發酵條件對桑椹白蘭地原料酒雜醇油的影響

李杰民，劉國明，吳翠瓊，李昌寶，孫 健

（廣西農業科學院農產品加工研究所，廣西南寧530007）

發酵條件對桑椹白蘭地原料酒雜醇油的影響

李杰民1，劉國明1，吳翠瓊1，李昌寶1，孫 健1

（廣西農業科學院農產品加工研究所，廣西南寧530007）

以桑椹白蘭地原料酒發酵過程中雜醇油含量為研究對象和指標，以酵母菌種類別、酵母添加量、發酵溫度為影響因素，通過單因素和正交實驗探明了發酵條件對雜醇油產量的影響規律。結果表明，酵母菌種類別對發酵酒中雜醇油含量的影響最大，酵母添加量次之，發酵溫度最小。

桑椹酒； 白蘭地； 雜醇油

桑椹(Mulberry)，又名桑棗、桑果、桑仁、甚子、文武實等，為多年生木本植物桑樹所結的聚合型多肉漿果。成熟桑椹果質油潤，酸甜適口，以個大、肉厚、色紫紅、糖分足者為佳，汁濃似蜜，甜酸清香，營養成分豐富，現已被國家衛生部列為“既是食品又是藥品”的“藥食同源”農產品之一，與沙棘、懸鉤子等同被譽為“第三代水果”[1]。近年來我國農產品加工技術的進步以及人們對健康意識的不斷提高，桑椹資源的利用得到了巨大的提升。桑椹果酒作為桑椹資源加工利用的產品，在2008年已躋身國家鼓勵類產業項目。

雜醇油是酒精飲料中含有的一類高沸點混合物，包括異戊醇、異丁醇、正丙醇、異丙醇等。在我國衛生標準中，雜醇油通常是指異戊醇及異丁醇[2，3]。適量的雜醇油含量能賦予酒體醇甜綿香的口感，是酒類的風味組成成分之一，但當雜醇油含量超標時會對人體健康及酒體風味帶來不利影響：雜醇油在人體內的氧化速度慢于乙醇且在人體內停留時間長，雜醇油含量過高時易造成神經系統充血，產生頭痛、頭暈等不適癥狀，還會將邪雜味帶入酒體而影響風味[4]。雜醇油的毒性隨分子量增大而加劇，假如乙醇對人體的危害程度為1，正丙醇對人體的危害程度則是3.5，異丁醇的危害為8，危害最大的是異戊醇中，為19。正丙醇對人體生理作用與乙醇相似，對黏膜有刺激作用；異丁醇過多則會令酒體口感的苦味增強，對人體的眼、鼻有刺激作用，但毒性不如異戊醇大；異戊醇在雜醇油中含量最高，能令飲用者眼睛、呼吸道受刺激,使人頭部充血、眩暈、頭疼、惡心、嘔吐、腹瀉,是造成人醉酒“上頭”的主要原因之一[5-9]。

在加入WTO前，我國衛生部門將酒類的雜醇油含量嚴格限定在2.0 g/L以內，我國名優酒類的雜醇油含量最高不超過800mg/L，但進口洋酒基本都超過了我國的相關標準限定。因此，為了使洋酒更順暢地進入中國市場，作為加入WTO的條件之一，我國不得不從2006年開始執行的《蒸餾酒及配制酒衛生標準》（GB 2757—1981）修訂版中，刪除了對酒水中雜醇油限量的部分。但從酒類的一個重要品質指標以及從對人體健康角度考慮，我國一些酒生產廠家仍有較嚴格的雜醇油限量標準，保持酒類中含有適量的雜醇油仍具有現實意義[10]。

本實驗從發酵產品安全角度出發，研究桑椹白蘭地原料酒發酵條件對雜醇油含量的影響，以期在為我國桑椹資源高效開發利用的同時，還能為我國發酵產品的安全性提供技術支撐和基礎。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

桑椹（品種：果大十，含糖量：10.9%），市售；白砂糖，南寧糖業股份有限公司；帝伯仕果酒專用酵母（紅）、帝伯仕降酸酵母（藍），煙臺帝伯仕貿易有限公司；LAFFORT系列干酵母F5、F10、F15、F33，法國LAFFORT公司；Lalvin 71B降酸酵母、Lalvin RC212酵母、Lalvin D254酵母、Lalvin EC1118酵母，日照隆堡商貿有限公司。

儀器設備：JA2003型電子天平，上海良平儀器儀表有限公司；BIC-300人工氣候箱，上海博訊事業有限公司；PAL-1糖度計，維欣儀奧科技公司；pHS-3C酸度計，上海雷磁儀器廠；HXHX-3電熱鼓風干燥箱，蘇州恒新烘箱電爐制造設備公司；PGL精密天平，深圳市怡華新電子有限公司；氣相色譜儀，FID檢測器，TG-35MS色譜柱，安捷倫科技（中國）有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程及操作要點

桑椹白蘭地原料酒發酵的具體流程如下：

桑椹→清洗→榨汁→調配→滅菌→降溫、發酵→換罐、低溫沉降→過濾、陳釀→桑椹白蘭地原料酒

挑選成熟度高、無壓壞碰傷的桑椹，用清水洗凈后榨汁。榨汁后的桑椹果汁根據實驗設計（發酵初始含糖量為25%，自然pH值）要求調配，再于65℃水浴條件下加熱滅菌30min。滅菌后待溫度降到35℃時，加入酵母菌發酵并緩慢降溫，直至溫度降至實驗設計值進行恒溫發酵。

1.2.2 桑椹白蘭地原料酒不同發酵條件對雜醇油含量的影響

1.2.2.1 桑椹白蘭地原料酒發酵工藝條件單因素實驗

①在發酵溫度20℃，酵母添加量為0.01%的條件下（發酵初始含糖量調至25%，自然pH值），分別選取10種酵母菌種進行單因素實驗，考察不同酵母菌對桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量的影響。

②在酵母采用F5，發酵溫度20℃條件下（發酵初始含糖量調至25%，自然pH值），分別選擇酵母接種量為0.0050%、0.0075%、0.0100%、0.0125%、0.0150%進行單因素實驗，考察不同酵母添加量對桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量的影響。

③在酵母采用F5，添加量為0.0100%條件下（發酵初始含糖量調至25%，自然pH值），分別選擇發酵溫度18℃、20℃、22℃、24℃、26℃進行單因素實驗，考察不同發酵溫度對桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量的影響。

1.2.2.2 桑椹白蘭地原料酒發酵正交實驗

根據單因素實驗結果，挑選3種酵母，以雜醇油含量為指標，進行3因素3水平的正交實驗，正交實驗因素與水平見表1。

表1 桑椹白蘭地原料酒發酵條件優化正交實驗因素與水平

1.2.3 雜醇油測定方法

升溫程序：40℃保持3m in，再以5℃/min升溫至70℃，后以20℃/m in升溫至220℃，保持1min。檢測器溫度為300℃，進樣口溫度為250℃，進樣量為1μL，分流比為19∶1。根據保留時間定性，外標法定量，平行測定3次。

2 結果與分析

2.1 桑椹白蘭地原料酒發酵工藝條件單因素實驗

2.1.1 不同酵母對桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量的影響（圖1）

圖1 不同酵母對桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量的影響

由圖1可知，不同的酵母發酵性能不同，發酵過程中所產生的雜醇油含量也不同：總體來看，隨著發酵時間的延長，所有酵母發酵體系中產生的雜醇油含量都呈逐漸上升的趨勢。當發酵4 d后，Lalvin 71B降酸酵母、Lalvin RC212酵母發酵體系中所產生的雜醇油含量都達到了最大值，之后隨著發酵時間的延長而逐漸降低；當發酵7 d后，Lalvin EC1118酵母發酵體系中所產的雜醇油含量最大，F5、F15、F10發酵體系中所產的雜醇油含量相對較小，因此選取酵母F5、F10、F15進行正交實驗。

2.1.2 不同酵母添加量對桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量的影響（圖2）

圖2 不同酵母添加量對桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量的影響

由圖2可知，總體來看，不同的酵母添加量，發酵過程中所產生的雜醇油含量不同：隨著發酵時間的延長，不同酵母添加量發酵體系中產生的雜醇油含量都呈逐漸上升并最終趨于平衡，且添加量越大，發酵體系中所產的雜醇油含量就越少，研究結果與黃進等[11]研究結果一致，與王宓等[12]研究結果相反。當發酵7 d后，添加量為0.0150%、0.0125%、0.100%發酵體系中所產的雜醇油含量相對較小，因此，分別選取酵母添加量為0.100%、0.0125%、0.0150%進行正交實驗。

2.1.3 不同發酵溫度對桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量的影響（圖3）

圖3 不同發酵溫度對桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量的影響

由圖3可知，總體來看，不同的發酵溫度對發酵體系中所產的雜醇油含量影響不同：隨著發酵時間的延長，酵母在不同發酵溫度發酵體系中產生的雜醇油含量都呈逐漸上升后下降的趨勢，且發酵溫度越高時，發酵體系中所產的雜醇油含量就越快達到峰值。當發酵7 d后，發酵溫度為18℃、20℃、22℃發酵體系中所產的雜醇油含量相對較少，因此設定發酵溫度為18℃、20℃、22℃進行正交實驗。

2.2 桑椹白蘭地原料酒發酵條件正交實驗

在經過不同酵母發酵產雜醇油性能單因素實驗后，挑取出3種酵母，以酵母種類、酵母接種量、發酵溫度為評價因素，以雜醇油含量為指標進行3因素3水平正交實驗，結果見表2，方差分析結果見表3。

表2 桑椹白蘭地原料酒發酵條件正交實驗結果與分析

由表2可知，4個因素的極差關系為RA＞RB＞RC＞RD，空白列的極差最小，說明偶然誤差較小，實驗結果較可靠。可以看出，酵母種類是影響桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量的主要因素，酵母添加量次之，發酵溫度影響最小。A3B3C1為最佳組合，即酵母為F15，添加量為0.0150%，發酵溫度為18℃。在此條件下重復實驗3次，所得桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量為177.9mg/L。

表3 正交實驗結果方差分析

由表3可知，酵母種類對桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量的影響最大，達到顯著程度；酵母添加量、發酵溫度對桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量的影響程度未達到顯著程度。

3 結論

以雜醇油含量為考察指標，通過對10種不同酵母發酵桑椹白蘭地原料酒的實驗，挑選出3種產雜醇油含量相對較低的酵母：F5、F10、F15。在此基礎上，進行3因素3水平的正交實驗。實驗結果表明：采用酵母F15，添加量為0.0150%，在18℃條件下進行發酵所得到的桑椹白蘭地原料酒中雜醇油含量最低，為177.9mg/L。

食品是人們生活中賴以生存、不可替代的基礎，但就現階段我國食品質量安全狀況而言，在原料、生產、貯存等方面都存在一定問題，大大降低了食品質量的安全性[13]。近年來不斷暴露的食品安全問題，使得百姓大眾將食品“聚焦在了顯微鏡下”，食品安全問題被提到前所未有的重視高度。

酒作為中國幾千年來的傳統發酵產品，一直有著重要的地位以及穩定的消費市場。但同時，酒的發酵過程極其復雜，包含著大量的微生物菌群，如不控制好發酵過程可導致發酵產品存在大量安全風險[14-15]。

本研究通過研究果酒發酵過程存在安全隱患的雜醇油含量問題，找到調控雜醇油含量高低的影響因素及方法，為進一步更好地開發利用桑椹資源以及提高發酵產品安全性提供技術支撐。研究結果表明，酵母菌種的發酵特性對發酵酒中雜醇油含量有著顯著的影響。發酵菌種的篩選以及優化，將是解決未來發酵食品安全問題以及提高產品質量的重要手段和方向。

[1] 李杰民,李昌寶,李麗,等.桑果酒釀造酵母的篩選[J].南方農業學報,2014,45(2)：291-294.

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Effectsof Fermentation Conditionson FuselOilContent in M ulberry Brandy

LIJiem in,LIUGuom ing,WU Cuiqiong,LIChangbao,and SUN Jian
(Institute of Agricultural Products Processing,GuangxiAcademy of Agricultural Science,Nanning,Guangxi530007,China)

In this study,the effects of fermentation conditions on fusel oil content inmulberry brandy were investigated through single factor test and orthogonal experimentsw ith yeast species,yeast adding level and fermenting temperature as the influencing factors.The results suggested that the influencing factors ranked in decreasing sequence as yeast species,yeast adding level,and fermenting temperature.(Trans.by YUEYang)

mulberry;brandy;fuseloil

TS262.38；TS261.4；TS261.7

A

1001-9286（2016）12-0079-04

10.13746/j.njkj.2016305

廣西農業科學院科技發展基金自選項目（桂農科2015JZ76）；廣西農業科學院科技基本業務費團隊項目（2015YT86）。

2016-10-14

李杰民（1983-），男，高級工程師，碩士，研究方向為農產品加工，E-mail：247953447@qq.com。

孫健（1978-），男，研究員，博士，研究方向為農產品貯藏與加工，E-mail：jiansun@gxaas.net。

優先數字出版時間：2016-11-21；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20161121.1615.002.htm l。