影響桑葚果醋發(fā)酵酸度及品質(zhì)因素的研究

薄穎穎 施新琴 朱 琳 范作卿 鄒德慶 王 娜

(山東省蠶業(yè)研究所，山東煙臺 264002)

桑葚是桑樹的果實，成熟的桑葚果肉多汁，滋味甘美，富含糖類、有機酸、多種維生素、氨基酸、胡蘿卜素、多酚及礦物質(zhì)等成分。桑葚的營養(yǎng)價值為百果之首，有“中華果王”之美譽。桑葚，不僅具有極高的營養(yǎng)價值，而且具有許多保健功效。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為：桑葚味甘，性寒，具生津止渴、補肝益腎、滋陰補血、明目安神、利關(guān)節(jié)、去風(fēng)濕、解酒等作用?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明：桑葚具有調(diào)節(jié)免疫、促進(jìn)造血細(xì)胞生長、抗誘變、降血糖、降血脂、護肝、延緩衰老等功效。桑葚被衛(wèi)生部列為“既是食品又是藥品”的農(nóng)產(chǎn)品之一，是研發(fā)功能性食品、保健品和藥品的優(yōu)質(zhì)原料，其相關(guān)產(chǎn)品備受廣大消費者青睞。本文就影響釀造桑葚果醋酸度及品質(zhì)的主要因素作一探討。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 桑葚原料，2016年6月上旬采于山東省蠶業(yè)研究所果桑資源圃，品種為紅果2號；蔗糖(市售一級)；所用不同度數(shù)的酒由市售95°食用酒精加純凈水勾兌而成；醋酸菌種購于煙臺帝伯仕公司。

1.1.2 主要儀器、試劑

pHSJ-3F精密pH計(上海雷磁儀，F(xiàn)A224分析天平(上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司)，MYP11-2堿式滴定管，磁力攪拌器(上海梅穎浦儀器儀表公司)。

1.2 試驗方法

1.2.1 桑葚果醋總酸和花青素的測定

1.2.1.1 桑葚果醋總酸的測定

測定總酸：采用pH計指示電位滴定法測定[1]； NaOH標(biāo)準(zhǔn)液標(biāo)定[2]，采用容量分析法，用鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)定NaOH滴定液。

樣品制備：用移液管吸取桑葚醋樣品10 mL，置于100 mL容量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻即得待測樣品溶液。

樣品測定：精密吸取待測桑葚醋樣品溶液25 mL于燒杯中，放到磁力攪拌器上，將復(fù)合電極浸入試液的適當(dāng)位置，用0.1 mol/L 氫氧化鈉溶液滴定，隨時觀察pH值的變化。接近終點時，應(yīng)放慢滴定速度，一滴一滴或半滴半滴地加入，當(dāng)pH=8.3±0.1時即達(dá)終點，記錄消耗的氫氧化鈉溶液的體積V1。

空白試驗：用水代替試液，按滴定步驟操作，記錄消耗的氫氧化鈉溶液的體積V2。

總酸以每100 mL樣品中醋酸的質(zhì)量表示，按下式計算：

C總酸=(C×(V1-V2)×K)×100/(V×M/100)

式中：C總酸—樣品中總酸的含量(以醋酸計，g/100 mL)；C—標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液的濃度(mol/L)；V1—滴定所消耗標(biāo)準(zhǔn)堿液的體積(mL)；V2—空白所消耗標(biāo)準(zhǔn)堿液的體積(mL)；V—滴定時吸取的樣液的體積(mL)；M—樣品質(zhì)量或體積(g或mL)；K—換算為適當(dāng)酸的系數(shù)，用乙酸表示，K=0.060。

1.2.1.2 桑葚果醋花青素的測定

依據(jù)NY/T2640—2014植物源性食品中花青素的測定[3]，采用高效液相色譜法。色譜條件：色譜柱C18(250 mm×4.6 mm×5 μm)，流動相A為含1%甲酸水溶液，流動相B為含1%甲酸乙腈溶液，0.8 ml/L梯度洗脫，柱溫35 ℃，檢測波長530 nm，進(jìn)樣量20 μL。

樣品中花青素含量為6種花青素含量之和。其含量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)W計，單位為毫克每千克(mg/kg), 按下式計算:

W=(p×V)/m

式中：p—待測液中各花青素的質(zhì)量濃度(mg/L)；V—定容體積(mL)；m—試樣質(zhì)量(g)。測定結(jié)果取兩次測定的算術(shù)平均值，計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字。

1.2.2 桑葚汁濃度對桑葚果醋醋酸發(fā)酵的酸度及品質(zhì)影響

以桑葚原汁、純凈水和食用酒精混合后為釀醋發(fā)酵液，體積比分別為5∶4∶1(A1)、4∶5∶1(A2)、3∶6∶1(A3)、2∶7∶1(A4)和1∶8∶1(A5)共5個處理；每處理均采用醋酸菌接種量為0.2 g/L，食用酒精為60°，蔗糖添加量20 g/L，設(shè)置3個重復(fù)，每重復(fù)釀醋發(fā)酵液10 L，釀醋發(fā)酵液的溫度為26～30 ℃。接種醋酸菌的當(dāng)日算起，15 d、30 d、45 d、60 d、180 d和360 d各測1次總酸，記錄酸度變化情況，取3個重復(fù)的均值計算總酸度(下同)，分析桑葚汁濃度對桑葚果醋醋酸發(fā)酵的酸度及品質(zhì)影響。

1.2.3 醋酸菌接種量對桑葚果醋醋酸發(fā)酵的影響

以A3釀醋發(fā)酵液為基準(zhǔn)，食用酒精為60°，醋酸接種量分別為0.10 g/L、0.15 g/L、0.20 g/L、0.25 g/L和0.30 g/L共5個處理，其它的發(fā)酵條件及方法同1.2.2，分析醋酸菌接種量對桑葚果醋醋酸發(fā)酵的影響。

1.2.4 初始酒精度對桑葚果醋醋酸發(fā)酵的影響

以A3釀醋發(fā)酵液為基準(zhǔn)，醋酸菌接種量為0.2 g/L，食用酒精度分別為采用50°、55°、60°、65°、70°共5個處理，其它的發(fā)酵條件及方法同1.2.2，分析初始酒精度對桑葚果醋醋酸發(fā)酵的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 桑葚汁濃度對桑葚果醋醋酸發(fā)酵的酸度及品質(zhì)影響

2.1.1 桑葚汁濃度對桑葚果醋醋酸發(fā)酵的影響

不同桑葚汁濃度對桑葚果醋醋酸發(fā)酵的影響如圖1所示。

由圖1可以看出，自接種醋酸菌的當(dāng)日起至前15 d，各處理醋酸發(fā)酵速率均在最終產(chǎn)酸量的68%以上，其中A2最高達(dá)88.6%；至45 d，A2的醋酸發(fā)酵率達(dá)到該處理最終產(chǎn)酸量的100%，其它處理為90%以上；至60 d，A1的醋酸發(fā)酵率達(dá)到該處理最終產(chǎn)酸量的100%，此時，A2則超出該處理最終產(chǎn)酸量的1.2%，其它處理為98%以上；至180 d，A1的醋酸發(fā)酵率超出該處理最終產(chǎn)酸量的0.4%，A2則超出該處理最終產(chǎn)酸量的1.5%，A3、A4、A5則分別達(dá)到該處理最終產(chǎn)酸量的99.6%、99.8%、99.7%；至360 d，A1、A2兩處理最終產(chǎn)酸量均低于180 d的數(shù)值，而A3、A4、A5則達(dá)到最終產(chǎn)酸量的100%。說明在此條件因素下，桑葚汁的濃度越高，在總發(fā)酵液中的占比>30%時，前60 d發(fā)酵產(chǎn)酸速度越快，與濃度成正比，到陳釀后期，酸度不升反降，與濃度成反比；桑葚汁占比≤30%時，產(chǎn)酸速度前期也是很快，到陳釀后期，產(chǎn)酸速度平穩(wěn)上升，與濃度成正比。

圖1 桑葚汁濃度對桑葚果醋醋酸發(fā)酵的影響

2.1.2 桑葚汁濃度對桑葚果醋醋酸發(fā)酵品質(zhì)的影響

不同桑葚汁濃度對桑葚果醋醋酸發(fā)酵品質(zhì)的影響見表1。

由表1看出，以360 d為桑葚果醋釀造發(fā)酵及陳釀期，5個處理的桑葚果醋最終產(chǎn)酸量，A3>A4>A5>A2>A1；營養(yǎng)物質(zhì)花青素的含量，A3>A4>A2>A1>A5；pH值，A5>A1>A2>A4>A3。感官評價(色澤、體態(tài)、香氣、滋味)A3>A4>A5>A2>A1。說明利用桑葚汁釀造桑葚果醋，不是桑葚汁的濃度越高越好，而是桑葚汁濃度達(dá)到釀醋發(fā)酵液總體積的20%～30%為最佳。

表1 桑葚果醋pH值、酸度、花青素及感官評價

2.2 醋酸菌接種量對桑葚果醋醋酸發(fā)酵的影響

醋酸菌接種量對桑葚果醋醋酸發(fā)酵的影響如圖2所示.

由圖2可以看出，醋酸菌接種量直接影響桑葚果醋的發(fā)酵速率和最終產(chǎn)酸量。總體來說，在一定范圍內(nèi)醋酸菌接種量與發(fā)酵速率存在正相關(guān)性，接種量越大，發(fā)酵速率越快，但接種量過大時會影響最終產(chǎn)酸量。接種量為0.1 g/L和0.15 g/L時，發(fā)酵速率較慢，產(chǎn)酸率較低；接種量為0.2 g/L時，發(fā)酵平穩(wěn)，產(chǎn)酸量較大；接種量為0.25 g/L和0.3 g/L時，雖然發(fā)酵速率較快，但最終產(chǎn)酸量較低。主要由于接種量較少時，醋酸發(fā)酵起酵慢，發(fā)酵液發(fā)酵不充分，造成最終產(chǎn)酸量較低，但當(dāng)接種量過大時，發(fā)酵液中較多的營養(yǎng)用于醋酸菌自體細(xì)胞的代謝和增殖，導(dǎo)致細(xì)胞過早老化、自溶，使最終的產(chǎn)酸量下降。因此桑葚果醋醋酸發(fā)酵最適的醋酸菌接種量為0.2 g/L。

圖2 醋酸菌接種量對桑葚果醋醋酸發(fā)酵的影響

2.3 初始酒精度對桑葚果醋醋酸發(fā)酵的影響

酒精是醋酸菌營養(yǎng)代謝的主要營養(yǎng)物質(zhì)，對桑葚果醋醋酸發(fā)酵起著關(guān)鍵作用。不同初始酒精度對桑葚果醋醋酸發(fā)酵的影響如圖3所示。

由圖3可知，發(fā)酵初期，醋酸菌處于生長繁殖階段，初始酒精度為5%、5.5%、6%時，產(chǎn)酸速率較大，之后逐漸平穩(wěn)，但初始酒精度過低時，直接影響最終產(chǎn)酸量較低，初始酒精度過高時，醋酸菌發(fā)酵緩慢。主要由于酒精作為醋酸發(fā)酵的主要底物，理論上1%(V/V)酒精度產(chǎn)生1 g/100 mL 的醋酸，酒精度低則產(chǎn)酸量少，而酒精過高則會抑制醋酸菌的生長代謝，降低醋酸菌的活力，降低最終產(chǎn)酸量，因此桑葚果醋醋酸發(fā)酵最佳初始酒精度為6%(V/V)。

圖3 初始酒精度對桑葚果醋醋酸發(fā)酵的影響

3 結(jié)論與討論

3.1 釀造桑葚果醋，桑葚汁的添加比例，是整個釀造過程中的最主要關(guān)鍵因素，發(fā)酵液中桑葚汁濃度的高低，決定了釀造桑葚果醋質(zhì)量的優(yōu)劣。桑葚汁在總發(fā)酵液中的占比<30%時，產(chǎn)酸速度前期快，陳釀后期產(chǎn)酸速度平穩(wěn)上升，均與濃度成正比；>30%時，前60d發(fā)酵產(chǎn)酸速度更快，與濃度成正比，到陳釀后期360 d，酸度不升反降，與濃度成反比；其占比等于30%時桑葚果醋中花青素的含量最高，且感官評價最優(yōu)。醋酸菌接種量的高低，也是釀造桑葚果醋的關(guān)鍵因素，接種量較少時，醋酸發(fā)酵起酵慢，發(fā)酵液發(fā)酵不充分；接種量過大時，發(fā)酵液中較多的營養(yǎng)用于醋酸菌自體細(xì)胞的代謝和增殖，導(dǎo)致細(xì)胞過早老化、自溶，使最終的產(chǎn)酸量下降，在一定范圍內(nèi)醋酸菌接種量與發(fā)酵速率存在正相關(guān)性，接種量越大，發(fā)酵速率越快，但接種量過大時也會影響最終產(chǎn)酸量，適宜的醋酸菌接種量應(yīng)為0.15 g/L、0.2 g/L、0.25 g/L。初始酒精度對釀造桑葚果醋也起著關(guān)鍵作用，由于酒精作為醋酸發(fā)酵的主要底物，酒精度低則產(chǎn)酸量少，而酒精過高，則會抑制醋酸菌的生長代謝，降低醋酸菌的活力，導(dǎo)致最終產(chǎn)酸量降低，初始酒精度為5%、5.5%、6%時，前期產(chǎn)酸速率較快，之后逐漸平穩(wěn)。

3.2 桑葚果醋中主要營養(yǎng)物質(zhì)花青素的含量，A3>A4>A2>A1>A5，說明在釀造桑葚果醋時，不是桑葚汁的濃度越高越好，而是桑葚汁達(dá)到釀醋發(fā)酵液總體積的20%～30%為最佳。桑葚中的花青素的主要成分是矢車菊-3-O-葡萄糖苷(C3G)和矢車菊-3-蕓香苷(C3Y)等，屬于類黃酮化合物。由于花青素的穩(wěn)定性較差，影響花青素降解的主要因素可能是花青素的結(jié)構(gòu)、溶液濃度、溶液pH和氧濃度、外界溫度等。因此，提高產(chǎn)品花青素的含量和相對穩(wěn)定性及減少降解因素對產(chǎn)品中花青素破壞、喪失的影響，還有待進(jìn)一步研究。