桑葚及桑葚果酒的研究进展

杨新，卢红梅，杨双全，杨华连，陈莉*

1(贵州大学 贵州省发酵工程与生物制药重点实验室，贵州 贵阳，550025) 2(贵州大学 酿酒与食品工程学院，贵州 贵阳，550025) 3(贵州大学 化学与化工学院，贵州 贵阳，550025)

桑葚(mulberry)是桑科桑属植物成熟果穗的统称，又名桑椹、桑果、桑枣、桑乌、桑椹子，颜色呈紫黑色或玉白色，长椭圆形，鲜食甜中略酸[1-2]。1993年，桑葚被国家卫生部列为“药食同源”农产品之一，它不仅含有丰富的花青素、有机酸、氨基酸等营养成分，还具有补肝益肾、润肠通便、抗衰老、降糖降脂等药理作用，被称为“最佳保健圣果”[3-8]。桑葚除了鲜食外，多被加工成果汁、果酒、果脯、果酱、果干和果醋等。

随着生活水平的提高，人们的饮酒习惯逐步在改变，并开始追求健康因子、低酒度、时尚、个性化等元素，果酒便很好地满足了人们对时尚酒精饮料的认同和追求。桑葚果酒是以新鲜桑葚和桑葚汁为原料，利用酵母菌将糖发酵转化为酒精等产物，再经陈酿而成的酒质醇厚芳香、酒体清亮透明的果酒产品[9]。桑葚果酒在酿造过程中，既有利于保持桑葚鲜果中的天然营养成分，发酵过程中产生的次级代谢产物又能增强桑葚酒的保健功能[10]，是一种具有很好发展前景的健康产品。本文就桑葚活性成分、发酵菌种、发酵工艺、果酒澄清和果酒香气成分等研究进行综述。

1 桑葚的主要活性成分

桑葚中含有丰富的人体必需的多种功能成分，具有极高的营养价值。据测定，鲜桑葚中含有大量水分，此外还含有多糖、游离酸、粗纤维、蛋白质、以及维生素、氨基酸等[11-12]。桑葚中还含有丰富的活性物质，它们具有很好的保健功能，倍受人们的青睐。目前，桑葚中分离检测出的化合物多达150多种[12]，其中主要为白藜芦醇、黄酮类和多糖等。

1.1 白藜芦醇

白藜芦醇(resveratrol)，化学名称为(E)-3,5,4-三羟基二苯乙烯，是一种非黄酮类的多酚化合物，分子式为C14H12O3。其纯品为无味、无色的针状结晶，难溶于水，易溶于甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、三氯甲烷、乙酸乙酯等有机溶剂。白藜芦醇的化学结构有顺式和反式两种异构体(见图1)，其中自然界中的白藜芦醇多以反式构象存在。目前的研究表明，白藜芦醇具有抗肿瘤、抗心血管疾病、抗氧化、抗菌消炎、保肝、免疫调节等多种药理学作用[13-15]。卢晨欣等[16]研究发现，白藜芦醇可抑制人前列腺癌细胞株PC-3细胞增殖并诱导细胞凋亡。张万生等[17]采用白藜芦醇与紫杉醇联合用药，相对单独用药可显著增强对人喉癌Hep-2细胞的抑制作用，表明白藜芦醇、紫杉醇以及其联合药物通过线粒体途径诱导喉癌细胞Hep-2的细胞凋亡，被誉为继紫杉醇之后又一新的绿色抗癌物质。陈琼玲等[18]采用响应面法优化高压提取桑葚果渣中白藜芦醇的工艺条件，结果表明，最佳提取参数为乙醇浓度78%、料液比1∶25(g∶mL)、 提取时间5.5 min、 提取压力270 MPa，在此条件下，白藜芦醇提取量可达(8.29±0.20) μg/g。

图1 白藜芦醇化学结构式Fig.1 Chemical structure of resveratrol

1.2 黄酮类

黄酮类(flavonoids)是一类存在于自然界的、具有2-苯基色原酮结构的生物活性化合物。根据其化学结构可分为黄酮类、黄酮醇类、异黄酮类、花色素类、查尔酮类、橙酮类、黄烷类等[19]。黄酮类化合物广泛存在于自然界的某些药用植物、水果、蔬菜和植物衍生物中[20]，具有多种药理学作用，包括抗癌、抗肿瘤、抗菌、抗炎、抗衰老、抗心血管病、抗氧化、抗病毒以及肝保护等作用[21-22]。刘玮等[23]对3种不同产地桑葚中黄酮类物质进行测定，其平均值为0.71～0.80 mg/g。牛天羽[24]对4种桑葚(黑桑，白桑，野生蒙桑，栽培蒙桑)的黄酮提取工艺进行优化，其条件为乙醇体积分数60%，温度53 ℃，时间43 min，料液比1∶39，在此条件下，4种桑葚黄酮含量分别为野生蒙桑2.511 mg/g、黑桑2.395 mg/g、栽培蒙桑2.204 mg/g、白桑0.269 mg/g。

1.3 多糖

多糖(polysaccharide)是由10个以上的单糖通过糖苷键结合而成的高分子聚合物，在水中只能形成胶体，不能形成真溶液，无甜味、还原性、变旋性，但有旋光性。多糖是生物体的主要储能物质，其生物活性非常广泛。桑葚具有抗氧化、降血糖、抗诱变、抗衰老、降血脂、提高免疫力和促进造血细胞生长等作用，其中桑葚多糖是起主要作用的生物活性成分[12,25-26]。代君君等[27]研究表明，桑葚成熟过程中多糖的含量逐渐增多，前期增加速度比较慢，后期急速增加，后期测得为11.22%。田仁君[28]采用DEAE-52纤维素离子交换柱进行分级洗脱纯化桑葚多糖(PMF)，再用Sephadex G-100葡聚糖凝胶色谱柱进一步纯化得得到PMF1、PMF2、PMF3等多糖组分，PMF1由木糖、半乳糖组成，PMF2仅由葡萄糖组成，PMF3由鼠李糖、岩藻糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖组成。

1.4 其他活性成分

桑葚活性物质除了白藜芦醇、黄酮类和多糖外，据报道还含有生物碱、氨基酸、挥发油和原花青素等成分[12,28-29]。

2 桑葚果酒的研究进展

桑葚果酒的酿造工艺如图2所示[30]，由此可知，在桑葚果酒酿造过程中原料、酿酒酵母、发酵过程的控制、果酒的澄清以及成品酒的分析是非常重要的工序。

图2 桑葚果酒酿造工艺流程Fig.2 Production process of mulberry wine

2.1 桑葚果酒发酵菌种

在桑葚果酒酿造过程中，主要是利用酿酒酵母将桑葚中的糖转化为酒精等产物。目前，大多数桑葚果酒酿造酵母都是选用安琪活性干酵母，对桑葚果酒专用酵母的研究还比较少。

王杰利等[31]利用成熟的武陵山桑葚为原料使其自然发酵，然后从发酵液中筛选得到4株酵母菌，经鉴定分别为胶红酵母(Rhodotorulamucilaginosa)、有孢汉逊酵母(Hanseniasporavineae)、近平滑假丝酵母(Candidaparapsilosis)、酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)，它们具有起酵快、有明显酒香味。曹倩雯等[32]以市售桑葚为原料使其自然发酵，然后从发酵醪液中分离得到42株酵母菌，首先以杜氏小管发酵法初筛，然后以产酒精能力进行复筛，最后以耐SO2能力和香气活力值(odor activity value，OAV)进行三级筛选，最终得到最优菌株JNB-14。通过18S r DNA序列鉴定，确定其与1株酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)(序列ID: AFD50639. 1)有着100%的匹配度。

2.2 桑葚果酒发酵工艺

桑葚果酒在发酵过程中，涉及到糖度的调整、酵母菌的选择及接种量、酸度的调整、发酵温度的控制、发酵时间的终止等因素。

黄星源等[33]在研究桑葚果酒发酵工艺时，选用广东云浮优质成熟桑葚为原料，首先将桑葚破碎后添加70 mg/L的果胶酶，在25 ℃条件下酶解10 h，然后添加600 mg/L的M06酵母在20 ℃下发酵48 h后，以最终酒度为12%vol补加糖后继续发酵，最后得到的桑葚果酒酒体丰满、酸涩适中、呈紫红色、澄清。曾霞等[34]在研究桑葚果酒工艺时，以283杂交抗十品种桑葚为原料，最终得到最佳工艺参数为起始pH值3.4，初始糖度20%，酵母种子液接种量5%，发酵时间9 d。在此条件下得到的桑葚果酒具有桑葚特有的果香，风味纯正、口感饱满。黄琼等[35]以桑葚为主要原料，采用L9(34)正交组合设计，确定最佳工艺参数为SO2添加量60 mg/L，初始糖度20%，发酵温度26 ℃，活性干酵母接种量0.03%，主发酵时间10 d。在此条件下酿造的桑葚果酒色泽好、风味佳、酒度适中。胡康等[36]以感官评分为标准，选用PDM酵母进行发酵，通过响应面试验对发酵条件进行优化，得到最佳工艺参数为果胶酶用量80 mg/L，发酵温度25 ℃，酵母种子液接种量7%，实际感官评价分数为93.5。杨芳等[37]通过星点设计-响应面法优化桑葚果酒发酵工艺，选择蔗糖添加量、发酵温度、接种量为自变量，桑葚果酒总酸、总残糖、乙醇、总黄酮、感官综合评分作为因变量，对自变量各因素水平进行多元线性回归和多项式拟合。经design expert 7软件处理后得到的最佳发酵工艺参数为蔗糖加入量12.80 g/100 g，发酵温度15.3 ℃，活性干酵母接种量8.00 g/L。根据优化发酵工艺参数进行验证试验，所得桑葚果酒各指标实测值与理论预测值接近，表明建立的回归方程预测性良好。刘功良等[38]采用响应面试验优化桑葚果酒的发酵工艺，以桑葚为原料，选用安琪活性干酵母SY为发酵菌种，确定最佳发酵工艺条件为活性干酵母接种量1.4 g/L，起始糖度204 g/L，起始pH自然，不添加偏重亚硫酸钾，发酵温度为30 ℃，发酵时间8 d。 此条件下，桑葚果酒的酒精度为9.3%vol，总酸为8.12 g/L，残总糖为18.48 g/L，酒液澄清透亮，颜色纯正，口感醇厚，酸甜适口，酒香果香浓郁，风味独特。叶学林等[39]以桑葚为原料，采用响应面法优化桑葚果酒的发酵工艺参数。结果表明，在酵母种子液接种量为0.6%，起始pH 3.6，起始糖度为22.6%，主发酵温度为15 ℃时所酿桑葚果酒酒体澄清透亮，口感醇厚绵长，香气协调馥郁。谢小花等[40]选用安徽滁州产地的成熟桑葚为原料，在考察发酵速率这一主要指标的同时结合主发酵时间、酒精度、残糖量和pH指标，首先进行单因素试验，然后选出主要影响因子进一步进行酿造工艺优化。结果表明，影响发酵速率的主要因素为发酵温度和初始糖含量，选用F15酵母为菌种，发酵温度22 ℃，初始糖含量21%，活性干酵母接种量0.01%，主发酵时间4 d。在此条件下，制备的桑葚果酒具有典型的桑葚果香及酒香，酒体澄清，呈深红色，有光泽，口感柔和，酒体丰满。

2.3 桑葚原酒澄清工艺

发酵结束后，桑葚原酒中含有多种物质，如果酵母、胶质、蛋白质、单宁、纤维素、半纤维素以及浆果组织的碎片等，在储存过程中，这些物质之间会发生一系列的作用产生沉淀物使酒体发生浑浊，从而影响成品酒的澄清度和色度。此外酒体中的某些金属离子(Fe2+、Cu2+)含量过高时也可能引起浑浊。为了保证桑葚果酒的澄清透明，酒体的稳定性，提高酒的品质，防止酒体浑浊，需对原酒进行澄清处理。

王婷等[41]选用明胶(0.05 g/L)、蛋清蛋白(0.04 g/L)、聚糖(0.03 g/L)、聚乙烯吡咯烷酮(0.1 g/L)、壳皂土(0.3 g/L)5种单一澄清剂和聚乙烯吡咯烷酮(0.05 g/L)+壳聚糖(0.02 g/L)、明胶(0.03 g/L)+皂土(0.15 g/L)、蛋清蛋白(0.02 g/L)+皂土(0.15 g/L)3组复合澄清剂进行澄清对照试验。结果表明，在5种单一澄清剂中，聚乙烯吡咯烷酮和壳聚糖澄清效果最佳，在所有的澄清剂试验中聚乙烯吡咯烷酮(0.05 g/L)+壳聚糖(0.02 g/L)组合澄清效果最佳，澄清度可达64.2%，色度13.4。谢小花等[2]选用低温冷冻和皂土、明胶、果胶酶3种澄清剂对桑葚原酒进行澄清处理，以检测透光率和感官评定为指标。结果表明，采用明胶(1.25 g/L)对桑葚原酒进行澄清处理效果最佳，其液透光率可达71%，且对酒液的香气、滋味、颜色无影响。周金虎等[42]选用硅藻土、聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖、单宁、明胶、鸡蛋清6种单一澄清剂以及硅藻土、明胶、鸡蛋清两两复合澄清剂进行澄清对照试验。结果表明，硅藻土(0.6 g/L)+鸡蛋清(0.3 g/L)复合澄清剂效果最佳，透光率为80.1%，澄清后的桑葚果酒呈淡紫红色，稳定性较好。

2.4 桑葚果酒香气成分

色、香、味是构成果酒的三要素，香气成分是构成和影响桑葚果酒质量、典型性的主要因素，香气成分的分子种类、含量、相互之间的比例及人们的感觉阈值决定了桑葚果酒的香味。桑葚果酒的香气成分主要受原料、酿酒酵母和发酵条件等因素的影响。

刘玮等[43]选用葡萄酒果酒专用酵母SY、RW和1295酿酒酵母，采用顶空固相微萃取(HS-SPME)和气相色谱与质谱联用技术(GC-MS)分析比较不同酵母发酵桑葚果酒中的香气成分。从桑葚果酒样中共检测到93种香气成分，其中仅有22种共有成分。在葡萄酒果酒专用SY酵母酿造的桑葚果酒中，共检测出58种香气成分，其中醇类64.34%、酯类14.45%、醛酮类8.89%、酸类8.52%、苯环及酚类2.02%、烷类2.70%。在葡萄酒果酒专用RW酵母酿造的桑葚果酒中，共检测出54种香气成分，其中醇类53.62%、酯类23.96%、酸类7.33%、醛酮类7.18%、苯环及酚类3.09%、烷类2.66%。在1295酿酒酵母酿造的桑葚果酒中，共检测出55种香气成分，其中醇类51.60%、 酯类28.51%、醛酮类8.62%、酸类4.55%、烷类2.53%、苯环及酚类1.97%。刘玮等[44]选用不同产地桑葚为原料，采用顶空固相微萃取(HS-SPME)和气相色谱与质谱联用技术(GC-MS)分析比较桑葚果酒中的香气成分。共检测到桑葚发酵酒样中92种香气成分，其中仅有21种共有成分。在北京产地的桑葚果酒中，共检测出58种香气成分，其中醇类 65.28%、酯类14.69%、醛酮类8.89%、酸类5.52%、 烷类2.70%、苯环及酚类2.02%。在河北产地的桑葚果酒中，共检测出52种香气成分，其中醇类38.29%、 酯类33.76%、醛酮类18.79%、酸类3.77%、烷类2.37%、 苯环及酚类1.89%。在云南产地的桑葚果酒中，共检测出48种香气成分，其中醇类63.34%、酯类26.60%、醛酮类5.85%、烷类2.17%、酸类1.18%、苯环及酚类0.72%。曾霞等[34]采用固相微萃取/气相色谱-质谱(SPME/GC-MS)对桑葚果酒的香气成分进行分析测定，检测出25种酯类物质、12种醇类物质、5种酸类物质、5种醛类物质、7种酮类物质，此外包括烯烃、杂环化合物共16种，其相对含量分别为49.36%、19.03%、2.22%、18.73%、0.24%、1.99%。

3 结论与展望

桑葚具有补肝益肾、润肠通便、抗衰老、降糖降脂等药理作用，具有极高的营养和保健功能。桑葚中分离检测出的化合物多达150多种，其中含有白藜芦醇、黄酮类和多糖等多种功能活性成分。对于功能活性成分的研究与开发利用还存在如下问题：(1)对于桑葚的补肝益肾、润肠通便、抗衰老、降糖降脂等功能有大量的报道，但对其作用机理研究很少；(2)对于桑葚中的活性成分研究比较少；(3)对于桑葚的加工比较薄弱，其深加工有待进一步加强，产品有待系列化。

目前，桑葚的开发主要是生产桑葚果酒，因其具有多种营养保健功能而倍受人们的喜爱。目前对于桑葚果酒的研究主要集中在制酒工艺、澄清工艺、香气成分分析上，而对桑葚果酒在功效成分、保健功能等方面的研究较为缺乏，因此，应加大这方面的研究力度，另外桑葚果酒专用酵母的选育、桑葚果酒稳定性、生产标准化等也是值得研究的方向。此外，还可以探索将桑葚与其他水果或中药材进行复配，开发新型的复合型果酒，在提高风味和品质的同时还有利于将桑葚果酒推向保健市场。