桑葚汁釀造酒、醋的主要成分變化研究

2019-07-30 07:59:30曹建平

釀酒科技 2019年7期

陸燕，曾霞，曹建平

（廣東石油化工學院，廣東茂名525000）

桑葚組分復雜，含有人體必需的各種營養成分，既是食品又是藥品，據《中華人民共和國藥典》，桑葚可以滋陰補血，生津潤燥，可用于肝腎陰虛，眩暈耳鳴，心悸失眠，須發早白，津傷口渴，內熱消渴，腸燥便秘[1]。因此桑葚被用于開發各種飲料、保健品、護膚品等，已有一系列產品問世。

桑葚酒作為產品之一，是以桑葚汁作為原料，酒精發酵轉化為酒精，與傳統白酒相比，桑葚酒酒精度低，符合人們的消費理念，深受消費者的喜愛，又解決了桑葚采摘期短、不耐儲藏等問題[2]。而且，桑葚酒保留了桑葚的部分特征成分，因此保留了桑葚的功效，經發酵后增加的一些組分又加強了其功效或賦予了它新的功效，如酚類物質的增加使桑葚酒的抗氧化能力得到了提高[3]。在泰國、中國等亞洲國家桑葚酒的消費量逐年增加[4]。

桑葚醋是以桑葚汁作為原料，經酒精發酵成桑葚酒，然后經醋酸發酵而成，它不僅是一種調味料，桑葚的特征成分和菌種的發酵轉化作用，也使其具有一定的保健功能[5]。目前，對于桑葚的抗氧化性能、桑葚酒和桑葚醋的發酵工藝和揮發性成分研究得較為充分，本文主要針對桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋中的有機酸、游離脂肪酸和揮發性成分進行系統的分析，分析其在發酵過程中的轉化，從而為發酵工藝的優化提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 原料

桑葚由茂名市蠶業技術推廣中心提供，新鮮桑葚運回實驗室立即處理。

1.2 菌種

釀酒酵母和醋酸菌滬釀1號分別用于酒精發酵和醋酸發酵。釀酒酵母用葡萄汁活化。醋酸菌滬釀1號活化培養基：1%葡萄糖,1%CaCO3，pH 5.5；活化條件：30 ℃，36 h。

1.3 試劑及主要儀器

己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、十四酸、十五酸(色譜標準，上海國藥)；軟脂酸、硬脂酸、十九酸、二十四烷酸(色譜標準，Fluka)；十七烷酸(色譜標準，Sigma)；乙酸、草酸、酒石酸、丙酮酸、蘋果酸、2-酮戊二酸、乳酸、檸檬酸、富馬酸、琥珀酸(色譜標準，上海國藥)。

高效液相色譜儀(LC20A，配有紫外檢測器，日本島津公司)；色譜柱：Thermo C18反相柱(4.6×205 mm，5 μm)；氣相色譜-質譜聯用儀(GCMSQPZ100 plus，日本島津)；氣相色譜儀 (Agilent 7890B，美國Agilent)。

1.4 發酵過程

將桑葚鮮果榨汁，用無菌紗布過濾，加入適量偏重亞硫酸鉀和果膠酶，待果汁澄清后，調節可溶性固形物含量(TSS)至14.5°Bx，用檸檬酸調pH值至4，接入活化的釀酒酵母，23℃發酵7 d，得到桑葚酒。再將TSS和pH值分別調至18°Bx和3.5，接入活化的醋酸菌滬釀1號，30℃進行醋酸發酵10 d，得到桑葚醋。分別分析桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋。

1.5 有機酸測定

參照文獻[6]進行：樣品用C18固相萃取柱進行萃取，HPLC測定；采用外標法進行計算定量。

1.6 游離脂肪酸測定

參照文獻[7]：以十七烷酸作為內標，用正己烷-二氯甲烷(2∶1)作為溶劑萃取，有機相進行甲酯化，結合GC-MS定性分析結果，GC測定后采用外標法結合內標法對樣品進行定量分析，利用標準曲線進行相應脂肪酸的含量計算。

1.7 香氣成分測定

用SPME結合GC-MS進行分析，采用峰面積歸一化法進行定量。

樣品預處理參照文獻[8]進行。

GC條件為：色譜柱：Rtx＠-Wax(30 m×0.25 mm×0.25 μm，美國 Restek)；柱溫38 ℃；進樣口溫度：250℃；進樣方式：無分流；氦氣流速：1.00 mL/min；程序升溫：38℃保持2 min，以3℃/min的速率升至140℃，再以10℃/min升至250℃，保持3 min。

MS條件：離子源：EI；電子能量：70 eV；離子源溫度：230℃；接口溫度：250℃；延遲出峰時間：0.9 min；結束時間為50 min；掃描方式：scan；掃描范圍：m/z 5～600。

2 結果與討論

2.1 有機酸的變化

采用HPLC對桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋中有機酸進行分析，結果如表1所示。有機酸是桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋的重要組成成分，影響它們的口感[9]。此桑葚汁醋酸含量最高，經酒精發酵后有所下降，醋酸發酵后達15.85 g/L；其次是乳酸、檸檬酸，酒精發酵過程酵母又轉化生成了一定量的乳酸和檸檬酸，桑葚酒中以醋酸、乳酸和檸檬酸為主，醋酸主要來源于桑葚汁，而乳酸和檸檬酸部分來自于酵母的代謝；桑葚醋中主要是醋酸和檸檬酸，沒有檢出草酸，醋酸主要來自于乙醇氧化。

2.2 游離脂肪酸的變化

脂肪酸在生物體內有著重要的生理調節功能，是一類非常重要的營養物質[10]。按照文獻[7]的方法，測得游離脂肪酸含量，因此與文獻[11]不同，未檢出亞麻酸和亞油酸，說明亞麻酸和亞油酸可能是以脂類形式存在的；在桑葚汁中軟脂酸(C16∶0)含量最高，其次是8,11-十八碳二烯酸(C18∶2)、油酸(C18∶1)、硬脂酸(C18∶0)、豆蔻酸(C14∶0)、7-十六烯酸(C16∶1)、癸酸(C10∶0)，經乙醇發酵后，偶數鏈飽和脂肪酸除了軟脂酸和二十二烷酸含量有所下降，其他都稍有上升；烯酸中8,11-十八碳二烯酸含量有大幅下降外(下降70.34%)，其他烯酸變化幅度較小。醋酸發酵過程中，大部分脂肪酸含量有所下降，但總量跟桑葚汁相比變化不大（表2）。這些微量的脂肪酸在桑葚汁、桑葚酒、桑葚醋中一定程度上調節著口感，并且有利于人體健康[12]。

表1 桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋中有機酸組成 (g/L)

2.3 香氣成分的變化

桑葚酒和桑葚醋的香氣主要來自于原料的果香和發酵過程微生物的轉化作用，用SPME和GC/MS對桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋的香氣成分進行測定，經NIST 05數據庫檢索并對各組分進行計算，得到各香氣成分的相對含量，見表3—表8。桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋共檢出144種香氣成分，主要有酯類、醇類、酸類、烯烴類、酮類、醛類、萜類及其衍生物和其他如烷烴、苯酚等。桑葚汁中含量較高的為乳酸乙酯(6.38%)、己酸乙酯(5.28%)、己醇(30.86%)、苯乙醇(5.31%)、β-月桂烯(3.26%)、β-芳樟醇(3.68%)和L-萜品醇(8.36%)。而經酵母發酵后，桑葚酒中乙酸異戊酯、乳酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯等酯類物質明顯上升，這些物質給酒帶來令人愉悅的水果酯香和酒香，這與文獻[13]中所述一致，水果酒精飲料中酯類主要為乙酯、異戊酯；保留了一部分萜類物質，讓酒帶有桑葚特有的香味。醋酸發酵后，乙酸異戊酯和乙酸己酯含量仍在上升，乙酸苯乙酯大幅上升，琥珀酸二乙酯也有所提高，己醇有所下降，苯乙醇保留在一個相當高的水平，這些物質賦予桑葚醋特有的果香；酸類物質種類和含量稍微有所增加，萜類物質從酒中的7.95%變為7.62%，基本還是由原料中保留下來的，其他還有一些烷烴、苯酚類的物質。