降低桑椹發(fā)酵酒中揮發(fā)酸含量的工藝方法研究

張志蘭 韓紅發(fā) 王宏恩 茹 昱 張 鑫

(山西省蠶業(yè)科學(xué)研究院，山西運(yùn)城 044000)

桑椹又名桑果，營(yíng)養(yǎng)豐富，含有19種氨基酸，氨基酸含量比核果類高4.0～6.5倍，比梨、葡萄、香蕉等高6.5～8.5倍[1]；含有豐富的礦物質(zhì)，其中鈣的含量是橙、草莓的1.5～3.0倍，是葡萄、杏的4.0～5.0倍；富含多種功能成分，如多酚、白藜蘆醇等，既是食品又是藥品，是一種非常好的農(nóng)產(chǎn)品資源[2]。桑椹屬漿果，皮薄多汁易破碎，是加工桑椹(果)汁、桑椹(果)酒、桑椹(果)醋等的良好原料，但不易保鮮和運(yùn)輸。

桑椹發(fā)酵酒是以新鮮桑椹或桑椹汁為原料，經(jīng)過全部或部分酒精發(fā)酵而制成的，有一定酒精度的發(fā)酵酒[3]。桑椹發(fā)酵酒具有清亮透明、香氣濃郁優(yōu)雅、酒體醇厚、典型性強(qiáng)的特點(diǎn)，是集天然、營(yíng)養(yǎng)、保健于一體的果酒產(chǎn)品。在果酒界中，桑椹制果酒屬于釀造難度較高的一款。目前，在桑椹酒的生產(chǎn)加工過程中普遍存在揮發(fā)酸含量偏高從而影響果酒品質(zhì)的難題[4]。首先揮發(fā)酸被認(rèn)為是一種損害性物質(zhì)，桑椹酒中揮發(fā)酸含量過高將給人帶來尖酸感和不愉快的醋味，會(huì)影響桑椹果酒的口感和品質(zhì)，故其含量應(yīng)該被控制在較低水平[5]；其次是桑椹酒發(fā)酵過程中，揮發(fā)酸含量過高，影響酵母的發(fā)酵性能，造成發(fā)酵異常[6]。所以揮發(fā)酸含量是衡量桑椹酒健康狀況的“體溫表”，是評(píng)價(jià)果酒質(zhì)量的主要理化指標(biāo)之一[7]。

針對(duì)桑椹酒發(fā)酵中出現(xiàn)揮發(fā)酸含量偏高的問題，我們?cè)?019年研究[8]的基礎(chǔ)上，2020年進(jìn)一步開展優(yōu)化發(fā)酵工藝方法方面的研究，旨在為降低桑椹酒中揮發(fā)酸含量提供適宜的發(fā)酵工藝方法。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 供試桑椹 果桑品種大10的桑椹，大10為廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所選育，種植于運(yùn)城市海升農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司基地果桑園，果桑園株行距為1 m×3 m，果桑園管理按DB14/T 1173—2019《果桑栽培技術(shù)規(guī)程》[9]執(zhí)行，桑椹采摘時(shí)選擇成熟度好且一致、無病蟲害的桑椹。

1.1.2 主要試劑 澄清劑：膨潤(rùn)土(皂土)，法國(guó)LAFFORT公司產(chǎn)品，煙臺(tái)通商國(guó)際貿(mào)易有限公司提供；酵母：ACTIFLORE F33，煙臺(tái)通商國(guó)際貿(mào)易有限公司提供；廣西一級(jí)白砂糖，市場(chǎng)采購(gòu)；偏重亞硫酸鉀，法國(guó)LAFFORT公司產(chǎn)品，煙臺(tái)通商國(guó)際貿(mào)易有限公司提供。

1.1.3 主要儀器設(shè)備 100 g電子精密天平(萬分)、200 g電子精密天平(千分)，均為上海恒平科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；JYZ-E21九陽原汁機(jī)，杭州九陽生活電器有限公司產(chǎn)品；10 000 mL、5 000 mL、2 500 mL廣口瓶，均為運(yùn)城市宇通化玻器材有限公司產(chǎn)品；MPR-310型冷藏箱，大連松下冷鏈有限公司產(chǎn)品；比重計(jì)(規(guī)格0.9-1.0、1.0-1.1)，河北省河間市博洋玻璃儀器廠產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝方法 2020年研究設(shè)置3種發(fā)酵工藝方法。工藝A：采摘→原料預(yù)處理→壓榨→入罐→加偏重亞硫酸鉀→加膨潤(rùn)土澄清→加酵母發(fā)酵→生桑椹酒分離→低溫保存。工藝B：采摘→原料預(yù)處理→壓榨→入罐→加偏重亞硫酸鉀→加膨潤(rùn)土澄清→調(diào)整總糖→加酵母發(fā)酵→生桑椹酒分離→低溫保存。工藝C：采摘→原料預(yù)處理→壓榨→入罐→加偏重亞硫酸鉀→調(diào)整總糖→加酵母發(fā)酵→生桑椹酒分離→低溫保存。

1.2.2 工藝特點(diǎn) 工藝A：低溫原料保鮮，低溫前置澄清，利用原汁本身的糖進(jìn)行低溫發(fā)酵。工藝B：低溫原料保鮮，低溫前置澄清，低溫發(fā)酵，調(diào)整總糖度為205 g/L進(jìn)行發(fā)酵。工藝C：低溫原料保鮮，不設(shè)前置澄清，低溫發(fā)酵，調(diào)整總糖度為205 g/L進(jìn)行發(fā)酵。工藝C主要采用2019年優(yōu)選的一種工藝方法(采摘→原料常溫處理→壓榨→入罐→加偏重亞硫酸鉀→調(diào)整總糖→加酵母常溫發(fā)酵→生桑椹酒分離→常溫保存)，不同之處是在2019年試驗(yàn)中，桑椹原料保鮮、發(fā)酵等環(huán)節(jié)按照常溫(21～23 ℃)處理，而2020年按照新鮮桑椹原料在5 ℃低溫預(yù)處理、在16～19 ℃低溫發(fā)酵。

1.2.3 工藝控制要點(diǎn) 原料預(yù)處理：新鮮桑椹5 ℃低溫保鮮；加偏重亞硫酸鉀：壓榨入罐，及時(shí)加偏重亞硫酸鉀，發(fā)酵中SO2添加量控制在60 mg/L；原汁澄清處理：加膨潤(rùn)土1 g/L澄清，溫度控制在5 ℃左右；總糖度調(diào)整：按計(jì)劃調(diào)整糖度(工藝A為桑椹原始糖度142 g/L，工藝B、C調(diào)至205 g/L)；酵母添加：液溫高于12 ℃時(shí)，一次性活化加入，用量200 mg/L；發(fā)酵控制：最佳發(fā)酵溫度16～19 ℃；貯存：溫度控制在5～13 ℃之間。

1.3 工藝驗(yàn)證

2020年分別采用工藝A、工藝B與工藝C釀制桑椹酒，進(jìn)行品質(zhì)比較，主要驗(yàn)證前置澄清對(duì)揮發(fā)酸含量的影響；通過2020年工藝C與2019年優(yōu)選工藝相比較，主要驗(yàn)證溫度控制對(duì)揮發(fā)酸含量的影響。

1.4 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

桑椹酒感官評(píng)價(jià)和桑椹酒理化評(píng)價(jià)，以T/CNFLA104—2018《桑椹(果)酒》[3]中桑椹發(fā)酵酒干型為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。感官要求：外觀色澤紫紅、深紅；澄清，有光澤，無明顯懸浮物；滋味具有純正、優(yōu)雅、協(xié)調(diào)的口味和悅?cè)说墓?，酒體完整；典型性具有桑椹品種應(yīng)有的特征和風(fēng)味。主要理化指標(biāo)要求：酒精度(20 ℃)(%)≥7.0，總糖(g/L)≤6.0，干浸出物(g/L)≥18.0，總酸(g/L)在3.5～12.0之間，揮發(fā)酸(g/L)≤1.2。感官評(píng)價(jià)由中國(guó)食品協(xié)會(huì)國(guó)家評(píng)酒委員品評(píng)得出；理化指標(biāo)按照T/CNFLA104—2018《桑椹(果)酒》[3]要求的分析方法測(cè)試得出。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同發(fā)酵工藝對(duì)桑椹酒感官評(píng)價(jià)的影響

從表1感官評(píng)價(jià)比較可知，3種發(fā)酵工藝桑椹酒的外觀色澤和澄清程度無明顯差別，均表現(xiàn)為外觀顏色深、紫紅色偏黑，澄清不透明，符合行標(biāo)干紅要求。外觀色澤紫紅色偏黑和不透明主要是由桑椹本身的特性所致，與此次工藝方法關(guān)系不大。3種發(fā)酵工藝的桑椹酒的香氣、滋味、典型性各具特色，工藝A具有濃郁、優(yōu)雅的果香，略有烘烤味，圓潤(rùn)，果味足，酒體廋弱，酸略長(zhǎng)，典型性強(qiáng)，余味略短；工藝B具有純正、怡悅的果香及與之協(xié)調(diào)的酒香，圓潤(rùn)，果味較濃，酒體協(xié)調(diào)，酸略長(zhǎng)，典型性強(qiáng)；工藝C具有較濃的果香及與之協(xié)調(diào)的酒香，略有利口香，圓潤(rùn)，酒體中下，酸長(zhǎng)，典型性較好，余味略短。從果香、果味比較，工藝B和工藝A好于工藝C；從酒體來看，工藝B>工藝A>工藝C；從酸長(zhǎng)短來比較，工藝B>工藝A>工藝C；從典型性比較，工藝A典型性強(qiáng)、余味略短，工藝B典型性強(qiáng)，工藝C典型性較好、余味略短。綜合以上感官評(píng)價(jià)分析得出：工藝B>工藝A>工藝C，而工藝B、工藝A與工藝C主要區(qū)別是工藝A、B設(shè)計(jì)了前置澄清工藝，工藝C沒有設(shè)計(jì)前置澄清工藝。說明2020年優(yōu)化的發(fā)酵工藝方法，尤其是前置澄清工藝，能對(duì)桑椹酒感官評(píng)價(jià)發(fā)揮積極提升作用。

表1 2020年3種發(fā)酵工藝方法釀造的桑椹酒的感官評(píng)價(jià)情況

發(fā)酵工藝感官評(píng)價(jià)工藝A外觀顏色深、紫紅色偏黑;澄清不透明,有光澤,無明顯懸浮物;具有濃郁、優(yōu)雅的果香,略有烘烤味,圓潤(rùn),果味足,酒體廋弱,酸長(zhǎng),典型性強(qiáng),余味略短。工藝B外觀顏色深、紫紅色偏黑;澄清不透明,有光澤,無明顯懸浮物;具有純正、怡悅的果香及與之協(xié)調(diào)的酒香,圓潤(rùn),果味較濃,酒體協(xié)調(diào),酸略長(zhǎng),典型性強(qiáng)。工藝C外觀顏色深、紫紅色偏黑;澄清不透明,有光澤;具有較濃的果香及與之協(xié)調(diào)的酒香,略有利口香,圓潤(rùn),酒體中下,酸長(zhǎng),典型性較好,余味略短。行標(biāo)干紅外觀色澤紫紅、深紅;澄清,有光澤,無明顯懸浮物;具有純正、優(yōu)雅、協(xié)調(diào)的口味和悅?cè)说墓?酒體完整,典型性具有桑椹品種應(yīng)有的特征和風(fēng)味。

工藝A為采摘→原料預(yù)處理→壓榨→入罐→加偏重亞硫酸鉀→加膨潤(rùn)土澄清→加酵母發(fā)酵→生桑椹酒分離→低溫保存，工藝B為采摘→原料預(yù)處理→壓榨→入罐→加偏重亞硫酸鉀→加膨潤(rùn)土澄清→調(diào)整總糖→加酵母發(fā)酵→生桑椹酒分離→低溫保存，工藝C為采摘→原料預(yù)處理→壓榨→入罐→加偏重亞硫酸鉀→調(diào)整總糖→加酵母發(fā)酵→生桑椹酒分離→低溫保存；表2相同。

2.2 不同發(fā)酵工藝對(duì)桑椹酒理化指標(biāo)的影響

2.2.1 理化指標(biāo)綜合情況 從表2可以看出：工藝A、B、C的桑椹酒理化指標(biāo)中發(fā)酵6個(gè)月測(cè)得的理化指標(biāo)，與行標(biāo)比照，酒精度分別為7.50%、11.35%、10.30%，≥7.0%；總糖分別為2.09 g/L、2.18 g/L、3.40 g/L，≤6.0 g/L；干浸出物分別為30.60 g/L、29.77 g/L、31.10 g/L，≥18.0 g/L；總酸分別為7.84 g/L、6.93 g/L、8.26 g/L，在3.5～12.0 g/L之間；揮發(fā)酸分別為0.12 g/L、0.20 g/L、0.78 g/L，≤1.2 g/L。說明采用工藝A、B、C等3種方法，酒精度高于標(biāo)準(zhǔn)，總糖明顯低于標(biāo)準(zhǔn)，干浸出物明顯高于標(biāo)準(zhǔn)，總酸在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，揮發(fā)酸明顯低于標(biāo)準(zhǔn)，工藝A、B、C的各項(xiàng)理化指標(biāo)均符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)且綜合較優(yōu)，且工藝A、B優(yōu)于工藝C。說明2020年設(shè)計(jì)優(yōu)化的發(fā)酵工藝方法，尤其是原料低溫預(yù)處理、低溫前置澄清、低溫發(fā)酵工藝方法可行有效，達(dá)到研究的預(yù)期目標(biāo)；工藝A、B、C 3種工藝方法，可作為釀造不同風(fēng)味桑椹酒的工藝方法。

表2 2020年3種發(fā)酵工藝方法和2019年優(yōu)選工藝方法釀造的桑椹酒的理化指標(biāo)

發(fā)酵工藝發(fā)酵時(shí)間/月酒精度/%總糖/(g/L)總酸/(g/L)揮發(fā)酸/(g/L)干浸出物/(g/L)游離二氧化硫/(mg/L)總二氧化硫/(mg/L)2020工藝A19.602.1513.200.1530.4057.7567.502.097.840.1230.6036.3074.152020工藝B 112.902.1015.700.2338.4077.50611.352.186.930.2029.7738.9078.402020工藝C 111.802.2013.500.9532.8064.20610.303.408.260.7831.1038.9077.102019工藝110.902.0013.000.9433.7048.00170.00610.702.609.001.4032.8025.0073.00行標(biāo)干紅(20 ℃)≥7.0≤6.03.5～12.0≤1.2≥18.0

2020年3種發(fā)酵工藝方法干浸出物指標(biāo)沒有測(cè)定第1個(gè)月含量。

2.2.2 揮發(fā)酸含量指標(biāo) 從表2對(duì)2020年桑椹酒理化指標(biāo)中發(fā)酵6個(gè)月測(cè)得的理化指標(biāo)相比較可以看出：工藝A、B、C對(duì)總糖、干浸出物、總酸含量指標(biāo)影響不明顯，主要表現(xiàn)為對(duì)揮發(fā)酸含量指標(biāo)有明顯影響。工藝A、B、C揮發(fā)酸含量分別為0.12 g/L、0.20 g/L、0.78 g/L，均明顯低于標(biāo)準(zhǔn)≤1.2 g/L，分別比標(biāo)準(zhǔn)降低90.00%、83.33%、35.00%；工藝A、B成績(jī)明顯優(yōu)于工藝C，分別比工藝C降低84.62%、74.36%。工藝A、B與工藝C主要區(qū)別是工藝A、B設(shè)計(jì)了前置澄清工藝，工藝C沒有設(shè)計(jì)前置澄清環(huán)節(jié)。表明2020年優(yōu)化設(shè)計(jì)的前置澄清工藝方法，不失為一種降低桑椹發(fā)酵酒中揮發(fā)酸含量的適宜工藝方法。

從表2對(duì)2020年工藝C與2019年工藝6個(gè)月測(cè)得的理化指標(biāo)相比較可知：2020年優(yōu)化工藝C與2019年相近工藝對(duì)酒精度、總糖、干浸出物、總酸指標(biāo)影響不明顯，主要表現(xiàn)為對(duì)揮發(fā)酸含量指標(biāo)有明顯影響。2020年工藝C揮發(fā)酸含量為0.78 g/L，2019年相近工藝揮發(fā)酸含量達(dá)1.40 g/L；2019年工藝揮發(fā)酸含量是2020年工藝C含量的1.79倍，也明顯高于行標(biāo)≤1.2 g/L，2019年工藝揮發(fā)酸含量是行標(biāo)的1.17倍。兩者工藝的主要區(qū)別是2019年工藝[8]中，新鮮桑椹原料、發(fā)酵等環(huán)節(jié)在常溫(21～23 ℃)下處理，而2020年工藝C新鮮桑椹原料是在5 ℃低溫預(yù)處理、在16～19 ℃低溫發(fā)酵的。表明2020年優(yōu)化的新鮮桑椹原料低溫預(yù)處理、低溫發(fā)酵工藝方法，達(dá)到了解決桑椹酒發(fā)酵中揮發(fā)酸含量偏高問題的預(yù)期。

3 小結(jié)與討論

目前，在桑椹酒的生產(chǎn)加工過程中普遍存在揮發(fā)酸含量偏高從而降低桑椹酒品質(zhì)的難題，需要分析影響揮發(fā)酸含量的主要因素與研究確立適宜的發(fā)酵工藝方法予以解決。通過本研究與分析可知，影響揮發(fā)酸含量的主要因素有桑椹原料新鮮度、原料成熟度、澄清方法、溫度控制等。

本研究結(jié)果表明，成熟度好的桑椹原料在5 ℃低溫保存處理，充分保障了桑椹在壓榨前新鮮不腐爛，是降低桑果酒中揮發(fā)酸含量的基礎(chǔ)。這也符合果酒中揮發(fā)酸含量主要取決于釀造過程中所用的原料是否新鮮這一觀點(diǎn)[7]。果酒加工的一般常規(guī)工藝，是在常溫下進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后再進(jìn)行分離澄清。本研究結(jié)果表明，前置澄清、澄清后再發(fā)酵、5 ℃低溫澄清的工藝方法，能明顯降低桑椹酒中揮發(fā)酸的含量，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)桑椹酒的關(guān)鍵技術(shù)之一。

一般常規(guī)果酒發(fā)酵工藝的溫度均控制在22 ℃以上。本研究結(jié)果表明，采用16～19 ℃低溫發(fā)酵處理,不僅對(duì)降低桑椹酒中揮發(fā)酸的含量效果明顯，還能更好地增加和保留桑椹酒揮發(fā)性香氣成分，提高桑椹酒的口感，有利于風(fēng)味物質(zhì)的形成。這也和要生產(chǎn)一種低度、營(yíng)養(yǎng)、健康的其他果酒發(fā)酵溫度是關(guān)鍵[10-12]的論點(diǎn)相似。

本研究還發(fā)現(xiàn)，糖的添加對(duì)揮發(fā)酸含量的影響不明顯，主要是對(duì)酒精度的高低有較大的影響。這是由于工藝A用桑椹本身的糖含量為142 mg/L進(jìn)行發(fā)酵，工藝B、C是添加外界糖、總糖含量調(diào)整到205 mg/L發(fā)酵引發(fā)的。糖的添加可作為釀造不同風(fēng)味桑椹發(fā)酵酒的工藝選擇。

綜上所述，采摘成熟度好的桑椹原料，桑椹原料在5 ℃低溫保鮮，原汁在5 ℃低溫加膨潤(rùn)土1 g/L前置澄清，發(fā)酵溫度控制在16～19 ℃，能顯著降低桑椹發(fā)酵酒中的揮發(fā)酸含量，不失為降低桑椹發(fā)酵酒中揮發(fā)酸含量的適宜工藝方法。且可調(diào)節(jié)不同的目的糖度，釀造出不同風(fēng)味的桑椹酒。