柿酒發(fā)醇過程中酚類物質(zhì)的變化規(guī)律研究

郭 敏，張寶善，徐輝艷，趙建新，陳 衛(wèi)，張 灝

（1.江南大學(xué)食品學(xué)院，食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室，江蘇無錫214122；2.陜西師范大學(xué)食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西西安710062；3.陜西教育學(xué)院生命科學(xué)系，陜西西安710062）

柿酒發(fā)醇過程中酚類物質(zhì)的變化規(guī)律研究

郭 敏1，張寶善2，徐輝艷3，趙建新1，陳 衛(wèi)1，張 灝1

（1.江南大學(xué)食品學(xué)院，食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室，江蘇無錫214122；2.陜西師范大學(xué)食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西西安710062；3.陜西教育學(xué)院生命科學(xué)系，陜西西安710062）

以廣西恭城“月柿”為試材，應(yīng)用不同柿酒發(fā)酵工藝，探索酚類物質(zhì)（單寧、黃烷醇類及總黃酮）在柿酒發(fā)酵過程中的變化規(guī)律及其作用機理。結(jié)果表明，在柿酒發(fā)酵過程中酚類物質(zhì)含量總體呈下降趨勢，且發(fā)酵溫度是影響柿酒發(fā)酵過程中酚類物質(zhì)變化的最主要因素。

柿酒，酚類物質(zhì)，變化規(guī)律

柿（Diaospyros kaki L.f.），又名朱果種，屬柿科（Ebenaceae）柿屬（Diospyros kaki L.f.）植物。柿是中國的主要果品，色澤艷麗、風(fēng)味甘甜，且營養(yǎng)豐富，含多種營養(yǎng)成分，有較高的保健價值。但柿果與其它水果相比不同之處在于，柿果的酚類物質(zhì)含量是常見果品的十多倍甚至幾十倍。酚類物質(zhì)對人體的作用是雙刃劍，一方面其味澀、收斂，食用過多對人體造成危害，影響消化；另一方面酚類物質(zhì)有很好的抗氧化作用，食用少量對預(yù)防衰老和心血管疾病有很好的功能。在柿果深加工過程中因含有大量的單寧等酚類物質(zhì)，易致使產(chǎn)品色澤劣變，澀味重現(xiàn)、果肉凝聚，嚴(yán)重影響了柿果的深加工利用。目前以澀柿為原料生產(chǎn)的柿深加工產(chǎn)品很少，主要以干制品、柿餅和發(fā)酵品柿醋為主。柿果加工成柿酒的過程中，需經(jīng)過酒精發(fā)酵等復(fù)雜的生化過程，其酚類物質(zhì)也隨發(fā)酵的進(jìn)行而變化。本論文根據(jù)柿酒生產(chǎn)基本工藝，研究發(fā)酵過程中柿果酚類物質(zhì)的變化規(guī)律，探索柿酒酚類物質(zhì)消長的機理，這些研究對提高柿酒釀造質(zhì)量和穩(wěn)定性，進(jìn)一步擴大柿果的利用率有一定的理論價值和生產(chǎn)實踐意義。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

原料 廣西恭城月柿；干紅專用酵母菌（Saccharomyces ellipsoideus Y2323） 寧夏大學(xué)提供；酵母菌固態(tài)培養(yǎng)基 麥芽汁（5～6°Be’），2%瓊脂，pH6.4，121℃滅菌20min：酵母菌液態(tài)培養(yǎng)基 麥芽汁（5～6°Be’），pH6.4，121℃滅菌20min。

1.2 實驗方法

1.2.1 柿醋酒精發(fā)酵基本工藝流程

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 柿果的挑選與清洗 選擇七八成熟的月柿，采用流動清水漂洗。揀去腐爛果，瀝干水方可進(jìn)行脫澀。

1.2.2.2 脫澀 采用乙醇脫澀法，將柿果分層裝入容器中，每層噴75%酒精，酒精用量按柿果重0.1%，常溫下密封5～10d即可。

1.2.2.3 打漿 柿果經(jīng)過挑選，剔除霉?fàn)€、變質(zhì)果實后，用榨汁機將鮮柿打漿。

1.2.2.4 添加 SO2按 80mg/L的 SO2量添加NaHSO3，按3%的添加量接入活化酵母菌種。

1.2.2.5 菌種活化及擴大培養(yǎng) 將斜面酵母菌種轉(zhuǎn)接于100mL三角瓶麥芽汁液體培養(yǎng)基中，在28℃培養(yǎng)24h后，轉(zhuǎn)接于250mL三角瓶麥芽汁液體培養(yǎng)基中，用血細(xì)胞計數(shù)板計數(shù)得酵母菌的濃度為108個/mL。

1.2.2.6 主發(fā)酵 溫度25℃，時間16d左右，待發(fā)酵結(jié)束后，分離酒中沉淀物，并換罐，將酒裝滿陳釀。

1.2.2.7 柿酒陳釀后，澄清、過濾、熱處理、裝瓶。

1.2.3 測定方法

1.2.3.1 單寧含量的測定［1-2］采用 FC（Folin-Ciocalteus）法。

1.2.3.2 總黃酮類多酚含量的測定［3］采用分光光度法。

1.2.3.3 黃烷醇類多酚含量的測定［4-5］采用硫酸-香草醛法。

2 結(jié)果與討論

2.1 脫澀對柿醋酒精發(fā)酵過程中酚類物質(zhì)變化的影響

脫澀處理會改變發(fā)酵原料的酚類物質(zhì)含量，因此采取用乙醇脫澀和未脫澀的柿果按上述實驗步驟進(jìn)行酒精發(fā)酵。每3d測定發(fā)酵液中單寧、總黃酮和黃烷醇含量，其結(jié)果見圖1～圖3。

圖1 脫澀對單寧變化的影響

圖2 脫澀對總黃酮變化的影響

圖1單寧含量變化曲線顯示，隨著發(fā)酵時間的延長，單寧含量逐漸降低。不同處理方法的柿酒，單寧含量的降低程度有區(qū)別。這可能是因為在脫澀過程中，柿所含酚類物質(zhì)也隨之發(fā)生改變，進(jìn)而影響發(fā)酵過程中的變化。日本和中國學(xué)者普遍認(rèn)為，柿脫澀后，其可溶性單寧縮合、凝聚變成為不溶性單寧，溶解度下降［6］。而在柿酒發(fā)酵過程中測定的單寧主要是以可溶性單寧為主，因此脫澀柿酒中的單寧含量要明顯少于未經(jīng)脫澀處理的柿酒。

圖3 脫澀對黃烷醇變化的影響

由圖2可見，隨著發(fā)酵時間的延長，總黃酮含量都呈下降趨勢。脫澀處理的柿酒，前3d總黃酮含量快速下降，3d之后降低緩慢。而未脫澀處理的柿酒，前3d變化不明顯，3～12d快速下降，12d之后含量逐漸緩慢。

由圖3可以看出，隨著發(fā)酵時間的延長，黃烷醇含量總體都呈下降趨勢。脫澀處理柿酒中的黃烷醇含量，在發(fā)酵到3～6d時，其含量有上升趨勢；6d之后又開始緩慢下降，直到發(fā)酵停止。而未脫澀處理柿酒中的黃烷醇含量則在6～9d有小幅上升，之后呈快速下降趨勢。

總黃酮含量迅速下降，而黃烷醇含量反而有小幅上升，可能是在發(fā)酵過程中，黃酮類與黃烷醇類之間發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)，有一部分的黃酮類物質(zhì)轉(zhuǎn)化成了黃烷醇，使得總黃酮含量降低，黃烷醇含量升高。

柿經(jīng)脫澀處理后酚類物質(zhì)起始含量少于未脫澀的柿，在柿酒發(fā)酵過程中的變化趨勢也相對平緩，由此可以看出，脫澀對單寧、總黃酮和黃烷醇的影響主要體現(xiàn)在起始含量，其次才是過程中的變化。主要是因為酚類物質(zhì)在柿酒發(fā)酵過程中的變化，首先決定于酚類物質(zhì)的成分［7］。因此，在柿酒發(fā)酵前，脫澀處理更有利于最終產(chǎn)品酚類物質(zhì)含量的降低。

2.2 SO2的添加對柿酒發(fā)酵過程中酚類物質(zhì)變化的影響

SO2的添加是柿酒發(fā)酵過程中是很關(guān)鍵的一步，添加適量的SO2除為了抑制野生酵母和雜菌的繁殖，為酵母菌的生長繁殖提供良好的環(huán)境，保證酒精發(fā)酵正常進(jìn)行［9］外，還對酚類物質(zhì)有一定的影響。實驗取兩份等量脫澀柿果，向其中一份中添加80μg/mL的SO2，進(jìn)行酒精發(fā)酵。每3d測定發(fā)酵液中單寧、總黃酮和黃烷醇含量。

從圖4可以看出，隨著發(fā)酵時間的延長，柿酒中單寧含量呈下降趨勢，前6d單寧含量快速下降，6d之后單寧含量變化不顯著。不同處理變化趨勢大致相同，可見在柿酒發(fā)酵過程中雖單寧含量變化較大，但單寧含量的變化與SO2的添加并無直接聯(lián)系。

從圖5可以看出，隨著發(fā)酵時間的延長，柿酒中總黃酮含量先快后慢在逐漸減少。對比不同處理，SO2的添加對總黃酮的影響不顯著，總體趨勢大體一致，只有微小的含量變化差距。

圖4 SO2的添加對單寧變化的影響

圖5 SO2的添加對總黃酮變化的影響

由圖6可以看出，隨著發(fā)酵時間的延長，柿酒黃烷醇含量總體都呈先上升后下降趨勢。在發(fā)酵前3d，小幅下降，3～6d開始回升，從6d以后，黃烷醇含量相繼開始大幅度降低，由此可見，SO2的添加對黃烷醇含量降低的快慢有一定的影響。添加SO2的發(fā)酵液，黃烷醇含量下降明顯，這可能因為在亞硫酸氫鈉存在的條件下，亞硫酸離子起著親核試劑的作用，此時，黃烷醇雜環(huán)的醚鍵被打開，磺基加到C-2上，使得黃烷醇含量降低［8］。

圖6 SO2的添加對黃烷醇變化的影響

SO2的添加在澄清、護(hù)色、抗氧化、抑制微生物以及影響感官質(zhì)量方面有著重要的作用。但從上述實驗結(jié)果來看，SO2的添加對黃烷醇變化有一定的影響，對單寧和總黃酮變化影響不大。

2.3 發(fā)酵溫度對柿酒發(fā)酵過程中酚類物質(zhì)變化的影響

發(fā)酵溫度是影響發(fā)酵過程的主要因素之一，在不同的發(fā)酵溫度下，發(fā)酵液中酚類物質(zhì)也會隨發(fā)酵的進(jìn)行而發(fā)生不同變化。實驗分別在室溫（20℃）、28℃的條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵，每3d測定發(fā)酵液中單寧、總黃酮和黃烷醇含量，結(jié)果見圖7～圖9。

由圖7可以看出，在不同的發(fā)酵溫度下，柿酒中單寧變化趨勢大體一致，區(qū)別在于單寧含量減少的快慢。在28℃的發(fā)酵條件下，前6d單寧含量快速降低是由于酵母菌大量繁殖，開始分解糖類，產(chǎn)生CO2、酒精和有機酸等，此時發(fā)酵液中糖含量開始降低，單寧的含量隨之降低，6d以后，單寧含量變化不明顯。而對于20℃的處理來看，前3d單寧的含量也快速降低，第3d后單寧含量變化不明顯?？赡芤驗榘l(fā)酵溫度對酵母菌的繁殖有很大的影響。酵母菌只有在最適的發(fā)酵溫度下才能快速繁殖，進(jìn)而加快發(fā)酵速率，單寧的含量隨之降低，而在較低的發(fā)酵溫度下，不利于酵母菌生長，因此也對單寧含量的變化有一定的影響。由此可見在柿醋酒精發(fā)酵過程中，發(fā)酵溫度對于單寧變化的影響，主要體現(xiàn)在其對酵母菌的影響，進(jìn)而影響單寧含量。

圖7 不同溫度對單寧變化的影響

圖8 不同溫度對總黃酮變化的影響

圖9 不同溫度對黃烷醇變化的影響

從圖8可以看出，在不同發(fā)酵溫度條件下，柿酒總黃酮變化趨勢相同。隨著發(fā)酵進(jìn)行，總黃酮含量逐步減少。前3d急速下降，前3d快速降低，3～6d有小幅升高，其后緩慢下降。由此可見在柿酒發(fā)酵過程中，發(fā)酵溫度對總黃酮變化的影響主要是在含量方面。

從圖9可知，隨著發(fā)酵時間的延長，不同發(fā)酵溫度對黃烷醇含量總體呈下降趨勢。在28℃發(fā)酵條件下，黃烷醇含量雖呈緩慢降低趨勢，但含量減少不明顯，但在20℃發(fā)酵條件下，黃烷醇含量下降明顯。發(fā)酵前6d，黃烷醇含量大幅減少，隨著發(fā)酵進(jìn)行到6～9d，有小幅上升，之后又開始下降。由此可見，發(fā)酵溫度對黃烷醇含量的變化有一定影響。

溫度是影響微生物繁殖的重要因素之一，在一定溫度范圍內(nèi)微生物的生長繁殖隨著溫度的上升而增加。而當(dāng)溫度升高到一定程度時，微生物的生長代謝開始受阻，進(jìn)一步升高將會導(dǎo)致菌體細(xì)胞內(nèi)酶蛋白和核酸等發(fā)生不可逆變性或細(xì)胞膜受損而死亡［10］。因此發(fā)酵溫度對于酚類物質(zhì)變化的影響，是通過對酵母菌的影響而影響的。在柿酒發(fā)酵過程中，發(fā)酵溫度會影響酵母的代謝，只有在適宜的溫度條件下，酵母菌生長繁殖快，酚類物質(zhì)也隨之發(fā)生變化。在發(fā)酵快結(jié)束階段，當(dāng)酵母菌因溫度而受到影響，又有吸附于酵母細(xì)胞膜表面的單寧過多而阻礙了物質(zhì)的透析，妨礙了原生質(zhì)的正?；顒?，使酶停止作用，影響發(fā)酵活力［11］。進(jìn)而影響酚類物質(zhì)的變化，這一點在圖中也可以看到，在酒精發(fā)酵后期，單寧、總黃酮和黃烷醇變化都不明顯。

3 討論

柿含有比其它水果高出十多倍甚至幾十倍的酚類物質(zhì)，因此酚類物質(zhì)成為柿發(fā)酵產(chǎn)品中重要的組成成分，它們參與或決定產(chǎn)品感官特性、處理工藝、穩(wěn)定性、顏色等。加之酚類物質(zhì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，因此，每一步加工的單元操作酚類物質(zhì)都會發(fā)生變化。本實驗采用不同的發(fā)酵條件，探索物質(zhì)的變化規(guī)律，由于酚類物質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化、與蛋白質(zhì)的結(jié)合、酵母的吸附以及酚類物質(zhì)與生物堿、多糖、花色苷的復(fù)合，從而使得酚類物質(zhì)含量在發(fā)酵過程中普遍下降［12-18］。

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Study on change regulation of phenolic compounds during persimmon wine fermentation

GUO Min1，ZHANG Bao-shan2，XU Hui-yan3，ZHAO Jian-xin1，CHEN Wei1，ZHANG Hao1
（1.State Key Laboratory of Food Science and Technology，School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China；2.College of Food Engineering and Nutritional Science，Shaanxi Normal University，Xi’an 710062，China；3.Department of Life Sciences，Shaanxi Institute of Education，Xi’an 710062，China）

The change regulation and mechanism of phenolic compounds（tannins，flavanols and total flavonoids）in the process of persimmon wine fermentation of different fermentation techniques were studied.The persimmon used was from Gongcheng of Guangxi Province.The results showed that the content of phenolic compounds decreased gradually.Fermentation temperature was the most important factor for the changes of phenolic compounds.

persimmon wine；phenolic compounds；change regulation

TS255.46

A

1002-0306（2010）10-0219-04

2009-09-04

郭敏（1983-），女，碩士，研究方向：食品生物技術(shù)。