不同發(fā)酵時(shí)間李子果酒的糖度與pH及其酒糟發(fā)酵后的營(yíng)養(yǎng)變化

趙海霞，孟慶月

(1.銀川能源學(xué)院 化學(xué)與生物工程系，寧夏 永寧 750010； 2.寧夏伊品生物科技股份有限責(zé)任公司，寧夏 永寧 750010)

李子(PrunussalicinaLindl.)是薔薇科李屬植物，其果實(shí)含有糖類、蛋白質(zhì)、胡蘿卜素、維生素等多種營(yíng)養(yǎng)成分。李子果實(shí)成熟后不易保藏，容易腐爛。將李子通過(guò)發(fā)酵釀造成果酒不僅可提高產(chǎn)品的附加值，還可減少種植戶由于果實(shí)腐爛帶來(lái)的損失。在果酒釀造過(guò)程中，糖度及酸度是果酒的口味和風(fēng)格評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。目前，國(guó)內(nèi)李子果酒的相關(guān)研究較少。研究李子果酒在發(fā)酵過(guò)程中的酸度和糖度變化是改善其風(fēng)味的重要手段和途徑，同時(shí)可為果酒釀造提供重要數(shù)據(jù)，對(duì)于最佳發(fā)酵時(shí)間的確定具有指導(dǎo)意義。

果酒釀造后剩余的酒糟含有豐富的粗纖維及其他糖類、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分，但由于大部分蛋白質(zhì)來(lái)源于發(fā)酵菌體蛋白，氨基酸組成不平衡，營(yíng)養(yǎng)效價(jià)低，且含有一定的乙醇、甲醇，甚至甲醛等有害物質(zhì)，直接作為飼料使用不利于牲畜生長(zhǎng)，所以大部分酒糟被棄用浪費(fèi)。近年來(lái)，謝政軍等采取烘干、粉碎、造粒方法將酒糟狀態(tài)進(jìn)行改良，雖從一定程度上提高了酒糟飼料的適口性和貯藏性，但酒糟的飼用價(jià)值并未從根本上發(fā)生改變。單細(xì)胞蛋白(SCP)也叫微生物蛋白，是由工農(nóng)業(yè)廢料及石油廢料人工培養(yǎng)的單細(xì)胞微生物而獲得的菌體蛋白。單細(xì)胞蛋白的培養(yǎng)來(lái)源包含酵母蛋白、細(xì)菌蛋白和藻類蛋白，其化學(xué)組成一般以蛋白質(zhì)、脂肪為主，因此是一種非常優(yōu)良的飼料及保健品添加劑。筆者等通過(guò)初期的預(yù)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，酵母在以果酒酒糟為主要原料的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)狀況較好，可通過(guò)酵母發(fā)酵酒糟生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白。因此，對(duì)李子果酒發(fā)酵過(guò)程中的總糖度和酸度進(jìn)行測(cè)定，并采用固態(tài)發(fā)酵法對(duì)李子果酒酒糟進(jìn)行發(fā)酵，培養(yǎng)單細(xì)胞蛋白，以期為李子果酒的質(zhì)量控制及其酒糟的開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)材料 黑布林李子購(gòu)自寧夏四季鮮蔬菜水果批發(fā)市場(chǎng)。釀酒酵母，由北方民族大學(xué)國(guó)家民委重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供。酵母Saccharomycescerevisiae1012，購(gòu)自中國(guó)工業(yè)微生物菌種管理保藏中心。果膠酶P8181購(gòu)自索萊寶生物科技公司。帝伯仕膨潤(rùn)土(皂土)購(gòu)自淘寶網(wǎng)店。

1.1.2 儀器試劑 雷磁PHSJ-3F型實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)，上海雷磁電化學(xué)分析儀器公司；ATAGO便攜式電子糖度計(jì)，日本KEM生產(chǎn)；YXQ-LS-30SII立式壓力蒸汽滅菌器，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；SPX-150B-Z生化培養(yǎng)箱，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；BSD-TF370臺(tái)式恒溫?fù)u床，常州華冠儀器制造有限公司；SW-CJ-2F/2FD雙人雙面凈化工作臺(tái)，常州華冠儀器制造有限公司；L-8800氨基酸分析儀，日本島津公司。

檸檬酸、無(wú)水亞硫酸氫鈉、蔗糖、葡萄糖、尿素等所用試劑純度均為分析純，均購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 方法

1.2.1 李子果酒發(fā)酵過(guò)程中總糖度和酸度的測(cè)定 李子果酒的發(fā)酵工藝流程(圖1)：在黑布林李子榨汁后利用糖度計(jì)和pH酸度計(jì)分別測(cè)定初始糖度和pH。制備PDA斜面固體培養(yǎng)基，高壓消毒滅菌后將釀酒酵母斜面接種，28℃恒溫培養(yǎng)24 h后挑取生長(zhǎng)旺盛的菌落接種于裝有PDA液體培養(yǎng)基的500 mL三角瓶中，搖床振蕩培養(yǎng)12 h作為果酒發(fā)酵種子。將5%種子培養(yǎng)液接種于果汁中，添加蔗糖調(diào)整糖度180 g/L后于28℃進(jìn)行主發(fā)酵。每隔24 h測(cè)定記錄發(fā)酵液糖度及pH，30 d后果酒過(guò)濾得到酒糟。

1.2.2 酒糟單細(xì)胞蛋白固態(tài)發(fā)酵

1) 酵母的活化。制備添加5%酒糟的PDA固體培養(yǎng)基，經(jīng)消毒滅菌后，挑取酵母1012進(jìn)行斜面菌種活化及平板劃線，接種后置于恒溫培養(yǎng)箱28℃培養(yǎng)24 h，觀察生長(zhǎng)狀況，挑取乳白色、菌落邊緣整齊、表面濕潤(rùn)、卵圓形的典型生長(zhǎng)菌落，進(jìn)行種子液制備。

2) 種子液的制備。將活化后的菌株接入1 L裝有酒糟液體PDA培養(yǎng)基的三角瓶中，28℃搖床振蕩培養(yǎng)24 h，作一級(jí)種子備用。

3) 固態(tài)發(fā)酵。取5 L玻璃容器消毒滅菌，將500 g酒糟消毒滅菌后冷卻至室溫，添加5%尿素、5%蔗糖，接種5%的液體一級(jí)種子，攪拌均勻，置于恒溫培養(yǎng)箱中28℃培養(yǎng)48 h，即為酒糟單細(xì)胞蛋白。

1.2.3 理化指標(biāo)的測(cè)定 原酒糟、發(fā)酵后酒糟總蛋白，參照國(guó)標(biāo)GB 50095—2010，采用凱氏定氮法進(jìn)行分析；原酒糟、發(fā)酵后酒糟總纖維，參照國(guó)標(biāo)GB/T 5009.10—1985，采用酸堿水解法進(jìn)行分析；原酒糟、發(fā)酵后酒糟總脂肪，參照國(guó)標(biāo)GB/T 14772—2008采用殘?jiān)ǚ治?。原酒糟、發(fā)酵后酒糟氨基酸測(cè)定：原酒糟、發(fā)酵后酒糟樣品經(jīng)6 mol/L HCl水解24 h，將鹽酸水解樣品經(jīng)孔徑為0.45 μm濾膜過(guò)濾，取濾液1 mL，60℃真空干燥，加入0.02 mol/L鹽酸2 mL后供氨基酸分析測(cè)定用。分離柱柱溫為80℃，流速0.3 mL/min，柱長(zhǎng)5 mm×60 mm，反應(yīng)柱溫135℃，流速0.35 mL/min。

2 結(jié)果與分析

2.1 李子果酒不同發(fā)酵時(shí)間的糖度

由圖2可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，李子果酒糖度呈下降趨勢(shì)，由最初的102 g/L下降至24 g/L，發(fā)酵1～8 d的糖度下降速率較快，說(shuō)明此時(shí)酵母發(fā)酵活性較高，所以糖度急劇下降；發(fā)酵10 d后，糖度不再下降，穩(wěn)定在24 g/L，說(shuō)明菌種不再繁殖，主發(fā)酵階段結(jié)束。

2.2 李子果酒不同發(fā)酵時(shí)間的pH

由圖3可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，李子果酒pH呈緩慢上升趨勢(shì)，發(fā)酵4 d酸度下降，但下降緩慢，6 d后酸度開始上升，發(fā)酵8 d酸度上升為3.36，之后pH不再上升，pH變化微弱，此時(shí)，酵母菌種生長(zhǎng)狀況較差。

2.3 李子果酒酒糟發(fā)酵后的營(yíng)養(yǎng)成分

2.3.1 總蛋白、纖維及脂肪含量 經(jīng)測(cè)定，李子果酒原酒糟和發(fā)酵后酒糟的總蛋白、總纖維、總脂肪含量分別為15.72%和26.36%、24.30%和21.47%、7.93%和7.64%。李子果酒酒糟發(fā)酵后總蛋白含量較發(fā)酵前有大幅度提高，總蛋白含量增加67.7%，總纖維和總脂肪較發(fā)酵前分別減少11.6%和3.7%，黑布林李子果酒酒糟的營(yíng)養(yǎng)成分適于單細(xì)胞蛋白的發(fā)酵培養(yǎng)，且酵母1012分解利用纖維素和脂肪的能力一般。

2.3.2 氨基酸含量 由表1可知，黑布林李子果酒酒糟氨基酸含量較發(fā)酵前有所提高，由14.71 g/100g增長(zhǎng)到21.73 g/100g，其中對(duì)生物體生長(zhǎng)發(fā)育非常重要的8種必須氨基酸賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸含量分別增長(zhǎng)1.1 g/100g、0.37 g/100g、0.27 g/100g、0.55 g/100g、0.58 g/100g、0.13 g/100g、0.42 g/100g和0.7 g/100g。

表1 李子果酒酒糟發(fā)酵前后的氨基酸含量Table 1 Amino acid content in the distillers’ grains of P. salicina fruit wine before and after fermentation g/100g

3 結(jié)論與討論

研究表明，在李子果酒的發(fā)酵過(guò)程中，糖度隨發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，且下降速率較快，pH隨發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，增長(zhǎng)幅度較平緩，釀造8 d為黑布林李子果酒的主發(fā)酵階段。利用釀造后的李子果酒酒糟進(jìn)行單細(xì)胞蛋白的固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)，其總蛋白含量明顯提高，較未發(fā)酵酒糟提高40.3%，而總纖維和總脂肪有所下降，但下降幅度較小，這可能是發(fā)酵菌種利用纖維素和脂肪的能力較弱的原因，具體機(jī)理有待于進(jìn)一步研究。

黑布林李子果酒的糖度、酸度變化較為明顯，且有一定的規(guī)律，其變化規(guī)律可作為果酒釀造的發(fā)酵時(shí)間參考依據(jù)，在發(fā)酵階段控制好果酒的糖度和酸度也是發(fā)酵菌種正常生長(zhǎng)的重要保證。酒糟在經(jīng)過(guò)單細(xì)胞蛋白發(fā)酵后，總體營(yíng)養(yǎng)成分含量提升，發(fā)酵產(chǎn)物單細(xì)胞蛋白氨基酸組成成分營(yíng)養(yǎng)均衡，黑布林李子果酒酒糟可以作為一種優(yōu)良的酵母單細(xì)胞蛋白培養(yǎng)基成分來(lái)使用，利用其培養(yǎng)的單細(xì)胞蛋白總蛋白含量較高，可以為優(yōu)良飼料添加劑的研發(fā)提供一定的支持，為今后進(jìn)一步的系統(tǒng)精細(xì)研究提供了一定的科學(xué)依據(jù)。