影響荔枝酒甲醇含量的因素

張鐘，陳海蓉

（廣東石油化工學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，廣東茂名525000）

影響荔枝酒甲醇含量的因素

張鐘，陳海蓉

（廣東石油化工學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，廣東茂名525000）

以荔枝肉為原料，采用傳統(tǒng)釀酒的方法制備荔枝酒，通過(guò)正交試驗(yàn)分析方法優(yōu)化了影響荔枝酒甲醇含量的主要因素。采用氣相色譜法測(cè)定其甲醇含量。試驗(yàn)結(jié)果表明，影響荔枝酒甲醇含量的因素排序?yàn)椋簻囟?pH>果膠酶量，荔枝酒釀造過(guò)程的甲醇含量最少的最佳工藝參數(shù)：溫度為25℃，pH為5.0，果膠酶0.6g/100mL。

荔枝酒；甲醇；氣相色譜法

甲醇（methanol或methyl alcohol，MeOH）又名木醇，是脂肪簇醇類中最簡(jiǎn)單的醇類[1]。它是食用酒中的有害成分[2]，也是最重要的衛(wèi)生指標(biāo)之一[3]。為確保食用者生命安全，國(guó)家對(duì)食用酒中甲醇含量進(jìn)行了嚴(yán)格控制。國(guó)標(biāo)規(guī)定，60度酒中甲醇最高允許含量不超過(guò)0.04g/100mL[4]。

關(guān)于甲醇含量的測(cè)定，國(guó)外報(bào)道可用高效液相色譜法（high performance liquid chromatography，HPLC）、氣相色譜法（gas chromatography，GC）分析和化學(xué)分析法[5-6]?；瘜W(xué)分析法中有醇氧化酶法與高錳酸鹽氧化法[7]。國(guó)標(biāo)GB5009.48—2003《蒸餾酒與配制酒》規(guī)定，蒸餾酒和配制酒中甲醇的測(cè)定方法為堿性品紅亞硫酸比色法和GC法（GDX-102柱）[4]。堿性品紅亞硫酸比色法為甲醇測(cè)定的經(jīng)典方法，但操作繁瑣、費(fèi)時(shí)[8-9]，不便于快速分析，但是對(duì)于有顏色的酒樣不能直接采用比色法測(cè)定，因?yàn)榫茦拥念伾珪?huì)嚴(yán)重干擾測(cè)定結(jié)果，必須進(jìn)行預(yù)處理。因此GC法在我國(guó)白酒成分分析中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛[10]。

荔枝壓榨出汁率很高，總糖含量和總酸含量都非常適合發(fā)酵成果酒。荔枝酒多數(shù)為發(fā)酵酒，其營(yíng)養(yǎng)豐富、果香馥郁、醇香可口，并具有一定的保健作用，但其在發(fā)酵過(guò)程中甲醇含量極易超標(biāo)。

本研究對(duì)荔枝酒發(fā)酵過(guò)程中溫度、起始酸度以及添加果膠酶量對(duì)甲醇產(chǎn)生的影響進(jìn)行了研究，并用GC法對(duì)荔枝酒中甲醇的含量進(jìn)行了測(cè)定。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

荔枝干，白糖，50 000U/g果膠酶：四川省山野生物科技有限公司；食品級(jí)檸檬酸、活性干酵母、氫氧化鈉溶液、甲醇、乙醇、4-甲基-2-戊醇，以上試劑為色譜純。

1.2 儀器與設(shè)備

FA-1640電子天平：上海天平儀器廠；GXZ280D發(fā)光培養(yǎng)箱：嘉興市中新醫(yī)療儀器有限公司；101A-2B電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海實(shí)驗(yàn)儀器廠有限公司；7820A氣相色譜儀：美國(guó)安捷倫公司；毛細(xì)管柱：PEG20M毛細(xì)血管色譜儀（柱長(zhǎng)35～50m，內(nèi)徑0.25mm，涂層0.2μm）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 荔枝酒制作工藝流程

荔枝→清選→去殼、去核、榨汁→荔枝汁→澄清過(guò)濾→控溫發(fā)酵→發(fā)酵終止→陳釀→精濾→成品[11]

1.3.2 影響荔枝酒甲醇含量的因素分析[12-15]

（1）溫度對(duì)荔枝酒甲醇含量的影響

在荔枝酒pH值4.0，果膠酶量0.6g/100mL條件下，設(shè)置20℃、25℃、30℃、35℃、40℃等不同溫度，進(jìn)行發(fā)酵6d，測(cè)定甲醇含量最低時(shí)的溫度作為最佳溫度。

（2）pH值對(duì)荔枝酒甲醇含量的影響

在上一試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，果膠酶量0.6g/100mL條件下，設(shè)置2.0、3.0、4.0、5.0、6.0等不同pH值，進(jìn)行發(fā)酵6d，測(cè)定甲醇含量最低時(shí)的pH值作為最佳pH值。

（3）果膠酶量對(duì)荔枝酒甲醇含量的影響

在以上2個(gè)試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，設(shè)置0、0.3g/100mL、0.6g/100mL、0.9g/100mL、1.2g/100mL不同的果膠酶量，進(jìn)行發(fā)酵6d，測(cè)定甲醇含量最低的果膠酶量作為最佳果膠酶量。

（4）發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

從眾多影響甲醇含量的因素中選擇發(fā)酵溫度、發(fā)酵pH值和果膠酶用量3因素進(jìn)行條件優(yōu)化，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，正交試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表1。

表1 影響荔枝酒甲醇含量的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平Table 1 Factors and levels of the orthogonal experiment for litchi wine methanol content optimization

1.3.3 荔枝酒甲醇含量測(cè)定方法—?dú)庀嗌V法

（1）色譜條件

載氣（高純氮）：流速為0.5～1.0mL/min，分流比約50∶1，尾吹約20～30mL/min；氫氣：流速為40mL/min；空氣：流速為400mL/min；檢測(cè)器溫度220℃；注樣器溫度220℃；柱溫：起始溫度40℃，恒溫4min，以3.5℃/min程序升溫至200℃，繼續(xù)恒溫10min。

（2）校正因子（f值）的測(cè)定

吸取甲醇溶液1.00mL，移入100mL容量瓶中，然后加入上述4-甲基-2-戊醇溶液1.00mL，用乙醇溶液稀釋至刻度。上述溶液中甲醇和內(nèi)標(biāo)的體積分?jǐn)?shù)均為0.02%。待色譜儀基線穩(wěn)定后，用微量注射器進(jìn)樣，進(jìn)樣量隨儀器的靈敏度而定。記錄甲醇和內(nèi)標(biāo)峰的保留時(shí)間及其峰面積（或峰高），用其比值計(jì)算出甲醇的相對(duì)校正因子。

（3）試樣的制備

用潔凈、干燥的100mL容量瓶準(zhǔn)確量取100mL樣品（液溫20℃）于500mL蒸餾瓶中，用50mL水分3次沖洗容量瓶，洗液并入蒸餾瓶中，再加幾顆玻璃珠，連接冷凝器，以取樣用的原容量瓶作接收器（外加冰?。?。開(kāi)啟冷卻水，緩慢加熱蒸餾。收集餾出液接近刻度，取下容量瓶，蓋塞。于20℃水浴中保溫30min，補(bǔ)加水至刻度，混勻，備用。

（4）分析步驟

吸取制備的試樣10.0mL于10mL容量瓶中，加入4-甲基-2-戊醇溶液0.10mL，混勻后，在與f值測(cè)定相同的條件下進(jìn)樣，根據(jù)保留時(shí)間確定甲醇峰的位置，并測(cè)定甲醇與內(nèi)標(biāo)峰面積（或峰高），求出峰面積（或峰高）之比，計(jì)算出酒樣中甲醇的含量。

1.3.4 甲醇含量結(jié)果計(jì)算

甲醇的相對(duì)校正因子按式（1）計(jì)算，樣品中甲醇的含量按式（2）計(jì)算。

式中：X1為樣品中甲醇的含量，g/100mL；f為甲醇的相對(duì)校正因子；A1為標(biāo)樣f值測(cè)定時(shí)內(nèi)標(biāo)的峰面積（或峰高）；A2為標(biāo)樣f值測(cè)定時(shí)甲醇的峰面積（或峰高）；A3為試樣中甲醇的峰面積（或峰高）；A4為添加于酒樣中內(nèi)標(biāo)的峰面積（或峰高）；d2為甲醇的相對(duì)密度；d1為內(nèi)標(biāo)物的相對(duì)密度；I為內(nèi)標(biāo)物含量（添加在酒樣中），g/100mL。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 影響荔枝酒甲醇含量的因素分析結(jié)果

2.1.1 溫度對(duì)荔枝酒甲醇含量的影響

表2 溫度對(duì)荔枝酒甲醇含量的影響Table 2 Effect of temperature on methanol content in litchi wine

從表2可以看出，甲醇含量隨溫度的升高而增加，綜合產(chǎn)酒量和甲醇含量，選擇30℃作為最佳發(fā)酵溫度。

2.1.2 pH值對(duì)荔枝酒甲醇含量的影響

表3pH值對(duì)荔枝酒甲醇含量的影響Table 3 Effect of pH on methanol content in litchi wine

從表3可以看出，pH值為4.0時(shí)甲醇含量最低，選擇pH值4.0作為最佳發(fā)酵pH值。

2.1.3 果膠酶添加量對(duì)荔枝酒甲醇含量的影響

表4 果膠酶量對(duì)荔枝酒甲醇含量的影響Table 4 Effect of pectinase addition on methanol content in litchi wine

從表4可以看出，不加果膠酶時(shí)甲醇含量最高，添加果膠酶后甲醇含量有所降低，果膠酶添加量為0.6g/100mL時(shí)甲醇含量最低，所以選擇0.6g/100mL作為最佳發(fā)酵果膠酶量。

2.2 發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果分析

運(yùn)用正交設(shè)計(jì)助手Ⅱv3.1.1，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果分析如表5所示。

表5 影響荔枝酒甲醇含量的正交試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Factors and levels of the orthogonal experiment for litchi wine methanol content optimization

在荔枝酒釀造過(guò)程中，影響其甲醇含量的主要因素為溫度、pH值和果膠酶量。從表5的極差分析結(jié)果可以看出，影響荔枝酒甲醇含量的因素中排序?yàn)闇囟?pH值>果膠酶量。因此，溫度是荔枝酒甲醇含量的決定性因素。

由表5可知，荔枝酒釀造過(guò)程甲醇生成量最少的最佳工藝參數(shù)為A1B3C2，即溫度為25℃，pH值為5.0，果膠酶0.6g/100mL。由于該工藝參數(shù)在表5中未出現(xiàn)，正交表中甲醇含量最低的組合A1B3C3及最佳組合進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，重復(fù)3次，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 正交試驗(yàn)驗(yàn)證試驗(yàn)Table 6 Verification test of orthogonal experiment

從表6可看出，工藝參數(shù)為A1B3C2條件下甲醇含量最低。因此最終確定最佳組合為A1B3C2。

2.3 方差分析結(jié)果

從表7的結(jié)果可看出，3個(gè)因素都不顯著。但A因素的F值最大，為主要影響因素。

表7 正交試驗(yàn)方差分析Table 7 Variance analysis of orthogonal experiment

3 結(jié)論

從試驗(yàn)中可以總結(jié)出，影響荔枝酒甲醇含量的因素中排序?yàn)闇囟?pH值>果膠酶量。因此，溫度是荔枝酒甲醇含量的決定性因素。荔枝酒釀造過(guò)程的甲醇含量最少的最佳工藝參數(shù)為溫度25℃，pH為5.0，果膠酶0.6g/100mL。在此優(yōu)化條件下，荔枝酒甲醇含量為0.036 0g/100mL。

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Influence factors of methanol content in litchi wine

ZHANG Zhong,CHEN Hairong
(College of Chemistry and Life Science,Guangdong University of Petrochemical Technology,Maoming 525000,China)

The litchi wine was made by the traditional brewing method,taking litchi fruit as raw material.The main factors affecting the methanol content of litchi wine was optimized with the orthogonal experiment and the content of methanol was determined by gas chromatography.Results showed that influence factors of methanol content in fruit wine in order were temperature,pH and pectinase addition.The optimum process parameters for least methanol producing was temperature 25℃,pH 5.0,pectinase 0.6g/100 ml.

litchi wine;methanol;gas chromatography

TS261

A

0254-5071（2014）03-0125-03

10.3969/j.issn.0254-5071.2014.03.030

2014-01-11

茂名市科技計(jì)劃項(xiàng)目（2011B01019）

張鐘（1962-），男，教授，本科，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工。