西梅又称欧洲李，蔷薇科李属，由黑刺李和樱桃李杂交而成，在我国主要分布于新疆、陕西等北方地区[1-2]。西梅营养丰富，有第3代功能性水果之称，其果实含有充足的碳水化合物、多酚类物质、维生素、矿物质等[3-6]，且不含胆固醇和脂肪[7]，具有保护心血管、抗衰老、抗结肠癌、促进骨骼健康等功效[8-14]。
目前西梅主要是通过鲜果的形式流入市场，由于西梅的种植具有区域性[15-16]，因此对鲜果的运输、保鲜及贮藏方面要求较高[17]。并且西梅果实有充足的水分、碳水化合物、多酚类物质[4]、果胶物质[18-19]、有机酸和芳香物质[20]，因此适合酿造果酒。酿造西梅酒可以充分利用营养丰富的西梅果实，提高西梅的附加值，对西梅的深加工具有重要意义。本文以西梅为原料，研究酿造西梅酒的工艺条件，以酒精度和感官评分为评价指标，以酵母接种量、果胶酶添加量、蔗糖添加量和浸渍时间4个因素为考察因素进行单因素试验，在确定酵母接种量基础上，进行其他3个因素的响应面优化试验，确定西梅酒的最佳酿造工艺，为西梅酒的开发和产业化提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
西梅（新鲜）：市售；果胶酶（12 000 U/mL）、酿酒酵母、偏重亚硫酸钾（食品级）：上海杰兔工贸有限公司；蔗糖（食品级）：中粮糖业辽宁有限公司。
1.2 仪器与设备
JPS-150电子秤、BL-4100F电子天平：上海宿衡实业有限公司；RA-600便携式糖度计：可睦电子（上海）商贸有限公司；HD-03D发酵罐：哈尔滨汉德轻工医药装备有限责任公司；JX-02P破碎机、JGZL板框式双联过滤机：新乡市新轻机械有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 西梅酒酿造工艺流程
预处理→加硫→加果胶酶→调糖→接种酵母→浸渍和发酵→陈酿→过滤→灌装→成品
1.3.2 操作要点
预处理：去除西梅坏果及其他杂质，将剩余西梅放入破碎机中，调节破碎机辊轮到合适位置，只对果肉、果皮进行破碎，不能破碎到果核[21]。然后将破碎好的西梅果醪倒入发酵罐中。
加硫处理：称取100 mg/L偏重亚硫酸钾粉末，置于烧杯中，并加入适量的纯水，然后进行搅拌，使其充分溶解。将溶解好的偏重亚硫酸钾溶液倒入发酵罐中，并进行搅拌，使其与西梅果醪充分接触。添加偏重亚硫酸钾可以杀死有害细菌并防止西梅果醪的氧化[22-23]。
加果胶酶：添加完偏重亚硫酸钾溶液2 h～4 h后[21]，向西梅果醪中加入果胶酶。称取一定量的果胶酶并用适量的20℃左右纯水充分溶解，再加入发酵罐中。由于西梅果肉中含有果胶物质[18]，加入果胶酶有利于提高西梅的出汁率和澄清度[24]。
调糖：西梅的糖度一般在 10 °Brix～15 °Brix[6-7]，因此需要额外添加蔗糖来提高西梅果醪的糖度，以满足西梅酒所需的酒精度和口感。添加方式：按18 g/L的蔗糖可产生1%vol的酒精度来称取蔗糖，将称取好的蔗糖置于暂存罐中，加入适量的西梅果汁，并进行搅拌，待蔗糖充分溶解后，将其倒入发酵罐中，并再次搅拌，使其与西梅果醪充分混合[22-23]。
接种酵母：按试验设计称取一定量的活性干酵母放入烧杯中，按料液比1∶10（g/mL）加入西梅果汁并充分搅拌，然后将烧杯置于35℃的水浴锅中，保温25 min，待酵母起高泡后说明活化成功。取出烧杯放至室温（25℃），待酵母液与待发酵的西梅果汁温差小于10 ℃时，进行接种[23，25]。
浸渍和发酵：接种酵母后，进行酒精发酵，酵母菌将西梅果汁中的糖分转化为酒精，酒精发酵期间发酵温度控制在26℃左右，每天测定西梅发酵液的糖度，当糖度小于0.4°Brix时，酒精发酵结束。发酵期间同时对西梅果皮进行浸渍，由于西梅果皮含有色素[26]、多酚和有机酸，果皮的浸渍能够有效适量地浸出相应物质，当达到浸渍要求后，分离皮渣，以免浸渍过度。
陈酿及过滤：西梅酒发酵结束后需要进行陈酿，必须满罐低温陈酿，防止西梅酒氧化变酸，陈酿温度控制在15℃左右，时间在30 d左右。陈酿期间进行转罐1次～2次，目的是去除沉淀物获得澄清的西梅酒。陈酿结束后对西梅酒进行过滤处理，采用硅藻土和纸板双联过滤。
1.3.3 单因素试验及响应面试验
以酵母接种量（100、150、200、250、300 mg/L）、果胶酶添加量（20、40、60、80、100 mg/L）、蔗糖添加量（80、100、120、140、160 g/L）、浸渍时间（2、4、6、8、10 d）4 个因素进行单因素试验，考察各指标对西梅酒的酒精度及感官评分的影响。
通过单因素试验，确定最佳酵母接种量为200 mg/L后，继续选取果胶酶添加量（A）、蔗糖添加量（B）和浸渍时间（C）为考察变量，以西梅酒的酒精度（Y）为响应值，通过Design Expert 12软件进行三因素三水平试验，因素和水平见表1。
表1 响应面优化西梅酒酿造工艺的因素和水平
Table 1 Factors and levels of prune wine brewing process by response surface methodology
水平 A果胶酶添加量/（mg/L）B蔗糖添加量/（g/L） C浸渍时间/d-1 40 100 4 0 60 120 6 1 80 140 8
1.3.4 指标检测
酒精度、总酸、挥发酸、总硫、游离硫、总糖及还原糖含量分别参照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的酒精计法、指示剂法、氧化法及直接滴定法测定。
菌落总数参考GB 4789.2—2022《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》测定，大肠菌群数参考GB 4789.3—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验大肠菌群计数》测定。
感官评价参照GB/T 15037—2006《葡萄酒》中葡萄酒感官要求，成立26人相关专业的专家小组，建立西梅酒的评价体系，感官评价标准见表2。
表2 西梅酒感官评分标准
Table 2 Sensory evaluation standard of prune wine
指标 评分标准 评分外观（20）酒体呈宝石红色，澄清透亮且有光泽 16～20酒体呈淡红色，有少许悬浮物，光泽不明显 10～15酒体呈暗黄色，有沉淀物且浑浊，无光泽 0～9香气（30）具有协调的西梅果香和酒香，果香浓郁，酒香悠长，无其他异味21～30具有比较协调的西梅果香和酒香、酒香良好，无其他异味11～20酒体丰满、厚重，酸甜适中，回味绵长，口感好 21～30酒体协调，纯正无杂质，回味较长，口感较好 11～20酒体不协调，较酸，无回味，口感差 0～10典型性（20）无西梅果香、酒香较淡，有其他异味 0～10滋味（30）具有西梅酒的典型风味，风格独特、优雅，结构好16～20具有比较典型的西梅酒风味，典型性一般，结构稍差10～15具有较少或无西梅酒典型风味，有风格，典型性不足0～9
1.3.5 数据处理
采用Excel 2007进行数据处理以及制表绘图，采用Design-Expert 12进行响应面设计及试验分析。
2 结果与分析
2.1 西梅酒酿造工艺的单因素试验
2.1.1 酵母接种量对西梅酒品质的影响
在果胶酶添加量为60 mg/L、蔗糖添加量为120 g/L和浸渍时间为6 d的条件下，分别加入100、150、200、250、300 mg/L 的酵母进行试验，其对西梅酒品质的影响如图1。
图1 酵母接种量对西梅酒品质的影响
Fig.1 Effect of yeast inoculation amount on the quality of prune wine
由图1可知，随着酵母接种量的增加，酒精度及感官评分均呈先上升后下降的趋势，分析是因为适量的酵母发酵更迅速、更彻底，从而抑制有害细菌及野生酵母菌的生长繁殖，并且产生更多的酒精，从而提高西梅酒的口感。当酵母接种量为200 mg/L时，酒精度和感官评分均达到最高值，之后随着酵母接种量的增加反而降低，可能是过多的酵母进行自身繁殖，导致酒精产率的降低，同时由于酵母量过大导致西梅酒产生酵母味，从而影响感官评分。由此可知，最佳酵母接种量为200 mg/L。
2.1.2 果胶酶添加量对西梅酒品质的影响
在酵母接种量为200 mg/L、蔗糖添加量为120 g/L和浸渍时间为6 d的条件下，考察果胶酶添加量分别为20、40、60、80、100 mg/L 对西梅酒品质的影响。西梅果实含有一定量的果胶物质[16-17]，酿造西梅酒时必须通过增添果胶酶来提高西梅的出汁率和澄清度。果胶酶添加量对西梅酒品质的影响见图2。
图2 果胶酶添加量对西梅酒品质的影响
Fig.2 Effect of pectinase addition on the quality of prune wine
由图2可知，果胶酶添加量在20 mg/L～40 mg/L时，酒精度和感官评分升高明显，分析原因为果胶酶分解了西梅果肉中的果胶物质，有利于发酵基质的混合，使酒精发酵进行得更加容易与彻底，从而提高了酒精产量，同时果胶酶的添加使得西梅酒更加澄清，感官评分升高。果胶酶添加量高于60 mg/L时，西梅果肉中果胶物质基本被分解，酒精产量趋于平稳，果胶酶添加量高于80 mg/L时，因果胶酶过量而残留在西梅酒中，影响西梅酒的澄清度从而导致感官评分大幅下降。因此果胶酶添加量控制在40 mg/L～80 mg/L为宜。
2.1.3 蔗糖添加量对西梅酒品质的影响
在酵母接种量为200mg/L、果胶酶添加量为60mg/L和浸渍时间为6 d的条件下，考察蔗糖添加量分别为80、100、120、140、160 g/L 对西梅酒品质的影响，结果见图3。
图3 蔗糖添加量对西梅酒品质的影响
Fig.3 Effect of sugar content on the quality of prune wine
由于西梅糖度较低[6]，需要添加蔗糖，提高西梅酒的酒精度。由图3可知，蔗糖添加量为80 g/L～120 g/L时，随着蔗糖添加量的增加，酒精度和感官评分均升高，这是因为适量的糖能够减弱西梅的酸味和西梅果皮的涩味，使西梅酒口感协调柔和。但蔗糖添加量超过140 g/L后，酒精度大幅度降低，可能是过高的糖抑制了酵母菌的活性，甚至导致酒精发酵中止，感官评分也明显下降，可能是因为酒精发酵不完全，导致残糖过多，口感太甜。因此蔗糖添加量控制在100 g/L～140 g/L为宜。
2.1.4 浸渍时间对西梅酒品质的影响
因为西梅果皮上含有多酚和有机酸[4]，所以需要控制皮渣的浸渍时间以保证西梅酒的颜色和口感[21]。在酵母接种量为200 mg/L、果胶酶为60 mg/L、蔗糖添加量为120 g/L的条件下，考察浸渍时间分别为2、4、6、8、10 d对西梅酒品质的影响，结果见图4。
图4 浸渍时间对西梅酒品质的影响
Fig.4 Effect of immersion time on the quality of prune wine
由图4可知，当浸渍时间小于4 d时，酒精度和感官评分均较低，这是因为西梅果皮在短时间内即被去除，果皮上仍残存着果肉和糖分，导致酒精度降低，同时过短的浸渍时间使果皮中的色素和酸度没有完全浸出，导致西梅酒的颜色浅淡且口感寡淡。当浸渍时间大于8 d时，由于浸渍时间过长，导致西梅果皮中的酸度和涩度过度浸出，使西梅酒口感酸涩，感官评分大幅度下降。因此浸渍时间控制在4 d～8 d为宜。
2.2 优化西梅酒酿造工艺的响应面试验
2.2.1 模型的建立和方差分析
根据单因素试验结果，确定最佳酵母接种量为200 mg/L后，选取其他3个因素，进行西梅酒的响应面优化酿造工艺试验，响应面试验设计及结果见表3。
表3 西梅酒酿造工艺Box-Behnken试验设计与结果
Table 3 Box-Behnken experimental design and results of prune wine brewing process
试验号 A果胶酶添加量B蔗糖添加量 C浸渍时间 酒精度/%vol 1-1 0 1 11.8 2 1 0-1 10.8 3-1 1 9.1 4 0-1 -1 9.0 0 5 12.0 6-1 0 -1 10.9 7 1-1 0 8.1 0 0 0 8 12.5 9 0 0 0 12.1 0 0 0 10 0 0 0 12.3 11 0 0 0 12.2 12 1 0 1 10.7 13 -1 -1 0 9.8 14 0 1 1 10.9 15 1 1 0 10.7 16 -1 1 0 10.5 17 0 1 -1 9.9
利用Design-Expert 12软件对表3的试验数据作回归分析，以西梅酒的酒精度为响应值，构建西梅酒酿造工艺参数的回归方程如下。
对该方程做响应面试验回归模型的方差分析，结果见表4。
表4 响应面试验回归模型的方差分析
Table 4 Analysis of variance of response surface regression model
来源 平方和 自由度 均方 F值 P值 显著性模型 26.37 9 2.93 95.17 ＜0.000 1 **A 0.911 3 1 0.911 3 29.60 0.001 0 **B 4.50 1 4.50 146.17＜0.000 1 **C 0.451 3 1 0.451 3 14.66 0.006 5 **AB 0.902 5 1 0.902 5 29.32 0.001 0 **AC 0.250 0 1 0.250 0 8.12 0.024 7 *BC 0.202 5 1 0.202 5 6.58 0.037 3 *A2 1.32 1 1.32 42.89 0.000 3 **B2 14.96 1 14.96 485.97＜0.000 1 **C2 1.57 1 1.57 50.89 0.000 2 **残差 0.215 5 7 0.030 8失拟项 0.067 5 3 0.022 5 0.608 1 0.644 1纯误差 0.148 0 4 0.037 0总和 26.58 16相关系数（R2） 0.991 9
续表4 响应面试验回归模型的方差分析
Continue table 4 Analysis of variance of response surface regression model
注：*表示差异显著（P＜0.05）；**表示差异极显著（P＜0.01）。
来源 平方和 自由度 均方 F值 P值 显著性调整系数（R2Adj）0.981 5离散系数（C.V.%）1.63信噪比 29.779 9
由表 4可知，模型呈极显著（P＜0.000 1），说明西梅酒的酒精度与果胶酶添加量、蔗糖添加量和浸渍时间关系极显著[27]；失拟项 P=0.644 1＞0.05，不显著（P＞0.05），说明构建的回归模型成功；西梅酒酿造工艺相关系数R2=0.991 9，调整系数R2Adj=0.981 5，说明该模型能够解释98.15%的响应值的变化，试验误差小；信噪比=29.779 9＞4，说明该模型很适合西梅酒酿造工艺试验的预测；离散系数=1.63，该数值较小，说明试验的精确度高且可靠性强。通过显著性检验可知，一次项A、B、C 和交互项 AB 及二次项 A2、B2、C2差异极显著（P＜0.01），交互项AC 和BC差异显著（P＜0.05）。F值越大，说明影响越强，由表4可知，对西梅酒酿造工艺影响的强弱顺序为蔗糖添加量＞果胶酶添加量＞浸渍时间。
2.2.2 响应面分析
西梅酒的响应面分析见图5。
图5 各因素两两交互作用对西梅酒的酒精度影响的等高线和响应面
Fig.5 Contour and response surface of the effect of the interaction of each factor on the alcohol content of prune wine
根据所建模型的回归方程求出最优解，得到西梅酒酿造工艺的最佳条件为果胶酶添加量54.225 mg/L、蔗糖添加量为123.585 g/L、浸渍时间为6.575 d，得到西梅酒的酒精度为12.370%vol。
2.2.3 酿造工艺最优解的检验
根据实际操作将果胶酶添加量修正为54.2 mg/L，蔗糖添加量修正为123.6 g/L，浸渍时间为6.6 d，按照此工艺参数得到实际西梅酒的酒精度为12.4%vol，与试验最优解的酒精度接近，说明为西梅酒酿造工艺所构建的响应面模型真实准确，有很高的参考价值。
2.2.4 西梅酒质量指标及微生物指标
按照上述工艺参数酿造西梅酒，并对其进行常规理化指标检测，结果见表5。
表5 西梅酒理化指标检测结果
Table 5 Determination of physical and chemical indexes of prune wine
酒精度/%vol还原糖/（g/L）12.4 1.6 0.2 32.0 20.0 3.8 1.8总酸/（g/L）挥发酸/（g/L）总硫/（mg/L）游离硫/（mg/L）总糖/（g/L）
由表5可知，在最佳酿造工艺条件下酿造出的西梅酒，其总糖为3.8 g/L＜4.0 g/L，符合干型果酒对总糖小于4.0 g/L的要求，挥发酸仅为0.2 g/L，远低于1.2 g/L，总硫和游离硫含量极低，酒精度高达12.4%vol，均符合QB/T 5476—2020《果酒通用技术要求》。
此工艺下的西梅酒呈宝石红色，澄清有光泽，香气协调，果香浓郁悠长，酒体丰满厚重，风格独特优雅，其感官评分高达96；进行微生物指标检验得到大肠菌群＜3 MPN/100 mL，菌落总数为13 CFU/mL，西梅酒的质量指标和微生物指标均符合QB/T 5476—2020《果酒通用技术要求》。
3 结论
经响应面优化试验，确定西梅酒的最佳酿造工艺为果胶酶添加量54.2 mg/L、蔗糖添加量123.6 g/L、浸渍时间6.6 d。酿造出的西梅酒呈宝石红色、澄清有光泽、香气协调、果香浓郁悠长、酒体丰满厚重、风格独特优雅。此条件下感官评分高达96，酒精度12.4%vol、总酸含量1.6 g/L、挥发酸0.2 g/L、总硫32.0 mg/L、游离硫 20.0 mg/L、总糖 3.8 g/L、还原糖 1.8 g/L、大肠菌群＜3 MPN/100 mL、菌落总数13 CFU/mL，各项指标均符合QB/T 5476—2020《果酒通用技术要求》。
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