桑葚酒主發(fā)酵期間主要理化指標的變化規(guī)律研究

謝小花，安曉婷，陳 靜

（ 滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 食品與環(huán)境工程系，安徽 滁州 239000）

0．引言

桑葚（Fructus Mori），又名桑實，桑椹等，是桑樹的成熟果實。成熟的桑葚，酸甜適口，一般顏色為紫紅色、個頭大、圓潤、糖分充足的用來鮮食。我國的桑樹有15種，品種豐富，其資源世界第一[1]。主要集中在26個省，包括四川、安徽、河北、新疆等省份[2]。

桑葚含有多種功能性成分，如花青素、白藜蘆醇、蘆丁等，營養(yǎng)價值較高，衛(wèi)生部已將其列入“藥食同源”的名單[3]。桑葚富含多種活性蛋白和維生素及有機酸、鈣、鐵、鋅等成分，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域被稱為“二十一世紀最佳保健佳品”，廣泛應(yīng)用于臨床[4]。另外，桑葚含有大量的生物活性成分，具有廣泛的抗氧化活性、抗動脈粥樣硬化、抗癌、抗高血脂等功效[5]，常吃桑葚能提高人體的免疫力，補肝益腎，養(yǎng)心益智，生津止渴，潤腸燥[6-7]。

桑葚的營養(yǎng)價值豐富，口感較好，可廣泛用于食品工業(yè)。其最大的弱點是成熟期短，收獲季節(jié)比較集中，且在室溫下極易腐爛變質(zhì)，不易貯藏和運輸，不利于資源的利用，容易造成浪費。為了解決這一問題，食品工業(yè)中常將除鮮食外的桑葚，進行深加工處理。目前市場上出現(xiàn)了許多桑葚深加工食品，如桑葚酸奶、桑葚酒、桑葚果汁、桑葚果脯等，深受大家的喜愛[8]。

桑葚營養(yǎng)價值高，含糖量約為5～6 brix，是釀酒的優(yōu)質(zhì)原料。桑葚酒是果酒的一種，是將桑葚鮮果破碎后，利用酵母菌在一定的溫度條件下將發(fā)酵液中的糖轉(zhuǎn)換為酒精而得到的桑葚深加工產(chǎn)品，屬于低度飲料酒。桑葚酒在釀造和浸漬的過程中可將桑葚所含的營養(yǎng)物質(zhì)較好的轉(zhuǎn)化入酒中，同時生成新的營養(yǎng)成分，形成桑葚酒的獨特風(fēng)味且營養(yǎng)價值極高是果酒中的極品[3]。常喝此酒，可促進消化，補充營養(yǎng)，改善女性手腳冰冷的問題[9]。因此將桑葚釀造成為桑葚果酒既有利于提高桑葚的經(jīng)濟效益，減少桑葚資源的浪費，同時又可豐富果酒種類，促進果酒市場的發(fā)展。

筆者所在課題組已經(jīng)對桑葚果酒釀造工藝進行了研究。以新鮮桑葚為原料，釀制桑葚果酒，同時跟蹤檢測桑葚果酒主發(fā)酵期間還原糖、pH、單寧、總酚幾種理化成分的變化，對桑葚酒主發(fā)酵過程中幾種主要成分的變化規(guī)律進行了研究，希望能為釀造優(yōu)質(zhì)的桑葚果酒提供參考。

1．材料和方法

1．1．材料與儀器

1．1．1．實驗材料

桑葚，采自安徽滁州景華生態(tài)園；酵母菌種：ActifloreF15，法國LAFFORT公司；偏重亞硫酸鉀、二氧化硫、焦亞硫酸鉀、果膠酶為食品級；硫酸銅、次甲基藍、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉、亞鐵氰化鉀、鹽酸、鄰苯二甲酸氫鉀、碘、碘化鉀、濃硫酸、淀粉、硫代硫酸鈉等為國產(chǎn)分析純。

1．1．2．主要試劑和儀器

SJ303-250型蘇泊爾多功能攪拌機：浙江蘇泊爾股份有限公司；AJF2001P型超純水機：重慶頤洋企業(yè)發(fā)展有限公司；GZX-9246 MBE型數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱：上海博迅實業(yè)有限公司；DK-8D型電熱恒溫水槽：上海精宏實驗設(shè)備有限公司；AB104-N型電子分析天平：上海民橋精密科技儀器有限公司；精密pH計：梅特勒-托利多儀器有限公司；GZX型恒溫培養(yǎng)箱：金壇市萬華實驗儀器廠；附溫度計密度瓶：上海市崇明建設(shè)玻璃儀器廠。

1．2．方法

1．2．1．桑葚酒的釀造

新鮮桑葚經(jīng)挑選、清洗、破碎后加入焦亞硫酸鉀、果膠酶靜置一段時間后進行成分調(diào)整；接入果酒酵母進行主發(fā)酵；主發(fā)酵結(jié)束后分離壓榨去除果渣，并添加少許SO2轉(zhuǎn)入后發(fā)酵容器中進行后發(fā)酵；后發(fā)酵結(jié)束后將酒轉(zhuǎn)入發(fā)酵罐內(nèi)，滿罐、密封陳釀后經(jīng)澄清、過濾得到桑葚果酒。

1．2．2．操作要點

（1）破碎處理：將新鮮桑葚破碎為果漿，加入0.05 g/kg的果膠酶和70～90 mg/L的SO2進行處理。

（2）成分調(diào)整：處理后的果漿于16℃培養(yǎng)箱中放置24 h后，添加適量蔗糖。

（3）接種：將活化好的酵母菌接入桑葚果泥中，于發(fā)酵瓶中進行主發(fā)酵，接種量為0.1 g/kg，發(fā)酵溫度為19℃。主發(fā)酵期間，跟蹤檢測發(fā)酵液中還原糖、pH值、單寧、總酚等含量的變化。

（4）后發(fā)酵：當(dāng)發(fā)酵液中的殘?zhí)橇拷抵? g/L時，結(jié)束主發(fā)酵，壓榨、分離去除果渣，將發(fā)酵液轉(zhuǎn)入后發(fā)酵容器中，同時補加30～50 mg/L的SO2，進行后發(fā)酵，后發(fā)酵溫度為16℃。后發(fā)酵期間定期檢測發(fā)酵液還原糖的含量，待還原糖含量不再變化時結(jié)束后發(fā)酵。

（5）陳釀、澄清、過濾：后發(fā)酵結(jié)束后將果酒虹吸至發(fā)酵罐內(nèi)（要求滿罐），密封，放置于16℃環(huán)境中陳釀3個月后經(jīng)澄清、過濾得桑葚果酒。

1．2．3．指標檢測

（1）單寧的測定

制作標準曲線 分別吸取單寧酸標準溶液0 mL、0.5 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL于50 mL容量瓶中（瓶中已盛有30 mL水），加入 F-D試劑2 mL，Na2CO3溶液10 mL搖勻、定容，室溫下靜置2 h后于波長760 nm下測定其吸光值。以吸光值對單寧酸含量進行線性回歸，得回歸方程。

樣品的制備及測定 先將桑葚發(fā)酵液稀釋100倍，取稀釋液5.0 mL，置于有30 mL H2O的50 mL容量瓶中，加入F-D試劑2 mL，NaCO3溶液10 mL，搖勻、定容，室溫下靜置2 h后于波長760 nm下測定其吸光值。根據(jù)標準曲線得到發(fā)酵液中單寧含量。

（2）總酚的測定

標準曲線繪制 稱取沒食子酸2.79 mg于50 mL棕色容量瓶中，蒸餾水溶解并定容至刻度。分別吸取上述沒食子酸對照品溶液0.50 mL、1.00 mL、1.50 mL、2.00 mL、2.50 mL、3.00 mL、3.50 mL于25 mL棕色容量瓶中并加入適量蒸餾水，再加入Folin-Ciocalteu試劑1 mL、75 g/L碳酸鈉溶液8 mL，蒸餾水定容至刻度，搖勻后室溫下靜置1 h，于波長760 nm處測定吸光度，以吸光度值對沒食子酸含量進行線性回歸，得回歸方程。

樣品制備及測定 取2 mL桑葚發(fā)酵液于1 000 mL圓底燒瓶中，經(jīng)回流提取、過濾、真空濃縮后，用蒸餾水定容至1 000 mL容量瓶中，待用。精密吸取2 mL上述溶液置于25 mL棕色容量瓶中并加入Folin-Ciocalteu試劑1 mL，75 g/L碳酸鈉溶液8 mL，蒸餾水定容至刻度，充分混勻后在室溫下靜置1 h，于波長760 nm處測定吸光度值，根據(jù)回歸方程計算發(fā)酵液中總酚的含量。

（3）其他指標檢測[10]

還原糖：反滴定法； pH：pH計檢測；酒精度：密度瓶法；干浸出物：用密度瓶法測得蒸出酒精后的樣品的密度，計算求得干浸出物的含量；總SO2：直接碘量法；揮發(fā)酸：先蒸餾出酒樣中的低沸點酸類，再采用酸堿滴定法測得酒中揮發(fā)酸的含量（結(jié)果以乙酸計）。

1．2．4．?dāng)?shù)據(jù)分析

用SPSS18.0軟件及Origin軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。

2．結(jié)果與分析

2．1．主發(fā)酵過程中還原糖的變化規(guī)律

考察了還原糖在發(fā)酵過程中的變化，結(jié)果如圖1所示。可知，主發(fā)酵過程中發(fā)酵液中還原糖含量總體呈下降趨勢，但每天的下降速率不同。第1～2天還原糖下降速率緩慢，第3～4天還原糖下降的速率達到最大，隨后下降速度降低，說明在第3～4天的時候，酵母的代謝活動最旺盛；糖的消耗速度最快，大部分的糖被用于酵母生長繁殖及酒精發(fā)酵。10天后還原糖的變化很小，此時發(fā)酵液中還原糖的含量約為5.0 g/L，發(fā)酵液中可被酵母利用的糖分已經(jīng)很少，主發(fā)酵結(jié)束。

2．2．主發(fā)酵過程中pH的變化規(guī)律

在釀酒過程中，pH不僅對果酒的感官品質(zhì)有很大影響，且對發(fā)酵過程中的許多生化反應(yīng)及果酒中SO2的殺菌作用有較顯著的影響。pH下降，SO2的殺菌能力增強。在果酒發(fā)酵過程中，pH值一般控制在3.3～3.5之間。此時，雜菌的生長繁殖被抑制，酵母菌則仍能正常發(fā)酵。

由圖2可知，桑葚酒在主發(fā)酵期間發(fā)酵液的pH先降低后略微升高，后期趨于穩(wěn)定。其原因可能是酵母菌在發(fā)酵過程中雖然生成的主要產(chǎn)物是酒精，但一些其他的副反應(yīng)產(chǎn)生了許多有機酸類物質(zhì)（包括葡萄糖酵解的一系列中間產(chǎn)物多是酸性的），從而導(dǎo)致發(fā)酵液的酸性物質(zhì)增加[11]；釀酒原料中的少量雜菌也會生成少量的乳酸、醋酸；及發(fā)酵液中少量CO2的溶解都會導(dǎo)致發(fā)酵液pH降低。

將圖2與圖1比較可知，當(dāng)還原糖下降的速率達到最大時，發(fā)酵環(huán)境的pH值達到最小值，而后略微升高，后期整體趨于穩(wěn)定。其原因可能是釀酒酵母利用葡萄糖產(chǎn)生乙酸[11]，還原糖量下降的越多，乙酸的含量就越高。還原糖下降的速率最大時，釀酒酵母活動最旺盛，但由于乙酸可作為誘導(dǎo)物引發(fā)細胞的程序性死亡[12]，使得釀酒酵母的活性受到抑制，再加上后期發(fā)酵糖量少，且酵母菌本身可以吸附、絮凝一部分酸性物質(zhì)[13]，所以pH值略微上升，后期趨于穩(wěn)定。

2．3．主發(fā)酵過程中單寧的變化規(guī)律

單寧是一類水溶性的酚類化合物，有益于心血管疾病的預(yù)防。是紅酒的靈魂，為紅酒建立“骨架”。單寧的多少可以決定酒的風(fēng)味、結(jié)構(gòu)與質(zhì)地；優(yōu)質(zhì)的果酒通常含有較高含量的單寧，缺乏單寧的紅酒質(zhì)地輕薄，缺乏厚重感。

桑葚酒主發(fā)酵期間單寧的變化如圖3所示。由圖3可知，主發(fā)酵期間，單寧含量先升高而后緩慢降低。發(fā)酵1～4天，發(fā)酵液中單寧含量不斷升高，其中第1天升高速度最快，第4天達到最大值1 279.71 mg/L，隨后在主發(fā)酵期間，發(fā)酵液中的單寧含量緩慢降低。陳釀時果酒中的單寧不斷聚合，平均分子量逐漸增大，可改善果酒的口感、穩(wěn)定色澤。

圖3 桑葚酒主發(fā)酵期間單寧的變化Fig.3 change in Tannins of mulberry wine during the chief fermentation process

2．4．主發(fā)酵過程中總酚的變化規(guī)律

果酒中的酚類物質(zhì)主要有類黃酮和非類黃酮。酚類物質(zhì)可賦予果酒顏色，影響果酒的滋味、口感、氣味以及抗菌和澄清作用。酚類物質(zhì)還具有抗氧化和抗誘導(dǎo)有機體突變的作用，給果酒帶來特殊的營養(yǎng)價值[14]。

桑葚果酒主發(fā)酵期間發(fā)酵液中總酚的變化與單寧的變化情況類似，結(jié)果如圖4。隨著發(fā)酵的進行，總酚含量在前4天呈升高趨勢，而后不斷降低。發(fā)酵初期發(fā)酵液中的總酚沉積在發(fā)酵罐底部，分布不均；發(fā)酵過程中的微生物將大分子的酚類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為小分子的酚類物質(zhì)[15]；以及酒精發(fā)酵產(chǎn)生的乙醇有利于果肉中酚類物質(zhì)的溶出[16]等原因使得主發(fā)酵初期(1～4 d)發(fā)酵液總酚含量顯著增加。隨著發(fā)酵的進行，酵母產(chǎn)生大量次級代謝產(chǎn)物與總酚反應(yīng)生成衍生物[17]，使得發(fā)酵液中總酚含量逐漸減少。

2．5．桑葚果酒成品質(zhì)量

2．5．1．理化指標

酒精度10.26 vol（20℃體積分數(shù)）；總酸10.70 g/L（以蘋果酸計）；總糖5.25 g/L（以葡萄糖計）；干浸出物26.75 g/L；揮發(fā)酸0.48 g/L（以乙酸計）；總SO2113.76 mg/L。

2．5．2．感官指標

酒體均勻，無懸浮物和沉淀；澄清透亮，呈紫紅色；有淡淡的桑葚果香，酒的香味純正，濃郁優(yōu)雅；酒體豐滿，醇厚協(xié)調(diào)，回味綿長。

2．5．3．微生物指標

細菌總數(shù)≤50 cfu/mL；大腸菌群≤3 MPN/100m L；致病菌未檢出。

圖4 桑葚酒主發(fā)酵期間多酚的變化Fig.4 change in polyphenols of mulberry wine during the chief fermentation process

3．結(jié)論

本文主要研究了桑葚果酒主發(fā)酵過程中還原糖含量、pH、單寧及總酚含量的變化。研究發(fā)現(xiàn)在桑葚酒主發(fā)酵期間還原糖含量呈下降趨勢且每天下降速率不同；pH呈現(xiàn)下降而后略微上升的趨勢；單寧和總酚含量的變化情況相似，在發(fā)酵初期（1～4 d）呈上升趨勢而后緩慢降低。桑葚酒主發(fā)酵過程中發(fā)酵時間越長，單寧和多酚類物質(zhì)的含量越低。因此可考慮通過縮短發(fā)酵時間來提高桑葚酒中單寧和多酚類物質(zhì)的含量。

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