富硒葡萄酒發(fā)酵過(guò)程中硒的遷移轉(zhuǎn)化研究

陳劍俠

(福建省測(cè)試技術(shù)研究所 350003)

富硒葡萄酒發(fā)酵過(guò)程中硒的遷移轉(zhuǎn)化研究

陳劍俠

(福建省測(cè)試技術(shù)研究所 350003)

利用天然富硒葡萄發(fā)酵生產(chǎn)富硒葡萄酒，結(jié)果表明：富硒葡萄經(jīng)7個(gè)月發(fā)酵，葡萄酒中硒含量約為27 μg/kg，葡萄中約13%的硒遷移至酒中；3種不同發(fā)酵方式對(duì)發(fā)酵過(guò)程中的硒含量有一定影響，但最終葡萄酒的硒含量基本一致。

葡萄；葡萄酒；發(fā)酵；硒；遷移

Abstract: A kind of natural selenium-rich containing grape was used to produce selenium-enriched wine, the results showed that after 7-month fermentation of the selenium-rich containing grapes, the content of selenium in grape wine was about 27 mu g/kg, and about 13% selenium in the grapes were migrated to wine. Three different fermentation methods had some influence on selenium content in fermentation process, but the final content of selenium in wine was basically consistent.

Keywords: Grapes; wine; fermentation; selenium; migration

硒元素從20世紀(jì)70年代起被視為人體必需微量元素以來(lái)，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)其對(duì)人體健康有著重要意義，具有提高免疫力，增強(qiáng)抗癌能力，預(yù)防和協(xié)助治療心臟病、心血管疾病、糖尿病、呼吸道疾病等功能，作為谷胱甘肽過(guò)氧化酶的活性物質(zhì)參與體內(nèi)脂質(zhì)抗氧化過(guò)程，可預(yù)防器官衰老[1]。世界衛(wèi)生組織推薦的膳食安全日硒攝入量為50～400 μg，中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦的膳食安全日硒攝入量為60～200 μg，而目前我國(guó)成人日硒攝入量只有26.36 μg，嚴(yán)重不足。在人體補(bǔ)硒途徑中食物補(bǔ)硒是最安全經(jīng)濟(jì)的途徑。而天然種養(yǎng)殖的富硒農(nóng)產(chǎn)品補(bǔ)硒安全性優(yōu)于通過(guò)食品添加劑作為補(bǔ)硒來(lái)源。隨著對(duì)硒的保健作用認(rèn)識(shí)的深入，研究和種植富硒農(nóng)產(chǎn)品的熱潮也在興起，如利用富硒土壤或施用富硒肥料以種植出富含有機(jī)硒的功能性農(nóng)產(chǎn)品[2]。2013年福建省明溪縣南山研農(nóng)生態(tài)農(nóng)業(yè)基地葡萄種植園通過(guò)噴施富硒葉面肥種植出富含有機(jī)硒的葡萄，硒含量最高可達(dá)233 μg /kg[3]。為了進(jìn)一步提高富硒葡萄的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和延長(zhǎng)富硒葡萄的商品儲(chǔ)藏期，有效利用富硒葡萄中的硒資源，由鮮食富硒葡萄釀制葡萄酒，使富硒葡萄中的硒遷移轉(zhuǎn)化為酒中的硒，從而生產(chǎn)出天然富硒葡萄酒。本文以研農(nóng)富硒葡萄為釀酒原料，研究富硒葡萄在自發(fā)酵、酵母發(fā)酵、酵母加一定量的糖發(fā)酵過(guò)程中，其硒元素在酒液和酒渣中隨時(shí)間、糖度等變化的遷移轉(zhuǎn)化動(dòng)態(tài)。并提出提高酒中硒轉(zhuǎn)化率的建議。

1 材料與方法

1.1原料

2016年按照前期課題制定的種植規(guī)范，在福建明溪縣研農(nóng)生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司南山基地種植富硒葡萄[4]，樹種為夏黑提子，樹齡為5年，2016年3月萌芽，生長(zhǎng)期間按照種植規(guī)范要求噴施富硒葉面肥， 2016年8月成熟，成熟期鮮果用于葡萄酒發(fā)酵。

葡萄酒果酒專用酵母(安琪酵母股份有限公司)、果膠酶(拉曼德果膠酶)、白糖(市售)、焦亞硫酸鈉(食品級(jí))。

1.2實(shí)驗(yàn)儀器

發(fā)酵罐、糖度儀(WYT-4型手持糖量計(jì)，泉州光學(xué)儀器廠)、pH計(jì)(pHS-3C型酸度計(jì)，上海雷磁儀器廠)、原子熒光分光光度計(jì)(海光 AFS-9700雙道原子熒光光度計(jì))。

1.3發(fā)酵方法

2016年8月采摘成熟的富硒葡萄檢測(cè)其總硒和總糖含量。另取葡萄6份，每份5 kg,分為1～6罐，其中1、2號(hào)罐為自發(fā)酵，3、4號(hào)罐為加果膠酶、酵母發(fā)酵，5、6號(hào)罐為加果膠酶、酵母和糖發(fā)酵。其中單號(hào)罐為取樣罐，按試驗(yàn)設(shè)定的時(shí)間取樣，雙號(hào)罐僅在裝罐前和發(fā)酵結(jié)束后取樣測(cè)定。

1.4發(fā)酵工藝

成熟葡萄選收→除梗→微破碎→裝罐→接種→發(fā)酵→終止發(fā)酵→分離倒灌→澄清→儲(chǔ)存→裝罐。葡萄選收：果粒整齊，色澤艷麗，無(wú)霉變，成熟度好，含糖量不低于150 g/kg；除梗：手工摘除，去梗率80%以上；微破碎：破皮，汁液流出即可；測(cè)定：初始原料總酸、總糖及硒含量；灌裝：80%容量；接種：1、2號(hào)罐加入焦亞硫酸鈉1 g，3、4號(hào)罐加入焦亞硫酸鈉1 g+果膠酶0.1 g+果酒酵母1 g，5、6號(hào)罐加入白砂糖140 g+焦亞硫酸鈉1 g+果膠酶0.1 g+果酒酵母1 g；發(fā)酵：封罐，21～25℃發(fā)酵8～10 d，每天觀察發(fā)酵狀況并記錄，前期每天攪拌1次，后期不用攪拌。

1.5樣本抽取

按照發(fā)酵工藝進(jìn)程，在發(fā)酵初期每8 h取樣1次，中期12 h取樣1次，后期24 h取樣1次，測(cè)定其糖度、總酸和硒含量，并以糖度下降到穩(wěn)定值為發(fā)酵終點(diǎn)。每次取樣先觀察罐內(nèi)發(fā)酵狀況，攪拌混勻發(fā)酵罐的內(nèi)容物，用吸管吸取50 mL左右的溶液存于樣品瓶中，同時(shí)夾取50 g的皮渣存于樣品瓶中，混勻。編號(hào)后在冰箱中冷凍儲(chǔ)存，至終止發(fā)酵為止。

1.6檢測(cè)方法和質(zhì)量控制

以上原料、過(guò)程發(fā)酵液、皮渣及成品酒中硒含量的測(cè)定均參照《GB 5009.93-2003 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中硒含量的測(cè)定》[5]進(jìn)行，全程空白，所有樣本平行雙樣，每批次帶標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)控樣品進(jìn)行質(zhì)控，以確保檢測(cè)結(jié)果的可靠性。抽其中一個(gè)發(fā)酵液樣本分別稱取10次進(jìn)行消解測(cè)定，計(jì)算測(cè)定方法的精密度。

1.7樣品消解及儀器條件

消解方法：稱取2 g左右固體樣品、20 g左右液體樣品，低溫?fù)]發(fā)盡樣品中的酒精，然后加硝酸10 mL、高氯酸2 mL，靜置過(guò)夜，于電熱板上加蓋消化至溶液清亮，期間如果溶液變黑，加入少許硝酸繼續(xù)消解，直至溶液清亮，開蓋趕硝酸，至高氯酸冒出濃重白煙，取下放冷，加入鹽酸2 mL、超純水10 mL，加蓋加熱40 min，使樣液中的六價(jià)硒還原為可被測(cè)定的四價(jià)硒后，定容至10 mL試管中，待測(cè)。所用試劑均為優(yōu)級(jí)純，水為超純水。

硒標(biāo)準(zhǔn)溶液：1000 mg/L,GSB G 62029-90(3401)國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心鋼鐵研究院。

標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度2 μg/L、5 μg/L、10 μg/L、20 μg/L、40 μg/L、80 μg/L，要求每次測(cè)定相關(guān)系數(shù)>0.999。

海光AFS-9700雙道原子熒光光度計(jì)，燈電流60 mA，負(fù)高壓260 V，載氣300 mL/min,屏蔽氣800 mL/min，峰面積讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)間25 s。

2 結(jié)果與分析

2.1富硒葡萄酒發(fā)酵前后的硒含量

原料葡萄采摘后經(jīng)清洗、瀝干水分、人工破碎后，測(cè)定其中全果和汁液中硒含量。發(fā)酵終液為發(fā)酵結(jié)束后分離出的酒液和皮渣，分別測(cè)定。供測(cè)成品酒為發(fā)酵結(jié)束過(guò)濾裝瓶并陳化7個(gè)月后的葡萄酒，由表1可見，富硒葡萄全果硒含量較高，為218 μg/kg，汁液硒含量為25 μg/kg。 富硒葡萄經(jīng)7個(gè)月的發(fā)酵，葡萄酒中硒含量約27 μg/kg。經(jīng)計(jì)算，葡萄酒中硒的量占原料的13%，即約13%的硒在發(fā)酵過(guò)程中遷移至酒中，這個(gè)數(shù)據(jù)和原料葡萄破碎后汁液中硒的量相當(dāng)。表明在葡萄釀制過(guò)程中葡萄汁液中的硒基本上全部遷移至酒中，而果肉渣和皮中的硒依然保留在其中。推測(cè)葡萄酒中硒的遷移方式是葡萄汁液中可溶于水的小分子有機(jī)硒轉(zhuǎn)移至酒中，而果肉中大分子結(jié)合態(tài)的有機(jī)硒則無(wú)法遷移。

發(fā)酵終液經(jīng)虹吸紗布過(guò)濾，存于5℃的冷藏環(huán)境下靜置陳化7個(gè)月后測(cè)定其硒含量，成品酒硒含量比發(fā)酵終液平均增加20%左右。推測(cè)可能是由于發(fā)酵終液經(jīng)紗布過(guò)濾后有一些細(xì)微的果肉留在酒液中，經(jīng)過(guò)后發(fā)酵陳化過(guò)程，果肉中的大分子有機(jī)硒逐漸分解成小分子硒，進(jìn)而分解為游離態(tài)硒溶于酒液中，使得后發(fā)酵后的成品酒的硒含量顯著增加。

表1 富硒葡萄酒發(fā)酵前后的硒含量 (單位： μg/kg)

2.2不同發(fā)酵方式葡萄酒硒含量的動(dòng)態(tài)變化

由圖1可知，3種發(fā)酵方式葡萄酒中硒含量變化趨勢(shì)一致，在發(fā)酵前2 d，硒含量呈下降趨勢(shì)，隨后硒含量增加并基本保持穩(wěn)定。自發(fā)酵過(guò)程中硒含量較高，酵母加糖發(fā)酵次之，酵母發(fā)酵硒含量最低。說(shuō)明不同發(fā)酵方式對(duì)葡萄酒中硒的含量有一定影響，但發(fā)酵到一定時(shí)間，硒含量基本保持穩(wěn)定，說(shuō)明葡萄酒中硒的遷移已基本結(jié)束。

圖1 3種發(fā)酵方式硒含量動(dòng)態(tài)變化

2.3不同發(fā)酵方式酒精度與硒含量動(dòng)態(tài)變化

由圖2、圖3、圖4可見，3種發(fā)酵方式糖度變化趨勢(shì)一致，均隨發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，但下降的速度和時(shí)間不同，其中：自發(fā)酵方式初期(前5 d)糖度下降較慢，隨后糖度迅速下降，發(fā)酵8 d左右糖度基本穩(wěn)定，發(fā)酵完成后酒精度較低；而酵母發(fā)酵以及酵母加糖發(fā)酵在發(fā)酵初期糖度迅速降低，發(fā)酵4 d后糖度基本穩(wěn)定，發(fā)酵完成后酵母加糖方式的酒精度最高。與糖度的變化幅度相比，3種發(fā)酵方式的硒含量相對(duì)穩(wěn)定。說(shuō)明葡萄酒發(fā)酵過(guò)程中糖度變化對(duì)硒含量沒有影響。

圖2 自發(fā)酵方式硒含量與糖度動(dòng)態(tài)變化

圖3 酵母發(fā)酵方式硒含量與糖度動(dòng)態(tài)變化

圖4 酵母加糖發(fā)酵方式硒含量和糖度動(dòng)態(tài)變化

3 小結(jié)

富硒葡萄全果硒含量較高，為218 μg/kg，汁液為25 μg/kg。 富硒葡萄經(jīng)7個(gè)月的發(fā)酵，葡萄酒中硒含量約為27 μg/kg。依據(jù)陜西省安康市地方標(biāo)準(zhǔn)《DB6124.01-2010 富硒食品硒含量分類標(biāo)準(zhǔn)》[6]的要求：硒含量10～50 μg/kg可達(dá)到富硒葡萄酒的標(biāo)準(zhǔn)，本研究的發(fā)酵葡萄酒為富硒葡萄酒。

建議改善加工工藝，在破碎環(huán)節(jié)盡量使果肉破碎完全，可以采用均漿等手段使果肉盡可能多地溶入葡萄汁液，以便提高葡萄酒中硒的含量。葡萄殘?jiān)形枯^高，可以對(duì)殘?jiān)M(jìn)行綜合利用，開發(fā)成飼料或者肥料等產(chǎn)品，以有效利用天然有機(jī)硒資源。

[1]吳茂江.硒與人體健康[J].微量元素與健康研究,2007,24(1):63-64.

[2]陳彥霖,范艷麗.硒的生物學(xué)功能及富硒食品的研究進(jìn)展[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,12(9):99-100.

[3]陳劍俠.富硒葡萄中硒限量標(biāo)準(zhǔn)的研究[J].福建分析測(cè)試,2013,22(4):31-33.

[4]陳劍俠.葡萄葉片和果實(shí)對(duì)硒的吸收利用和累積特性[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,41(7):154-156.

[5]中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部.GB 5009.93-2003 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中硒含量的測(cè)定[S].2003.

[6]安康市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.DB6124.01-2010 富硒食品硒含量分類標(biāo)準(zhǔn)[S].2010.

(責(zé)任編輯：劉新永)

Studyonseleniummigrationandtransformationinselenium-enrichedwinefermentation

CHEN Jian-xia

(FujianTestingTechnologyInstitute,FujianProvince350003)

2017-06-11

陳劍俠，女，1971年生，高級(jí)工程師。

福建省科技計(jì)劃項(xiàng)目——省屬公益類科研院所基本科研專項(xiàng)(2014R1007-1)。

10.13651/j.cnki.fjnykj.2017.06.002