桑葚汁酿造酒、醋的主要成分变化研究

2019-07-30曹建平

酿酒科技 2019年7期

陆燕，曾霞，曹建平

（广东石油化工学院，广东茂名525000）

桑葚组分复杂，含有人体必需的各种营养成分，既是食品又是药品，据《中华人民共和国药典》，桑葚可以滋阴补血，生津润燥，可用于肝肾阴虚，眩晕耳鸣，心悸失眠，须发早白，津伤口渴，内热消渴，肠燥便秘[1]。因此桑葚被用于开发各种饮料、保健品、护肤品等，已有一系列产品问世。

桑葚酒作为产品之一，是以桑葚汁作为原料，酒精发酵转化为酒精，与传统白酒相比，桑葚酒酒精度低，符合人们的消费理念，深受消费者的喜爱，又解决了桑葚采摘期短、不耐储藏等问题[2]。而且，桑葚酒保留了桑葚的部分特征成分，因此保留了桑葚的功效，经发酵后增加的一些组分又加强了其功效或赋予了它新的功效，如酚类物质的增加使桑葚酒的抗氧化能力得到了提高[3]。在泰国、中国等亚洲国家桑葚酒的消费量逐年增加[4]。

桑葚醋是以桑葚汁作为原料，经酒精发酵成桑葚酒，然后经醋酸发酵而成，它不仅是一种调味料，桑葚的特征成分和菌种的发酵转化作用，也使其具有一定的保健功能[5]。目前，对于桑葚的抗氧化性能、桑葚酒和桑葚醋的发酵工艺和挥发性成分研究得较为充分，本文主要针对桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋中的有机酸、游离脂肪酸和挥发性成分进行系统的分析，分析其在发酵过程中的转化，从而为发酵工艺的优化提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 原料

桑葚由茂名市蚕业技术推广中心提供，新鲜桑葚运回实验室立即处理。

1.2 菌种

酿酒酵母和醋酸菌沪酿1号分别用于酒精发酵和醋酸发酵。酿酒酵母用葡萄汁活化。醋酸菌沪酿1号活化培养基：1%葡萄糖,1%CaCO3，pH 5.5；活化条件：30 ℃，36 h。

1.3 试剂及主要仪器

己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、十四酸、十五酸(色谱标准，上海国药)；软脂酸、硬脂酸、十九酸、二十四烷酸(色谱标准，Fluka)；十七烷酸(色谱标准，Sigma)；乙酸、草酸、酒石酸、丙酮酸、苹果酸、2-酮戊二酸、乳酸、柠檬酸、富马酸、琥珀酸(色谱标准，上海国药)。

高效液相色谱仪(LC20A，配有紫外检测器，日本岛津公司)；色谱柱：Thermo C18反相柱(4.6×205 mm，5 μm)；气相色谱-质谱联用仪(GCMSQPZ100 plus，日本岛津)；气相色谱仪 (Agilent 7890B，美国Agilent)。

1.4 发酵过程

将桑葚鲜果榨汁，用无菌纱布过滤，加入适量偏重亚硫酸钾和果胶酶，待果汁澄清后，调节可溶性固形物含量(TSS)至14.5°Bx，用柠檬酸调pH值至4，接入活化的酿酒酵母，23℃发酵7 d，得到桑葚酒。再将TSS和pH值分别调至18°Bx和3.5，接入活化的醋酸菌沪酿1号，30℃进行醋酸发酵10 d，得到桑葚醋。分别分析桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋。

1.5 有机酸测定

参照文献[6]进行：样品用C18固相萃取柱进行萃取，HPLC测定；采用外标法进行计算定量。

1.6 游离脂肪酸测定

参照文献[7]：以十七烷酸作为内标，用正己烷-二氯甲烷(2∶1)作为溶剂萃取，有机相进行甲酯化，结合GC-MS定性分析结果，GC测定后采用外标法结合内标法对样品进行定量分析，利用标准曲线进行相应脂肪酸的含量计算。

1.7 香气成分测定

用SPME结合GC-MS进行分析，采用峰面积归一化法进行定量。

样品预处理参照文献[8]进行。

GC条件为：色谱柱：Rtx＠-Wax(30 m×0.25 mm×0.25 μm，美国 Restek)；柱温38 ℃；进样口温度：250℃；进样方式：无分流；氦气流速：1.00 mL/min；程序升温：38℃保持2 min，以3℃/min的速率升至140℃，再以10℃/min升至250℃，保持3 min。

MS条件：离子源：EI；电子能量：70 eV；离子源温度：230℃；接口温度：250℃；延迟出峰时间：0.9 min；结束时间为50 min；扫描方式：scan；扫描范围：m/z 5～600。

2 结果与讨论

2.1 有机酸的变化

采用HPLC对桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋中有机酸进行分析，结果如表1所示。有机酸是桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋的重要组成成分，影响它们的口感[9]。此桑葚汁醋酸含量最高，经酒精发酵后有所下降，醋酸发酵后达15.85 g/L；其次是乳酸、柠檬酸，酒精发酵过程酵母又转化生成了一定量的乳酸和柠檬酸，桑葚酒中以醋酸、乳酸和柠檬酸为主，醋酸主要来源于桑葚汁，而乳酸和柠檬酸部分来自于酵母的代谢；桑葚醋中主要是醋酸和柠檬酸，没有检出草酸，醋酸主要来自于乙醇氧化。

2.2 游离脂肪酸的变化

脂肪酸在生物体内有着重要的生理调节功能，是一类非常重要的营养物质[10]。按照文献[7]的方法，测得游离脂肪酸含量，因此与文献[11]不同，未检出亚麻酸和亚油酸，说明亚麻酸和亚油酸可能是以脂类形式存在的；在桑葚汁中软脂酸(C16∶0)含量最高，其次是8,11-十八碳二烯酸(C18∶2)、油酸(C18∶1)、硬脂酸(C18∶0)、豆蔻酸(C14∶0)、7-十六烯酸(C16∶1)、癸酸(C10∶0)，经乙醇发酵后，偶数链饱和脂肪酸除了软脂酸和二十二烷酸含量有所下降，其他都稍有上升；烯酸中8,11-十八碳二烯酸含量有大幅下降外(下降70.34%)，其他烯酸变化幅度较小。醋酸发酵过程中，大部分脂肪酸含量有所下降，但总量跟桑葚汁相比变化不大（表2）。这些微量的脂肪酸在桑葚汁、桑葚酒、桑葚醋中一定程度上调节着口感，并且有利于人体健康[12]。

表1 桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋中有机酸组成 (g/L)

2.3 香气成分的变化

桑葚酒和桑葚醋的香气主要来自于原料的果香和发酵过程微生物的转化作用，用SPME和GC/MS对桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋的香气成分进行测定，经NIST 05数据库检索并对各组分进行计算，得到各香气成分的相对含量，见表3—表8。桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋共检出144种香气成分，主要有酯类、醇类、酸类、烯烃类、酮类、醛类、萜类及其衍生物和其他如烷烃、苯酚等。桑葚汁中含量较高的为乳酸乙酯(6.38%)、己酸乙酯(5.28%)、己醇(30.86%)、苯乙醇(5.31%)、β-月桂烯(3.26%)、β-芳樟醇(3.68%)和L-萜品醇(8.36%)。而经酵母发酵后，桑葚酒中乙酸异戊酯、乳酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯等酯类物质明显上升，这些物质给酒带来令人愉悦的水果酯香和酒香，这与文献[13]中所述一致，水果酒精饮料中酯类主要为乙酯、异戊酯；保留了一部分萜类物质，让酒带有桑葚特有的香味。醋酸发酵后，乙酸异戊酯和乙酸己酯含量仍在上升，乙酸苯乙酯大幅上升，琥珀酸二乙酯也有所提高，己醇有所下降，苯乙醇保留在一个相当高的水平，这些物质赋予桑葚醋特有的果香；酸类物质种类和含量稍微有所增加，萜类物质从酒中的7.95%变为7.62%，基本还是由原料中保留下来的，其他还有一些烷烃、苯酚类的物质。