孫藝，郭營(yíng)營(yíng)，張軍

桑葚酒釀造工藝優(yōu)化及風(fēng)味物質(zhì)變化研究

孫藝，郭營(yíng)營(yíng)，張軍通信作者

（天津農(nóng)學(xué)院 食品科學(xué)與生物工程學(xué)院，天津 300392）

為驗(yàn)證優(yōu)化釀造工藝對(duì)提高桑葚酒風(fēng)味物質(zhì)的有效性，本試驗(yàn)探究了改變發(fā)酵方式、發(fā)酵溫度、果膠酶種類(lèi)以及皮渣分離時(shí)間對(duì)酒體香氣成分、多酚、色度及抗氧化活性的影響。結(jié)果表明： 使用GC果膠酶在16～20 ℃下進(jìn)行果漿發(fā)酵，皮渣分離時(shí)間3～5 d時(shí)，桑葚酒的品質(zhì)最佳。氣質(zhì)分析結(jié)果表明，16 ℃果漿發(fā)酵的桑葚酒中，香氣物質(zhì)共檢測(cè)出120余種，醇類(lèi)和酯類(lèi)的比例接近29∶38。桑葚酒香氣成分豐富、果香濃郁而復(fù)雜。電子鼻試驗(yàn)結(jié)果表明，16 ℃果漿發(fā)酵的桑葚酒與20 ℃和24 ℃發(fā)酵的桑葚酒香氣風(fēng)味區(qū)分明顯。20 ℃與24 ℃發(fā)酵的桑葚酒香氣風(fēng)味特征差異性很小。

桑葚酒；工藝優(yōu)化；色素；香氣成分

桑葚是一種皮薄多汁的漿果，紅桑葚具有顏色鮮艷，入口酸甜等特點(diǎn)。紅桑葚中具有豐富的活性蛋白、維生素、胡蘿卜素、花青素、白藜蘆醇等物質(zhì)[1-6]。將易腐爛變質(zhì)的桑葚釀成桑葚酒可以提高桑葚的附加價(jià)值。據(jù)相關(guān)報(bào)道，桑葚酒中的花青素含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他有色果酒[7]。近年來(lái)，對(duì)桑葚酒研究逐漸成為果酒中的熱點(diǎn)。

在桑葚酒發(fā)酵過(guò)程中，皮渣分離過(guò)早會(huì)使桑葚果皮中的色素難以滲透到桑葚汁中，過(guò)晚分離會(huì)使桑葚酒因?yàn)楣ぷ陨淼碾s菌導(dǎo)致?lián)]發(fā)酸過(guò)多，降低桑葚酒的品質(zhì)[7-10]。選擇合適的發(fā)酵溫度、皮渣分離時(shí)間以及合適的果膠酶種類(lèi)，不僅能保留桑葚獨(dú)有的果香味，還能提高桑葚酒的顏色與口感[11-12]。此外，桑葚酒在發(fā)酵過(guò)程中，不僅色素種類(lèi)及含量發(fā)生變化，而且香氣成分也發(fā)生變化。劉書(shū)晶等[13]對(duì)桑葚酒中色素物質(zhì)進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，桑葚酒中的花色苷物質(zhì)豐富，發(fā)酵過(guò)程中色素含量大幅度減少，發(fā)酵結(jié)束后色素含量趨于穩(wěn)定，研究表明這與發(fā)酵酒液中花色苷等呈色物質(zhì)的消長(zhǎng)規(guī)律有關(guān)[14]。楊芳等[15]對(duì)發(fā)酵結(jié)束后桑葚酒的香氣研究發(fā)現(xiàn)，隨著陳釀時(shí)間的延長(zhǎng)，醇類(lèi)和酯類(lèi)物質(zhì)的相對(duì)含量相對(duì)減少。

本研究采用不同桑葚酒發(fā)酵工藝，結(jié)合理化指標(biāo)分析，并利用固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)分析發(fā)酵前后桑葚香氣的變化情況，找出最佳發(fā)酵條件，為桑葚酒的加工提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

桑葚由天津市薊縣農(nóng)莊提供；白砂糖（上海市糖業(yè)煙酒有限公司）；SY酵母菌（安琪酵母股份有限公司）；HE果膠酶（法國(guó)拉氟德有限公司）；GC果膠酶（河南萬(wàn)邦實(shí)業(yè)有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

Thermo ScientificTM ISQ LT質(zhì)譜儀，配備Thermo ScientificTM TriPlusTM RSH自動(dòng)進(jìn)樣器及Thermo ScientificTM TRACETM 1310氣相色譜儀；Thermo ScientificTM Trace- GOLD TG-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）毛細(xì)管色譜柱；75 μm CAR/PDMS固相微萃取頭；722可見(jiàn)分光光度計(jì)（上海欣茂儀器有限公司）；雷磁pHS-25pH計(jì)（上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司）；電子天平，精確度為0.000 1 g（天津天馬衡基有限公司）。

1.3 儀器方法

固相微萃取方法：取4 mL果酒樣品于頂空瓶中，加入1.5 g氯化鈉，55 ℃平衡10 min，然后55 ℃萃取20 min，在進(jìn)樣口解析3 min。每次檢測(cè)樣品，萃取頭均需270 ℃老化10 min，以防止樣品間交叉污染[16]。

色譜條件：Thermo ScientificTM Trace- GOLD TG-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；柱流量： 1 mL/min，分流比1∶1，分流流量30 mL/min；尾吹：25 mL/min；色譜柱升溫程序：40 ℃保持5 min，以4 ℃/min升至120 ℃保持2 min，以7 ℃/min升至240 ℃保持5 min。

質(zhì)譜條件：EI電離源，電子能量70 eV，離子源溫度230 ℃，溶劑延遲時(shí)間2.5 min，全掃描模式，質(zhì)量掃描范圍 33～350 amu[17]。

1.4 桑葚酒中多酚含量的檢測(cè)方法

使用福林-肖卡試液，以沒(méi)食子酸作為標(biāo)準(zhǔn)品，參照SN/T4675—2016測(cè)多酚的標(biāo)準(zhǔn)方法繪制沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)[18-19]（如圖1）。將桑葚酒用 pH＝4.0的磷酸緩沖液稀釋10倍并檢測(cè)其吸光度，通過(guò)沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)得到桑葚酒中的多酚含量。

圖1 沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)

1.5 自由基清除能力測(cè)定

用95%的乙醇溶解50 mg的DPPH，將溶解后的DPPH溶液利用分光光度計(jì)，在520 nm下進(jìn)行吸光度檢測(cè)[18]。用pH＝4.2的磷酸緩沖溶液將桑葚酒稀釋20倍，取600 μL稀釋后的樣品加2 mL DPPH溶液，充分混勻后，在暗室中靜置30 min。利用可見(jiàn)分光光度計(jì)，在 520 nm測(cè)定吸光度，所測(cè)吸光度值為[19]。按公式（1）計(jì)算清除率。

自由基清除率/%＝（-0）/A×100…（1）

其中，0——DPPH溶液吸光度，——桑葚酒吸光度。

1.6 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行錄入和整理，使用SPSS 24.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵方式對(duì)桑葚酒品質(zhì)的影響

以殘?zhí)橇?、酸度、色度、多酚含量、自由基清除率作為指?biāo)，將清汁發(fā)酵、冷浸漬后發(fā)酵、果漿直接發(fā)酵后的酒樣以及桑葚汁進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如表1所示。

表1 3種形式發(fā)酵的桑葚酒指標(biāo)

樣品殘?zhí)橇? g·L-1酸度/g·L-1色度多酚含量/ mg·mL-1自由基清除率/%酒精度φ/% 桑葚汁210.08.610.92.367.6- 冷浸漬桑葚酒 1.99.110.42.477.211.7 果漿發(fā)酵桑葚酒 2.38.316.13.278.211.7 清汁發(fā)酵桑葚酒 2.18.713.62.286.911.6

從表1可知，3種發(fā)酵方式釀造的桑葚酒在自由基清除率指標(biāo)上，清汁發(fā)酵＞果漿發(fā)酵＞冷浸漬發(fā)酵；在多酚含量上，果漿發(fā)酵＞冷浸漬發(fā)酵＞清汁發(fā)酵；酸度上，冷浸漬發(fā)酵＞清汁發(fā)酵＞果漿發(fā)酵。

冷浸漬桑葚酒的酸度較高，可能是由于冷浸漬過(guò)程引起了桑葚的提前發(fā)酵，導(dǎo)致桑葚酒的酸度偏高。發(fā)酵前增加冷浸漬處理，對(duì)桑葚酒的香氣有著良好的促進(jìn)作用，冷浸漬處理過(guò)的桑葚酒香氣新鮮感更好[20]。但是如果桑葚果漿發(fā)酵前冷浸漬處理溫度、時(shí)間和方式不當(dāng)，會(huì)有自然發(fā)酵和雜菌污染的風(fēng)險(xiǎn)；清汁發(fā)酵法出酒率低，并且前期榨汁過(guò)程難以控制溫度，有氧化和雜菌污染的風(fēng)險(xiǎn)。綜合考慮，后面的試驗(yàn)不進(jìn)行前浸漬處理，選用果漿發(fā)酵法進(jìn)行。

2.2 不同發(fā)酵溫度對(duì)桑葚酒的影響

2.2.1 不同溫度下桑葚酒的發(fā)酵過(guò)程

向桑葚果漿中添加SY酵母菌（0.2 g/L）、亞硫酸（80 mg/L，以SO2計(jì)）、GC果膠酶（0.02 g/L）進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵溫度分別為16、20、24 ℃，發(fā)酵曲線(xiàn)如圖2所示。

圖2 不同溫度下桑葚酒發(fā)酵曲線(xiàn)

由圖2可知，發(fā)酵前4 d，桑葚果漿在20 ℃和24 ℃下發(fā)酵速度較快，糖分快速轉(zhuǎn)化成酒精和CO2，16 ℃發(fā)酵下發(fā)酵速度較慢；5 d后發(fā)酵速度趨于穩(wěn)定，3種發(fā)酵溫度下的發(fā)酵速度基本相似；發(fā)酵進(jìn)行到7 d以后，進(jìn)入發(fā)酵后期，發(fā)酵微弱，發(fā)酵速度緩慢；9 d后，20 ℃和24 ℃下發(fā)酵的桑葚酒基本發(fā)酵結(jié)束，16 ℃下釀造桑葚酒發(fā)酵周期會(huì)有所延長(zhǎng)。

2.2.2 不同發(fā)酵溫度下桑葚酒指標(biāo)比較

發(fā)酵結(jié)束后，對(duì)桑葚果酒進(jìn)行色度、自由基清除率及多酚含量檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同發(fā)酵溫度下桑葚酒的指標(biāo)

溫度/℃色度自由基清除率/%多酚含量/ mg·mL-1 1612.674.42.91 2016.086.93.21 2415.870.52.25

如表2所示，隨著設(shè)定的發(fā)酵溫度升高，桑葚酒的色度增高，因?yàn)闇囟雀呒涌炝松］毓ぶ猩匚镔|(zhì)的浸出。色度、自由基清除率及多酚含量在20 ℃發(fā)酵釀造的酒中最高。

2.3 果膠酶對(duì)桑葚酒發(fā)酵的影響

使用桑葚果漿進(jìn)行發(fā)酵，分別加入HE果膠酶、GC果膠酶以及不使用果膠酶進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，發(fā)酵結(jié)束后各項(xiàng)理化指標(biāo)如表3所示。

表3 添加不同果膠酶的桑葚酒理化指標(biāo)

樣品殘?zhí)橇? g·L-1酸度/ g·L-1自由基清除率/%色度多酚含量/ mg·mL-1酒精度φ/ % 不加果膠酶2.411.367.212.12.911.5 HE果膠酶2.310.471.114.13.211.7 GC果膠酶2.310.376.315.03.311.7

果膠酶處理對(duì)桑葚酒的糖含量影響不顯著，酸度略低于沒(méi)加果膠酶的桑葚酒。果膠酶處理可一定程度上提高桑葚酒的自由基清除率、色度和多酚含量。添加果膠酶在增加桑葚果漿出汁率的同時(shí)也降低了桑葚汁的黏度，有利于色素的溶出，因此桑葚酒釀造過(guò)程中加入果膠酶有助于提高酒體色度。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，GC果膠酶的綜合性能優(yōu)于HE果膠酶。

2.4 皮渣分離時(shí)間對(duì)桑葚酒的影響

桑葚皮渣過(guò)早分離，桑葚果皮里的色素得不到充分浸漬，使桑葚酒中花青素含量減少，色度降低；如果分離時(shí)間過(guò)遲，會(huì)導(dǎo)致桑葚果皮上雜菌繁殖，增加酒中揮發(fā)酸含量，影響桑葚酒質(zhì)量。因此，需要優(yōu)化皮渣分離時(shí)間，得到最佳釀酒工藝。

發(fā)酵溫度控制在20℃，分別選擇發(fā)酵3、5和7 d進(jìn)行皮渣分離，分離后酒液繼續(xù)控溫發(fā)酵。結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 不同皮渣分離時(shí)間桑葚酒指標(biāo)對(duì)比表

皮渣分離時(shí)間/ d色度多酚含量/ mg·mL-1自由基清除率/% 發(fā)酵3 d68.62.365.7 發(fā)酵5 d72.62.969.0 發(fā)酵7 d70.23.062.1

從表4中可知，在20 ℃發(fā)酵溫度下，桑葚皮渣在發(fā)酵5 d后分離，桑葚酒中色度及自由基清除率最高，酚類(lèi)物質(zhì)含量與發(fā)酵7 d后進(jìn)行皮渣分離的酒樣差別不明顯。

通過(guò)感官品評(píng)，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵3 d后分離皮渣，果香較清新愉悅，但口感略平淡；7 d后分離皮渣，果香濃郁復(fù)雜，但口感略為粗糙，有苦澀感；發(fā)酵5 d后分離皮渣，釀的酒香氣口感最為協(xié)調(diào)、平衡，并具有復(fù)雜感。

2.5 發(fā)酵前后桑葚酒的香氣變化

通過(guò)固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)，對(duì)桑葚汁和不同溫度下發(fā)酵釀造的桑葚酒進(jìn)行風(fēng)味物質(zhì)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析如圖3。

圖3 桑葚汁和不同溫度發(fā)酵桑葚酒的成分變化圖

由圖3可以看出，桑葚果酒中主要香氣物質(zhì)是酸類(lèi)、醇類(lèi)、酯類(lèi)物質(zhì)，它們形成了桑葚酒的香氣主體。而酮類(lèi)、酚類(lèi)、烷類(lèi)則增加了桑葚酒的復(fù)雜性[21-24]。

桑葚汁中共檢測(cè)出香氣成分53種，這53種香氣物質(zhì)是桑葚酒在釀造初期含有的香氣。其中含量最高的是醇類(lèi)，占53.19 %，醇類(lèi)中異戊醇占比最高，具有果香和淡淡青草枝葉氣息；酯類(lèi)物質(zhì)中含量最高的是乳酸乙酯，乳酸乙酯是果酒中典型的香氣物質(zhì)之一[23]。

16 ℃下發(fā)酵釀造的桑葚酒中，共檢測(cè)出香氣種類(lèi)120種，其中醇類(lèi)占28.71%，酯類(lèi)占38.03%，酸類(lèi)占5.66%，酮類(lèi)占9.04%，烷類(lèi)占10.99%。與桑葚汁中的53種香氣成分相比，發(fā)酵后的桑葚酒中香氣成分的種類(lèi)數(shù)量大大增加，增加的這些香氣成分屬于發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的“發(fā)酵香”[24]。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，桑葚酒中香氣的種類(lèi)、數(shù)量以及香氣各個(gè)成分的比例均發(fā)生變化，其中最明顯的變化是醇類(lèi)和酯類(lèi)。醇類(lèi)物質(zhì)在桑葚酒中所占的比例減少，酯類(lèi)和酸類(lèi)物質(zhì)所占的比例增加。其中主要是異戊醇減少了11.94%，酯類(lèi)物質(zhì)增加了9.23%；酸類(lèi)占比增加了5.06%。

24 ℃下發(fā)酵釀造的桑葚酒中，僅檢測(cè)出香氣物質(zhì)50種，其中總醇含量占61.4%，總酯含量占7.16%。16 ℃低溫發(fā)酵桑葚酒的香氣中，醇類(lèi)和酯類(lèi)的比例為29∶38，桑葚酒的香氣比較細(xì)致協(xié)調(diào)復(fù)雜，而24 ℃下發(fā)酵的桑葚酒，醇類(lèi)物質(zhì)和酯類(lèi)物質(zhì)的比例為61∶7，桑葚酒香氣比較粗糙。因此低溫發(fā)酵有利于桑葚酒香氣的細(xì)致感和復(fù)雜性。

2.6 電子鼻檢測(cè)

對(duì)20 ℃下發(fā)酵桑葚酒樣（1）、24 ℃發(fā)酵桑葚酒樣（2）和16 ℃發(fā)酵桑葚酒樣（3），使用電子鼻檢測(cè)，每個(gè)樣品進(jìn)行3次重復(fù)進(jìn)樣。分析結(jié)果如圖4。

圖4 主成分分析圖

對(duì)于兩維圖譜而言，樣品在橫坐標(biāo)上的距離越大，說(shuō)明它們的差異越大[19-20]。由圖4可知，3個(gè)檢測(cè)樣品的識(shí)別指數(shù)為86。20 ℃發(fā)酵的桑葚酒和24 ℃發(fā)酵的桑葚酒，在電子鼻主成分分析圖上的距離較近，說(shuō)明它們的香氣風(fēng)味特征差異性很小。16 ℃發(fā)酵的桑葚酒，在主成分分析圖上與前兩個(gè)酒樣相距較遠(yuǎn)，說(shuō)明16 ℃發(fā)酵桑葚酒的香氣特征與20 ℃和24 ℃發(fā)酵的桑葚酒的香氣特征差別較大，風(fēng)味特征差異明顯。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)發(fā)酵方式、發(fā)酵溫度、果膠酶使用以及皮渣分離時(shí)間等工藝進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)，得到使用GC果膠酶，低溫發(fā)酵，在第5天進(jìn)行皮渣分離的桑葚酒綜合評(píng)分最高。通過(guò)固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用檢測(cè)，16 ℃發(fā)酵的桑葚酒中，香氣物質(zhì)共檢測(cè)出120余種，醇類(lèi)和酯類(lèi)的比例接近29∶38，香氣比較協(xié)調(diào)。20 ℃釀造的桑葚酒在色度、自由基清除率、多酚含量的指標(biāo)上表現(xiàn)良好。16～20 ℃下進(jìn)行發(fā)酵、皮渣分離時(shí)間3～5 d時(shí)，桑葚酒的品質(zhì)最佳。因此，低溫發(fā)酵有利于豐富桑葚酒香氣種類(lèi)、改善桑葚酒的風(fēng)味，對(duì)控制桑葚酒的質(zhì)量穩(wěn)定性具有一定的意義。

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Study on optimization of mulberry brewing technology and change of flavoring substances

Sun Yi, Guo Yingying, Zhang JunCorresponding Author

（College of Food Science and Bioengineering, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300392, China）

In order to verify the effectiveness of optimal brewing technology in improving the flavor of mulberry wine, this experiment investigated the effects of changing fermentation method, fermentation temperature, pectinase type and separation time of peel residue on aroma composition, polyphenols, chroma and antioxidant activity of mulberry wine. The results were as follows: the best quality of mulberry wine was obtained when GC pectinase fermented fruit pulp at 16-20 ℃and the separation time of skin residue was 3-5 days. The results of temperament analysis showed that more than 120 kinds of aroma substances were detected in the fermented mulberry wine at 16 ℃, and the proportion of alcohol and ester was close to 29∶38. The mulberry wine is rich in aroma components with rich and complex fruit aroma. The results of electronic nose experiments showed that the aroma and flavor of mulberry wine fermented at 16 ℃, 20 ℃and 24 ℃were significantly different. The aroma and flavor characteristics of fermented mulberry wine at 20 ℃and 24 ℃showed little difference.

mulberry wine; process optimization; pigment; aroma components

1008-5394（2022）02-0048-05

10.19640/j.cnki.jtau.2022.02.010

TS262.7

A

2020-12-21

天津市特支計(jì)劃青年拔尖人才項(xiàng)目資助（TJTZJHQNBJRC-1-19）

孫藝（1993—），女，碩士，研究方向：食品與生物工程。E-mail：sunyi12340@outlook.com。

張軍（1980—），男，高級(jí)工程師（正高），博士，主要從事現(xiàn)代釀造技術(shù)及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面研究。E-mail：zjaiwa@163.com。

責(zé)任編輯：楊霞