蔡明迪，李汴生，*，陳 希，阮 征，王銳軍

（1.華南理工大學(xué)輕工與食品學(xué)院，廣東廣州 510640;2.福建沉缸酒業(yè)有限公司，福建龍巖 364000)

聲變幅桿式超聲處理對黃酒陳化的影響

蔡明迪1，李汴生1，*，陳 希1，阮 征1，王銳軍2

（1.華南理工大學(xué)輕工與食品學(xué)院，廣東廣州 510640;2.福建沉缸酒業(yè)有限公司，福建龍巖 364000)

研究了在50～500W/L功率密度范圍內(nèi)，處理溫度為20～50℃，處理時間為0.50～1.25h的條件下，采用聲變幅桿式超聲波設(shè)備處理對黃酒感官品質(zhì)及理化指標的影響。單因素實驗結(jié)果表明：處理黃酒的最佳功率密度為300W/L，溫度為40℃，處理時間為0.75h。通過總酯、總?cè)⒖偹?、雜醇油、氨基酸態(tài)氮以及揮發(fā)性香氣成分的檢測可發(fā)現(xiàn)，超聲波處理后的酒樣雜醇油類物質(zhì)減少，醛類、酸類以及酯類含量增加，表明超聲波處理可促進醇、醛等物質(zhì)的氧化作用，酯化作用顯著，可有效改善黃酒的口味和香氣。同時，處理后的氨基酸總量有一定增加，表明超聲波處理未對酒中的氨基酸成分造成破壞。

超聲波，黃酒，陳化，感官評價，理化分析

黃酒（Chinese rice wine)是中國特產(chǎn)米酒之一，風(fēng)味獨特，營養(yǎng)豐富，素有“液體蛋糕”之稱，在適宜飲用的同時還常與佐藥使用[1-3]。新釀制的黃酒中的各分子不穩(wěn)定，排列混亂，一般帶有輕微邪雜味，口感粗糙，香味不足，較刺激[4];需經(jīng)一段時間陳化，酒中多種組分發(fā)生氧化、酯化反應(yīng)以及分子的締合，酒質(zhì)才會趨向綿柔醇和，口味協(xié)調(diào)[5]。傳統(tǒng)自然陳化過程緩慢、占地面積大、耗費人力物力多。目前已有多種技術(shù)手段應(yīng)用于酒類陳化過程的研究，Chang[6]采用60Co-γ輻照處理米酒，發(fā)現(xiàn)輻照對于米酒具有加速陳化的效果;Zeng[7]等采用脈沖電場對葡萄酒進行處理，發(fā)現(xiàn)處理后高級醇顯著減少，酯類顯著增加，感官品質(zhì)提高。超聲波是頻率為2×104～107Hz的機械振動波，其作用于化學(xué)反應(yīng)主要基于超聲波的空化現(xiàn)象[8]。目前超聲波在食品工業(yè)中已廣泛應(yīng)用于細胞活化與破碎、酶的活化與變性控制，肉制品加工、冷凍與結(jié)晶、提取、乳化、過濾、干燥等諸多方面[9-12]。近年來，采用超聲波處理酒的研究屢有報道，李卉[13]等對赤霞珠干紅葡萄酒進行超聲處理，發(fā)現(xiàn)處理后酒樣色澤鮮亮，酒體澄清，有令人愉快的整體感覺;Chang[14]分別用20kHz和2.6MHz的超聲波處理米酒，發(fā)現(xiàn)20kHz處理的效果優(yōu)于2.6MHz，表明頻率的選擇對處理效果有一定影響;Chang[15]等還采用20kHz超聲波分別處理米酒和玉米酒，發(fā)現(xiàn)20kHz對于米酒有很好的加速陳化效果，但對于玉米酒效果不顯著。本文主要研究了超聲波處理過程中，功率密度、處理時間及溫度變化對黃酒陳化過程中感官品質(zhì)、理化指標的影響，探討超聲波作用與黃酒陳化效果的關(guān)系。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黃酒 福建沉缸酒業(yè)有限公司所生產(chǎn)的沉缸酒，酒精度14.1%，總糖（以葡萄糖計)263g/L;異戊醇、異丁醇標準溶液、對二甲胺基苯甲醛、甲醛、碳酸氫鈉、碘、亞硫酸氫鈉等 均為市售分析純。

VCX500型超聲波破碎儀 美國Sonic&Materials公司;FE20型酸度計 梅特勒-托利多儀器（上海)有限公司;22PC型分光光度計 上海棱光技術(shù)有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 超聲波處理 采用聲變幅桿式的超聲波破碎儀進行實驗，頻率20kHz，輸出功率0～200W可調(diào)。裝置外接循環(huán)水浴，可在0～90℃范圍控溫，腔體內(nèi)循環(huán)水容積100mL，處理酒樣100mL，處理時聲變幅桿每次浸沒位置和深度保持一致。通過改變功率、時間以及溫度實施不同條件的超聲波處理。功率密度計算為功率同處理酒樣與循環(huán)水容積之和的比。酒樣處理后壓蓋密封，在70℃水浴下殺菌0.5h[16]。對照樣不進行超聲波處理。每種條件做3次平行實驗。

1.2.2 理化檢測

1.2.2.1 總酯 酯類令酒的香氣濃郁、同時使酒味道醇厚，對黃酒的香氣和口味都有重要的影響，測定按《GB/T 10345-2007白酒分析方法》的電位滴定法。

1.2.2.2 雜醇油 酒中的風(fēng)味物質(zhì)，但含量過多會導(dǎo)致苦、澀，辣味增大，酒質(zhì)下降，測定按《GB/T 5009.48-2003蒸餾酒及配制酒衛(wèi)生標準的分析方法》中與對二甲胺基苯甲醛反應(yīng)顯色測定的方法。

1.2.2.3 總?cè)?醛類為黃酒的香氣成分，同時也對黃酒的口感有一定影響，測定按《GB/T 11857-2000》所提供的碘量滴定法測定。

1.2.2.4 總酸及氨基酸態(tài)氮 酸類是黃酒中的呈味物質(zhì)，它與其它呈味物質(zhì)共同組成黃酒特有的芳香;氨基酸態(tài)氮在一定程度上可以反映出酒中氨基酸含量的多少，此外對黃酒中凝聚物的形成，黃酒的外觀及口感都有一定影響，兩者的測定按《GB/T 13662-2008黃酒》所提供的氫氧化鈉滴定的方法測定。

1.2.3 頂空GC/MS檢測 頂空條件：20mL頂空瓶內(nèi)加10mL酒樣和3g NaCl，混勻后在60℃平衡30min;取樣針85℃，傳輸線150℃，加壓時間2min，進樣時間0.02min，拔針0.1min，色譜柱壓25.0Psi.。GC/MS操作條件：色譜柱HP-Innowax聚乙二醇毛細柱，30m× 250μm×0.15μm;柱溫：初始溫度40℃，保持3min，以8℃/min升至200℃;進樣口溫度，220℃，連接線溫度250℃;載氣為高純氦氣，流速1mL/min;采用分流進樣，分流比為10∶1。質(zhì)譜條件：電離方式EI，電子能量70eV，檢測器電壓350V，掃描質(zhì)量范圍33～500amu。

1.2.4 感官分析 按《GB/T 13662-2008黃酒》的感官檢測方法進行感官評價，不同條件處理酒樣用隨機三位數(shù)編號，由5名評價人員對黃酒的色澤、香氣、滋味和風(fēng)格四項，以1～5分進行評價。將不同酒樣每項得分取平均值，再分別乘以各項所占權(quán)重系數(shù)[17]，最后將得數(shù)累加得到該酒樣的感官評價總分。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用Origin 8.0和Excel 2007進行數(shù)據(jù)分析，理化檢測結(jié)果采取均值±標準差形式，本文檢測結(jié)果表中，同一列數(shù)據(jù)上不同字母上標標記表示在p＜0.05水平上進行ANOVA檢驗，差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 超聲波功率密度對黃酒陳化效果的影響

超聲波功率密度對黃酒成分的影響如表1所示，由表1可看出，在50～500W/L范圍內(nèi)，酒中各成分均有顯著變化（p＜0.05)。隨功率密度的增加，雜醇油含量不斷減少，500W/L時含量較對照樣降低了20.0%;總?cè)┖坎粩嗌仙?，最大漲幅38.9%;總酸含量呈不斷增長趨勢，在300W/L時達到最大，增幅為7.7%，產(chǎn)生上述成分變化是因為超聲波空化作用加速了醇和醛的氧化作用，使醇不斷減少，醛增加，同時醛不斷氧化為酸，令酸的量也有一定提升?？傰ズ侩S功率密度的增大有上升趨勢，但含量均低于對照樣，且在50W/L時顯著低于對照樣，其原因可能為超聲波處理會造成酯類的分解，同時低溫致使超聲波對酯化反應(yīng)的促進作用不顯著，導(dǎo)致整體含量降低;隨著功率密度的增加，酯化反應(yīng)增強，總酯含量不斷增加，但仍低于對照樣;在本組實驗中，隨著功率密度的提高，氨基酸態(tài)氮含量有一定增加，分析為超聲波作用使部分蛋白質(zhì)及肽類分解，游離氨基酸含量增加所致。

從感官評價結(jié)果表2得出，不同功率密度處理過的黃酒外觀得分相同，但在香氣、口味、風(fēng)格上均得分較低，部分酒樣還存在一定苦澀味，且總分均不及對照樣，與理化檢測中總酯含量的變化規(guī)律一致。在所選功率密度范圍內(nèi)，300W/L處理的酒樣在香氣、口感和總體風(fēng)格上均為最佳，總分為3.4，是除對照樣外最佳。結(jié)合感官和理化成分變化來看，在所選功率密度范圍中，300W/L是超聲波處理黃酒的最佳水平。

表1 超聲波功率密度對黃酒成分的影響Table 1 Chemical detection of different ultrasonic power density of Chinese rice wine

表2 不同功率密度處理黃酒的感官評價結(jié)果Table 2 Sensory evaluation of different ultrasonic power density of Chinese rice wine

2.2 超聲波處理溫度對黃酒陳化效果的影響

超聲波處理溫度對黃酒成分的影響見表3。由表3可知，不同處理溫度下黃酒中各成分變化顯著（p＜0.05)。隨溫度上升，雜醇油含量先降后升，在40℃達到最低，較對照樣有32.7%的降幅;總?cè)┖涂偹岷枯^對照樣有所增加，最大漲幅分別為24.0%和4.8%，以上變化表明溫度的升高提高了醇和醛的氧化作用;總酯含量在20℃時較對照樣顯著減少，可能是由于超聲波對酯類的破壞以及低溫下酯化反應(yīng)不充分造成的;隨溫度的升高，總酯含量先增后降，在40℃時達到最高，較對照樣增幅為31.4%，且此時雜醇油、總?cè)?、總酸的含量均?0～50℃范圍內(nèi)最低，說明此溫度下酯化作用進行的最為充分。當(dāng)處理溫度高于50℃后，總酯含量顯著下降，其原因推測為一方面是溫度的升高造成酒液表面張力系數(shù)及粘滯系數(shù)下降，空化作用減弱，反應(yīng)速率降低;另一方面是溫度的升高在促進酯化反應(yīng)的同時也加速了其逆反應(yīng)的進行，影響了超聲波的處理效果。氨基酸態(tài)氮的含量隨溫度的升高不斷增加，且變化顯著，原因與不同功率密度下氨基酸態(tài)氮的變化相同。

由表4所示的感官評價結(jié)果可看出，經(jīng)不同溫度處理后黃酒的外觀得分相同，20℃與30℃處理的黃酒感官總分均為3.2，不及對照樣。40℃和50℃處理的酒樣在香氣、口味、風(fēng)格方面得分均高于對照樣，尤其在40℃下，各項得分均最高，總分4.1，為本組最優(yōu)，與理化檢測中40℃下黃酒中總酯含量最高，雜醇油含量最低相一致。

表4 不同溫度處理黃酒的感官評價結(jié)果Table 4 Sensory evaluation of different ultrasonic temperature of Chinese rice wine

綜合感官評價及理化檢測，溫度對酯化反應(yīng)有十分顯著的影響，在20～50℃范圍內(nèi)，40℃處理所得酒樣的陳化效果最好，超過40℃后酒樣感官品質(zhì)下降。

2.3 超聲波處理時間對黃酒陳化效果的影響

由表5顯示的超聲波處理時間對黃酒成分的影響可看出，不同處理時間下黃酒中的總酯、總酸、總?cè)┖桶被釕B(tài)氮含量均變化顯著（p＜0.05)。隨處理時間的延長，雜醇油含量總體有降低的趨勢，且均低于對照樣，在1.25h達到最低，較對照樣減少了16.0%;總酯含量先增后降，在0.75h達到最大值，有34.7%的增幅，1.00h處理酒樣其次，增長了27.1%;處理超過1.00h后總酯含量開始下降，至1.25h時低于對照樣，其原因推測為隨時間的延長，醇類含量下降，使得酯化反應(yīng)的逆反應(yīng)增強，此外時間的增加可能會破壞酒中酯類等成分的結(jié)構(gòu)，致使其含量顯著降低，影響處理效果;總?cè)┖涂偹岬暮侩S處理時間的延長不斷增加，說明醇和醛的氧化作用被加快。氨基酸態(tài)氮含量隨著超聲時間的延長不斷增加，且變化顯著，原因同上。

由表6所示的感官評價結(jié)果可看出，處理時間的不同未造成黃酒外觀的變化;處理0.50h和1.25h的酒樣在口味，風(fēng)格以及總分上均不及對照樣;處理0.75h和1.00h的酒樣所得感官總分均高于對照樣，其中處理0.75h的酒樣在香氣，口味，風(fēng)格方面均為最佳，總分為本組最高的3.8分。

表3 超聲波溫度對黃酒成分的影響Table 3 Chemical detection of different ultrasonic temperature of Chinese rice wine

表5 超聲波處理時間對黃酒成分的影響Table 5 Chemical detection of different ultrasonic time of Chinese rice wine

表7 超聲波處理后黃酒揮發(fā)性香氣成分的變化Table 7 Changes of volatile components in Chinese rice wine processed by ultrasound

表6 不同處理時間所得黃酒的感官評價結(jié)果Table 6 Sensory evaluation of different ultrasonic time of Chinese rice wine

綜合感官及理化檢測結(jié)果，超聲處理時間為0.75h時對黃酒的處理效果最優(yōu)，1.00h處理所得酒樣其次，處理超過1.00h后酒的感官品質(zhì)開始下降。

2.4 超聲波處理對揮發(fā)性香氣成分的影響

將對照樣與40℃下，300W/L超聲波處理0.75h的酒樣，經(jīng)頂空取樣后進GC/MS分析，獲得主要的揮發(fā)性香氣成分相對百分含量（見表7)。

表7顯示了黃酒中十種主要揮發(fā)性香氣成分。對照兩酒樣的揮發(fā)性香氣成分，乙醇相對含量減少了0.04%，以正丙醇、異丁醇和異戊醇為主要組成的雜醇油含量也有一定程度的降低，總量由2.63%減少到2.56%，使得黃酒的香氣刺激性減少;醛類物質(zhì)相對百分含量增加了0.25%，其中乙醛含量增加最為明顯，增長了0.13%;酯類物質(zhì)相對百分含量共增加了0.24%，在檢出的酯類中乙酸乙酯比重最大（＞90%)，增加量也最高，達到0.19%，乳酸乙酯含量其次，增加了0.05%，甲酸乙酯含量未發(fā)生變化。乳酸乙酯、乙酸乙酯均為黃酒的主體香，其含量的增加有利于改善黃酒的香氣。

通過對揮發(fā)性香氣成分的檢測表明，超聲波處理黃酒可促進乙醇、雜醇油等醇類的氧化，同時酯類物質(zhì)有所增加，酯化作用明顯，有利于黃酒香氣成分的改善。

3 結(jié)論

3.1 在50～500W/L范圍內(nèi)，功率密度為300W/L所得的黃酒處理效果最好。

3.2 處理溫度對黃酒的陳化效果影響大，在20～ 50℃范圍內(nèi)，溫度為40℃時，黃酒中雜醇油含量最低，總酯含量最高，黃酒感官品質(zhì)最好。

3.3 在0.50～1.25h處理時間范圍內(nèi)，處理0.75h的黃酒感官品質(zhì)最好，超過1.00h后黃酒的品質(zhì)開始下降。

3.4 經(jīng)超聲波處理后，黃酒的揮發(fā)性香氣成分中雜醇油含量降低，酯類與醛類含量增加，說明超聲波能夠顯著促進酒中各成分的氧化及酯化作用，可有效提高黃酒的風(fēng)味。

3.5 超聲波處理后黃酒中的氨基酸態(tài)氮含量均有一定的顯著增加，可能因為超聲波處理破壞酒中部分蛋白質(zhì)及肽類，致使游離氨基酸含量增加造成，表明超聲波處理并未對酒中氨基酸造成不良影響。

基于本實驗內(nèi)容，更進一步的實驗還需要集中在黃酒中水分子及醇類分子之間，由于氫鍵相互作用產(chǎn)生的締合作用的機理以及對黃酒陳化效果的影響[18]，同時，不同條件超聲波處理過程中總酯含量的變化規(guī)律，溫度對酯化反應(yīng)造成的影響，以及采用超聲波處理后黃酒的回生現(xiàn)象也都是亟待解決的問題。

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Effect of probe ultrasound on the aging process of Chinese rice wine

CAI Ming-di1，LI Bian-sheng1，*，CHEN Xi1，RUAN Zheng1，WANG Rui-jun2
（1.College of Light Industry and Food Engineering，South China University of Technology，Guangzhou 510640，China;2.Chengang Chinese Rice Wine Co.，Ltd.，Longyan 364000，China)

The influence of sensory quality，physical and chemical indicators of Chinese rice wine which processed by ultrasonics in the condition of 50～500 power density，0.50～1.25h processing time and processing temperature in the range of 20～50℃ were analyzed.The results showed that：the effect of aging got the best when the power density was 300W/L，processed under 40℃ for 0.75h.Meanwhile，through the detection of total esters，total aldehydes，total acids，fusel oils，amino acids and volatile aroma components，reduction could be found in fusel oils，at the same time the content of aldehydes，acids and total esters increased.These phenomena proved that ultrasound could improve the oxidation of alcohols，aldehydes and some other substances，and esterification reaction was obvious.It showed that processing by ultrasound could effectively improve the flavor of Chinese rice wine.There was an increase of the total amino acid，meant that ultrasound processing wouldn’t destroy the amino acid in Chinese rice wine.

ultrasound;Chinese rice wine;aging;sensory evaluation;chemical detection

TS262.4

A

1002-0306（2012)07-0063-05

2011－05－18 *通訊聯(lián)系人

蔡明迪（1986-)，男，碩士研究生，研究方向：食品加工與保藏。

國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃)重點項目（2007AA100405)。