發(fā)酵條件對(duì)桑椹白蘭地原料酒雜醇油的影響

李杰民，劉國(guó)明，吳翠瓊，李昌寶，孫 健

（廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣西南寧530007）

發(fā)酵條件對(duì)桑椹白蘭地原料酒雜醇油的影響

李杰民1，劉國(guó)明1，吳翠瓊1，李昌寶1，孫 健1

（廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣西南寧530007）

以桑椹白蘭地原料酒發(fā)酵過(guò)程中雜醇油含量為研究對(duì)象和指標(biāo)，以酵母菌種類(lèi)別、酵母添加量、發(fā)酵溫度為影響因素，通過(guò)單因素和正交實(shí)驗(yàn)探明了發(fā)酵條件對(duì)雜醇油產(chǎn)量的影響規(guī)律。結(jié)果表明，酵母菌種類(lèi)別對(duì)發(fā)酵酒中雜醇油含量的影響最大，酵母添加量次之，發(fā)酵溫度最小。

桑椹酒； 白蘭地； 雜醇油

桑椹(Mulberry)，又名桑棗、桑果、桑仁、甚子、文武實(shí)等，為多年生木本植物桑樹(shù)所結(jié)的聚合型多肉漿果。成熟桑椹果質(zhì)油潤(rùn)，酸甜適口，以個(gè)大、肉厚、色紫紅、糖分足者為佳，汁濃似蜜，甜酸清香，營(yíng)養(yǎng)成分豐富，現(xiàn)已被國(guó)家衛(wèi)生部列為“既是食品又是藥品”的“藥食同源”農(nóng)產(chǎn)品之一，與沙棘、懸鉤子等同被譽(yù)為“第三代水果”[1]。近年來(lái)我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)的進(jìn)步以及人們對(duì)健康意識(shí)的不斷提高，桑椹資源的利用得到了巨大的提升。桑椹果酒作為桑椹資源加工利用的產(chǎn)品，在2008年已躋身國(guó)家鼓勵(lì)類(lèi)產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目。

雜醇油是酒精飲料中含有的一類(lèi)高沸點(diǎn)混合物，包括異戊醇、異丁醇、正丙醇、異丙醇等。在我國(guó)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中，雜醇油通常是指異戊醇及異丁醇[2，3]。適量的雜醇油含量能賦予酒體醇甜綿香的口感，是酒類(lèi)的風(fēng)味組成成分之一，但當(dāng)雜醇油含量超標(biāo)時(shí)會(huì)對(duì)人體健康及酒體風(fēng)味帶來(lái)不利影響：雜醇油在人體內(nèi)的氧化速度慢于乙醇且在人體內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)，雜醇油含量過(guò)高時(shí)易造成神經(jīng)系統(tǒng)充血，產(chǎn)生頭痛、頭暈等不適癥狀，還會(huì)將邪雜味帶入酒體而影響風(fēng)味[4]。雜醇油的毒性隨分子量增大而加劇，假如乙醇對(duì)人體的危害程度為1，正丙醇對(duì)人體的危害程度則是3.5，異丁醇的危害為8，危害最大的是異戊醇中，為19。正丙醇對(duì)人體生理作用與乙醇相似，對(duì)黏膜有刺激作用；異丁醇過(guò)多則會(huì)令酒體口感的苦味增強(qiáng)，對(duì)人體的眼、鼻有刺激作用，但毒性不如異戊醇大；異戊醇在雜醇油中含量最高，能令飲用者眼睛、呼吸道受刺激,使人頭部充血、眩暈、頭疼、惡心、嘔吐、腹瀉,是造成人醉酒“上頭”的主要原因之一[5-9]。

在加入WTO前，我國(guó)衛(wèi)生部門(mén)將酒類(lèi)的雜醇油含量嚴(yán)格限定在2.0 g/L以?xún)?nèi)，我國(guó)名優(yōu)酒類(lèi)的雜醇油含量最高不超過(guò)800mg/L，但進(jìn)口洋酒基本都超過(guò)了我國(guó)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)限定。因此，為了使洋酒更順暢地進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，作為加入WTO的條件之一，我國(guó)不得不從2006年開(kāi)始執(zhí)行的《蒸餾酒及配制酒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 2757—1981）修訂版中，刪除了對(duì)酒水中雜醇油限量的部分。但從酒類(lèi)的一個(gè)重要品質(zhì)指標(biāo)以及從對(duì)人體健康角度考慮，我國(guó)一些酒生產(chǎn)廠家仍有較嚴(yán)格的雜醇油限量標(biāo)準(zhǔn)，保持酒類(lèi)中含有適量的雜醇油仍具有現(xiàn)實(shí)意義[10]。

本實(shí)驗(yàn)從發(fā)酵產(chǎn)品安全角度出發(fā)，研究桑椹白蘭地原料酒發(fā)酵條件對(duì)雜醇油含量的影響，以期在為我國(guó)桑椹資源高效開(kāi)發(fā)利用的同時(shí)，還能為我國(guó)發(fā)酵產(chǎn)品的安全性提供技術(shù)支撐和基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

桑椹（品種：果大十，含糖量：10.9%），市售；白砂糖，南寧糖業(yè)股份有限公司；帝伯仕果酒專(zhuān)用酵母（紅）、帝伯仕降酸酵母（藍(lán)），煙臺(tái)帝伯仕貿(mào)易有限公司；LAFFORT系列干酵母F5、F10、F15、F33，法國(guó)LAFFORT公司；Lalvin 71B降酸酵母、Lalvin RC212酵母、Lalvin D254酵母、Lalvin EC1118酵母，日照隆堡商貿(mào)有限公司。

儀器設(shè)備：JA2003型電子天平，上海良平儀器儀表有限公司；BIC-300人工氣候箱，上海博訊事業(yè)有限公司；PAL-1糖度計(jì)，維欣儀奧科技公司；pHS-3C酸度計(jì)，上海雷磁儀器廠；HXHX-3電熱鼓風(fēng)干燥箱，蘇州恒新烘箱電爐制造設(shè)備公司；PGL精密天平，深圳市怡華新電子有限公司；氣相色譜儀，F(xiàn)ID檢測(cè)器，TG-35MS色譜柱，安捷倫科技（中國(guó)）有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程及操作要點(diǎn)

桑椹白蘭地原料酒發(fā)酵的具體流程如下：

桑椹→清洗→榨汁→調(diào)配→滅菌→降溫、發(fā)酵→換罐、低溫沉降→過(guò)濾、陳釀→桑椹白蘭地原料酒

挑選成熟度高、無(wú)壓壞碰傷的桑椹，用清水洗凈后榨汁。榨汁后的桑椹果汁根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（發(fā)酵初始含糖量為25%，自然pH值）要求調(diào)配，再于65℃水浴條件下加熱滅菌30min。滅菌后待溫度降到35℃時(shí)，加入酵母菌發(fā)酵并緩慢降溫，直至溫度降至實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)值進(jìn)行恒溫發(fā)酵。

1.2.2 桑椹白蘭地原料酒不同發(fā)酵條件對(duì)雜醇油含量的影響

1.2.2.1 桑椹白蘭地原料酒發(fā)酵工藝條件單因素實(shí)驗(yàn)

①在發(fā)酵溫度20℃，酵母添加量為0.01%的條件下（發(fā)酵初始含糖量調(diào)至25%，自然pH值），分別選取10種酵母菌種進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，考察不同酵母菌對(duì)桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量的影響。

②在酵母采用F5，發(fā)酵溫度20℃條件下（發(fā)酵初始含糖量調(diào)至25%，自然pH值），分別選擇酵母接種量為0.0050%、0.0075%、0.0100%、0.0125%、0.0150%進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，考察不同酵母添加量對(duì)桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量的影響。

③在酵母采用F5，添加量為0.0100%條件下（發(fā)酵初始含糖量調(diào)至25%，自然pH值），分別選擇發(fā)酵溫度18℃、20℃、22℃、24℃、26℃進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，考察不同發(fā)酵溫度對(duì)桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量的影響。

1.2.2.2 桑椹白蘭地原料酒發(fā)酵正交實(shí)驗(yàn)

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，挑選3種酵母，以雜醇油含量為指標(biāo)，進(jìn)行3因素3水平的正交實(shí)驗(yàn)，正交實(shí)驗(yàn)因素與水平見(jiàn)表1。

表1 桑椹白蘭地原料酒發(fā)酵條件優(yōu)化正交實(shí)驗(yàn)因素與水平

1.2.3 雜醇油測(cè)定方法

升溫程序：40℃保持3m in，再以5℃/min升溫至70℃，后以20℃/m in升溫至220℃，保持1min。檢測(cè)器溫度為300℃，進(jìn)樣口溫度為250℃，進(jìn)樣量為1μL，分流比為19∶1。根據(jù)保留時(shí)間定性，外標(biāo)法定量，平行測(cè)定3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 桑椹白蘭地原料酒發(fā)酵工藝條件單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 不同酵母對(duì)桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量的影響（圖1）

圖1 不同酵母對(duì)桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量的影響

由圖1可知，不同的酵母發(fā)酵性能不同，發(fā)酵過(guò)程中所產(chǎn)生的雜醇油含量也不同：總體來(lái)看，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，所有酵母發(fā)酵體系中產(chǎn)生的雜醇油含量都呈逐漸上升的趨勢(shì)。當(dāng)發(fā)酵4 d后，Lalvin 71B降酸酵母、Lalvin RC212酵母發(fā)酵體系中所產(chǎn)生的雜醇油含量都達(dá)到了最大值，之后隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低；當(dāng)發(fā)酵7 d后，Lalvin EC1118酵母發(fā)酵體系中所產(chǎn)的雜醇油含量最大，F(xiàn)5、F15、F10發(fā)酵體系中所產(chǎn)的雜醇油含量相對(duì)較小，因此選取酵母F5、F10、F15進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。

2.1.2 不同酵母添加量對(duì)桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量的影響（圖2）

圖2 不同酵母添加量對(duì)桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量的影響

由圖2可知，總體來(lái)看，不同的酵母添加量，發(fā)酵過(guò)程中所產(chǎn)生的雜醇油含量不同：隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，不同酵母添加量發(fā)酵體系中產(chǎn)生的雜醇油含量都呈逐漸上升并最終趨于平衡，且添加量越大，發(fā)酵體系中所產(chǎn)的雜醇油含量就越少，研究結(jié)果與黃進(jìn)等[11]研究結(jié)果一致，與王宓等[12]研究結(jié)果相反。當(dāng)發(fā)酵7 d后，添加量為0.0150%、0.0125%、0.100%發(fā)酵體系中所產(chǎn)的雜醇油含量相對(duì)較小，因此，分別選取酵母添加量為0.100%、0.0125%、0.0150%進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。

2.1.3 不同發(fā)酵溫度對(duì)桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量的影響（圖3）

圖3 不同發(fā)酵溫度對(duì)桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量的影響

由圖3可知，總體來(lái)看，不同的發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵體系中所產(chǎn)的雜醇油含量影響不同：隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，酵母在不同發(fā)酵溫度發(fā)酵體系中產(chǎn)生的雜醇油含量都呈逐漸上升后下降的趨勢(shì)，且發(fā)酵溫度越高時(shí)，發(fā)酵體系中所產(chǎn)的雜醇油含量就越快達(dá)到峰值。當(dāng)發(fā)酵7 d后，發(fā)酵溫度為18℃、20℃、22℃發(fā)酵體系中所產(chǎn)的雜醇油含量相對(duì)較少，因此設(shè)定發(fā)酵溫度為18℃、20℃、22℃進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。

2.2 桑椹白蘭地原料酒發(fā)酵條件正交實(shí)驗(yàn)

在經(jīng)過(guò)不同酵母發(fā)酵產(chǎn)雜醇油性能單因素實(shí)驗(yàn)后，挑取出3種酵母，以酵母種類(lèi)、酵母接種量、發(fā)酵溫度為評(píng)價(jià)因素，以雜醇油含量為指標(biāo)進(jìn)行3因素3水平正交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2，方差分析結(jié)果見(jiàn)表3。

表2 桑椹白蘭地原料酒發(fā)酵條件正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

由表2可知，4個(gè)因素的極差關(guān)系為RA＞RB＞RC＞RD，空白列的極差最小，說(shuō)明偶然誤差較小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果較可靠?？梢钥闯觯湍阜N類(lèi)是影響桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量的主要因素，酵母添加量次之，發(fā)酵溫度影響最小。A3B3C1為最佳組合，即酵母為F15，添加量為0.0150%，發(fā)酵溫度為18℃。在此條件下重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次，所得桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量為177.9mg/L。

表3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果方差分析

由表3可知，酵母種類(lèi)對(duì)桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量的影響最大，達(dá)到顯著程度；酵母添加量、發(fā)酵溫度對(duì)桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量的影響程度未達(dá)到顯著程度。

3 結(jié)論

以雜醇油含量為考察指標(biāo)，通過(guò)對(duì)10種不同酵母發(fā)酵桑椹白蘭地原料酒的實(shí)驗(yàn)，挑選出3種產(chǎn)雜醇油含量相對(duì)較低的酵母：F5、F10、F15。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行3因素3水平的正交實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：采用酵母F15，添加量為0.0150%，在18℃條件下進(jìn)行發(fā)酵所得到的桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量最低，為177.9mg/L。

食品是人們生活中賴(lài)以生存、不可替代的基礎(chǔ)，但就現(xiàn)階段我國(guó)食品質(zhì)量安全狀況而言，在原料、生產(chǎn)、貯存等方面都存在一定問(wèn)題，大大降低了食品質(zhì)量的安全性[13]。近年來(lái)不斷暴露的食品安全問(wèn)題，使得百姓大眾將食品“聚焦在了顯微鏡下”，食品安全問(wèn)題被提到前所未有的重視高度。

酒作為中國(guó)幾千年來(lái)的傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品，一直有著重要的地位以及穩(wěn)定的消費(fèi)市場(chǎng)。但同時(shí)，酒的發(fā)酵過(guò)程極其復(fù)雜，包含著大量的微生物菌群，如不控制好發(fā)酵過(guò)程可導(dǎo)致發(fā)酵產(chǎn)品存在大量安全風(fēng)險(xiǎn)[14-15]。

本研究通過(guò)研究果酒發(fā)酵過(guò)程存在安全隱患的雜醇油含量問(wèn)題，找到調(diào)控雜醇油含量高低的影響因素及方法，為進(jìn)一步更好地開(kāi)發(fā)利用桑椹資源以及提高發(fā)酵產(chǎn)品安全性提供技術(shù)支撐。研究結(jié)果表明，酵母菌種的發(fā)酵特性對(duì)發(fā)酵酒中雜醇油含量有著顯著的影響。發(fā)酵菌種的篩選以及優(yōu)化，將是解決未來(lái)發(fā)酵食品安全問(wèn)題以及提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段和方向。

[1] 李杰民,李昌寶,李麗,等.桑果酒釀造酵母的篩選[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2014,45(2)：291-294.

[2]Hsieh CW,Huang YH,LaiCH,etal.Develop anovel method for removing fuselalcohols from rice spiritsusing nanofiltration[J].Journalof Food Science:Nanoscale Food Science,Engineering,and Technology,2010,75(2)：25-29.

[3] 沈怡方.白酒生產(chǎn)技術(shù)全書(shū)[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社, 1998.

[4] 張建華.白酒中有害成分的來(lái)源及控制[J].江蘇食品與發(fā)酵, 2001(1)：20-21.

[5] 孫慧.淺析白酒雜醇油的含量[J].釀酒,2003(3)：82-83.

[6] 周新虎,崔如生.引起白酒口干、上頭問(wèn)題的初探[J].釀酒科技, 2001(5)：44-45.

[7] 張躍廷,劉瓊.淺淡雜醇油[J].釀酒,2002(7)：18-20.

[8] 黃宏慧,周錫生.野生山葡萄酒雜醇油含量偏高的原因及對(duì)策[J].中外葡萄與葡萄酒,2002,(2)：55-56.

[9] 劉凱,王霖.黃酒飲后上頭原因初探[J].釀酒,2002(7)：54-55.

[10] 鄭新華.浸泡型青梅降低酸與雜醇油及其穩(wěn)定性研究[D].無(wú)錫：江南大學(xué),2014.

[11] 黃進(jìn).桑椹果酒中生物胺和雜醇油調(diào)控技術(shù)研究[D].南昌：江西農(nóng)業(yè)大學(xué),2011.

[12] 王宓,鎖然,趙然,等.發(fā)酵條件對(duì)紅棗白蘭地原料酒雜醇油的影響[J].釀酒科技,2016(8)：33-35.

[13] 施藝.淺談我國(guó)食品質(zhì)量安全現(xiàn)狀[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2016 (22)：297.

[14] 侯傳偉.我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵食品與高新技術(shù)改造[J].農(nóng)產(chǎn)品加工, 2008(7)：248-250.

[15] 成黎.傳統(tǒng)發(fā)酵食品營(yíng)養(yǎng)保健功能與質(zhì)量安全評(píng)價(jià)[J].食品科學(xué),2012,33(1)：280-284.

Effectsof Fermentation Conditionson FuselOilContent in M ulberry Brandy

LIJiem in,LIUGuom ing,WU Cuiqiong,LIChangbao,and SUN Jian
(Institute of Agricultural Products Processing,GuangxiAcademy of Agricultural Science,Nanning,Guangxi530007,China)

In this study,the effects of fermentation conditions on fusel oil content inmulberry brandy were investigated through single factor test and orthogonal experimentsw ith yeast species,yeast adding level and fermenting temperature as the influencing factors.The results suggested that the influencing factors ranked in decreasing sequence as yeast species,yeast adding level,and fermenting temperature.(Trans.by YUEYang)

mulberry;brandy;fuseloil

TS262.38；TS261.4；TS261.7

A

1001-9286（2016）12-0079-04

10.13746/j.njkj.2016305

廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技發(fā)展基金自選項(xiàng)目（桂農(nóng)科2015JZ76）；廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技基本業(yè)務(wù)費(fèi)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（2015YT86）。

2016-10-14

李杰民（1983-），男，高級(jí)工程師，碩士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工，E-mail：247953447@qq.com。

孫?。?978-），男，研究員，博士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工，E-mail：jiansun@gxaas.net。

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