大蒜浸提液与葡萄汁复合果酒的研制

李丹青，成超超，南锦

（商洛学院 生物医药与食品工程学院，陕西商洛 726000）

大蒜古名葫，胡蒜[1]，根据蒜头外皮颜色不同，有紫皮蒜和白皮蒜两种。大蒜营养丰富，且具有抑菌、降血脂、抑制肿瘤、清除自由基、降血糖等多种保健功效，这些保健功效与其所含有的有机锗和硒、蒜氨酸及其大蒜素等成分密不可分[2-3]。大蒜素是大蒜的提取液或合成物，含有丰富的有机物及矿物元素和维生素、大蒜油等。大蒜中的活性成分大蒜素，在畜禽养殖、生物制药、食品添加剂等方面，近几年应用十分广泛[4-6]。大蒜中的锗和硒等元素，在大多数水果蔬菜中含量较高，据测定，每克大蒜中含硒量最高为0.276 μg[7]，含锗量最高为512.2 ng[8]。研究表明，人体血液中硒含量与癌症病变发病率呈负相关关系[9-10]。同时，大蒜本身具有调整肠胃功能的作用，可刺激胃液分泌、增加肠道蠕动，增强胃肠排空。另外，在防止动脉硬化方面也具有十分重要的作用[11]。

葡萄酒，除富含人体所需的8 种氨基酸外，还含有丰富的原花青素和白黎芦醇，原花青素被认为是保卫心血管的标兵，白黎芦醇则是出色的癌细胞杀手[12]。越来越多的研究显示，每天喝一定量的葡萄酒，可以有效预防乳腺癌、胃癌等发病率[13]。近年来，日本有研究表明，将大蒜切片，通过葡萄酒浸提后的大蒜葡萄酒，可以当药酒饮用[14]，具有良好的保健和防病作用，我国也有这种将大蒜通过葡萄酒浸提后的保健酒食疗方法[15]，将大蒜与葡萄酒混合同时食用，一方面是因为大蒜与葡萄酒同时具有食疗与保健功效，特别是在预防心脑血管疾病，防癌抗癌方面具有相同的功效，另一方面也可能产生协同作用，使其保健功效更加明显。虽然这种通过浸泡而制得的大蒜葡萄酒可能其保健作用更高，但其香气质量差、口感辛辣，总会给人一种不舒适的感觉。为解决该问题，结合葡萄酒的营养保健功效，本研究将大蒜浸提液与葡萄汁一起发酵，旨在研发既营养保健，又风味协调，饮后没有大蒜辛辣味残留的发酵型大蒜葡萄酒。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

材料：龙眼葡萄，大蒜，蔗糖，果酒酵母，偏重亚硫酸钾，果胶酶，壳聚糖，明胶，斐林试剂，氢氧化钠，柠檬酸，纯净水，淀粉，酚酞，浓硫酸。

设备：组织捣碎机，螺旋榨汁机，723 型分光光度计，高速离心机，减压浓缩机，比重计，附温比重瓶，pH 计，过滤器，电子秤，温度计，酒精计，滴定管，容量瓶，烧杯，水浴锅等。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程

复合果酒工艺流程如图1 所示。

图1 复合果酒工艺流程图

1.2.2 大蒜汁的制备

选洁白、饱满的优质大蒜，剥皮，清洗，与水1:10 打浆，加果胶酶 50 μ·L-1，60 ℃保温 2 h，将大蒜中的可溶性固形物提取出来[16]，然后60 ℃，0.08 MP 条件下，减压浓缩到原体积的五分之一，对大蒜汁脱除辛辣味，制得大蒜汁。

1.2.3 葡萄汁的制备

选成熟度好，无霉无杂的优质龙眼葡萄，经组织捣碎机，螺旋榨汁机处理，得葡萄汁。

1.2.4 前发酵大蒜汁添加量的确定

因大蒜具有明显的抑菌作用[17]，故先要进行前发酵阶段，即添加不同量的大蒜汁，对酵母菌进行驯化培养，使其适应后发酵环境。研究中以不添加大蒜汁的葡萄汁为参照（编号(a)），以不明显影响发酵进程为基准，以泡沫生成为观测点，选择添加大蒜汁为葡萄汁体积0.5%、1%、1.5%、2%，分别编号(b)、(c)、(d)和(e)进行实验，同时，初步调整发酵液的pH5.0 左右，添加5%蔗糖，50 μ·L-1果胶酶，30 mg·L-1二氧化硫，3‰已活化的果酒酵母，在20 ℃条件下，进行酒精发酵[18]，根据前发酵观察的发酵情况，选择合适的大蒜汁添加量的发酵液进行接下来的后发酵。

1.2.5 后发酵工艺条件的确定

由于进行了前期发酵，酒精发酵基本完成，酵母菌已经适应了发酵环境，后发酵中不再考虑大蒜汁添加量过大对酿酒酵母的抑制影响，只考虑大蒜汁的不同添加量对复合果酒的色、香、味及其功效的影响，故在后发酵阶段，增加大蒜汁的添加量，以大蒜汁添加量、果酒酵母添加量、蔗糖添加量、发酵液的pH 为四个因素，进行四因素三水平正交试验，确定大蒜复合果酒发酵工艺参数条件。

感官评分以食品专业资历较深的20 名专家为品鉴人员，从色泽、香气、滋味、组织状态四方面，采用打分取平均值的方法，并参照葡萄酒感官评定方法进行评分，见表1，正交试验因素水平见表2。

1.2.6 澄清度测定波长的确定

后发酵30 d 以后，取复合果酒100 mL，高速离心澄清后，以723 型分光光度计，从波长360 nm开始，每相隔40 nm 测定一次吸光度值，以纯净水吸光度值为对照，绘制不同波长条件下复合果酒吸光度曲线，吸光度小而透光率最大时的波长即为所确定的测定澄清度时所使用的波长。

表1 大蒜葡萄酒感官评分标准

表2 正交实验因素水平表

1.2.7 壳聚糖与明胶对复合果酒的澄清效果比较

将壳聚糖用1%的柠檬酸配成1%溶液，以0.25 g·L-1的壳聚糖浓度梯度配成发酵结束后的复合果酒溶液取9 份，静置澄清48 h，然后取上部澄清酒液，在1.2.6 所确定的波长条件测定吸光度，确定壳聚糖对复合果酒澄清效果最佳时的使用浓度[18]。

将明胶用60 ℃热水充分溶解，配制1%溶液，以0.25 g·L-1的明胶浓度梯度配成发酵结束后的复合果酒溶液取9 份，静置澄清48 h，然后取上部澄清酒液，在1.2.6 所确定的波长条件测定吸光度，确定明胶对复合果酒澄清效果最佳时的使用浓度[19]，并与壳聚糖的澄清效果进行比较。

1.2.8 澄清与陈酿

后发酵30 d 以后，发酵液表面平定，此时，用四层纱布过滤除去酒脚，然后加入确定的澄清剂进行澄清，同时陈酿，再经30 d 后装瓶即为成品。

1.2.9 理化指标的测定

酒精度采用蒸馏比重法[20]，总糖含量采用斐林试剂滴定法[21]，总酸采用酸碱滴定法[22]，挥发酸采用蒸馏滴定法[22]，游离二氧化硫采用直接碘量法[22]，干浸出物采用比重瓶法[22]。

1.2.10 卫生指标的检测

细菌总数与大肠菌群的检测，分别按国标规定的方法进行检测。

2 结果与分析

2.1 确定前发酵大蒜汁添加量

前发酵添加不同大蒜汁对发酵的影响，结果见表3。

根据表3，以发酵第9 d 来观察，不添加大蒜汁的(a)号和添加0.5%大蒜汁的(b)号发酵现象差异不明显；大蒜汁添加量为1%时，主发酵3 d 后才有大量气泡，发酵推迟；当大蒜汁添加量为1.5%时，酵母受到抑制较为明显；大蒜汁添加量为2%时，发酵明显延迟。所以，前发酵添加葡萄汁1.5%的大蒜汁较好，所得发酵液酒度已达7%（V/V）以上，因此，后发酵以此发酵液为基础，确定发酵工艺条件，较适宜。

2.2 确定后发酵工艺条件

后发酵不同大蒜汁添加量、酵母加量、蔗糖加量、发酵液pH 对复合果酒质量影响的正交试验结果见表4，极差分析见表5。

根据表4 极差R 值，ABCD 四因素对复合果酒感官评分的影响大小顺序是A＞B＞C＞D，根据表直观分析，得出各因素的最佳水平组合为A2B3C2D3，即影响复合果酒感官品质的主要因素是大蒜汁的添加量，其次是酵母添加量，最后是蔗糖添加量和发酵液的pH，最优组合为：添加后发酵液5%的大蒜汁，7‰的果酒酵母，10%蔗糖，在pH5.5 条件下发酵，此时，酒香浓郁，蒜香适宜。

表4 大蒜汁添加量对复合果酒质量影响的正交试验结果

表5 大蒜汁添加量对复合果酒质量影响的极差分析

优化出的最佳工艺组合A2B3C2D3未出现在实验组别中，故对该组合下成品酒的感官评分进行验证试验，其结果如表6 中所示。优化出的最佳工艺组合A2B3C2D3的平均感官评分为87.0，实验组别中，最佳的感官评分组合为A2B3C1D2，其感官评分值为86.4，由此可见，优化出的最佳工艺组合感官评分值大于实验组中的最佳组合的感官评分值，即最佳工艺组合为

表6 最佳工艺组合的验证试验

2.3 复合果酒澄清度测定波长的确定结果

复合果酒在360～680 nm 的吸收曲线见图2。

图2 澄清后复合果酒在360～680 nm 处的吸收曲线

由吸收曲线可知，在380 nm 左右处复合果酒有最大吸收峰，在480～680 nm 的可见光区域无明显的吸收峰。光吸收值越大，说明澄清的复合果酒本身影响较大，吸光值越小说明复合果酒本身影响越小。在680 nm 处，复合果酒吸光度为0.018，吸光度≤0.02，透光率接近100%，说明在680 nm条件测定复合果酒透光率本身影响小，因此，确定680 nm 为复合果酒澄清度的测定波长。

2.4 壳聚糖与明胶对复合果酒的澄清效果比较分析

壳聚糖与明胶添加量对复合果酒澄清度的影响见图3、图4。

葡萄中，果胶含量较高，果胶对葡萄酒的澄清具有阻碍作用，壳聚糖对果胶有很强的絮凝作用[23]。图3 显示，壳聚糖浓度从0 增加到2.0 g·L-1时，透光率从53.10%增加到91.49%，同时，酒液色泽相应变浅，当壳聚糖浓度为1.25 g·L-1时，澄清效果较好，透光率达到85.16%，同时酒液色泽变化也不大，所以选用壳聚糖用量为1.25 g·L-1对复合果酒进行澄清较好。

图3 壳聚糖浓度对复合果酒澄清度的影响

明胶浓度对复合果酒的澄清度影响见图4。

图4 明胶浓度对复合果酒澄清度的影响

葡萄酒中含有较高量的单宁，赋予葡萄酒柔和的酸涩味，而明胶能与单宁形成络合物，降低葡萄酒的涩味，同时，带正电荷的明胶可与葡萄酒酒中带负电荷的物质产生电性中和，与酒中带负电荷的物质絮凝沉淀，这是明胶作为澄清剂的使用原理[23]。另外，明胶吸附能力较强，可吸附酒中的色素物质，使酒色变淡，根据图4，明胶浓度从 0 增加至 2.0 g·L-1时，680 nm 透光率最大达到92.6%，此时明胶浓度为1.0 g·L-1，酒色为紫红色，颜色较好。明胶浓度为2.0 g·L-1时，酒色变浅，酒中柔和的酸涩味也消失，因此明胶浓度为1.0 g·L-1时，澄清效果较好。

结合图3 壳聚糖添加量对复合果酒澄清度的影响，虽然透光率由91.49%提高到92.6%，但明胶在对复合果酒的澄清试验中不稳定，添加量从 1.0 g·L-1到 1.5 g·L-1时，澄清度反而降低，且脱色严重，从两个方面进行综合比较，在对复合果酒进行澄清处理时，使用了壳聚糖而不用明胶。

2.5 成品酒理化指标及卫生指标

酒精度 10～12%vol；总糖 50～80 g·L-1；总酸5.5～6.3 g·L-1。

挥发酸：0.7 g·L-1；游离二氧化硫：10 mg·L-1；干浸出物：18 g·L-1；pH3.5

细菌总数＜100 个/mL；大肠菌群：未检出。

3 结论与讨论

1）本研究将大蒜应用于传统的葡萄酒发酵中，将大蒜的独特功用和葡萄的营养成分整合于一体酿造复合保健果酒，通过正交实验优化得出了发酵的最佳工艺条件为：添加后发酵液5%的大蒜汁，7‰的果酒酵母，10%蔗糖；在pH5.5 条件下发酵，同时，为了克服大蒜对酵母菌的抑制作用，本研究设计了前后两个发酵阶段，制得的果酒酒香浓郁，蒜香清雅。同时本研究也对果酒制造过程中的澄清等关键技术进行了进一步探究。

2）前发酵添加1.5%大蒜汁，少量大蒜汁对酵母起培育作用，同时保证发酵的顺利进行。

大蒜的化学成分复杂、营养丰富，其中含硫化合物具有生物活性[24-25]，对真菌生长发育具有制约作用，因含硫化合物成分与重要的巯基包含酶相互作用，使酶失去生物活性[17]。马穆英等[25]研究表明，大蒜对真菌的杀菌率可以与食品常用防腐剂苯甲酸和山梨酸钾相媲美，但大蒜在抗酵母菌，特别是酿酒酵母方面的研究还少见报道，有待于进一步研究。

3）后发酵再添加5%的大蒜汁，所酿制的复合果酒，酒香浓郁，蒜香清雅。

大蒜本身具有调整肠胃功能的作用，既能降低血压，又能防止动脉硬化，而红葡萄酒不仅能促进血液循环，也具有预防动脉硬化的作用。国内外很多学者对葡萄酒中白藜芦醇的生物学功能进行了深入的研究[26]，包括脂类代谢，花生四烯酸代谢等，均得出结论证明白藜芦醇的保健功能。将大蒜和葡萄酒的药效搭配组合起来，是非常有效的药酒。大蒜素稳定性差，条件适宜时，能够降解成烯丙基硫化物，使含有大蒜素的制品产生蒜臭味，碘化改性大蒜素因稳定性较好[27]，在部分产品中替代大蒜素得到广泛应用。本研究所制复合果酒中大蒜素的稳定性还需进一步研究，复合果酒的保健功效也需通过实验来确定。

4）使用723 型分光光度计，通过绘制复合果酒的吸收曲线，选择680 nm 作为复合果酒澄清度的测定波长，并确定添加1.25 g·L-1壳聚糖对复合果酒进行澄清处理。

明胶添加量不易控制，容易引起二次浑浊，使用时应严格控制添加量在1.0 g·L-1以下；另外葡萄酒中的一些多酚物质，也是葡萄酒的功能成分，其含量与活性氧消除能力的相关系数高达0.969，是确认葡萄酒活性氧消除能力的关键物质[26]，澄清度过于完美，其所含有效成分及所应具有的医疗、保健功效有可能因此而急骤下降[28]；壳聚糖由于具有优良的絮凝性，在很多果酒中作为首选的澄清剂使用，澄清效果很好，本研究选用壳聚糖为澄清剂，并确定了它的使用量，但是，其对复合果酒功能成分的损失程度还有待于今后作进一步的研究。