不同發(fā)酵層和取樣時間對紅棗白蘭地甲醇和高級醇含量的影響

尹寶穎，王艷輝，劉亞瓊，王　頡（.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，河北保定07000；.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，河北保定07000；.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，河北保定07000）

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不同發(fā)酵層和取樣時間對紅棗白蘭地甲醇和高級醇含量的影響

尹寶穎1，王艷輝2，劉亞瓊3，王頡3
（1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，河北保定071000；2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，河北保定071000；3.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，河北保定071000）

摘要：以山區(qū)特產(chǎn)大棗為原料，采用固態(tài)發(fā)酵方法生產(chǎn)紅棗白蘭地，研究了不同發(fā)酵層和不同取樣時間對紅棗白蘭地中甲醇和高級醇含量的影響。結(jié)果表明，不同取樣時間對甲醇、異丁醇和異戊醇含量的影響顯著，但對正丙醇含量影響不顯著。其中，酒尾中甲醇含量與酒頭、酒基中甲醇含量相比顯著增加，而酒基與酒頭中甲醇的含量差異不顯著；酒頭中異丁醇和異戊醇含量與酒基和酒尾中相比顯著增加，而酒基與酒尾中異丁醇和異戊醇含量沒有顯著差異。不同發(fā)酵層對甲醇、正丙醇、異丁醇、異戊醇含量的影響均不顯著。

關(guān)鍵詞：發(fā)酵層；取樣時間；甲醇；高級醇；白蘭地

優(yōu)先數(shù)字出版時間：2016-03-23；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160323.1442.002.html。

紅棗（Ziziphus jujuba），又名中華大棗，為鼠李科棗屬植物棗樹的成熟果實(shí)，原產(chǎn)于中國，具有3000多年的栽培歷史，是中國特有的果品之一［1］。白蘭地（Brandy），是一種蒸餾酒，它是以水果為原料，經(jīng)過發(fā)酵、蒸餾、貯藏、陳釀而成。以紅棗為原料的蒸餾酒稱為紅棗白蘭地。

位于太行山山區(qū)的河北省阜平地區(qū)以其獨(dú)特的紅棗白蘭地而著名，以山區(qū)特產(chǎn)大棗為原料，經(jīng)過砸棗、發(fā)酵、蒸餾而成。制作過程中不經(jīng)過任何的勾兌，大都是農(nóng)家作坊里釀制出來的純酒，酒精度高達(dá)40%vol～80%vol。在民間已經(jīng)有幾千年的生產(chǎn)歷史，基本處于自釀自飲階段。紅棗白蘭地的原料一般為外棗，這樣可以變廢為寶。GB 2757—2012食品安全標(biāo)準(zhǔn)蒸餾酒及其配制酒中規(guī)定了蒸餾酒的甲醇含量標(biāo)準(zhǔn)如下：除以糧谷為原料的蒸餾酒中，其甲醇含量不得高于2.00 g/L（以酒精度換算到100%計）［2］。但紅棗白蘭地甲醇含量的超標(biāo)限制了其大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，而過量攝取甲醇會導(dǎo)致失明甚至死亡［3］，過量或過少的高級醇則影響酒的口感和風(fēng)味［4-5］。

甲醇是由原輔料細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)間的纖維素共存的果膠而生成的。果膠含量高是形成甲醇的主要原因，果膠在熱、酸、堿或酶的作用下，甲氧基分解并生成甲醇，反應(yīng)式為：

（R-COOCH3）n+（H2O）n→（R-COOH）n+（CH3OH）n［6-9］

采用固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)酒時，有的會將原料浸泡處理以降低甲醇含量；還可以通過灌輸蒸汽悶料或加熱時通過敞蓋排汽以去除甲醇；有時采用掐頭去尾的方法降低甲醇；還有采用提高回流比的方法分離甲醇［10-11］。

本實(shí)驗采用固態(tài)發(fā)酵法釀造紅棗白蘭地，研究同一發(fā)酵池中不同發(fā)酵層原料發(fā)酵和蒸餾時不同取樣時間對紅棗白蘭地中甲醇和高級醇含量的影響，分析甲醇和高級醇的含量變化，探索控制甲醇含量的途徑。

1材料與方法

1.1材料與試劑

紅棗：阜平山區(qū)大棗，晾干后常溫保存待用。

稻殼：粉碎后的玉米秸稈，常溫保存待用。

色譜純試劑：異丙醇、異丁醇、乙酸乙酯，天津開普特種化工有限公司。

分析純試劑：乙醇、丙醇、正丁醇、正戊醇、異戊醇，天津光復(fù)精細(xì)化工有限公司。

發(fā)酵劑：自制酒曲。

1.2實(shí)驗方法

1.2.1工藝流程

紅棗→粉碎→浸泡12h→混合稻殼→原料加熱處理→加入酒曲→發(fā)酵12d→蒸餾→取樣

1.2.2取樣方法

處理的原料在27℃的發(fā)酵池（長2.7m，寬1.3m，高1.8m）中發(fā)酵，每個發(fā)酵池分為6層。發(fā)酵池剖面圖和立體圖如圖1所示。每層蒸餾時間為40min，前10min蒸餾生產(chǎn)所得紅棗白蘭地作為酒頭，取其中的100mL作為酒頭的樣本；中間20min蒸餾所得的紅棗白蘭地作為酒基，取其中100mL作為酒基的樣本；最后10min蒸餾所得的紅棗白蘭地作為酒尾，取其中100mL作為酒基的樣本。

1.2.3 GC-FID測定條件

采用Agilent-6820氣相色譜儀，TG-35MS毛細(xì)管色譜柱（60m×0.25 mm×0.25μm），F(xiàn)ID檢測器（H2：0.10MPa；空氣：0.28MPa）。

色譜條件：載氣壓力（N2），0.40MPa；進(jìn)樣口溫度，200℃；檢測器溫度，230℃；分流比，30∶1，進(jìn)樣量為1μL。柱溫40℃保持2min，以5℃/min升至80℃保持10min，然后以20℃/min升至220℃保持10min。每個樣品平行測定3次，保留時間定性，外標(biāo)法定量。

圖1發(fā)酵池剖面圖和立體圖

1.2.4標(biāo)準(zhǔn)曲線制備

分別取等量的正丙醇、異丁醇、異戊醇加入到7支100mL刻度試管中，再用60%vol乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液定容至100mL。正丙醇、異丁醇、異戊醇的加入量分別為0.005 g、0.01 g、0.02 g、0.04 g、0.08 g、0.16 g、0.32 g。通過測定不同含量正丙醇、異丁醇、異戊醇的60%vol乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液所對應(yīng)的峰面積計算而得。

2結(jié)果與分析

2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

根據(jù)正丙醇、異丁醇、異戊醇不同濃度標(biāo)準(zhǔn)液得到的峰面積。以峰面積（y）為縱坐標(biāo)、濃度（x）為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果表明，在正丙醇、異丁醇和異戊醇濃度為0～0.32 g/100mL的范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。如圖2、圖3、圖4所示，回歸方程分別為y=390.6x-12.006（R2=0.9990）；y=714.94x - 2.4264（R2=0.9990）；y=839.78x - 2.9278（R2= 0.9990）；y=845.1x-1.7075（R2=0.9991）。

2.2不同發(fā)酵層和不同取樣時間對紅棗白蘭地中甲醇和高級醇含量的影響

2.2.1不同發(fā)酵層和不同取樣時間對紅棗白蘭地中甲醇含量的影響

圖2甲醇標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖3正丙醇和異丁醇標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖4異戊醇標(biāo)準(zhǔn)曲線

不同發(fā)酵層和不同取樣時間對紅棗白蘭地甲醇含量的影響見表1。由表1可知，不同發(fā)酵層紅棗白蘭地甲醇含量影響差異不顯著；不同取樣時間對紅棗白蘭地甲醇含量的影響差異極顯著（P＜0.01）。其中，酒頭、酒基、酒尾中甲醇含量分別為1.5 g/L、2.1 g/L、4.5 g/L，酒尾中甲醇含量與酒頭和酒基中甲醇含量相比顯著增加，而酒基與酒頭中甲醇含量的差異不顯著。為了控制紅棗白蘭地中甲醇含量，可以采用“去尾”的方法，以達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。

表1不同發(fā)酵層和不同取樣時間對紅棗白蘭地中甲醇含量的影響

2.2.2不同發(fā)酵層和不同取樣時間對紅棗白蘭地中正丙醇含量的影響

不同發(fā)酵層和不同取樣時間對紅棗白蘭地中正丙醇含量的影響見表2。方差分析表明：不同發(fā)酵層和不同取樣時間對紅棗白蘭地中正丙醇含量的影響不顯著，分別為Sig = 0.150＞0.05，Sig=0.446＞0.05。

表2不同發(fā)酵層和不同取樣時間對紅棗白蘭地中正丙醇含量的影響　（g/100mL）

2.2.3不同發(fā)酵層和不同取樣時間對紅棗白蘭地中異丁醇含量的影響

不同發(fā)酵層和不同取樣時間對紅棗白蘭地中異丁醇含量的影響見表3。方差分析表明：不同發(fā)酵層對紅棗白蘭地中異丁醇含量的影響不顯著，Sig=0.438＞0.05；但不同取樣時間對紅棗白蘭地中異丁醇含量的影響顯著，Sig=0.046＞0.05。其中，酒頭中異丁醇含量與酒基和酒尾中相比顯著增加，而酒基與酒尾中異丁醇含量的影響不顯著。

表3不同發(fā)酵層和不同取樣時間對紅棗白蘭地中異丁醇含量的影響　（g/100mL）

2.2.4不同發(fā)酵層和不同取樣時間對紅棗白蘭地中異戊醇含量的影響（表4）

方差分析表明：不同發(fā)酵層對紅棗白蘭地中異戊醇含量的影響不顯著，Sig=0.16（P＞0.05）；但不同取樣時間對紅棗白蘭地中異戊醇含量的影響顯著，Sig=0.037（P＞0.05）。其中，酒頭中的異戊醇含量與酒基、酒尾相比顯著增加，而酒基與酒尾中異戊醇含量的影響不顯著。

3　結(jié)論

本實(shí)驗以太行山區(qū)特產(chǎn)大棗作為原料，采用固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)紅棗白蘭地。通過研究同一發(fā)酵池中不同發(fā)酵層在原料發(fā)酵和蒸餾時，以不同取樣時間取得的紅棗白蘭地進(jìn)行對比，對紅棗白蘭地中甲醇和高級醇含量進(jìn)行分析。

不同取樣時間對紅棗白蘭地中甲醇、異丁醇和異戊醇含量的影響顯著，但對正丙醇含量的影響不顯著。其中，酒尾甲醇含量與酒頭和酒基中甲醇含量相比顯著增加，并且遠(yuǎn)超國家標(biāo)準(zhǔn)的甲醇含量，采用“去尾”的方法可以降低紅棗白蘭地中甲醇含量。而酒基與酒頭中甲醇含量的差異不顯著，且酒頭中甲醇含量低于2 g/L，而酒基中甲醇含量也接近國家標(biāo)準(zhǔn)；酒頭中的異丁醇和異戊醇含量與酒基、酒尾相比顯著增加，可以通過“掐頭”的方法控制異丁醇和異戊醇的含量。而酒基與酒尾中異丁醇和異戊醇含量沒有顯著差異。而不同發(fā)酵層對紅棗白蘭地中甲醇、正丙醇、異丁醇、異戊醇含量的影響均不顯著。

表4不同發(fā)酵層和不同取樣時間對紅棗白蘭地中異戊醇含量的影響　（g/100mL）

參考文獻(xiàn)：

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Effects of Different Fermentation Layers and Different Sampling Time on Methanol and Higher Alcohol Content in Jujube Brandy

YIN Baoying1，WANG Yanhui2，LIU Yaqiong3and WANG Jie3
（1.College of Horticulture，Agricultural University of Hebei，Baoding，Hebei 071000；2.College of Life Sciences，Agricultural University of Hebei，Baoding，Hebei 071000；3.College of Food Science and Technology，Agricultural University of Hebei，Baoding，Hebei 071000，China）

Abstract:In this experiment，jujube from mountain regions was used as raw materials to produce jujube brandy through solid fermentation.The effects of different fermentation layers and different sampling time on methanol and higher alcohol content in jujube brandy were investigated.The results showed that，different sampling time had significant influence on the content of methanol，isobutyl alcohol and isoamyl alcohol，but its influence on n-propanol content was not obvious；compared with head brandy and medium brandy，methanol content in end brandy increased significantly，and there was no significant difference in methanol content between medium brandy and head brandy；iso-butanol and isoamyl alcohol content in head brandy was significantly higher than that in end brandy and in medium brandy，and there was no significant difference in iso-butanol and isoamyl alcohol content between medium brandy and end brandy.Different fermentation layers had no significant influence on the content of methanol，n-propanol，isobutanol and isoamyl alcohol.

Key words:fermentation layer；sampling time；methanol；higher alcohols；brandy

中圖分類號：TS262.38；TS261.4；TS261.7

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1001-9286（2016）06-0042-04

DOI：10.13746/j.njkj.2016015

基金項目：河北省國家基金“紅棗白蘭地甲醇和雜醇油的形成機(jī)理及控制途徑研究”（31171725）；“紅棗白蘭地風(fēng)味特征及形成機(jī)理研究”（3137185）。

收稿日期：2016-01-18；修回日期：2016-03-04

作者簡介：尹寶穎（1987-），女，助理實(shí)驗師，碩士，E-mail：by40901123@126.com。

通訊作者：王頡（1959-），男，教授，博士。