桑葚酒發(fā)酵工藝優(yōu)化及其主要香氣成分分析

曾　霞，陸　燕，曹建平，程水明，葉學(xué)林(.廣東石油化工學(xué)院環(huán)境與生物工程學(xué)院，廣東茂名55000；.茂名市蠶業(yè)技術(shù)推廣中心，廣東茂名5500)

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桑葚酒發(fā)酵工藝優(yōu)化及其主要香氣成分分析

曾霞1，陸燕1，曹建平1，程水明1，葉學(xué)林2
(1.廣東石油化工學(xué)院環(huán)境與生物工程學(xué)院，廣東茂名525000；2.茂名市蠶業(yè)技術(shù)推廣中心，廣東茂名525100)

摘要：以283雜交抗十品種桑葚為原料釀制桑葚果酒，分別采用糖度、pH值、接種量、發(fā)酵時(shí)間4個(gè)單因素優(yōu)化發(fā)酵條件，得到最佳工藝參數(shù)為初始糖度20 %，起始pH值3.4，酵母接種量5 %，發(fā)酵時(shí)間9 d。在此條件下得到的桑葚酒風(fēng)味純正、口感飽滿，具有桑葚特有的果香。在萃取溫度40℃、萃取時(shí)間30 min的條件下，利用固相微萃取/氣相色譜-質(zhì)譜(SPME/GC-MS)對(duì)桑葚果酒的揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行分析測(cè)定，得到酯類物質(zhì)25種，醇類物質(zhì)12種，酸類物質(zhì)5種，醛類物質(zhì)5種，酮類物質(zhì)7種，其他物質(zhì)包括烯烴、雜環(huán)化合物共16種，由面積歸一化法得到各類物質(zhì)的相對(duì)含量分別為49.36 %、19.03 %、2.22 %、18.73 %、0.24 %、1.99 %。這些化合物賦予了桑葚酒獨(dú)特的風(fēng)味和香氣。

關(guān)鍵詞：桑葚酒；發(fā)酵；工藝優(yōu)化；香氣成分

優(yōu)先數(shù)字出版時(shí)間：2015-11-04；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20151104.0958.003.html。

我國(guó)桑樹種植廣泛，果實(shí)桑葚營(yíng)養(yǎng)豐富，風(fēng)味獨(dú)特。桑葚富含生物堿、多酚、黃酮類如花青素、萜類物質(zhì)、維生素、有機(jī)酸等，在中醫(yī)里常作為藥物使用，用于保護(hù)肝臟、腎臟，強(qiáng)筋健骨，增強(qiáng)視力，抗衰老，降血脂，治療高血壓、發(fā)燒、咽喉疼痛、糖尿病等[1-2]；桑葚果含有的多糖類物質(zhì)可以作為免疫調(diào)節(jié)劑[3]；桑葚果還含有豐富的人體自身不能合成的多不飽和脂肪酸、氨基酸[4-5]，人體所需要的微量元素[6]。

由于桑葚鮮果的貨架期較短，且桑葚的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富和合適的理化指標(biāo)，桑葚果可被加工成酒、酒精飲料、果醋等，既保留了桑葚的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，又延長(zhǎng)其貨架期[7-9]。以桑葚鮮果發(fā)酵而成的桑葚酒集天然、營(yíng)養(yǎng)、保健于一體，既能使不易貯藏的桑葚得到充分利用，又可豐富酒類品種、繁榮果酒市場(chǎng)[10]。但因桑葚品種不同，其發(fā)酵的最優(yōu)工藝也不盡相同。對(duì)桑葚酒的風(fēng)味成分分析主要集中于揮發(fā)性物質(zhì)，目前較多采用吹掃捕集、頂空、固相微萃取聯(lián)合氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)進(jìn)行分析測(cè)定。鑒定得到的物質(zhì)種類與所用的萃取方法密切相關(guān)，主要可分為酯類、醇類、酸類、醛類、烴類等[11-12]。

利用283雜交抗十品種桑葚果為原料進(jìn)行發(fā)酵得到桑葚果酒，對(duì)發(fā)酵工藝條件糖度、pH值、接種量、發(fā)酵時(shí)間4個(gè)單因素進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)最優(yōu)工藝條件下發(fā)酵獲得的桑葚酒，采用固相微萃取/氣相色譜-質(zhì)譜(SPME/ GC-MS)對(duì)其揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行分析測(cè)定，對(duì)GC-MS總離子流圖(TIC)進(jìn)行定性鑒定，用面積歸一化法計(jì)算其相對(duì)百分含量。由此獲得特定桑葚品種的最優(yōu)發(fā)酵工藝及其主要風(fēng)味成分。

1材料與方法

1.1材料、試劑及儀器

桑葚，283雜交抗十品種，湛江桑葚研究所提供；酵母，法國(guó)葡萄酒酵母Lalvin R 212；果膠酶，食品級(jí)；檸檬酸、氯化鈉、偏重亞硫酸鉀為分析純。

儀器設(shè)備：GCMS-QP2010 Plus氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，日本SHIMADZU；30 m×0.25 mm×0.25 μm的Rxi?-5Sil MS氣相色譜毛細(xì)管柱，美國(guó)RESTEK；SPME手動(dòng)進(jìn)樣柄，85 μm CAR/PDMS SPME萃取頭，上海安譜。

1.2桑葚酒發(fā)酵

鮮桑葚果破碎壓汁，加入適量偏重亞硫酸鉀和果膠酶，待果汁澄清后，用檸檬酸調(diào)pH值，白砂糖調(diào)整糖度，接入葡萄酒酵母。在26℃恒溫箱中培養(yǎng)9 d，發(fā)酵結(jié)束后取澄清酒樣置于4℃冰箱中保藏，待測(cè)。

1.3理化指標(biāo)

酒精度：以蒸餾法去除樣品中不揮發(fā)物質(zhì)，用酒精計(jì)法測(cè)得酒精體積的百分?jǐn)?shù)值，按溫度校正，計(jì)算20℃乙醇的體積百分?jǐn)?shù)(%vol)；pH值：精密級(jí)數(shù)字式酸度計(jì)測(cè)得；糖度測(cè)定：用手持糖度計(jì)直接讀取果酒糖度；桑葚酒感官品評(píng)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1桑葚酒感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.4桑葚酒揮發(fā)性風(fēng)味成分測(cè)定

1.4.1樣品預(yù)處理

萃取頭在氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)進(jìn)樣口活化20 min，用精密注射器從樣品瓶中部抽取2.5 mL桑葚酒注入加有磁力攪拌子和NaCl的密封頂空瓶中，采用恒溫磁力攪拌器調(diào)節(jié)水浴控制酒樣溫度，將活化好的萃取頭插入頂空瓶進(jìn)行頂空萃取，達(dá)到預(yù)定的萃取時(shí)間后抽出萃取頭，迅速插入氣相色譜儀進(jìn)樣口進(jìn)行解析進(jìn)樣，測(cè)定桑葚酒的風(fēng)味成分。

1.4.2 GC條件

載氣：He (99.999 %)，流速1.00 mL/min；進(jìn)樣方式：無分流手動(dòng)進(jìn)樣；進(jìn)樣口溫度：250℃；柱溫起始40℃，保持2 min，再以8℃/min程序升溫至230℃，保持10 min。采用峰面積歸一化法定量。

1.4.3 MS條件

離子源：EI；電子能量：70 eV；離子源溫度：200℃；色譜-質(zhì)譜接口處溫度：250℃；掃描方式：SCAN，掃描范圍m/z 50～350。

2　結(jié)果與討論

2.1桑葚酒工藝優(yōu)化

2.1.1初始糖度對(duì)桑葚酒品質(zhì)的影響

本實(shí)驗(yàn)考察了不同初始糖度對(duì)桑葚酒品質(zhì)的影響。分別調(diào)整桑葚全汁的糖度為16 %、18 %、20 %、22 %、24 %和空白對(duì)照(11 %)，用檸檬酸調(diào)酸度至pH3.4，酵母接種量為5 %，以26℃培養(yǎng)9 d，發(fā)酵結(jié)束后，檢測(cè)酒精度和殘?zhí)橇浚⑦M(jìn)行感官品評(píng)，結(jié)果見圖1。

圖1初始糖度對(duì)桑葚酒品質(zhì)的影響

由圖1可知，發(fā)酵液初始糖度對(duì)桑葚酒酒精度影響較大，隨著糖度的增加，酒精度有所提高，初始糖度達(dá)20 %時(shí)，酒精度趨于平穩(wěn)，而當(dāng)初始糖度達(dá)24 %時(shí)，酒精度反而下降。分析認(rèn)為，當(dāng)含糖量過高時(shí)，由于滲透壓太高，使酵母的發(fā)酵出現(xiàn)延滯現(xiàn)象，酒精度不再上升并會(huì)終止發(fā)酵，導(dǎo)致發(fā)酵不徹底，殘?zhí)橇吭黾?，此時(shí)的發(fā)酵液糖過高，會(huì)引起酵母前期早衰而降低酒精生成能力。殘?zhí)橇侩S初始糖度的上升而上升，殘?zhí)橇窟^高使桑葚酒口感偏甜，因此綜合考慮感官品評(píng)結(jié)果，確定發(fā)酵初始糖度20 %為最佳。

2.1.2初始pH值對(duì)桑葚酒品質(zhì)的影響

本試驗(yàn)考察了不同初始pH值對(duì)桑葚酒品質(zhì)的影響。適當(dāng)增加酸以調(diào)整pH值為3.0、3.2、3.4、3.6、3.8和空白對(duì)照(4.2)。調(diào)節(jié)糖度至最佳起始糖度20 %，接入5 %的酵母種子液，以26℃培養(yǎng)9 d，發(fā)酵結(jié)束后，檢測(cè)酒精度和殘?zhí)橇浚⑦M(jìn)行感官品評(píng)，結(jié)果見圖2。

圖2初始pH值對(duì)桑葚酒品質(zhì)的影響

由圖2可知，pH值低于3.4時(shí)，隨著pH值的增大，酒精度逐漸升高，殘?zhí)橇砍氏陆第厔?shì)；pH值為3.4時(shí)，酒精度最高，殘?zhí)亲畹?，酒香濃郁，口感豐滿，典型性強(qiáng)；pH值高于3.4時(shí)，殘?zhí)橇孔兓幻黠@，酒精度有所下降。綜合理化指標(biāo)和感官品評(píng)結(jié)果，確定最佳起始pH值為3.4。

2.1.3酵母接種量對(duì)桑葚酒品質(zhì)的影響

本試驗(yàn)考察了不同酵母接種量對(duì)桑葚酒品質(zhì)的影響。調(diào)節(jié)糖度至最佳起始糖度20 %，調(diào)酸度至pH3.4，分別接入1 %、3 %、5 %、7 %、9 %、11 %的酵母種子液，空白對(duì)照不加酵母，在26℃下培養(yǎng)9 d，發(fā)酵結(jié)束后，檢測(cè)酒精度和殘?zhí)橇?，并進(jìn)行感官口評(píng)，結(jié)果見圖3。

圖3酵母接種量對(duì)桑葚酒品質(zhì)的影響

由圖3可知，隨著酵母接種量的增加，酒精度先增高后降低，到接入量為5 %時(shí)達(dá)最高，不同酵母接種量對(duì)殘?zhí)橇坑绊懖淮?；?dāng)酵母接種量超過5 %時(shí)，由于發(fā)酵時(shí)溫度較高，會(huì)使發(fā)酵速度過快，不易控制發(fā)酵速度，酒易產(chǎn)酸，口感粗糙，過早出現(xiàn)酵母的早衰致使發(fā)酵停止，故產(chǎn)酒精率相對(duì)低，且相對(duì)生存空間狹小，代謝產(chǎn)物的積累抑制了酵母的生長(zhǎng)；而如果酵母用量少，酵母數(shù)量不能及時(shí)抑制細(xì)菌和其他酵母的活動(dòng)，果汁中異類產(chǎn)物的含量就會(huì)提高，過少的酵母也導(dǎo)致發(fā)酵液內(nèi)物質(zhì)利用率低。綜合理化指標(biāo)和感官品評(píng)結(jié)果，確定最佳酵母接入量為5 %。

2.1.4發(fā)酵時(shí)間對(duì)桑葚酒品質(zhì)的影響

本試驗(yàn)考察了發(fā)酵時(shí)間對(duì)桑葚酒品質(zhì)的影響。調(diào)節(jié)桑葚汁起始糖度至20 %，降至pH3.4，接入5 %的酵母種子液，在26℃下連續(xù)發(fā)酵5 d、6 d、7 d、8 d、9 d、10 d。取樣檢測(cè)酒精度和殘?zhí)橇浚⑦M(jìn)行感官品評(píng)，結(jié)果見圖4。

圖4發(fā)酵時(shí)間對(duì)桑葚酒品質(zhì)的影響

由圖4可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，糖不斷消耗，酒精度不斷上升。到第9天時(shí)，酒精度穩(wěn)定，基本沒有變化。從感官品評(píng)結(jié)果可得，發(fā)酵時(shí)間直接影響桑葚酒的風(fēng)味。發(fā)酵時(shí)間為5 d時(shí)，果香較濃，但酒味較淡；在第9天時(shí)酒精度達(dá)到最高，果香、酒香較濃郁，酒體協(xié)調(diào)，典型性好；在第10天時(shí)，酒精度不再上升，口感與前1天相似，因此確定最佳發(fā)酵時(shí)間為9 d。

2.2桑葚酒揮發(fā)性風(fēng)味成分分析

采用SPME/GC-MS對(duì)最佳條件(起始糖度為20 %，起始pH3.4，酵母添加量為5 %，發(fā)酵時(shí)間為9 d)下發(fā)酵得到的桑葚酒的揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行分析，得到總離子流圖，見圖5。按照面積歸一法得到各物質(zhì)的相對(duì)含量，結(jié)果見表2。

圖5桑葚酒揮發(fā)性風(fēng)味成分SPME/GC-MS測(cè)定總離子流圖

表2桑葚酒揮發(fā)性風(fēng)味成分分析

經(jīng)鑒定，檢測(cè)到酯類物質(zhì)25種，醇類物質(zhì)12種，酸類物質(zhì)5種，醛類物質(zhì)5種，酮類物質(zhì)7種，其他物質(zhì)包括烯烴、雜環(huán)化合物共16種，按照面積歸一化法計(jì)算各化合物的相對(duì)含量，分別為49.36 %、19.03 %、2.22 %、18.73 %、0.24 %、1.99 %。酯類物質(zhì)賦予桑葚酒果香、花香，其中貢獻(xiàn)較大的主要是乳酸乙酯和乙酸異戊酯；醇類物質(zhì)以苯乙醇含量最高，給酒帶來獨(dú)特的香氣；酸類物質(zhì)主要影響酒的口感和酒體的協(xié)調(diào)性，使酒飲用時(shí)易上口，口感醇厚，且在陳化過程中易與醇類物質(zhì)形成酯類物質(zhì)。

3　結(jié)論

采用單因素對(duì)桑葚酒發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化，得最佳工藝條件為：初始糖度20 %，起始pH3.4，酵母接入量5 %，發(fā)酵時(shí)間9 d。在此條件下得到的桑葚果酒酒體豐滿，協(xié)調(diào)性好，果香、酒香濃郁，典型性好。

利用SPME/GC-MS對(duì)桑葚果酒的揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行測(cè)定，得到酯類物質(zhì)25種，醇類物質(zhì)12種，酸類物質(zhì)5種，醛類物質(zhì)5種，酮類物質(zhì)7種，其他物質(zhì)包括烯烴、雜環(huán)化合物共16種，經(jīng)面積歸一法得到各物質(zhì)的相對(duì)含量分別為49.36 %、19.03 %、2.22 %、18.73 %、0.24 %、1.99 %。這些化合物賦予了桑葚酒獨(dú)特的風(fēng)味和香氣。對(duì)于揮發(fā)性成分的分析，桑葚果的品種有一定影響，另外成分的種類很大程度上取決于萃取方法。本研究所用方法為SPME，萃取頭為85 μm CAR/PDMS SPME萃取頭，與梁貴秋等[11]所用的萃取頭不同，適合的操作參數(shù)也不一致，因此所得化合物的種類也有所差異；Butkhup等[12]用了3種萃取頭對(duì)桑葚酒的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行萃取，對(duì)不同類型的化合物如酸類、醇類物質(zhì)選擇性很強(qiáng)。因此，要全面了解桑葚酒的風(fēng)味成分，需要用不同的萃取方法進(jìn)行深入研究。

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白云邊酒被授予“中國(guó)白酒歷史標(biāo)志性產(chǎn)品”稱號(hào)

本刊訊：近日，在中國(guó)食品工業(yè)協(xié)會(huì)白酒專業(yè)委員會(huì)成立30周年之際，湖北白云邊酒被中食協(xié)授予“1985—2015中國(guó)白酒歷史標(biāo)志性產(chǎn)品”榮譽(yù)稱號(hào)。

1985—2015年的30年間，湖北白云邊酒業(yè)公司始終高舉兼香型旗幟，堅(jiān)持走質(zhì)量效益型發(fā)展道路，一路做真做實(shí)，做強(qiáng)做大，從一個(gè)作坊式的小廠發(fā)展為一家大型現(xiàn)代企業(yè)。20世紀(jì)70年代初期，白云邊釀出了中國(guó)白酒第五香——濃醬兼香型白酒。1991年10月，“白云邊”酒以其“芳香優(yōu)雅，醬濃協(xié)調(diào)，綿厚甜爽，圓潤(rùn)怡長(zhǎng)”的獨(dú)特風(fēng)格被輕工部確定為全國(guó)濃醬兼香型白酒的典型代表，得到了全行業(yè)的公認(rèn)。2009年12月1日，以白云邊為第一起草單位的《濃醬兼香型白酒國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》正式實(shí)施，開創(chuàng)了濃醬兼香型白酒的新紀(jì)元。在全國(guó)釀酒行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)排行榜上，2014年按利稅總額排名，白云邊位居全國(guó)白酒行業(yè)第9位。2015年，白云邊酒業(yè)納稅超過8億元，比2014年增長(zhǎng)1億元，再創(chuàng)歷史新高。從“兼香首創(chuàng)”到“兼香首強(qiáng)”，白云邊發(fā)展步履矯健鏗鏘。（王小波）

Optimization of the Fermentation Process of Mulberry Wine and Analysis of Its Main Flavoring Components

ZENG Xia1, LU Yan1, CAO Jianping1, CHENG Shuiming1and YE Xuelin2
(1.Faculty of Environmental and Biological Engineering, Guangdong University of Petrochemical Technology, Maoming, Guangdong 525000; 2.Maoming Sericulture Technology Promotion Center, Maoming, Guangdong 525100, China)

Abstract:The fermentation process of mulberry wine was optimized by single factor experiments. The optimal technical parameters were summed up as follows: the initial sugar content was 20 %, the initial pH was 3.4, the inoculum concentration was 5 %, and fermentation time was 9 days. Under above conditions, the produced mulberry wine tasted good with special aroma of mulberry. The volatile flavoring components of mulberry wine were analyzed by SPME/GC-MS under the conditions of extraction temperature at 40℃and extraction time of 30 min. 25 esters, 12 alcohols, 5 aldehydes, 7 ketones and 16 other compounds including alkenes and heterocyclic compounds were determined. Their relative contents from area normalization method were 49.36 %,19.03 %,2.22 %,18.73 %,0.24 % and 1.99 %, respectively. Those compounds endowed mulberry wine the unique flavor and aroma.

Key words:mulberry wine; fermentation; process optimization; aroma components

通訊作者：陸燕(1978-)，女，江蘇江陰人，副教授，博士。

作者簡(jiǎn)介：曾霞(1965-)，女，大學(xué)本科，講師，研究方向?yàn)楣瓢l(fā)酵技術(shù)，E-mail：mmzengxia05@126.com。

收稿日期：2015-09-18

基金項(xiàng)目：茂名市重點(diǎn)科技計(jì)劃項(xiàng)目(2011005)。

DOI：10.13746/j.njkj.2015380

中圖分類號(hào)：TS262.7；TS261.4；TS261.7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-9286（2016）01-0120-05