红枣干红甲醇的控制研究

张倩茹，尹 蓉，殷龙龙，王贤萍，梁志宏

（1.山西农业大学果树研究所，果树种质创制与利用山西省重点实验室，山西太原 030031；2.山西农业大学山西功能食品研究院，特色农产品加工山西省重点实验室，山西 太原 030031）

我国红枣资源丰富，栽培面积超过200万hm2，产量超过600万t，占全世界的99%以上[1-2]。山西是我国红枣的重点产区，枣树种植面积约21.13×104hm2，年产量12×108kg，栽培面积和产量仅次于新疆、河北和山东[3]。近年来，山西省红枣种植面积不断扩大，产量不断提高，使得山西省红枣加工企业发展迅猛，特别是以残次裂果、病虫害果为主要原料的枣酒企业。然而，山西省枣酒生产企业采用传统固态发酵工艺制取枣酒，生产条件、技术、工艺落后，产品甲醇含量远远超标。随着干红葡萄酒生产技术的成熟，山西省规模化企业借鉴干红葡萄酒生产技术，利用商业化的菌种并采用液态发酵、长时间陈化来解决产品中甲醇超标的问题，但效果并不理想，不同批次的产品经2年陈化后甲醇依然可能超标。

果酒中甲醇的主要来源包括甲酯化的果胶水解[4-5]、甘氨酸脱氨脱羧[6]、甘氨酸脱羧亚硝化[6]、酿酒酵母自身生长代谢[7-8]，此外可能还有一些含有甲基的物质脱甲基等，其中果胶是导致甲醇产生的最主要的物质[4，9-10]。因此，考查果胶的控制对甲醇含量的控制作用，以期找到控制果胶产生甲醇的最佳方法，从而降低红枣干红中甲醇含量，为山西枣酒企业生产符合国家标准的高品质红枣干红提供一定的理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

木枣，购于山西省吕梁市临县；酿酒酵母：D254、法国EX-V加强型果胶酶、法国EX普通型果胶酶、法国HC果胶酶、国产果胶酶1、国产果胶酶2，购于曼森食品专营店；甲醇（色谱纯）、没食子酸、对香豆酸、咖啡酸、肉桂酸、尿素、硫酸亚铁（均为分析纯），国药集团化学试剂有限公司提供；蒸馏水。

1.2 仪器与设备

6890N型气相色谱仪配FID检测器，美国安捷伦公司产品；微量进样器，上海高鸽工贸有限公司产品；JA1203型电子天平，上海精密科学仪器有限公司产品；RE-52A型旋转蒸发器，上海亚荣生化仪器厂产品；冰箱，海尔公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 发酵工艺流程

木枣→清洗→切割→提汁→浓缩（可溶性固形物20°）→菌种活化→接种→发酵→过滤→贮藏。

1.3.2 控制条件对甲醇含量的影响

分别考查提汁温度（50，60，70，80，90，100℃）、不同类型果胶酶处理（法国EX-V加强型果胶酶、法国EX普通型果胶酶、法国HC果胶酶、国产果胶酶1、国产果胶酶2）、物理电场去除果胶、果胶酶抑制剂（没食子酸、对香豆酸、咖啡酸、肉桂酸、尿素、硫酸亚铁）对甲醇含量的影响。

1.3.3 气相色谱条件

流速：氢气20 mL/min，空气200 mL/min；载气为氮气40 mL/min，分流比20∶1；顶空进样装置温度80℃；柱温80℃，保留30 min。

1.3.4 定量分析方法

横坐标为甲醇质量浓度，纵坐标为甲醇峰面积，建立标准曲线，测定样品中甲醇的峰面积，计算样品中甲醇的含量。

2 结果与分析

2.1 提汁温度对红枣干红甲醇含量的控制

提汁温度对甲醇含量的控制见图1。

图1 提汁温度对甲醇含量的控制

由图1可知，随着提汁温度的升高，红枣干红中甲醇含量呈现先降低后趋于稳定的趋势，当提汁温度高于70℃时，红枣干红中的甲醇显著下降，高温提汁可以降低红枣干红中甲醇含量，试验结果与白凤岐[4]、尹宝颖[11]的研究结果相一致。

天然的红枣原料中含有果胶酶，发酵时果胶酶促进甲酯化的果胶分解，促使甲醇的产生，动物组织中各种酶的最适温度为37～40℃，微生物体内各种酶的最适温度为25～60℃，当温度高于最适温度时，酶会因高温变性而失活，因此当提汁温度高于70℃时，原料中原有的果胶酶失活，在枣酒发酵过程中不能分解果胶，从而阻止了甲醇的生成，进而降低了红枣干红中甲醇的含量。考虑到70℃以后，红枣干红中甲醇含量差别不大，提汁温度越高，耗能越大，经济成本越高，同时温度过高会导致枣汁中营养成分的降低。因此，生产上液态发酵时提汁温度在70℃即可。

2.2 果胶酶处理对红枣干红甲醇含量的控制

Cabaroglu T[12]研究发现，经过果胶酶处理，酿酒过程中产生的甲醇含量明显增高。因此，在红枣发酵前，先添加商业果胶酶，使果胶分解，在发酵前先将其产生的甲醇去除，再进行发酵，可以降低红枣干红中甲醇含量。商业果胶酶制剂是不同种类果胶酶的混合物，不同厂家的果胶酶活力及分解果胶释放的甲醇含量不同。选用5种市面常见的果胶酶，对已提取好的红枣汁进行处理，采用旋转蒸发仪在发酵前将果胶分解产生的甲醇去除。

果胶酶处理对甲醇含量的控制见图2。

图2 果胶酶处理对甲醇含量的控制

由图2可知，经果胶酶处理后的红枣干红甲醇含量都有所降低，且采用法国HC加强型果胶酶处理的红枣汁发酵后干红中甲醇含量最少，说明商品化的果胶酶能够很好地将甲酯化的果胶分解，在发酵前将甲醇去除，可以明显降低红枣干红中甲醇的含量。

2.3 物理电场处理对红枣干红甲醇含量的控制

采用物理电场在发酵之前，将果胶去除，发酵得到的红枣干红甲醇含量为578.23 mg/L，相对于未经处理的红枣干红甲醇含量降低。因此，采用物理电场去除果胶，也可降低红枣干红中甲醇的含量，且该方法成本低、不添加化学成分、无污染，是去除果胶、降低红枣干红甲醇的有效方法。但是，可以看出甲醇含量高于高温提汁和果胶酶处理，可能是由于物理电场对果胶的脱除不彻底导致。

2.4 果胶酶抑制剂对红枣干红甲醇含量的控制

酶抑制剂可以特异性作用于酶的某些基团，降低酶的活性甚至使酶完全丧失活性。因此，添加果胶酶抑制剂可以降低发酵过程中果胶的分解，从而降低甲醇的产生。

果胶酶抑制对甲醇含量的控制见图3。

图3 果胶酶抑制对甲醇含量的控制

由图3可知，添加果胶酶抑制剂后红枣干红甲醇含量都明显降低，说明果胶酶抑制剂可以起到降低红枣干红中甲醇含量的作用。其中，添加尿素对甲醇的控制最好，但其有毒副作用，不适宜添加到食品中。刘晨[13]在不影响发酵的前提下，添加适当含量的果胶甲脂酶抑制剂，抑制果胶的分解，进而达到降低苹果蒸馏酒中甲醇含量的目的。Wu J S等人[14]提取无花果中的果胶酯酶抑制剂，将其加入到杨桃果浆中，检测发现杨桃酒中甲醇含量降低。Hou C Y等人[15]在葡萄酒的发酵过程加入酚酸，结果表明经过各酚酸处理后的发酵液果胶甲氧基未脱去，且甲醇含量降低，与试验结果一致。

3 结论

红枣干红中甲醇含量超标是限制山西省枣酒企业发展的重要因素。结果表明，高温提汁破坏原料中的天然果胶酶、发酵前添加商业果胶酶通过抽滤在发酵前去除甲醇、采用物理电场去除枣汁中的果胶、添加果胶酶抑制剂均可以控制由果胶分解导致的甲醇产生。但是，甘氨酸脱氨脱羧、甘氨酸脱羧亚硝化、酿酒酵母自身生长代谢产生甲醇的控制方法还有待进一步研究。研究控制甲醇的方法，解决枣酒甲醇超标问题，保证枣酒产品质量，对发展红枣深加工产品、提高产品附加值、提升产品竞争力、促进山西省枣酒产业发展、提高枣酒产业经济效益有着重要的意义。