底物糖减少，最终导致发酵周期延长，酒精度偏低。
　　因此，南瓜汁酒精发酵可不应添加氮源。 
    　2.2 糖度 
    　按1.3.2.2所述条件进行实验，所得结果见表3 和图1、图2。 
    　由表3 结果可得，比较A、B、C、D 极差R的大小，可以看出四个因素的主次关系是：B（加糖量）>A（接种量）>D（PH） >C（温度）。加糖量对酒精发酵有显著影响，接种量的影响则相对较小。9个试验中最优组合为6号，A2B3C1D2，即加糖量22 %，接种量5.0%，pH值为4.0，温度24℃。在此条件下，酒精度可达13.8%vol。 
    　3 结论 
    　3.1 通过单因素实验确定南瓜酒精发酵过程
　　应选择不添加氮源，酒精发酵糖度范围为14%—22%，接种量的适宜范围为4.5%—5.5%，温度的最适范围为24℃—28℃，pH的最适范围为3.5—4.5。 
    　3.2 采用正交试验设计综合考察南瓜酒精发酵过程
　　通过在南瓜酒精发酵过程中考察各个因素对产品的影响，确定了南瓜酒精发酵最佳工艺参数为：加糖量22%，接种量5.0%，pH值为4.0，温度24℃，在此条件下，酒精度可达13.8%。
　　综上，四个因素的主次关系为：加糖量>接种量> pH 值>温度。
　　

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