李維新,黃 飛,何志剛,*,林曉婕,梁璋成,林曉姿
(1.福建省農(nóng)產(chǎn)品(食品)加工重點實驗室,福建福州 350013;2.福建省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究所,福建福州 350003)
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陶缸貯藏紅曲黃酒的溶氧水平及其陳釀效果
李維新1,2,黃 飛1,2,何志剛1,2,*,林曉婕1,2,梁璋成1,2,林曉姿1,2
(1.福建省農(nóng)產(chǎn)品(食品)加工重點實驗室,福建福州 350013;2.福建省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究所,福建福州 350003)
為研究陶缸貯藏紅曲黃酒的溶解氧水平以及其對產(chǎn)品的陳釀效果,本文以玻璃缸為對照,分析了紅曲黃酒在陶缸貯藏期間溶解氧含量的變化及其對主要品質(zhì)的影響。實驗結(jié)果表明,陶缸貯藏紅曲黃酒的溶解氧含量短期內(nèi)迅速下降,而后緩慢上升,維持在7.60~7.62 mg/L的水平,其溶解氧的變化影響著產(chǎn)品非糖固形物、總酯等品質(zhì)指標;在貯藏期間,受溶解氧氧化的影響,紅曲黃酒的乙醇、總酚含量緩慢下降,總酸略微上升,非糖固形物及總酯的含量增加;氨基酸總量下降,且苦澀味氨基酸下降幅度較大,陶缸貯藏1年紅曲黃酒的品質(zhì)優(yōu)于玻璃缸對照處理。以陶缸陳釀紅曲黃酒,可使黃酒保持一定的溶氧水平,有利于提升陳釀黃酒品質(zhì)。
紅曲黃酒,溶解氧,陶缸,陳釀
紅曲黃酒是福建地區(qū)傳統(tǒng)特色產(chǎn)品,其特有的發(fā)酵曲-紅曲可代謝產(chǎn)生洛伐他汀、天然紅曲紅色素等特征性物質(zhì),具有降血壓、降血脂、抗腫瘤等多種生理功能[1-2],因而紅曲黃酒有別于其它黃酒,在黃酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展史上獨樹一幟。紅曲黃酒發(fā)酵結(jié)束后需經(jīng)過一段時間的陳釀,以增加酒的香氣、醇厚感、協(xié)調(diào)性和穩(wěn)定性。傳統(tǒng)紅曲黃酒的陳釀多采用陶缸(壇)存貯,陶缸的透氣性較好,外界微量氧氣緩慢從陶缸內(nèi)壁毛細孔透入到酒中,形成接觸性催化、氧化反應(yīng),促進整個酒體的化學反應(yīng),加快黃酒老熟陳化[3-4]。黃酒中適量的溶解氧有利于改善酒體口感[5],陶缸陳釀過程中酒中的溶解氧是影響產(chǎn)品品質(zhì)的重要因素之一。因此深入研究陶缸陳釀黃酒中溶解氧含量的變化及對產(chǎn)品品質(zhì)的影響,對紅曲黃酒大罐陳釀技術(shù)的研發(fā)有重要意義。目前對黃酒的加工技術(shù)、陳釀機理、快速陳化工藝等研究較多[6-7],但對紅曲黃酒陶缸貯藏期間溶解氧的變化規(guī)律以及與品質(zhì)之間的關(guān)系研究未見相關(guān)報道。
本研究以玻璃缸為對照,監(jiān)測陶缸紅曲黃酒在貯藏期間酒液中溶解氧含量的變化,分析溶解氧對紅曲黃酒乙醇、總酸、總酯、總酚、氨基酸等主要品質(zhì)的影響,明確陶缸陳釀紅曲黃酒的溶解氧含量與品質(zhì)間的關(guān)系,為紅曲黃酒品質(zhì)的提升、快速人工陳釀及自動加氧仿缸陳釀新技術(shù)的研發(fā)等提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。
1.1 材料與儀器
陶缸:壁厚約1.5 cm,容量為2 L,由四川雙龍?zhí)諛I(yè)有限公司提供。紅曲黃酒:干型,含糖,2.72 g/L,酒度14.4%(v/v),福建寧德黃家酒業(yè)有限公司提供。
溶解氧測定儀,Oxysense Gen III 美國Oxysense Inc公司;L-8900 全自動氨基酸分析儀 日立高新技術(shù)公司;UV-1750紫外可見分光光度計 島津儀器(蘇州)有限公司;SPX-250BS-Ⅱ型生化培養(yǎng)箱 上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司;SW-CJ-IFD凈化工作臺 蘇州凈化設(shè)備有限公司;PHS-3C數(shù)字式酸度計 上海埃依琪實業(yè)有限公司。
1.2 實驗方法
1.2.1 紅曲黃酒的預(yù)處理 新鮮紅曲黃酒裝入玻璃瓶中,80 ℃水浴殺菌30 mmin,置于超凈工作臺上冷卻至常溫后分別灌裝于高壓滅菌容量為2 L的陶缸和2 L的玻璃缸中,陶缸和玻璃缸各5個處理,裝入量為滿缸。蓋上橡皮塞,并用石蠟密封缸口,備用。
1.2.2 溶解氧的檢測處理 陶缸和玻璃缸各取1個處理,于缸口橡皮塞上插入溶解氧測定儀的金屬探針,針頭沒入到酒液中。檢測溶解氧時,直接將溶氧儀的連接線接入到金屬探針的借口上,可以在不開口的情況下在線監(jiān)測容器內(nèi)酒液溶解氧的含量。
所有處理均置于16~18 ℃的恒溫箱中避光貯藏,時間為12個月。溶解氧測定的處理,每1個月測定一次溶解氧的含量;其余處理每3個月取1個處理的酒樣檢測各項理化指標。實驗重復(fù)3次,共15個處理。
1.3 檢測方法
溶解氧:Oxysense Gen III溶氧儀測定,可精確到1 ppb。
游離氨基酸:采用全自動氨基酸分析儀測定。
酒度、總酸、總糖、非糖固形物、氨基態(tài)氮、總酯:按《GB/T 13662-2008黃酒》中的相關(guān)檢測方法測定,其中總糖為亞鐵氰化鉀滴定法。
總酚:Folin-ciocalteu法。
2.1 紅曲黃酒陳釀期間溶解氧的變化
陶缸和玻璃缸貯藏的紅曲黃酒,在密閉貯藏的1個月內(nèi),溶解氧急劇下降,陶缸貯藏的紅曲黃酒的溶解氧下降了60.0%,而玻璃缸的下降了93.6%(圖1),這是因為紅曲黃酒在貯藏初期,酒液中含有豐富的被氧化物質(zhì)如酚類等,其被氧化過程中消耗了大量氧。隨貯藏時間的延長,陶缸貯藏的紅曲黃酒中的溶解氧含量緩慢上升,10個月后逐漸穩(wěn)定,維持在7.60~7.62 mg/L的高水平。玻璃缸貯藏的紅曲黃酒,貯藏1個月后基本保持在0.50~0.55 mg/L的較低水平上。實驗結(jié)果表明,陶缸貯藏酒樣的溶解氧顯著高于玻璃缸的,隨貯藏時間的延長,淘缸的透氣與黃曲黃酒的陳釀耗氧達到動態(tài)平衡,使黃酒中的溶解氧保持在7.60~7.62 mg/L水平;而玻璃缸因不具有透氣性,紅曲黃酒的陳釀耗氧,黃酒中的溶解氧保持在0.50~0.55 mg/L的較低水平上。
圖1 紅曲黃酒陳釀期間溶解氧的變化Fig.1 Dissoved oxygen changes of manoscus rice wine during storage
2.2 紅曲黃酒陳釀期間乙醇和非糖固形物的變化
圖2 紅曲黃酒陳釀期間乙醇和非糖固形物變化Fig.2 Ethanol and solids changes of manoscus rice wine during storage
乙醇是紅曲黃酒風味物質(zhì)的支撐物,使紅曲黃酒具有醇香和結(jié)構(gòu)感。紅曲黃酒在陳釀期間,其乙醇含量逐漸降低。貯藏12個月后,陶缸貯藏的乙醇下降了0.8%(vol/vol),而玻璃缸僅下降了0.3%(圖2)。乙醇含量的下降一方面是因為乙醇與酸的酯化反應(yīng),另一方面乙醇可氧化成醛。陶缸中乙醇下降的幅度大,表明其醇氧化的程度高。紅曲黃酒中的固形物較豐富,是酒體感官中純厚感的主要貢獻者,除還原糖外,紅曲黃酒中的固形物主要有游離氨基酸、有機酸鹽、單寧和肽類等多種成分。兩種容器貯藏的紅曲黃酒的非糖固形物在貯藏期間,緩慢上升,貯藏12個月,陶缸貯藏的黃酒非糖固形物上升了23.26%,達到26.5 g/L;玻璃瓶的上升了17.58%,為25.28 g/L。
2.3 紅曲黃酒陳釀期間總糖和總酸的變化
紅曲黃酒在貯藏期間,總糖含量緩慢減少,貯藏12個月,陶缸貯藏的黃酒總糖減少了0.48 g/L,而玻璃缸的僅減少了0.14 g/L;但總酸含量緩慢上升,貯藏12個月,陶缸貯藏的總酸上升了0.28 g/L,而玻璃貯藏的僅上升了0.11 g/L(圖3)。糖的減少主要是糖和氨基酸發(fā)生了緩慢的美拉德反應(yīng),酸的上升是酒中醛類物質(zhì)的氧化而生成酸。因陶缸的透氣性,酒體中的溶解氧含量高,導(dǎo)致陶缸貯藏的紅曲黃酒的總糖下降較玻璃缸的多,而酸含量略高。
圖3 紅曲黃酒陳釀期間總糖和總酸的變化Fig.3 Total sugar and acid changes of manoscus rice wine during storage
2.4 紅曲黃酒陳釀間總酯和總酚的變化
紅曲黃酒的總酯含量在貯藏的前3個月上升較快,后期則上升緩慢。陶缸貯藏的總酯在貯藏3個月,上升了0.68 g/L,而玻璃缸的上升了0.43 g/L;相反,在前3個月,總酚含量則迅速下降,后期下降較為平緩(圖4)。相對于玻璃缸,陶缸貯藏的黃酒總酯上升較多,總酚下降也較多。在紅曲黃酒裝罐時,因酒體中具有較高的溶解氧,致使酒中的總酚被快速氧化,乙醇與酸的酯化加快,后期玻璃缸中的溶解氧較微,其氧化能力變?nèi)?而陶缸中的溶解氧始終處于較高的水平,故其總酯含量較高,而總酚較低。因此,總酯和總酚的變化規(guī)律與酒體中的溶解氧變化密切相關(guān)。
圖4 紅曲黃酒陳釀期間總酯和總酚的變化Fig.4 Total easters and phenols changes of manoscus rice wine during storage
2.5 紅曲黃酒陳釀期間氨基酸的變化
由表1 可知,在陳釀過程中紅曲黃酒中氨基酸總量呈下降趨勢,貯存初期(前3個月)氨基酸下降趨勢非常明顯,隨著貯藏時間的延長,下降趨勢逐漸變緩。這主要是由于陳釀初期,酒液中含有豐富的溶解氧,加速了氨基酸和糖的美拉德反應(yīng),使得氨基酸含量快速下降;后期受到還原糖逐漸減少和溶解氧的降低,反應(yīng)速度減慢。從不同呈味氨基酸的變化趨勢來看,苦味和澀味氨基酸在陳釀期下降趨勢明顯,陶缸和玻璃缸的苦味氨基酸在貯藏12個月后,分別下降了0.270 g/L和0.248 g/L;甜味氨基酸略微下降,相反,鮮味氨基酸則略有上升。研究結(jié)果表明,由于苦味氨基酸和澀味氨基酸在陳釀過程中呈顯著的下降趨勢,因此引起氨基酸總量的下降,同時紅曲黃酒的苦澀味會降低,而口感將更為柔和、協(xié)調(diào)。
福建紅曲黃酒以糯米主要原料,添加紅曲糖化發(fā)酵,具有醇香與紅曲香的幽雅混合香,具有廣闊的市場前景[8]。紅曲黃酒在發(fā)酵完成后,需經(jīng)過1~3年陳釀期,產(chǎn)品的風味才能柔和,品質(zhì)提升[9]。黃酒在存放過程中,酒中的乙醛、乙縮醛,特別是酯類物質(zhì)明顯增加,這是以酒精為主體的酒中乙醇等物質(zhì)緩慢氧化而成的。黃酒的自然老熟過程是酒中許多組分發(fā)生化學變化的過程,即酒在貯存過程中發(fā)生緩慢的氧化、還原、酯化、縮合等化學反應(yīng),使酒中醇、醛、酸、酯等成分達到一種新的平衡,從而改變了酒味,增加了香氣[10]。黃酒的緩慢氧化過程需要氧的參與,因此,酒液中溶解氧的水平對紅曲黃酒陳釀效果有著重要的影響。
陶缸具有透氣性的特征,可使空氣中的氧氣緩慢滲人到酒液中[11]。本實驗的結(jié)果也表明,陶缸貯藏紅曲黃酒,可以大大提高酒液中的溶解氧的含量,其溶解氧的含量顯著高于玻璃容器。2種容器陶缸貯藏紅曲黃酒的溶解氧在前期(1個月內(nèi))迅速下降,其原因是新鮮紅曲黃酒中存在較多如酚類等極易被氧化的物質(zhì)。在貯藏后期,隨著被氧化的物質(zhì)逐漸減少,其消耗氧的能力減弱,其耗氧量和陶缸滲入的氧量最終會達到一個動態(tài)平衡;而玻璃缸缺乏透氣性,其溶解氧在前期迅速消耗后,基本位于較低的含量水平;從溶解氧對紅曲黃酒品質(zhì)的影響效果來看,較高的溶解氧有利于紅曲黃酒的陳釀,但溶解氧含量如果過高,則極易導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)生過氧化味。另外,陶缸的透氧特性還與陶缸的質(zhì)地、加工工藝、貯藏條件等因素有關(guān),因此針對陶缸的氧氣透氣特性,明確紅曲黃酒適宜的陳釀溶解氧含量及人工加氧量,有待進一步研究。
表1 紅曲黃陳釀期間酒氨基酸含量的變化(g/L)
Table 1 Amino acids changes of manoscus rice wine during storage(g/L)
類別氨基酸名稱陶缸/時間/月玻璃缸/時間/月036912036912苦味氨基酸組氨酸His0126011201110103009301260121011201020100精氨酸Arg0402039103900401034504020384040603960340亮氨酸Leu0265024302410229022102650241022802230237賴氨酸Lys0237023002300229022802370221021802200210纈氨酸Val0148012501210111010501480122011301120105苯丙氨酸Phe0401037203710337034204010382035403340350異亮氨酸Ile0093008600800072006800930063007100670082∑1672155915441482140216721534150214541424甜味氨基酸甘氨酸Gly0142011201180109012601420123011001130125丙氨酸Ala0326029302600282028603260285032102750282脯氨酸Pro0198019101210155016001980214019801560164絲氨酸Ser0127009400800090009401270086008500900094蘇氨酸Thr0195015601810156016701950153018201560165蛋氨酸Met0108007400580078007901080094006500740062∑1096092008180870091210960955096108640892鮮味氨基酸天冬氨酸As0221021702200223024602210220023302220244谷氨酸Glu0253022702310268025802530234026102680267∑0474044404510491050404740454049404900511澀味氨基酸絡(luò)氨酸Tyt0256021502120213021202560207021202130207總量3498313830233056303034983150316930213034
陶缸貯藏的紅曲黃酒中的溶解氧含量較高,產(chǎn)品在陳釀期間被氧化的能力也較強,從而提高產(chǎn)品的品質(zhì)。因溶解氧的作用,乙醇通過Fenton反應(yīng)可生成乙醛,乙醛進一步氧化生產(chǎn)乙酸,因此,乙醇含量略微降低,而總酸的含量略有升高。另外,乙醇含量的降低還存在乙醇與酸的酯化反應(yīng)(導(dǎo)致總酯升高),以及少量乙醇自陶缸毛細管揮發(fā)逸出的途徑。紅曲黃酒中酚類物質(zhì)耗氧能力非常強,陶缸貯藏和玻璃缸貯藏的紅曲黃酒在最初的1個月內(nèi),酚類物質(zhì)下降迅速,與這個時期中的溶解氧含量的急劇下降趨勢相一致。
紅曲黃酒中固形物參與了黃酒中凝聚物的產(chǎn)生,因為黃酒酒腳中檢驗到總氮與糖的存在,有相當量的損失[4]。但從實驗結(jié)果看,紅曲黃酒在陳釀期間其非糖固形物不減反而緩慢增加,因此酒中一定有其它物質(zhì)轉(zhuǎn)化而被固定下來。其增加的原因可能與乙醇和一些高級醇類經(jīng)氧化后以有機酸鹽的形式被固定在酒中,以及糖類物質(zhì)和氨基酸的美拉德反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)等[12],非糖固形物的上升應(yīng)該同乙醇、總糖的下降及總酸的上升等密切相關(guān)。紅曲黃酒貯藏期間氨基酸含量的減少主要是在酒液中溶解氧的作用下,氨基酸和糖進行美拉德反應(yīng)的結(jié)果。由于苦味氨基酸和澀味氨基酸以及酚類物質(zhì)在陳釀過程中呈顯著的下降趨勢,所以紅曲黃酒經(jīng)過陶缸陳釀后的苦澀味會降低,而口感將更為柔和、協(xié)調(diào),而溶解氧含量較高的陶缸陳釀的紅曲黃酒表現(xiàn)更佳。
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Dissolved oxygen level and aging effects of monascus rice wine storage with clay jar
LI Wei-xin1,2,HUANG Fei1,2,HE Zhi-gang1,2,*,LIN Xiao-jie1,2,LIANG Zhang-cheng1,2,LIN Xiao-zi1,2
(1.Fujian Key Laboratory of Agricultural Products(Food)Processing,Fuzhou 350013,China; 2.Institute of Agricultural Engineering Technology,F A A S,Fuzhou 350003,China)
Inordertostudydissolvedoxygenlevelandagingeffectsofmonascusricewinestoragewithclayjar,withtheglassjarstoragewineascontroltreatment,thedissolvedoxygenchangesofmonascusriecwinestoragewithclayjarandeffectsofdissolvedoxygenonthemainqualitieswerestudied.Theresultsshowedthatdissolvedoxygencontentweredecreasedrapidlyintheearlierstage,thenslowlyincreased,andmaintainedat7.60~7.62mg/Llevel.Thechangesofdissolvedoxygenaffecteditssolidexceptsugarandtotalestersqualites.Theethanol,totalphenolcontentsweredecreasedslowly,butthetotalacidcontentwereincreasedslightly,solidexceptsugarandtotalesterswereincreasedduringthestoragebecauseofdissolvedoxygenoxidation.Thetotalaminoacidsweredecreased,andthebittertasteofaminoacidsweredecreasedgreatly,thequalityofmonascusricewineyearsstoragewithclayjarwasbetterthanthatofthecontroltreatment.
monascusricewine;dissolvedoxygen;clayjar;aging
2016-04-27
李維新(1970-),男,博士,研究員,主要從事農(nóng)產(chǎn)品保鮮加工與食品發(fā)酵的研發(fā)工作,E-mail:lwx406x@163.com。
*通訊作者:何志剛(1964-),男,學士,研究員,主要從事農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工研發(fā)工作,E-mail:njgzx@163.com。
福建省屬公益類科研院所專項(2014R1015-10);福建省自然科學基金(2016J01124)。
TS201.3
A
1002-0306(2016)19-0166-04
10.13386/j.issn1002-0306.2016.19.024