紅棗干紅甲醇的控制研究

張倩茹，尹 蓉，殷龍龍，王賢萍，梁志宏

（1.山西農業大學果樹研究所，果樹種質創制與利用山西省重點實驗室，山西太原 030031；2.山西農業大學山西功能食品研究院，特色農產品加工山西省重點實驗室，山西 太原 030031）

我國紅棗資源豐富，栽培面積超過200萬hm2，產量超過600萬t，占全世界的99%以上[1-2]。山西是我國紅棗的重點產區，棗樹種植面積約21.13×104hm2，年產量12×108kg，栽培面積和產量僅次于新疆、河北和山東[3]。近年來，山西省紅棗種植面積不斷擴大，產量不斷提高，使得山西省紅棗加工企業發展迅猛，特別是以殘次裂果、病蟲害果為主要原料的棗酒企業。然而，山西省棗酒生產企業采用傳統固態發酵工藝制取棗酒，生產條件、技術、工藝落后，產品甲醇含量遠遠超標。隨著干紅葡萄酒生產技術的成熟，山西省規模化企業借鑒干紅葡萄酒生產技術，利用商業化的菌種并采用液態發酵、長時間陳化來解決產品中甲醇超標的問題，但效果并不理想，不同批次的產品經2年陳化后甲醇依然可能超標。

果酒中甲醇的主要來源包括甲酯化的果膠水解[4-5]、甘氨酸脫氨脫羧[6]、甘氨酸脫羧亞硝化[6]、釀酒酵母自身生長代謝[7-8]，此外可能還有一些含有甲基的物質脫甲基等，其中果膠是導致甲醇產生的最主要的物質[4，9-10]。因此，考查果膠的控制對甲醇含量的控制作用，以期找到控制果膠產生甲醇的最佳方法，從而降低紅棗干紅中甲醇含量，為山西棗酒企業生產符合國家標準的高品質紅棗干紅提供一定的理論指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

木棗，購于山西省呂梁市臨縣；釀酒酵母：D254、法國EX-V加強型果膠酶、法國EX普通型果膠酶、法國HC果膠酶、國產果膠酶1、國產果膠酶2，購于曼森食品專營店；甲醇（色譜純）、沒食子酸、對香豆酸、咖啡酸、肉桂酸、尿素、硫酸亞鐵（均為分析純），國藥集團化學試劑有限公司提供；蒸餾水。

1.2 儀器與設備

6890N型氣相色譜儀配FID檢測器，美國安捷倫公司產品；微量進樣器，上海高鴿工貿有限公司產品；JA1203型電子天平，上海精密科學儀器有限公司產品；RE-52A型旋轉蒸發器，上海亞榮生化儀器廠產品；冰箱，海爾公司產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 發酵工藝流程

木棗→清洗→切割→提汁→濃縮（可溶性固形物20°）→菌種活化→接種→發酵→過濾→貯藏。

1.3.2 控制條件對甲醇含量的影響

分別考查提汁溫度（50，60，70，80，90，100℃）、不同類型果膠酶處理（法國EX-V加強型果膠酶、法國EX普通型果膠酶、法國HC果膠酶、國產果膠酶1、國產果膠酶2）、物理電場去除果膠、果膠酶抑制劑（沒食子酸、對香豆酸、咖啡酸、肉桂酸、尿素、硫酸亞鐵）對甲醇含量的影響。

1.3.3 氣相色譜條件

流速：氫氣20 mL/min，空氣200 mL/min；載氣為氮氣40 mL/min，分流比20∶1；頂空進樣裝置溫度80℃；柱溫80℃，保留30 min。

1.3.4 定量分析方法

橫坐標為甲醇質量濃度，縱坐標為甲醇峰面積，建立標準曲線，測定樣品中甲醇的峰面積，計算樣品中甲醇的含量。

2 結果與分析

2.1 提汁溫度對紅棗干紅甲醇含量的控制

提汁溫度對甲醇含量的控制見圖1。

圖1 提汁溫度對甲醇含量的控制

由圖1可知，隨著提汁溫度的升高，紅棗干紅中甲醇含量呈現先降低后趨于穩定的趨勢，當提汁溫度高于70℃時，紅棗干紅中的甲醇顯著下降，高溫提汁可以降低紅棗干紅中甲醇含量，試驗結果與白鳳岐[4]、尹寶穎[11]的研究結果相一致。

天然的紅棗原料中含有果膠酶，發酵時果膠酶促進甲酯化的果膠分解，促使甲醇的產生，動物組織中各種酶的最適溫度為37～40℃，微生物體內各種酶的最適溫度為25～60℃，當溫度高于最適溫度時，酶會因高溫變性而失活，因此當提汁溫度高于70℃時，原料中原有的果膠酶失活，在棗酒發酵過程中不能分解果膠，從而阻止了甲醇的生成，進而降低了紅棗干紅中甲醇的含量。考慮到70℃以后，紅棗干紅中甲醇含量差別不大，提汁溫度越高，耗能越大，經濟成本越高，同時溫度過高會導致棗汁中營養成分的降低。因此，生產上液態發酵時提汁溫度在70℃即可。

2.2 果膠酶處理對紅棗干紅甲醇含量的控制

Cabaroglu T[12]研究發現，經過果膠酶處理，釀酒過程中產生的甲醇含量明顯增高。因此，在紅棗發酵前，先添加商業果膠酶，使果膠分解，在發酵前先將其產生的甲醇去除，再進行發酵，可以降低紅棗干紅中甲醇含量。商業果膠酶制劑是不同種類果膠酶的混合物，不同廠家的果膠酶活力及分解果膠釋放的甲醇含量不同。選用5種市面常見的果膠酶，對已提取好的紅棗汁進行處理，采用旋轉蒸發儀在發酵前將果膠分解產生的甲醇去除。

果膠酶處理對甲醇含量的控制見圖2。

圖2 果膠酶處理對甲醇含量的控制

由圖2可知，經果膠酶處理后的紅棗干紅甲醇含量都有所降低，且采用法國HC加強型果膠酶處理的紅棗汁發酵后干紅中甲醇含量最少，說明商品化的果膠酶能夠很好地將甲酯化的果膠分解，在發酵前將甲醇去除，可以明顯降低紅棗干紅中甲醇的含量。

2.3 物理電場處理對紅棗干紅甲醇含量的控制

采用物理電場在發酵之前，將果膠去除，發酵得到的紅棗干紅甲醇含量為578.23 mg/L，相對于未經處理的紅棗干紅甲醇含量降低。因此，采用物理電場去除果膠，也可降低紅棗干紅中甲醇的含量，且該方法成本低、不添加化學成分、無污染，是去除果膠、降低紅棗干紅甲醇的有效方法。但是，可以看出甲醇含量高于高溫提汁和果膠酶處理，可能是由于物理電場對果膠的脫除不徹底導致。

2.4 果膠酶抑制劑對紅棗干紅甲醇含量的控制

酶抑制劑可以特異性作用于酶的某些基團，降低酶的活性甚至使酶完全喪失活性。因此，添加果膠酶抑制劑可以降低發酵過程中果膠的分解，從而降低甲醇的產生。

果膠酶抑制對甲醇含量的控制見圖3。

圖3 果膠酶抑制對甲醇含量的控制

由圖3可知，添加果膠酶抑制劑后紅棗干紅甲醇含量都明顯降低，說明果膠酶抑制劑可以起到降低紅棗干紅中甲醇含量的作用。其中，添加尿素對甲醇的控制最好，但其有毒副作用，不適宜添加到食品中。劉晨[13]在不影響發酵的前提下，添加適當含量的果膠甲脂酶抑制劑，抑制果膠的分解，進而達到降低蘋果蒸餾酒中甲醇含量的目的。Wu J S等人[14]提取無花果中的果膠酯酶抑制劑，將其加入到楊桃果漿中，檢測發現楊桃酒中甲醇含量降低。Hou C Y等人[15]在葡萄酒的發酵過程加入酚酸，結果表明經過各酚酸處理后的發酵液果膠甲氧基未脫去，且甲醇含量降低，與試驗結果一致。

3 結論

紅棗干紅中甲醇含量超標是限制山西省棗酒企業發展的重要因素。結果表明，高溫提汁破壞原料中的天然果膠酶、發酵前添加商業果膠酶通過抽濾在發酵前去除甲醇、采用物理電場去除棗汁中的果膠、添加果膠酶抑制劑均可以控制由果膠分解導致的甲醇產生。但是，甘氨酸脫氨脫羧、甘氨酸脫羧亞硝化、釀酒酵母自身生長代謝產生甲醇的控制方法還有待進一步研究。研究控制甲醇的方法，解決棗酒甲醇超標問題，保證棗酒產品質量，對發展紅棗深加工產品、提高產品附加值、提升產品競爭力、促進山西省棗酒產業發展、提高棗酒產業經濟效益有著重要的意義。