加工工藝和儲存條件對客家娘酒中5-羥甲基糠醛含量的影響

◎ 房 丹，彭志強，劉斯程，田亞坡，洪 玲

（梅州市質量計量監督檢測所，廣東 梅州 514072）

廣東客家娘酒是我國古老的酒種之一，亦稱客家黃酒、月子酒，客家娘酒中含多種氨基酸、多酚、有機酸以及維生素等營養物質。廣東客家娘酒的主要原料為糯米和水, 把糯米進行蒸煮, 以小曲、麥曲為糖化發酵劑，采用廣東客家獨特的釀造工藝, 經過糖化、發酵、陳釀、壓榨、過濾、煎烤、貯存、勾兌而成[1]。在客家娘酒的釀造過程中，傳統的加工工藝是用稻草谷糠圍壇，使用溫火烤壇，對酒液進行火炙。目前，部分生產客家娘酒的企業對傳統加工工藝進行了改進，通過利用密封水循環管道，在不銹鋼水溫箱里進行煎烤，從而代替傳統加工工藝的火炙過程，這樣不僅能夠減少因為稻草和谷糠燃燒造成的環境污染，而且能夠節約能源。

目前，國內專家對客家娘酒進行了少量的研究，主要集中在客家娘酒中部分物質的檢驗方法、發酵工藝、營養分析等方面。如王彬瀠等用超高效液相色譜-串聯質譜法同時測定客家娘酒中的2-甲基咪唑、4-甲基咪唑及5-羥甲基糠醛[2]；陳偉對廣東客家娘酒生產節能技術改進進行研究[3]；方曉弟對廣東客家娘酒中低聚糖進行研究[4]；葉茂等對廣東客家娘酒發酵過程中產β-葡萄糖苷酶酵母菌的篩選及酶學性質進行研究[5]。

本文通過研究不同加熱條件（加熱方式、加熱時間、加熱溫度）和不同儲存條件對客家娘酒的感官品質影響以及加工過程中5-羥甲基糠醛的含量變化及其規律，對于調控5-羥甲基糠醛反應過程，嚴格控制客家娘酒的成品品質，減少5-羥甲基糠醛積累有重要的意義，能夠為進一步優化客家娘酒生產作出貢獻。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試材

該試驗中使用6種客家娘酒，這些酒樣分別為：1＃，自釀原漿娘酒；2＃，農家自釀娘酒；3＃，“客家公主”美妍酒；4＃，“我是娘家”牌我是娘酒；5＃，“純客”牌純客黃酒香甜型；6＃，禎娘酒。

1.1.2 儀器與設備

DH540石墨電熱板（ZEROM）；HHS-21-4電熱恒溫水浴鍋（上海博訊實業有限公司醫療設備廠）；1260 Infinity II高效液相色譜儀:配有紫外檢測器（美國安捷倫公司）；KQ-500DB型數控超聲波清洗儀（昆山市超聲儀器有限公司）；722S分光光度計（上海棱光技術有限公司）；分析天平:感量0.01 g(賽多利斯)；注射器:10 mL；過濾膜:0.45 μm；50 mL可立離心管。

1.1.3 試劑

甲醇（色譜純，純度≥99%）；10%甲醇水溶液；5-羥甲基糠醛標準溶液，1000 μg/mL，中國計量科學研究院。

1.2 實驗方法

1.2.1 原材料加工工藝

原料（糯米）→浸泡→蒸飯→攤涼→前發酵→加適量的純米酒→后發酵→過濾→原漿娘酒

1.2.2 加工工藝條件確定

選取水浴間接加熱和石墨板直接加熱2種不同的加熱方式，加熱溫度各設置為75、80、85、90和95 ℃5個溫度，加熱不同時間至成品顏色為紅褐色作為終點（用肉眼觀察顏色相似），每相隔1 h取樣測定酒中的5-羥甲基糠醛的含量。

1.2.3 儲存條件確定

根據余雯[6]等人研究可知，一般溫度每變化10 ℃時，美拉德反應的速率呈現5～10倍的差異，當溫度高于30 ℃的時候，反應速率較快，據此設計儲存溫度梯度。

設0～5 ℃，10～15 ℃，21～25 ℃，30～35 ℃，40 ℃5種溫度，另設自然光照、陰暗無光環境條件存放60 d，每10 d檢測1次5-羥甲基糠醛的含量，并記錄。

1.2.4 5-羥甲基糠醛標準液的配制

（1）標準中間液的配制。吸取10.0 mL 5-羥甲基糠醛標準溶液（1000μg/mL）至100 mL的容量瓶中，用10%甲醇溶液釋稀至刻度，配成100 μg/mL的標準中間液。

（2）標準工作液的配制。分別吸取適量的5-羥甲基糠醛標準中間液至100 mL的容量瓶中，用10%甲醇溶液釋稀至刻度，分別配成0.10、0.20、1.0、2.0、4.0、6.0、10 μg/mL等不同濃度的標準工作溶液。這些不同濃度的標準工作溶液，需要現配現用。

1.2.5 娘酒樣品前處理及5-羥基甲糠醛檢測方法

（1）樣品的前處理。用50 mL可立離心管稱取1 g的客家娘酒樣品，將稱取好的客家娘酒樣品放入超聲波清洗儀中，在室溫下使用超聲波水浴進行脫氣30 min，使客家娘酒樣品中的空氣排出。然后將排完空氣后的客家娘酒樣品用 10%甲醇水溶液稀釋至相應濃度，接著使用0.45 μm纖維素濾膜過濾后進樣。

（2）色譜條件。色譜柱：Diamonsil C185 μm，250×4. 6 mm；流動相：甲醇+水(10+90)；流速：1 mL/min；檢測波長：285 nm；柱溫：30 ℃；進樣量：10 μL。

（3）液相色譜測定。使用高效液相色譜法檢測娘酒中5-羥甲基糠醛[7]。檢測過程中首先測定7個標準工作溶液在上述色譜條件下的峰面積，以峰面積對相應濃度繪制標準工作曲線，然后測定未知樣品，用標準工作曲線對樣品進行定量。樣品溶液中經5-羥甲基糠醛的響應值應在儀器的線性范圍內。

2 結果與分析

2.1 加熱方式對5-羥甲基糠醛的影響

在上述已確定的色譜分析條件下經過進樣，以5-羥甲基糠醛的峰面積為縱坐標，以濃度為橫坐標，繪制5-羥甲基糠醛的標準曲線并進行線性回歸，得到回歸方程y=77.26671x-24.33690，R2＝0.999955。實驗結果表明，其質量濃度與峰面積之間存在良好的線性關系。

由圖1可知，在加熱前測定原漿娘酒初始樣品中5-羥甲基糠醛的含量為0,表明進行加熱前，客家娘酒中是不含5-羥甲基糠醛的，客家娘酒中的5-羥甲基糠醛是在加熱條件下生成的。同一種客家娘酒，在相同的加熱條件下，加熱時間越長，產生5-羥甲基糠醛的含量越高，當加熱溫度越高時，5-羥甲基糠醛的產生速度也越快。溫度為75 ℃和80 ℃的條件下，5-羥甲基糠醛的生成速度比溫度為85 ℃、90℃和95 ℃的5-羥甲基糠醛的生成速度慢，由于酒體中有非常充足的反應底物，因此在加熱溫度較高的情況下發生美拉德反應就比較劇烈，從而產生5-羥甲基糠醛的速度也越快。在熱加工處理程度高的客家娘酒中，5-羥甲基糠醛的含量也是相對比較高，這說明了客家娘酒的熱加工是客家娘酒生產過程中5-羥甲基糠醛產生的主要原因，在高溫條件的熱加工過程中，高溫加快了客家娘酒中糖類物質的脫水縮合，同時也加速了客家娘酒中糖類與氨基酸發生美拉德反應的過程。

圖1 不同加熱方式對客家娘酒中5-羥甲基糠醛的影響圖

水浴間接加熱和石墨板直接加熱這2種加熱方式對客家娘酒中的5-羥甲基糠醛的含量影響不大，說明其加熱方式差別不大。在客家娘酒的生產過程中，5-羥甲基糠醛的含量變化主要與加熱溫度和加熱時間有關。實驗數據表明，客家娘酒的加工溫度以及加工時間是影響5-羥甲基糠醛生成的因素之一。

2.2 儲存溫度對5-羥甲基糠醛形成的影響

不同儲藏溫度下客家娘酒中5-羥甲基糠醛含量的變化如圖2～6所示。

圖2 0～5 ℃儲存條件下5-羥甲基糠醛含量變化圖

圖3 10～15 ℃儲存條件下5-羥甲基糠醛含量變化圖

圖4 20～25 ℃儲存條件下5-羥甲基糠醛含量變化圖

圖5 30～35 ℃儲存條件下5-羥甲基糠醛含量變化圖

圖6 40 ℃儲存條件下5-羥甲基糠醛含量變化圖

從客家娘酒在各溫度儲存過程中的5-羥甲基糠醛含量變化折線圖可知，不論是哪個溫度條件下儲存，隨時間的增加，美拉德反應的不斷進行，客家娘酒中的5-羥甲基糠醛含量會不斷增長，說明溫度是影響客家娘酒儲存中5-羥甲基糠醛含量的因素之一，且5-羥甲基糠醛的含量變化和儲存溫度呈正相關，馬永強[8]等將藍莓汁分別在4 ℃、25 ℃、37 ℃下儲存并定期檢測5-羥甲基糠醛含量，研究實驗結果表明，5-羥甲基糠醛的生成和儲存溫度呈正相關。低溫情況下（0～4 ℃和5～10 ℃）5-羥甲基糠醛增長基本無變化。儲存溫度超過30 ℃之后，5-羥甲基糠醛能看到比較明顯的增長趨勢。根據劉德昌[9]等人的研究可知，美拉德反應在溫度高于30 ℃的時候反應速率較快，當溫度處于20 ℃以下的時候，反應速率變緩。

市售F初始的5-羥甲基糠醛的含量遠遠超于其他樣品的含量，在存放過程中卻沒有明顯大的含量增幅，極有可能說明5-羥甲基糠醛含量到了一定的濃度后，或是某一反應條件必要物質的減少，會有抑制增長的趨勢，具體影響因素還需進一步做實驗驗證。根據孔令華[10]等人的研究可知，5-羥甲基糠醛是美拉德反應在酸性條件下產生的糠醛類物質，通過模擬體系實驗得出5-羥甲基糠醛在pH值越低時越容易生成。結合該研究分析，考慮客家娘酒儲存中不斷發生反應產生5-羥甲基糠醛的同時，pH值有所上升，導致產生5-羥甲基糠醛達到一定濃度后，含量增長緩慢的現象。

2.3 光照對5-羥甲基糠醛形成的影響

從客家娘酒在有無光照儲存過程中的5-羥甲基糠醛含量變化（圖7和圖8）可知，光照不是影響5-羥甲基糠醛生成的重要因素，有無光照儲存條件下的客家娘酒中5-羥甲基糠醛含量變化沒有明顯區別。結合闞旭輝[11]等人的研究可知，目前對5-羥甲基糠醛的生成機理缺乏明確認識，提出的4種生成途徑均沒有和光照相關的生成機制，與本論文的實驗結果相符。

目前，學者們提出的5-羥甲基糠醛生成途徑主要有美拉德反應、焦糖化反應、α-二羰基化合物裂解的甘油醛和丙酮醛縮合成5-羥甲基糠醛、酸性和低溫條件下糖類脫水而成。其中較為公認的生成途徑是美拉德反應和焦糖化反應。

3 討論與結論

在客家娘酒的生產加工過程中，5-羥甲基糠醛主要來源于客家娘酒的火炙（煎煮）等熱加工處理，客家娘酒中含有豐富的還原糖以及氨基酸，在高溫條件下，還原糖和氨基酸發生美拉德反應并產生5-羥甲基糠醛。5-羥甲基糠醛含量的變化受加熱過程中加熱溫度和加熱時間影響比較大，在相同的溫度下，加熱時間越長，生成的5-羥甲基糠醛就越多；加熱的溫度越高，生成5-羥甲基糠醛的速度就越快。在加熱過程中，酒液的褐變程度和5-羥甲基糠醛均呈現累加的過程。水浴間接加熱和石墨板直接加熱2種加熱方式對5-羥甲基糠醛含量的影響差別不大。經過加熱工藝的客家娘酒成品中5-羥甲基糠醛的含量較高，據研究5-羥甲基糠醛具有一定的藥理作用，但是當人體飲用過量客家娘酒并吸入一定量的5-羥甲基糠醛時，會對人體造成危害。由此可知，在客家娘酒的生產過程中，可以通過降低加熱溫度或者縮短加熱時間調控5-羥甲基糠醛反應進程，能夠有效減少5-羥甲基糠醛的生成，從而減少客家娘酒中有害物質的生成，優化生產工藝，提高客家娘酒的品質，促進客家娘酒產業的健康發展。另外，需要引導消費者正確健康飲用客家娘酒，避免在飲用客家娘酒前長時間高溫煮酒，把酒加熱至溫熱即可，以及在飲用過程中控制客家娘酒的飲用量。

通過對客家娘酒設定不同儲存條件研究其5-羥甲基糠醛的含量變化，發現5-羥甲基糠醛主要來源于常溫長時間儲存中的美拉德反應，5-羥甲基糠醛的含量隨著時間的增長而增長，增長速度取決于溫度的高低。隨著溫度的增加，5-羥甲基糠醛生成增幅也相應增加，當儲存溫度高于30 ℃時，儲存過程中生成的5-羥甲基糠醛較之前呈3～5倍的增加。光照對5-羥甲基糠醛的產生沒有相關性。所以，在日常生活中，為保持客家娘酒的品質，儲存溫度應當低于30 ℃，尤其是夏日炎炎之際，客家娘酒切勿直接室內存放，建議客家娘酒選用冰箱儲存。15 ℃以下是較為適宜的儲存溫度，該溫度范圍下5-羥甲基糠醛生成含量較少，且增幅較低。