龍眼酒釀造過(guò)程中有機(jī)酸變化的分析

鄧紅梅，柳鏡炬，鄧曉琳，溫兆毅，李樂(lè)珠

廣東省嶺南特色果蔬加工及應(yīng)用工程技術(shù)研究中心，廣東普通高校食品科學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，廣東高校果蔬加工與貯藏工程技術(shù)開(kāi)發(fā)中心，廣東石油化工學(xué)院生物與食品工程學(xué)院（茂名 525000）

龍眼是茂名等岒南地區(qū)的特色水果，每年的6-8月是龍眼的成熟季節(jié)，但由于龍眼鮮果不耐儲(chǔ)運(yùn)，而且龍眼的保鮮方法尚未有突破，導(dǎo)致產(chǎn)量增加而收入?yún)s未增加，挫傷了果農(nóng)的生產(chǎn)積極性，所以很有必要對(duì)新鮮龍眼進(jìn)行深加工。目前，市面上龍眼制品主要包括桂圓肉、龍眼罐頭、龍眼干、龍眼果醬等，品種較少。龍眼果肉含糖達(dá)到20%左右，且營(yíng)養(yǎng)豐富，因此龍眼是釀造果酒的優(yōu)質(zhì)原料[1]。

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，龍眼酒具有明顯的抗癌、抗衰老的作用，以及促進(jìn)智力發(fā)育、加強(qiáng)免疫調(diào)節(jié)等功效[2]。龍眼酒具有一定保健作用，它能夠補(bǔ)益心脾、壯陽(yáng)益氣、潤(rùn)膚美容、養(yǎng)血安神，還可以治療心悸、貧血、健忘、失眠、身體虛弱及神經(jīng)衰弱等癥狀[3]。果酒中酸性物質(zhì)是主要呈味物質(zhì)之一，有機(jī)酸的含量對(duì)于果酒的穩(wěn)定性、品質(zhì)、風(fēng)味等方面有著很大影響。龍眼酒發(fā)酵過(guò)程中有機(jī)酸的成分和含量的變化規(guī)律研究仍鮮見(jiàn)報(bào)道，試驗(yàn)利用高效液相色譜法研究初始糖度對(duì)龍眼酒發(fā)酵過(guò)程中有機(jī)酸的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，希望能為龍眼酒釀造工業(yè)化發(fā)展提供一些參考。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

龍眼（品種：石硤），茂名市市售；酒用高活性干酵母，安琪酵母股分有限公司。

果膠酶、蔗糖、磷酸二氫鉀、偏重亞硫酸鉀，為食品級(jí)；酒石酸、草酸、α-酮戊二酸、檸檬酸、蘋(píng)果酸、琥珀酸、草酰乙酸、乳酸為標(biāo)準(zhǔn)品；甲醇為色譜純。

BSP-250恒溫培養(yǎng)箱，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；LC 20 AT高效液相色譜儀，日本島津公司；BCD-246 WTM（E）美的冰箱，合肥美的電冰箱有限公司；80-2電動(dòng)離心機(jī)、HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋，常州澳華儀器有限公司；WZ系列手持折光糖度計(jì)，上海聚亮光學(xué)儀器有限公司；JA 1003電子分析天平，上海上天精密儀器有限公司；RHWN-25 OeATC手持折光酒度計(jì)，漳州市新奧光電儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 龍眼酒釀造工藝流程

龍眼→分選→清洗→去殼去核→攪碎→加果膠酶酶解→過(guò)濾除渣→成分調(diào)節(jié)→加活化后的果酒酵母→前發(fā)酵→澄清、換罐→后發(fā)酵→成品→檢測(cè)

1.2.2 操作要點(diǎn)

1) 挑選新鮮完整的龍眼，去殼去核獲得石峽果肉2 500 g，添加1.25 g偏重亞硫酸鉀，防止果肉氧化。

2) 進(jìn)行攪碎，攪碎時(shí)按果肉與超純水質(zhì)量比3:1加入800 mL超純水；按果肉與檸檬酸質(zhì)量比5 000:1加入0.5 g檸檬酸；按果肉與果膠酶質(zhì)量比1 250:1加入2.0 g果膠酶，處理3 h，攪碎完成后，將果汁過(guò)濾后裝入發(fā)酵罐中。

3) 添加蔗糖調(diào)整初始糖度為20%，22%，24%，26%和28% 5個(gè)糖度梯度，并設(shè)置2個(gè)平行組進(jìn)行試驗(yàn)研究。按果肉與酵母質(zhì)量比50 000:7加入0.35 g活化酵母菌，在20 ℃下進(jìn)行低溫發(fā)酵。7 d后過(guò)濾除渣、換罐、封閉進(jìn)行后發(fā)酵及陳釀。

4) 分別在發(fā)酵前取果汁；第7天龍眼酒的主發(fā)酵基本完成時(shí)取酒樣；第14，第21，第28以及第35天龍眼酒發(fā)酵完成時(shí)取酒樣，用于測(cè)定8種有機(jī)酸的含量。

1.2.3 龍眼酒中有機(jī)酸含量的測(cè)定

樣品處理：直接進(jìn)樣法，分別用移液管移取2 mL果汁、酒樣至離心管中，以4 000 r/min轉(zhuǎn)速離心分離15 min，取上清液過(guò)0.22 μm膜后轉(zhuǎn)入干凈進(jìn)樣瓶，待測(cè)。

色譜條件：采取等梯度洗脫模式[4]，Thermo ODS色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流動(dòng)相，0.02 mol/L KH2PO4（pH 2.8）97%-甲醇3%；柱溫，30 ℃；流速，1.0 mL/min；檢測(cè)波長(zhǎng)，210 nm；進(jìn)樣量，10 μL；單次檢測(cè)12 min。

2 結(jié)果與分析

2.1 8種有機(jī)酸標(biāo)準(zhǔn)曲線及色譜圖

在1.2.3小節(jié)中的色譜條件下，測(cè)得8種有機(jī)酸標(biāo)準(zhǔn)溶液峰面積，以不同濃度的有機(jī)酸為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)，作出標(biāo)準(zhǔn)曲線，得出線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)R2，結(jié)果見(jiàn)表1。

2.2 不同初始糖度釀造龍眼酒過(guò)程中有機(jī)酸含量的變化規(guī)律

以有機(jī)酸含量為縱坐標(biāo)，發(fā)酵時(shí)間（果汁定為0）為橫坐標(biāo)，用Origin Pro 8軟件作出龍眼酒發(fā)酵過(guò)程有機(jī)酸含量的變化圖（圖1～圖5）。由圖1～圖5可見(jiàn)，在不同初始糖度條件下，龍眼酒發(fā)酵過(guò)程中8種有機(jī)酸的變化有相似性。在發(fā)酵的前7 d，除了酒石酸含量呈明顯減少外，乳酸、蘋(píng)果酸、檸檬酸、琥珀酸和草酰乙酸含量均明顯增加。草酸和α-酮戊二酸則無(wú)明顯變化。除乳酸外，其余7種有機(jī)酸在21 d后基本保持平穩(wěn)。

表1 8種有機(jī)酸的標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程以及相關(guān)系數(shù)

圖1 20%糖度龍眼酒發(fā)酵過(guò)程有機(jī)酸含量變化

圖3 24%糖度龍眼酒發(fā)酵過(guò)程有機(jī)酸含量變化

圖4 26%糖度龍眼酒發(fā)酵過(guò)程有機(jī)酸含量變化

圖5 28%糖度龍眼酒發(fā)酵過(guò)程有機(jī)酸含量變化

表2 各糖度發(fā)酵的果酒完成發(fā)酵時(shí)與果汁中有機(jī)酸的比較

經(jīng)過(guò)35 d的發(fā)酵與陳釀，龍眼果酒中8種有機(jī)酸與龍眼果汁中的有機(jī)酸比較可得出變化規(guī)律，結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可見(jiàn)，35 d后的龍眼酒中草酸、酒石酸的最終含量均比果汁中的含量低，初始糖度越大，龍眼酒中含量越低。而草酰乙酸、乳酸、檸檬酸、琥珀酸的最終含量比果汁有較明顯升高；α-酮戊二酸和蘋(píng)果酸則無(wú)明顯的變化規(guī)律。

對(duì)于同一種有機(jī)酸來(lái)說(shuō)，不同初始糖度對(duì)其影響規(guī)律也基本一致，初始糖度越高對(duì)應(yīng)的有機(jī)酸含量就越少，其中主要的原因是糖度太高會(huì)致使酵母生長(zhǎng)過(guò)于旺盛而抑制了發(fā)酵[5]。

試驗(yàn)研究了20%，22%，24%，26%和28% 5個(gè)梯度的初始糖度，在20 ℃下低溫發(fā)酵釀造龍眼酒，通過(guò)對(duì)龍眼酒色澤、香氣、酒體和風(fēng)味進(jìn)行評(píng)價(jià)，一致認(rèn)為初始糖度為22%～24%發(fā)酵產(chǎn)生的龍眼酒品質(zhì)最佳。

2.3 24%初始糖度下發(fā)酵過(guò)程中有機(jī)酸含量動(dòng)態(tài)變化規(guī)律

在24%初始糖度下，龍眼酒不同發(fā)酵時(shí)間有機(jī)酸含量變化的色譜圖如圖7～圖11所示。8種有機(jī)酸標(biāo)準(zhǔn)色譜圖見(jiàn)圖6。

在24%初始糖度條件下不同發(fā)酵時(shí)間龍眼酒有機(jī)酸含量變化見(jiàn)表3。

由表3可以看出，原果汁中均含有8種有機(jī)酸，在發(fā)酵過(guò)程中8種有機(jī)酸各自發(fā)生著不同的變化。不同發(fā)酵時(shí)期8種有機(jī)酸的總和均比原果汁的高，表明發(fā)酵過(guò)程中的有機(jī)酸的增加是與發(fā)酵同步的，它們除給果酒帶來(lái)了獨(dú)特的味道，還使釀造環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)閜H較低的環(huán)境，而這環(huán)境有利于抑制一些有害的細(xì)菌生長(zhǎng)，達(dá)到長(zhǎng)久儲(chǔ)存的目的。在主發(fā)酵（7 d前）過(guò)程中，草酸、酒石酸含量大幅度下降，最終有1/2以上被消耗了，主要是由于形成了相應(yīng)的草酸鹽和酒石酸鹽[6-7]，α-酮戊二酸減少較緩慢；而草酰乙酸、蘋(píng)果酸和琥珀酸的含量迅速上升，蘋(píng)果酸含量的變化主要是與蘋(píng)果酸-酒精發(fā)酵或者是蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵有關(guān)。其中蘋(píng)果酸-酒精發(fā)酵是由酵母菌利用細(xì)胞內(nèi)蘋(píng)果酸酶將蘋(píng)果酸轉(zhuǎn)化為丙酮酸引起的。在酒精發(fā)酵中，因?yàn)榻湍妇ǔ２荒苡行⑻O(píng)果酸完全轉(zhuǎn)化，所以會(huì)出現(xiàn)蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵停滯現(xiàn)象，蘋(píng)果酸既可以被酵母代謝又可以被酵母合成[7]。在蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵，由乳酸菌利用細(xì)胞內(nèi)蘋(píng)果酸酶將蘋(píng)果酸轉(zhuǎn)化乳酸和CO2，酒石酸也能被乳酸菌降解生成乳酸和乙酸。由于蘋(píng)果酸、酒石酸含量的減少而乳酸含量的增加，其結(jié)果使龍眼酒的口感變得更加柔順細(xì)膩、潤(rùn)滑，酸度降低，從而提高果酒的質(zhì)量，此發(fā)酵過(guò)程也被稱為果酒降酸過(guò)程[8]。由表3還可見(jiàn)，檸檬酸、琥珀酸的含量在發(fā)酵的整個(gè)過(guò)程中均在上升，α-酮戊二酸含量在低糖度環(huán)境下發(fā)酵略微上升，高于22%初始糖度的均呈下降變化。α-酮戊二酸是由酵母產(chǎn)生的一種微量有機(jī)酸[9-10]，α-酮戊二酸的濃度變化主要可能是由微生物的代謝積累以及被消耗利用所引起的[6]。有機(jī)酸含量高低影響龍眼酒的口味、風(fēng)味和色澤的平衡，最終影響龍眼酒的品質(zhì)[11-12]。乳酸、檸檬酸、琥珀酸隨陳釀時(shí)間延長(zhǎng)而增加，乳酸是一種略帶酸味的一元弱酸，能使果酒口感柔和、圓潤(rùn)；檸檬酸是有機(jī)酸中酸性較強(qiáng)的一種酸，具有溫和的酸味；琥珀酸味道較濃，既苦又咸，能引起唾液的分泌，最具有味覺(jué)特征，可使酒的味道濃重，增加醇厚感。各種有機(jī)酸相互調(diào)和使龍眼酒產(chǎn)生獨(dú)特的風(fēng)味。

圖6 8種有機(jī)酸標(biāo)準(zhǔn)色譜圖

圖7 24%糖度發(fā)酵第7天色譜圖

圖8 24%糖度發(fā)酵第14天色譜圖

圖9 24%糖度發(fā)酵第21天色譜圖

圖10 24%糖度發(fā)酵第28天色譜圖

圖11 24%糖度發(fā)酵第35天色譜圖

表3 24%初始糖度條件下不同發(fā)酵時(shí)間8種有機(jī)酸的含量

3 結(jié)論

在不同初始糖度條件下，龍眼酒發(fā)酵過(guò)程中8種有機(jī)酸的變化有相似性。在發(fā)酵的前7 d，除了酒石酸含量明顯減少外，乳酸、蘋(píng)果酸、檸檬酸、琥珀酸和草酰乙酸含量均明顯增加。草酸和α-酮戊二酸則無(wú)明顯變化。除乳酸外，其余7種有機(jī)酸在21 d后基本保持平穩(wěn)。

在初始糖度24%條件下，龍眼酒發(fā)酵過(guò)程中8種有機(jī)酸均發(fā)生了變化，不同發(fā)酵時(shí)期8種有機(jī)酸的總和均比原果汁的高，表明發(fā)酵過(guò)程中的有機(jī)酸的增加是與發(fā)酵同步的。在發(fā)酵的前7 d過(guò)程中，草酸、酒石酸含量大幅度下降，最終有一半以上被消耗了；草酰乙酸，乳酸、蘋(píng)果酸的含量在發(fā)酵的前7 d迅速上升，隨后趨于平穩(wěn)；α-酮戊二酸則在發(fā)酵7 d后稍有下降，而后也趨于平穩(wěn)。從草酰乙酸，蘋(píng)果酸以及α-酮戊二酸的含量變化可以看出，從發(fā)酵第7天后到陳釀的過(guò)程中這三種酸都是比較穩(wěn)定的；檸檬酸、琥珀酸的含量在發(fā)酵的整個(gè)過(guò)程里均在上升。龍眼酒中主要的有機(jī)酸是乳酸、蘋(píng)果酸、檸檬酸、琥珀酸，其次是草酰乙酸和酒石酸，各種有機(jī)酸相互調(diào)和使龍眼酒產(chǎn)生獨(dú)特的風(fēng)味。