桑葚酒主发酵期间主要理化指标的变化规律研究

谢小花，安晓婷，陈 静

（ 滁州职业技术学院 食品与环境工程系，安徽 滁州 239000）

0．引言

桑葚（Fructus Mori），又名桑实，桑椹等，是桑树的成熟果实。成熟的桑葚，酸甜适口，一般颜色为紫红色、个头大、圆润、糖分充足的用来鲜食。我国的桑树有15种，品种丰富，其资源世界第一[1]。主要集中在26个省，包括四川、安徽、河北、新疆等省份[2]。

桑葚含有多种功能性成分，如花青素、白藜芦醇、芦丁等，营养价值较高，卫生部已将其列入“药食同源”的名单[3]。桑葚富含多种活性蛋白和维生素及有机酸、钙、铁、锌等成分，在医学领域被称为“二十一世纪最佳保健佳品”，广泛应用于临床[4]。另外，桑葚含有大量的生物活性成分，具有广泛的抗氧化活性、抗动脉粥样硬化、抗癌、抗高血脂等功效[5]，常吃桑葚能提高人体的免疫力，补肝益肾，养心益智，生津止渴，润肠燥[6-7]。

桑葚的营养价值丰富，口感较好，可广泛用于食品工业。其最大的弱点是成熟期短，收获季节比较集中，且在室温下极易腐烂变质，不易贮藏和运输，不利于资源的利用，容易造成浪费。为了解决这一问题，食品工业中常将除鲜食外的桑葚，进行深加工处理。目前市场上出现了许多桑葚深加工食品，如桑葚酸奶、桑葚酒、桑葚果汁、桑葚果脯等，深受大家的喜爱[8]。

桑葚营养价值高，含糖量约为5～6 brix，是酿酒的优质原料。桑葚酒是果酒的一种，是将桑葚鲜果破碎后，利用酵母菌在一定的温度条件下将发酵液中的糖转换为酒精而得到的桑葚深加工产品，属于低度饮料酒。桑葚酒在酿造和浸渍的过程中可将桑葚所含的营养物质较好的转化入酒中，同时生成新的营养成分，形成桑葚酒的独特风味且营养价值极高是果酒中的极品[3]。常喝此酒，可促进消化，补充营养，改善女性手脚冰冷的问题[9]。因此将桑葚酿造成为桑葚果酒既有利于提高桑葚的经济效益，减少桑葚资源的浪费，同时又可丰富果酒种类，促进果酒市场的发展。

笔者所在课题组已经对桑葚果酒酿造工艺进行了研究。以新鲜桑葚为原料，酿制桑葚果酒，同时跟踪检测桑葚果酒主发酵期间还原糖、pH、单宁、总酚几种理化成分的变化，对桑葚酒主发酵过程中几种主要成分的变化规律进行了研究，希望能为酿造优质的桑葚果酒提供参考。

1．材料和方法

1．1．材料与仪器

1．1．1．实验材料

桑葚，采自安徽滁州景华生态园；酵母菌种：ActifloreF15，法国LAFFORT公司；偏重亚硫酸钾、二氧化硫、焦亚硫酸钾、果胶酶为食品级；硫酸铜、次甲基蓝、酒石酸钾钠、氢氧化钠、亚铁氰化钾、盐酸、邻苯二甲酸氢钾、碘、碘化钾、浓硫酸、淀粉、硫代硫酸钠等为国产分析纯。

1．1．2．主要试剂和仪器

SJ303-250型苏泊尔多功能搅拌机：浙江苏泊尔股份有限公司；AJF2001P型超纯水机：重庆颐洋企业发展有限公司；GZX-9246 MBE型数显鼓风干燥箱：上海博迅实业有限公司；DK-8D型电热恒温水槽：上海精宏实验设备有限公司；AB104-N型电子分析天平：上海民桥精密科技仪器有限公司；精密pH计：梅特勒-托利多仪器有限公司；GZX型恒温培养箱：金坛市万华实验仪器厂；附温度计密度瓶：上海市崇明建设玻璃仪器厂。

1．2．方法

1．2．1．桑葚酒的酿造

新鲜桑葚经挑选、清洗、破碎后加入焦亚硫酸钾、果胶酶静置一段时间后进行成分调整；接入果酒酵母进行主发酵；主发酵结束后分离压榨去除果渣，并添加少许SO2转入后发酵容器中进行后发酵；后发酵结束后将酒转入发酵罐内，满罐、密封陈酿后经澄清、过滤得到桑葚果酒。

1．2．2．操作要点

（1）破碎处理：将新鲜桑葚破碎为果浆，加入0.05 g/kg的果胶酶和70～90 mg/L的SO2进行处理。

（2）成分调整：处理后的果浆于16℃培养箱中放置24 h后，添加适量蔗糖。

（3）接种：将活化好的酵母菌接入桑葚果泥中，于发酵瓶中进行主发酵，接种量为0.1 g/kg，发酵温度为19℃。主发酵期间，跟踪检测发酵液中还原糖、pH值、单宁、总酚等含量的变化。

（4）后发酵：当发酵液中的残糖量降至8 g/L时，结束主发酵，压榨、分离去除果渣，将发酵液转入后发酵容器中，同时补加30～50 mg/L的SO2，进行后发酵，后发酵温度为16℃。后发酵期间定期检测发酵液还原糖的含量，待还原糖含量不再变化时结束后发酵。

（5）陈酿、澄清、过滤：后发酵结束后将果酒虹吸至发酵罐内（要求满罐），密封，放置于16℃环境中陈酿3个月后经澄清、过滤得桑葚果酒。

1．2．3．指标检测

（1）单宁的测定

制作标准曲线 分别吸取单宁酸标准溶液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试剂2 mL，Na2CO3溶液10 mL摇匀、定容，室温下静置2 h后于波长760 nm下测定其吸光值。以吸光值对单宁酸含量进行线性回归，得回归方程。

样品的制备及测定 先将桑葚发酵液稀释100倍，取稀释液5.0 mL，置于有30 mL H2O的50 mL容量瓶中，加入F-D试剂2 mL，NaCO3溶液10 mL，摇匀、定容，室温下静置2 h后于波长760 nm下测定其吸光值。根据标准曲线得到发酵液中单宁含量。

（2）总酚的测定

标准曲线绘制 称取没食子酸2.79 mg于50 mL棕色容量瓶中，蒸馏水溶解并定容至刻度。分别吸取上述没食子酸对照品溶液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适量蒸馏水，再加入Folin-Ciocalteu试剂1 mL、75 g/L碳酸钠溶液8 mL，蒸馏水定容至刻度，摇匀后室温下静置1 h，于波长760 nm处测定吸光度，以吸光度值对没食子酸含量进行线性回归，得回归方程。

样品制备及测定 取2 mL桑葚发酵液于1 000 mL圆底烧瓶中，经回流提取、过滤、真空浓缩后，用蒸馏水定容至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试剂1 mL，75 g/L碳酸钠溶液8 mL，蒸馏水定容至刻度，充分混匀后在室温下静置1 h，于波长760 nm处测定吸光度值，根据回归方程计算发酵液中总酚的含量。

（3）其他指标检测[10]

还原糖：反滴定法； pH：pH计检测；酒精度：密度瓶法；干浸出物：用密度瓶法测得蒸出酒精后的样品的密度，计算求得干浸出物的含量；总SO2：直接碘量法；挥发酸：先蒸馏出酒样中的低沸点酸类，再采用酸碱滴定法测得酒中挥发酸的含量（结果以乙酸计）。

1．2．4．数据分析

用SPSS18.0软件及Origin软件进行统计学分析。

2．结果与分析

2．1．主发酵过程中还原糖的变化规律

考察了还原糖在发酵过程中的变化，结果如图1所示。可知，主发酵过程中发酵液中还原糖含量总体呈下降趋势，但每天的下降速率不同。第1～2天还原糖下降速率缓慢，第3～4天还原糖下降的速率达到最大，随后下降速度降低，说明在第3～4天的时候，酵母的代谢活动最旺盛；糖的消耗速度最快，大部分的糖被用于酵母生长繁殖及酒精发酵。10天后还原糖的变化很小，此时发酵液中还原糖的含量约为5.0 g/L，发酵液中可被酵母利用的糖分已经很少，主发酵结束。

2．2．主发酵过程中pH的变化规律

在酿酒过程中，pH不仅对果酒的感官品质有很大影响，且对发酵过程中的许多生化反应及果酒中SO2的杀菌作用有较显著的影响。pH下降，SO2的杀菌能力增强。在果酒发酵过程中，pH值一般控制在3.3～3.5之间。此时，杂菌的生长繁殖被抑制，酵母菌则仍能正常发酵。

由图2可知，桑葚酒在主发酵期间发酵液的pH先降低后略微升高，后期趋于稳定。其原因可能是酵母菌在发酵过程中虽然生成的主要产物是酒精，但一些其他的副反应产生了许多有机酸类物质（包括葡萄糖酵解的一系列中间产物多是酸性的），从而导致发酵液的酸性物质增加[11]；酿酒原料中的少量杂菌也会生成少量的乳酸、醋酸；及发酵液中少量CO2的溶解都会导致发酵液pH降低。

将图2与图1比较可知，当还原糖下降的速率达到最大时，发酵环境的pH值达到最小值，而后略微升高，后期整体趋于稳定。其原因可能是酿酒酵母利用葡萄糖产生乙酸[11]，还原糖量下降的越多，乙酸的含量就越高。还原糖下降的速率最大时，酿酒酵母活动最旺盛，但由于乙酸可作为诱导物引发细胞的程序性死亡[12]，使得酿酒酵母的活性受到抑制，再加上后期发酵糖量少，且酵母菌本身可以吸附、絮凝一部分酸性物质[13]，所以pH值略微上升，后期趋于稳定。

2．3．主发酵过程中单宁的变化规律

单宁是一类水溶性的酚类化合物，有益于心血管疾病的预防。是红酒的灵魂，为红酒建立“骨架”。单宁的多少可以决定酒的风味、结构与质地；优质的果酒通常含有较高含量的单宁，缺乏单宁的红酒质地轻薄，缺乏厚重感。

桑葚酒主发酵期间单宁的变化如图3所示。由图3可知，主发酵期间，单宁含量先升高而后缓慢降低。发酵1～4天，发酵液中单宁含量不断升高，其中第1天升高速度最快，第4天达到最大值1 279.71 mg/L，随后在主发酵期间，发酵液中的单宁含量缓慢降低。陈酿时果酒中的单宁不断聚合，平均分子量逐渐增大，可改善果酒的口感、稳定色泽。

图3 桑葚酒主发酵期间单宁的变化Fig.3 change in Tannins of mulberry wine during the chief fermentation process

2．4．主发酵过程中总酚的变化规律

果酒中的酚类物质主要有类黄酮和非类黄酮。酚类物质可赋予果酒颜色，影响果酒的滋味、口感、气味以及抗菌和澄清作用。酚类物质还具有抗氧化和抗诱导有机体突变的作用，给果酒带来特殊的营养价值[14]。

桑葚果酒主发酵期间发酵液中总酚的变化与单宁的变化情况类似，结果如图4。随着发酵的进行，总酚含量在前4天呈升高趋势，而后不断降低。发酵初期发酵液中的总酚沉积在发酵罐底部，分布不均；发酵过程中的微生物将大分子的酚类物质转化为小分子的酚类物质[15]；以及酒精发酵产生的乙醇有利于果肉中酚类物质的溶出[16]等原因使得主发酵初期(1～4 d)发酵液总酚含量显著增加。随着发酵的进行，酵母产生大量次级代谢产物与总酚反应生成衍生物[17]，使得发酵液中总酚含量逐渐减少。

2．5．桑葚果酒成品质量

2．5．1．理化指标

酒精度10.26 vol（20℃体积分数）；总酸10.70 g/L（以苹果酸计）；总糖5.25 g/L（以葡萄糖计）；干浸出物26.75 g/L；挥发酸0.48 g/L（以乙酸计）；总SO2113.76 mg/L。

2．5．2．感官指标

酒体均匀，无悬浮物和沉淀；澄清透亮，呈紫红色；有淡淡的桑葚果香，酒的香味纯正，浓郁优雅；酒体丰满，醇厚协调，回味绵长。

2．5．3．微生物指标

细菌总数≤50 cfu/mL；大肠菌群≤3 MPN/100m L；致病菌未检出。

图4 桑葚酒主发酵期间多酚的变化Fig.4 change in polyphenols of mulberry wine during the chief fermentation process

3．结论

本文主要研究了桑葚果酒主发酵过程中还原糖含量、pH、单宁及总酚含量的变化。研究发现在桑葚酒主发酵期间还原糖含量呈下降趋势且每天下降速率不同；pH呈现下降而后略微上升的趋势；单宁和总酚含量的变化情况相似，在发酵初期（1～4 d）呈上升趋势而后缓慢降低。桑葚酒主发酵过程中发酵时间越长，单宁和多酚类物质的含量越低。因此可考虑通过缩短发酵时间来提高桑葚酒中单宁和多酚类物质的含量。

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