加工工藝和儲(chǔ)存條件對(duì)客家娘酒中5-羥甲基糠醛含量的影響

◎ 房 丹，彭志強(qiáng)，劉斯程，田亞坡，洪 玲

（梅州市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)所，廣東 梅州 514072）

廣東客家娘酒是我國(guó)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(jī)酸以及維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。廣東客家娘酒的主要原料為糯米和水, 把糯米進(jìn)行蒸煮, 以小曲、麥曲為糖化發(fā)酵劑，采用廣東客家獨(dú)特的釀造工藝, 經(jīng)過糖化、發(fā)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(tǒng)的加工工藝是用稻草谷糠圍壇，使用溫火烤壇，對(duì)酒液進(jìn)行火炙。目前，部分生產(chǎn)客家娘酒的企業(yè)對(duì)傳統(tǒng)加工工藝進(jìn)行了改進(jìn)，通過利用密封水循環(huán)管道，在不銹鋼水溫箱里進(jìn)行煎烤，從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)加工工藝的火炙過程，這樣不僅能夠減少因?yàn)榈静莺凸瓤啡紵斐傻沫h(huán)境污染，而且能夠節(jié)約能源。

目前，國(guó)內(nèi)專家對(duì)客家娘酒進(jìn)行了少量的研究，主要集中在客家娘酒中部分物質(zhì)的檢驗(yàn)方法、發(fā)酵工藝、營(yíng)養(yǎng)分析等方面。如王彬?yàn)u等用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)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(duì)廣東客家娘酒生產(chǎn)節(jié)能技術(shù)改進(jìn)進(jìn)行研究[3]；方曉弟對(duì)廣東客家娘酒中低聚糖進(jìn)行研究[4]；葉茂等對(duì)廣東客家娘酒發(fā)酵過程中產(chǎn)β-葡萄糖苷酶酵母菌的篩選及酶學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究[5]。

本文通過研究不同加熱條件（加熱方式、加熱時(shí)間、加熱溫度）和不同儲(chǔ)存條件對(duì)客家娘酒的感官品質(zhì)影響以及加工過程中5-羥甲基糠醛的含量變化及其規(guī)律，對(duì)于調(diào)控5-羥甲基糠醛反應(yīng)過程，嚴(yán)格控制客家娘酒的成品品質(zhì)，減少5-羥甲基糠醛積累有重要的意義，能夠?yàn)檫M(jìn)一步優(yōu)化客家娘酒生產(chǎn)作出貢獻(xiàn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試材

該試驗(yàn)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(nóng)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(shè)備

DH540石墨電熱板（ZEROM）；HHS-21-4電熱恒溫水浴鍋（上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠）；1260 Infinity II高效液相色譜儀:配有紫外檢測(cè)器（美國(guó)安捷倫公司）；KQ-500DB型數(shù)控超聲波清洗儀（昆山市超聲儀器有限公司）；722S分光光度計(jì)（上海棱光技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)溶液，1000 μg/mL，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 原材料加工工藝

原料（糯米）→浸泡→蒸飯→攤涼→前發(fā)酵→加適量的純米酒→后發(fā)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(shè)置為75、80、85、90和95 ℃5個(gè)溫度，加熱不同時(shí)間至成品顏色為紅褐色作為終點(diǎn)（用肉眼觀察顏色相似），每相隔1 h取樣測(cè)定酒中的5-羥甲基糠醛的含量。

1.2.3 儲(chǔ)存條件確定

根據(jù)余雯[6]等人研究可知，一般溫度每變化10 ℃時(shí)，美拉德反應(yīng)的速率呈現(xiàn)5～10倍的差異，當(dāng)溫度高于30 ℃的時(shí)候，反應(yīng)速率較快，據(jù)此設(shè)計(jì)儲(chǔ)存溫度梯度。

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

1.2.4 5-羥甲基糠醛標(biāo)準(zhǔn)液的配制

（1）標(biāo)準(zhǔn)中間液的配制。吸取10.0 mL 5-羥甲基糠醛標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)中間液。

（2）標(biāo)準(zhǔn)工作液的配制。分別吸取適量的5-羥甲基糠醛標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)工作溶液。這些不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，需要現(xiàn)配現(xiàn)用。

1.2.5 娘酒樣品前處理及5-羥基甲糠醛檢測(cè)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(jìn)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(yīng)濃度，接著使用0.45 μm纖維素濾膜過濾后進(jìn)樣。

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

（3）液相色譜測(cè)定。使用高效液相色譜法檢測(cè)娘酒中5-羥甲基糠醛[7]。檢測(cè)過程中首先測(cè)定7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工作溶液在上述色譜條件下的峰面積，以峰面積對(duì)相應(yīng)濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，然后測(cè)定未知樣品，用標(biāo)準(zhǔn)工作曲線對(duì)樣品進(jìn)行定量。樣品溶液中經(jīng)5-羥甲基糠醛的響應(yīng)值應(yīng)在儀器的線性范圍內(nèi)。

2 結(jié)果與分析

2.1 加熱方式對(duì)5-羥甲基糠醛的影響

在上述已確定的色譜分析條件下經(jīng)過進(jìn)樣，以5-羥甲基糠醛的峰面積為縱坐標(biāo)，以濃度為橫坐標(biāo)，繪制5-羥甲基糠醛的標(biāo)準(zhǔn)曲線并進(jìn)行線性回歸，得到回歸方程y=77.26671x-24.33690，R2＝0.999955。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，其質(zhì)量濃度與峰面積之間存在良好的線性關(guān)系。

由圖1可知，在加熱前測(cè)定原漿娘酒初始樣品中5-羥甲基糠醛的含量為0,表明進(jìn)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(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生5-羥甲基糠醛的含量越高，當(dāng)加熱溫度越高時(shí)，5-羥甲基糠醛的產(chǎn)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(yīng)底物，因此在加熱溫度較高的情況下發(fā)生美拉德反應(yīng)就比較劇烈，從而產(chǎn)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(duì)比較高，這說明了客家娘酒的熱加工是客家娘酒生產(chǎn)過程中5-羥甲基糠醛產(chǎn)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(zhì)的脫水縮合，同時(shí)也加速了客家娘酒中糖類與氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)的過程。

圖1 不同加熱方式對(duì)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(duì)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(chǎn)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(shí)間有關(guān)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，客家娘酒的加工溫度以及加工時(shí)間是影響5-羥甲基糠醛生成的因素之一。

2.2 儲(chǔ)存溫度對(duì)5-羥甲基糠醛形成的影響

不同儲(chǔ)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(chǔ)存條件下5-羥甲基糠醛含量變化圖

圖3 10～15 ℃儲(chǔ)存條件下5-羥甲基糠醛含量變化圖

圖4 20～25 ℃儲(chǔ)存條件下5-羥甲基糠醛含量變化圖

圖5 30～35 ℃儲(chǔ)存條件下5-羥甲基糠醛含量變化圖

圖6 40 ℃儲(chǔ)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(chǔ)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(gè)溫度條件下儲(chǔ)存，隨時(shí)間的增加，美拉德反應(yīng)的不斷進(jìn)行，客家娘酒中的5-羥甲基糠醛含量會(huì)不斷增長(zhǎng)，說明溫度是影響客家娘酒儲(chǔ)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(chǔ)存溫度呈正相關(guān)，馬永強(qiáng)[8]等將藍(lán)莓汁分別在4 ℃、25 ℃、37 ℃下儲(chǔ)存并定期檢測(cè)5-羥甲基糠醛含量，研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，5-羥甲基糠醛的生成和儲(chǔ)存溫度呈正相關(guān)。低溫情況下（0～4 ℃和5～10 ℃）5-羥甲基糠醛增長(zhǎng)基本無變化。儲(chǔ)存溫度超過30 ℃之后，5-羥甲基糠醛能看到比較明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)。根據(jù)劉德昌[9]等人的研究可知，美拉德反應(yīng)在溫度高于30 ℃的時(shí)候反應(yīng)速率較快，當(dāng)溫度處于20 ℃以下的時(shí)候，反應(yīng)速率變緩。

市售F初始的5-羥甲基糠醛的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(yīng)條件必要物質(zhì)的減少，會(huì)有抑制增長(zhǎng)的趨勢(shì)，具體影響因素還需進(jìn)一步做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。根據(jù)孔令華[10]等人的研究可知，5-羥甲基糠醛是美拉德反應(yīng)在酸性條件下產(chǎn)生的糠醛類物質(zhì)，通過模擬體系實(shí)驗(yàn)得出5-羥甲基糠醛在pH值越低時(shí)越容易生成。結(jié)合該研究分析，考慮客家娘酒儲(chǔ)存中不斷發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生5-羥甲基糠醛的同時(shí)，pH值有所上升，導(dǎo)致產(chǎn)生5-羥甲基糠醛達(dá)到一定濃度后，含量增長(zhǎng)緩慢的現(xiàn)象。

2.3 光照對(duì)5-羥甲基糠醛形成的影響

從客家娘酒在有無光照儲(chǔ)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(chǔ)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(qū)別。結(jié)合闞旭輝[11]等人的研究可知，目前對(duì)5-羥甲基糠醛的生成機(jī)理缺乏明確認(rèn)識(shí)，提出的4種生成途徑均沒有和光照相關(guān)的生成機(jī)制，與本論文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。

目前，學(xué)者們提出的5-羥甲基糠醛生成途徑主要有美拉德反應(yīng)、焦糖化反應(yīng)、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(rèn)的生成途徑是美拉德反應(yīng)和焦糖化反應(yīng)。

3 討論與結(jié)論

在客家娘酒的生產(chǎn)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(fā)生美拉德反應(yīng)并產(chǎn)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(shí)間影響比較大，在相同的溫度下，加熱時(shí)間越長(zhǎng)，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(xiàn)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(duì)5-羥甲基糠醛含量的影響差別不大。經(jīng)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(jù)研究5-羥甲基糠醛具有一定的藥理作用，但是當(dāng)人體飲用過量客家娘酒并吸入一定量的5-羥甲基糠醛時(shí)，會(huì)對(duì)人體造成危害。由此可知，在客家娘酒的生產(chǎn)過程中，可以通過降低加熱溫度或者縮短加熱時(shí)間調(diào)控5-羥甲基糠醛反應(yīng)進(jìn)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(zhì)的生成，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高客家娘酒的品質(zhì)，促進(jìn)客家娘酒產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。另外，需要引導(dǎo)消費(fèi)者正確健康飲用客家娘酒，避免在飲用客家娘酒前長(zhǎng)時(shí)間高溫煮酒，把酒加熱至溫?zé)峒纯?，以及在飲用過程中控制客家娘酒的飲用量。

通過對(duì)客家娘酒設(shè)定不同儲(chǔ)存條件研究其5-羥甲基糠醛的含量變化，發(fā)現(xiàn)5-羥甲基糠醛主要來源于常溫長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存中的美拉德反應(yīng)，5-羥甲基糠醛的含量隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，增長(zhǎng)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(yīng)增加，當(dāng)儲(chǔ)存溫度高于30 ℃時(shí)，儲(chǔ)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(duì)5-羥甲基糠醛的產(chǎn)生沒有相關(guān)性。所以，在日常生活中，為保持客家娘酒的品質(zhì)，儲(chǔ)存溫度應(yīng)當(dāng)?shù)陀?0 ℃，尤其是夏日炎炎之際，客家娘酒切勿直接室內(nèi)存放，建議客家娘酒選用冰箱儲(chǔ)存。15 ℃以下是較為適宜的儲(chǔ)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。