降低桑椹發酵酒中揮發酸含量的工藝方法研究

張志蘭 韓紅發 王宏恩 茹 昱 張 鑫

(山西省蠶業科學研究院，山西運城 044000)

桑椹又名桑果，營養豐富，含有19種氨基酸，氨基酸含量比核果類高4.0～6.5倍，比梨、葡萄、香蕉等高6.5～8.5倍[1]；含有豐富的礦物質，其中鈣的含量是橙、草莓的1.5～3.0倍，是葡萄、杏的4.0～5.0倍；富含多種功能成分，如多酚、白藜蘆醇等，既是食品又是藥品，是一種非常好的農產品資源[2]。桑椹屬漿果，皮薄多汁易破碎，是加工桑椹(果)汁、桑椹(果)酒、桑椹(果)醋等的良好原料，但不易保鮮和運輸。

桑椹發酵酒是以新鮮桑椹或桑椹汁為原料，經過全部或部分酒精發酵而制成的，有一定酒精度的發酵酒[3]。桑椹發酵酒具有清亮透明、香氣濃郁優雅、酒體醇厚、典型性強的特點，是集天然、營養、保健于一體的果酒產品。在果酒界中，桑椹制果酒屬于釀造難度較高的一款。目前，在桑椹酒的生產加工過程中普遍存在揮發酸含量偏高從而影響果酒品質的難題[4]。首先揮發酸被認為是一種損害性物質，桑椹酒中揮發酸含量過高將給人帶來尖酸感和不愉快的醋味，會影響桑椹果酒的口感和品質，故其含量應該被控制在較低水平[5]；其次是桑椹酒發酵過程中，揮發酸含量過高，影響酵母的發酵性能，造成發酵異常[6]。所以揮發酸含量是衡量桑椹酒健康狀況的“體溫表”，是評價果酒質量的主要理化指標之一[7]。

針對桑椹酒發酵中出現揮發酸含量偏高的問題，我們在2019年研究[8]的基礎上，2020年進一步開展優化發酵工藝方法方面的研究，旨在為降低桑椹酒中揮發酸含量提供適宜的發酵工藝方法。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試桑椹 果桑品種大10的桑椹，大10為廣東省農業科學院蠶業與農產品加工研究所選育，種植于運城市海升農業發展有限公司基地果桑園，果桑園株行距為1 m×3 m，果桑園管理按DB14/T 1173—2019《果桑栽培技術規程》[9]執行，桑椹采摘時選擇成熟度好且一致、無病蟲害的桑椹。

1.1.2 主要試劑 澄清劑：膨潤土(皂土)，法國LAFFORT公司產品，煙臺通商國際貿易有限公司提供；酵母：ACTIFLORE F33，煙臺通商國際貿易有限公司提供；廣西一級白砂糖，市場采購；偏重亞硫酸鉀，法國LAFFORT公司產品，煙臺通商國際貿易有限公司提供。

1.1.3 主要儀器設備 100 g電子精密天平(萬分)、200 g電子精密天平(千分)，均為上海恒平科學儀器有限公司產品；JYZ-E21九陽原汁機，杭州九陽生活電器有限公司產品；10 000 mL、5 000 mL、2 500 mL廣口瓶，均為運城市宇通化玻器材有限公司產品；MPR-310型冷藏箱，大連松下冷鏈有限公司產品；比重計(規格0.9-1.0、1.0-1.1)，河北省河間市博洋玻璃儀器廠產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝方法 2020年研究設置3種發酵工藝方法。工藝A：采摘→原料預處理→壓榨→入罐→加偏重亞硫酸鉀→加膨潤土澄清→加酵母發酵→生桑椹酒分離→低溫保存。工藝B：采摘→原料預處理→壓榨→入罐→加偏重亞硫酸鉀→加膨潤土澄清→調整總糖→加酵母發酵→生桑椹酒分離→低溫保存。工藝C：采摘→原料預處理→壓榨→入罐→加偏重亞硫酸鉀→調整總糖→加酵母發酵→生桑椹酒分離→低溫保存。

1.2.2 工藝特點 工藝A：低溫原料保鮮，低溫前置澄清，利用原汁本身的糖進行低溫發酵。工藝B：低溫原料保鮮，低溫前置澄清，低溫發酵，調整總糖度為205 g/L進行發酵。工藝C：低溫原料保鮮，不設前置澄清，低溫發酵，調整總糖度為205 g/L進行發酵。工藝C主要采用2019年優選的一種工藝方法(采摘→原料常溫處理→壓榨→入罐→加偏重亞硫酸鉀→調整總糖→加酵母常溫發酵→生桑椹酒分離→常溫保存)，不同之處是在2019年試驗中，桑椹原料保鮮、發酵等環節按照常溫(21～23 ℃)處理，而2020年按照新鮮桑椹原料在5 ℃低溫預處理、在16～19 ℃低溫發酵。

1.2.3 工藝控制要點 原料預處理：新鮮桑椹5 ℃低溫保鮮；加偏重亞硫酸鉀：壓榨入罐，及時加偏重亞硫酸鉀，發酵中SO2添加量控制在60 mg/L；原汁澄清處理：加膨潤土1 g/L澄清，溫度控制在5 ℃左右；總糖度調整：按計劃調整糖度(工藝A為桑椹原始糖度142 g/L，工藝B、C調至205 g/L)；酵母添加：液溫高于12 ℃時，一次性活化加入，用量200 mg/L；發酵控制：最佳發酵溫度16～19 ℃；貯存：溫度控制在5～13 ℃之間。

1.3 工藝驗證

2020年分別采用工藝A、工藝B與工藝C釀制桑椹酒，進行品質比較，主要驗證前置澄清對揮發酸含量的影響；通過2020年工藝C與2019年優選工藝相比較，主要驗證溫度控制對揮發酸含量的影響。

1.4 評價標準

桑椹酒感官評價和桑椹酒理化評價，以T/CNFLA104—2018《桑椹(果)酒》[3]中桑椹發酵酒干型為評價標準。感官要求：外觀色澤紫紅、深紅；澄清，有光澤，無明顯懸浮物；滋味具有純正、優雅、協調的口味和悅人的果香，酒體完整；典型性具有桑椹品種應有的特征和風味。主要理化指標要求：酒精度(20 ℃)(%)≥7.0，總糖(g/L)≤6.0，干浸出物(g/L)≥18.0，總酸(g/L)在3.5～12.0之間，揮發酸(g/L)≤1.2。感官評價由中國食品協會國家評酒委員品評得出；理化指標按照T/CNFLA104—2018《桑椹(果)酒》[3]要求的分析方法測試得出。

2 結果與分析

2.1 不同發酵工藝對桑椹酒感官評價的影響

從表1感官評價比較可知，3種發酵工藝桑椹酒的外觀色澤和澄清程度無明顯差別，均表現為外觀顏色深、紫紅色偏黑，澄清不透明，符合行標干紅要求。外觀色澤紫紅色偏黑和不透明主要是由桑椹本身的特性所致，與此次工藝方法關系不大。3種發酵工藝的桑椹酒的香氣、滋味、典型性各具特色，工藝A具有濃郁、優雅的果香，略有烘烤味，圓潤，果味足，酒體廋弱，酸略長，典型性強，余味略短；工藝B具有純正、怡悅的果香及與之協調的酒香，圓潤，果味較濃，酒體協調，酸略長，典型性強；工藝C具有較濃的果香及與之協調的酒香，略有利口香，圓潤，酒體中下，酸長，典型性較好，余味略短。從果香、果味比較，工藝B和工藝A好于工藝C；從酒體來看，工藝B>工藝A>工藝C；從酸長短來比較，工藝B>工藝A>工藝C；從典型性比較，工藝A典型性強、余味略短，工藝B典型性強，工藝C典型性較好、余味略短。綜合以上感官評價分析得出：工藝B>工藝A>工藝C，而工藝B、工藝A與工藝C主要區別是工藝A、B設計了前置澄清工藝，工藝C沒有設計前置澄清工藝。說明2020年優化的發酵工藝方法，尤其是前置澄清工藝，能對桑椹酒感官評價發揮積極提升作用。

表1 2020年3種發酵工藝方法釀造的桑椹酒的感官評價情況

發酵工藝感官評價工藝A外觀顏色深、紫紅色偏黑;澄清不透明,有光澤,無明顯懸浮物;具有濃郁、優雅的果香,略有烘烤味,圓潤,果味足,酒體廋弱,酸長,典型性強,余味略短。工藝B外觀顏色深、紫紅色偏黑;澄清不透明,有光澤,無明顯懸浮物;具有純正、怡悅的果香及與之協調的酒香,圓潤,果味較濃,酒體協調,酸略長,典型性強。工藝C外觀顏色深、紫紅色偏黑;澄清不透明,有光澤;具有較濃的果香及與之協調的酒香,略有利口香,圓潤,酒體中下,酸長,典型性較好,余味略短。行標干紅外觀色澤紫紅、深紅;澄清,有光澤,無明顯懸浮物;具有純正、優雅、協調的口味和悅人的果香,酒體完整,典型性具有桑椹品種應有的特征和風味。

工藝A為采摘→原料預處理→壓榨→入罐→加偏重亞硫酸鉀→加膨潤土澄清→加酵母發酵→生桑椹酒分離→低溫保存，工藝B為采摘→原料預處理→壓榨→入罐→加偏重亞硫酸鉀→加膨潤土澄清→調整總糖→加酵母發酵→生桑椹酒分離→低溫保存，工藝C為采摘→原料預處理→壓榨→入罐→加偏重亞硫酸鉀→調整總糖→加酵母發酵→生桑椹酒分離→低溫保存；表2相同。

2.2 不同發酵工藝對桑椹酒理化指標的影響

2.2.1 理化指標綜合情況 從表2可以看出：工藝A、B、C的桑椹酒理化指標中發酵6個月測得的理化指標，與行標比照，酒精度分別為7.50%、11.35%、10.30%，≥7.0%；總糖分別為2.09 g/L、2.18 g/L、3.40 g/L，≤6.0 g/L；干浸出物分別為30.60 g/L、29.77 g/L、31.10 g/L，≥18.0 g/L；總酸分別為7.84 g/L、6.93 g/L、8.26 g/L，在3.5～12.0 g/L之間；揮發酸分別為0.12 g/L、0.20 g/L、0.78 g/L，≤1.2 g/L。說明采用工藝A、B、C等3種方法，酒精度高于標準，總糖明顯低于標準，干浸出物明顯高于標準，總酸在標準范圍內，揮發酸明顯低于標準，工藝A、B、C的各項理化指標均符合行業標準且綜合較優，且工藝A、B優于工藝C。說明2020年設計優化的發酵工藝方法，尤其是原料低溫預處理、低溫前置澄清、低溫發酵工藝方法可行有效，達到研究的預期目標；工藝A、B、C 3種工藝方法，可作為釀造不同風味桑椹酒的工藝方法。

表2 2020年3種發酵工藝方法和2019年優選工藝方法釀造的桑椹酒的理化指標

發酵工藝發酵時間/月酒精度/%總糖/(g/L)總酸/(g/L)揮發酸/(g/L)干浸出物/(g/L)游離二氧化硫/(mg/L)總二氧化硫/(mg/L)2020工藝A19.602.1513.200.1530.4057.7567.502.097.840.1230.6036.3074.152020工藝B 112.902.1015.700.2338.4077.50611.352.186.930.2029.7738.9078.402020工藝C 111.802.2013.500.9532.8064.20610.303.408.260.7831.1038.9077.102019工藝110.902.0013.000.9433.7048.00170.00610.702.609.001.4032.8025.0073.00行標干紅(20 ℃)≥7.0≤6.03.5～12.0≤1.2≥18.0

2020年3種發酵工藝方法干浸出物指標沒有測定第1個月含量。

2.2.2 揮發酸含量指標 從表2對2020年桑椹酒理化指標中發酵6個月測得的理化指標相比較可以看出：工藝A、B、C對總糖、干浸出物、總酸含量指標影響不明顯，主要表現為對揮發酸含量指標有明顯影響。工藝A、B、C揮發酸含量分別為0.12 g/L、0.20 g/L、0.78 g/L，均明顯低于標準≤1.2 g/L，分別比標準降低90.00%、83.33%、35.00%；工藝A、B成績明顯優于工藝C，分別比工藝C降低84.62%、74.36%。工藝A、B與工藝C主要區別是工藝A、B設計了前置澄清工藝，工藝C沒有設計前置澄清環節。表明2020年優化設計的前置澄清工藝方法，不失為一種降低桑椹發酵酒中揮發酸含量的適宜工藝方法。

從表2對2020年工藝C與2019年工藝6個月測得的理化指標相比較可知：2020年優化工藝C與2019年相近工藝對酒精度、總糖、干浸出物、總酸指標影響不明顯，主要表現為對揮發酸含量指標有明顯影響。2020年工藝C揮發酸含量為0.78 g/L，2019年相近工藝揮發酸含量達1.40 g/L；2019年工藝揮發酸含量是2020年工藝C含量的1.79倍，也明顯高于行標≤1.2 g/L，2019年工藝揮發酸含量是行標的1.17倍。兩者工藝的主要區別是2019年工藝[8]中，新鮮桑椹原料、發酵等環節在常溫(21～23 ℃)下處理，而2020年工藝C新鮮桑椹原料是在5 ℃低溫預處理、在16～19 ℃低溫發酵的。表明2020年優化的新鮮桑椹原料低溫預處理、低溫發酵工藝方法，達到了解決桑椹酒發酵中揮發酸含量偏高問題的預期。

3 小結與討論

目前，在桑椹酒的生產加工過程中普遍存在揮發酸含量偏高從而降低桑椹酒品質的難題，需要分析影響揮發酸含量的主要因素與研究確立適宜的發酵工藝方法予以解決。通過本研究與分析可知，影響揮發酸含量的主要因素有桑椹原料新鮮度、原料成熟度、澄清方法、溫度控制等。

本研究結果表明，成熟度好的桑椹原料在5 ℃低溫保存處理，充分保障了桑椹在壓榨前新鮮不腐爛，是降低桑果酒中揮發酸含量的基礎。這也符合果酒中揮發酸含量主要取決于釀造過程中所用的原料是否新鮮這一觀點[7]。果酒加工的一般常規工藝，是在常溫下進行發酵，發酵結束后再進行分離澄清。本研究結果表明，前置澄清、澄清后再發酵、5 ℃低溫澄清的工藝方法，能明顯降低桑椹酒中揮發酸的含量，是生產優質桑椹酒的關鍵技術之一。

一般常規果酒發酵工藝的溫度均控制在22 ℃以上。本研究結果表明，采用16～19 ℃低溫發酵處理,不僅對降低桑椹酒中揮發酸的含量效果明顯，還能更好地增加和保留桑椹酒揮發性香氣成分，提高桑椹酒的口感，有利于風味物質的形成。這也和要生產一種低度、營養、健康的其他果酒發酵溫度是關鍵[10-12]的論點相似。

本研究還發現，糖的添加對揮發酸含量的影響不明顯，主要是對酒精度的高低有較大的影響。這是由于工藝A用桑椹本身的糖含量為142 mg/L進行發酵，工藝B、C是添加外界糖、總糖含量調整到205 mg/L發酵引發的。糖的添加可作為釀造不同風味桑椹發酵酒的工藝選擇。

綜上所述，采摘成熟度好的桑椹原料，桑椹原料在5 ℃低溫保鮮，原汁在5 ℃低溫加膨潤土1 g/L前置澄清，發酵溫度控制在16～19 ℃，能顯著降低桑椹發酵酒中的揮發酸含量，不失為降低桑椹發酵酒中揮發酸含量的適宜工藝方法。且可調節不同的目的糖度，釀造出不同風味的桑椹酒。