釀造工藝對杏酒中醇醛物質(zhì)的影響研究

曾 田，嚴紅光，段明松

（1.宜賓五糧液集團公司，四川宜賓644007； 2.凱里學院大健康學院，貴州凱里556001）

果酒中的醇醛類物質(zhì)組成豐富，主要包括乙醇、乙醛、乙縮醛、雜醇油、甲醇，以及構(gòu)成酒體發(fā)酵香氣特征的幾十種揮發(fā)性醇醛類物質(zhì)[1]。有研究表明：乙醇、乙醛、乙縮醛、雜醇油、甲醇對醉酒特征具有影響[2-3]。這些復雜的有機分子可能增強了人體宿醉現(xiàn)象的發(fā)生，如甲醇被代謝轉(zhuǎn)化成有顯著毒性的甲醛和甲酸，因此又稱為醉酒協(xié)同物質(zhì)[4]。醉酒協(xié)同物質(zhì)是區(qū)別于乙醇的一類微量化學物質(zhì)，是在發(fā)酵、陳釀過程中產(chǎn)生（如來源于橡木片、葡萄皮、谷物）或者添加進入[1]，其中一些物質(zhì)含量高時是有毒害作用的。

杏果酒是以我國特產(chǎn)杏果實為原料釀造而成的果酒，果實以有機酸、維生素等[5]為特征性代謝產(chǎn)物。相關研究表明，果酒釀造過程中，果實原料、釀造工藝對酒體中醇醛類物質(zhì)，如甲醇、乙醛、乙縮醛、雜醇油等醉酒協(xié)同物質(zhì)組成有影響[6-12]，但是杏果酒中尚未有相關研究報道。本文研究了不同產(chǎn)地、成熟度、果實部位、釀造工藝、后處理工藝對杏果酒中醇醛類物質(zhì)的影響，有利于企業(yè)研發(fā)出飲后醉酒度低的杏果酒。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

麥黃杏和金太陽杏分別購于山東菏澤和萊州。根據(jù)果皮顏色將成熟度分為完全成熟（深黃色）和接近成熟（黃綠相間）兩個成熟度。果實經(jīng)削皮和去核處理后，分為果皮、果肉和果核3個部分。

1.2 試驗設備和試劑

1.2.1 主要試驗設備

Agilent GC7890(Agilent Technologies)氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜，Shimadzu-UV-1601分光光度計，DK8D型電熱恒溫水槽，Millipore超純水系統(tǒng)(Millipore,Bedford,MA，美國)，XW-80A漩渦混勻器，PHS-3C型PH計，鼓風干燥箱，梅特勒萬分之一電子天平，12000 r/min湘儀高速冷凍離心機，超聲波清洗器，電爐，圓底燒瓶，量筒，精密酒精計。

1.2.2 主要試驗試劑

法國K1活性干酵母。果膠酶BE XXL由諾維信公司贈送。食用酒精為國家標準一級品。NaOH、NaHCO3均為分析純，購于西隴化學試劑廠。乙醇、甲醇、正丙醇、正丁醇、異丁醇、異戊醇、乙醛、乙縮醛標準品購自Sigma公司。

1.3 甲醇、雜醇油、乙醛、乙縮醛指標檢測條件

樣品預處理：準確移取1 mL樣酒，0.22 μm濾膜過濾后，待GC-MS自動上樣。利用標準品進行定性定量分析。

氣相色譜條件：AT白酒專用柱(18 m×0.53 mm)；進樣口溫度220℃。不分流進樣，載氣為He，流量為1 mL/min。程序升溫：起始溫度45℃，保持5 min，以4℃/min升至 180℃，保持3 min，接著再以10℃/min升至250℃，保持5 min。質(zhì)譜條件：質(zhì)譜接口溫度為280℃，離子源溫度為230℃，電離方式為電子轟擊(EI)，電子能量70 eV，掃描質(zhì)量范圍為40～500 amu。

1.4 酒樣制備

sy-1完全成熟麥黃杏全果酒精浸泡4個月；sy-2完全成熟麥黃杏全果加糖發(fā)酵后陳釀4個月；sy-3完全成熟麥黃杏果肉部分加糖后發(fā)酵再陳釀4個月；sy-4完全成熟麥黃杏果實皮、果肉部分加糖再發(fā)酵后陳釀4個月；sy-5完全成熟麥黃杏果皮酒精浸泡4個月；sy-6完全成熟麥黃杏果核酒精浸泡4個月；sy-7接近成熟麥黃杏全果加糖后發(fā)酵再陳釀4個月；sy-8完全成熟金太陽杏果肉部分加糖后發(fā)酵再陳釀4個月；sy-9完全成熟金太陽杏果核酒精浸泡4個月；sy-10完全成熟金太陽杏果皮酒精浸泡4個月；sy-11接近成熟金太陽杏果肉部分加糖發(fā)酵再陳釀4個月；sy-12接近成熟金太陽杏果核酒精浸泡4個月；sy-13接近成熟金太陽杏果皮酒精浸泡4個月。

兩種釀造工藝：一種是采用食用酒精浸泡4個月至酒精度為25%vol；另一種為接種酵母菌發(fā)酵，方法見圖1，參考Yan[13]方法并改變。

圖1 發(fā)酵型杏果酒釀造工藝

1.5 實驗設計

品種對醇醛物質(zhì)影響：組1（sy-5與sy-10），組2（sy-6與sy-9），組3（sy-3與sy-8），每組原料品種不同，但釀造工藝、釀造用果實部位、成熟度相同。

果實成熟度對醇醛物質(zhì)影響：組4（sy-2與sy-7），組5（sy-9與sy-11），每組對照酒原料品種、釀造工藝、釀造用果實部分相同，但是成熟度不相同。

果實部位對醇醛物質(zhì)影響：組6（sy-1，sy-5和sy-6），組 7（sy-2，sy-3和sy-4），組 8（sy-9 與 sy-10），組9（sy-12與sy-13），每組對照酒果實品種、釀造工藝、成熟度相同，但是釀造用果實部位不相同。

釀造工藝對醇醛物質(zhì)影響：組10（sy-1，sy-2），組內(nèi)兩種酒釀造工藝不同，但是原料品種、釀造用果實部位、成熟度相同。

果酒后處理工藝對醇醛物質(zhì)影響：包括真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)、膜處理兩種方法。由于sy-8杏果酒不含正丁醇，為了考察后處理工藝對果酒中可能存在的醇醛物質(zhì)處理效果，向sy-8杏果酒添加260 mg/L的正丁醇。在55℃，轉(zhuǎn)速30 r/min，真空80 Pa條件下，對添加260 mg/L正丁醇的sy-8號果酒真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)1 h，分別收集蒸餾殘液和餾出液，進行GCMS檢測。超濾和納濾處理膜為聚醚砜PES膜，截留分子量分別為1500和150。分別取濾出液用于GC-MS檢測。

2 結(jié)果與分析

2.1 釀造工藝對雜醇油影響

表1給出了不同釀造工藝條件下試驗酒中4種雜醇油物質(zhì)的含量。

品種的影響：由表1可知，組1和組3各自4種雜醇油含量差異較小，但是sy-10正丙醇和sy-9正丁醇含量較高。試驗結(jié)果說明，金太陽杏和麥黃杏品種對酒體4種雜醇油含量整體影響較小，但是金太陽杏果核浸泡酒中正丁醇含量、果皮浸泡酒中正丙醇含量、果肉部分酒精發(fā)酵后異戊醇含量均高于麥黃杏。這可能是由于金太陽杏果實各部位內(nèi)含物質(zhì)的差異導致。

成熟度的影響：組4中完全成熟的sy-2比接近成熟的sy-7所釀杏酒中正丙醇、異丁醇含量較低，而正丁醇均未檢測到，異戊醇含量較高。組5中完全成熟的sy-8比接近成熟的sy-11所釀杏酒中正丙醇、異丁醇含量較低，而正丁醇均未檢測到，異戊醇含量較高。試驗結(jié)果表明：果實成熟度增加提高了發(fā)酵酒中異戊醇含量，減少了正丙醇、異丁醇含量。這可能是因為成熟度的增加，導致氨基酸含量上升，酒精發(fā)酵過程中代謝產(chǎn)生的異戊醇增加。

果實部位的影響：組6中采用果核浸泡（sy-6）比全果（sy-1）或果皮（sy-5）浸泡果酒4種雜醇油含量差異均不顯著，3種酒含量顯著低于發(fā)酵酒也說明雜醇油的形成與酵母菌酒精發(fā)酵密切相關。組7中sy-2、sy-3和sy-4采用不同果實部分進行酒精發(fā)酵后，sy-3果肉部分發(fā)酵的酒中所含4種雜醇油含量較sy-2和sy-4大。組8中sy-9果核浸泡酒正丁醇含量高于果皮浸泡酒，但正丙醇含量較低。組9中sy-12果核浸泡酒正丁醇含量高于果皮浸泡酒，但正丙醇含量較低。試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，sy-3發(fā)酵醪中果肉比例高，氨基酸等含氮物質(zhì)含量較sy-2和sy-4酒高，相對應代謝產(chǎn)生的4種雜醇油含量較高。據(jù)研究認為，發(fā)酵醪中含氮物質(zhì)比例過低或者過高都會增加發(fā)酵后酒體中雜醇油含量[7-8]。試驗需要進一步測定不同發(fā)酵醪氮源物質(zhì)總量和組成，篩選適宜的含氮量并最終實現(xiàn)減少雜醇油含量。

表1 試驗杏酒中雜醇油物質(zhì)含量 (mg/L)

酒精發(fā)酵的影響：組10中采用酒精浸泡工藝的sy-1杏酒正丙醇、異丁醇、異戊醇含量顯著少于sy-2。這說明雜醇油主要是在發(fā)酵過程中酵母菌新陳代謝產(chǎn)生的。且代謝產(chǎn)物以異戊醇、異丁醇、正丙醇為主，正丁醇幾乎不產(chǎn)生。試驗結(jié)果說明，優(yōu)化發(fā)酵工藝控制是調(diào)控酒體雜醇油含量的重要工藝環(huán)節(jié)。酒體中雜醇油含量與發(fā)酵醪氮源組成和含量、酵母菌種、發(fā)酵條件密切相關。

2.2 釀造工藝對乙醇、甲醇、乙醛、乙縮醛影響

表2為不同釀造工藝條件下試驗酒中乙醇、甲醇、乙醛、乙縮醛物質(zhì)含量。

品種的影響：組1中sy-3和sy-8采用酒精發(fā)酵釀造工藝，金太陽杏果肉部分發(fā)酵較麥黃杏果肉部分發(fā)酵獲得的果酒甲醇含量少，而乙醇、乙醛差異不顯著，且不產(chǎn)生乙縮醛。組2中sy-5和sy-10是完全成熟杏果皮部分酒精浸泡酒。兩種酒中的乙醇、甲醇、乙醛、乙縮醛含量差異不顯著。組3中sy-6和sy-9是完全成熟杏果核部分酒精浸泡酒。其產(chǎn)生的乙醇、甲醇、乙縮醛含量差異小，但麥黃杏果核浸泡酒乙醛含量高于金太陽杏。這可能和原料中乙醛含量及動態(tài)吸附平衡有關。品種對杏果酒甲醇含量影響不顯著，沒有產(chǎn)生乙縮醛可能是因為新釀酒尚未經(jīng)過陳釀。

成熟度的影響：組4中sy-2和sy-7兩種發(fā)酵酒酒精度、乙縮醛含量差異小，但是完全成熟的sy-2含有較高的乙醛和甲醇。組5中sy-8和sy-11兩種發(fā)酵酒酒精度、乙縮醛含量差異小，但是完全成熟的sy-8含有較高的乙醛和甲醇含量。研究結(jié)果表明，隨著杏果實成熟度的增加，可以被酵母菌代謝產(chǎn)生甲醇的果膠等物質(zhì)迅速增加，在生產(chǎn)上需要選擇適宜的成熟度用于釀酒。

果實部位的影響：組6中sy-1、sy-5和sy-6 3種發(fā)酵酒的酒精度、乙縮醛含量差異不顯著，但sy-1全果浸泡酒的甲醇含量和乙醛含量稍高。組7中sy-2、sy-3和sy-4發(fā)酵酒中的乙醇、乙醛含量差異不顯著，所有試驗樣酒均未產(chǎn)生乙縮醛。

組8中sy-9和sy-10兩種浸泡杏酒中甲醇、乙縮醛差異不顯著，但sy-9乙醛含量少于sy-10。組9中sy-12和sy-13兩種浸泡杏酒中甲醇、乙縮醛差異小，但是杏果皮中含有較核多的乙醛。乙醛除了發(fā)酵過程中產(chǎn)生，也是杏果實香氣的一個組成成分，果皮中含量高于果核。

酒精發(fā)酵的影響：組10中sy-1和sy-2兩種工藝釀造的杏酒均不含有乙縮醛，但是發(fā)酵型杏酒較浸泡型有較大的乙醛含量?？赡芤驗榘l(fā)酵過程中酵母本身具有代謝產(chǎn)生乙醛的能力[10，12]。選育優(yōu)良的發(fā)酵菌種，優(yōu)化發(fā)酵條件是降低發(fā)酵過程中乙醛含量的方法[11]。組10中sy-1和sy-2兩種工藝釀造的杏酒中，發(fā)酵型杏酒較浸泡型有較低的甲醇含量。這可能是因為浸泡型果酒中的甲醇由浸泡用酒精攜帶進入酒體而導致的。

2.3 后處理工藝對酒體醇醛物質(zhì)影響

表3為添加正丁醇的sy-8杏果酒經(jīng)過低溫真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)處理后7種醇、醛類物質(zhì)含量的影響。真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)處理可以將正丁醇等高沸點物質(zhì)從原來的酒體中分離出來。下一步將繼續(xù)優(yōu)化旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)條件，以期對杏果酒中醇醛類物質(zhì)獲得相對更好的分離效果。

表2 試驗酒中乙醇、甲醇、乙醛、乙縮醛含量

表3為調(diào)整正丁醇含量后的SY-8號果酒經(jīng)超濾納濾膜處理后7種醇、醛類物質(zhì)含量的影響。超濾條件為膜透過分子量為1000，納濾膜透過分子量為150。超濾濾出液較原液有富集濃縮的效果，因此超濾濾出液中除了乙縮醛外均較原酒對應物質(zhì)濃度上升。經(jīng)過分子量為150納濾膜處理后，除了乙縮醛外均較納濾濾出液有顯著的下降，截留效果良好。

表3 真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)和超濾納濾后處理工藝對杏果酒醇、醛物質(zhì)含量影響 (mg/L)

3 結(jié)論

金太陽杏果肉部分酒精發(fā)酵后甲醇和異戊醇含量、果核浸泡酒中正丁醇含量、果皮浸泡酒中正丙醇含量均高于麥黃杏。果實成熟度增加，提高了發(fā)酵酒中異戊醇、甲醇、乙醛含量，減少正丙醇、異丁醇含量。杏果肉部分酒精發(fā)酵后異戊醇、正丙醇、異丁醇含量較其他果實部位高，而對甲醇、乙醛含量影響均不顯著。酵母菌酒精發(fā)酵過程導致正丙醇、異丁醇、異戊醇、乙醛、甲醇含量增加。150分子量納濾處理可有效減少7種醇醛物質(zhì)含量。本研究有助于改進杏果酒釀造工藝水平。