馬超，曾霞，周天，劉杰鳳，范芳，鄧紅梅，馬寧寧，翁健雄

（廣東石油化工學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，廣東茂名 525000）

荔枝酒發(fā)酵工藝的優(yōu)化及風(fēng)味成分的分析研究

馬超，曾霞*，周天，劉杰鳳，范芳，鄧紅梅，馬寧寧，翁健雄

（廣東石油化工學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，廣東茂名 525000）

摘 要：以荔枝為原料，對(duì)荔枝酒發(fā)酵條件及風(fēng)味成分進(jìn)行分析研究。結(jié)果表明，荔枝酒發(fā)酵最佳工藝條件為：發(fā)酵溫度25℃、發(fā)酵時(shí)間8 d、起始pH4.0、接種量18%。隨后采用氣相色譜法對(duì)荔枝酒中的風(fēng)味成分進(jìn)行初步分析發(fā)現(xiàn)，荔枝酒中含有正丙醇、異丁醇、異戊醇3種高級(jí)醇及乙酸乙酯、乙酸異戊酯2種酯，這些有效成分賦予了荔枝酒特有的香醇美味。

關(guān)鍵詞：荔枝酒；發(fā)酵條件；正交；風(fēng)味物質(zhì)；氣相色譜法

荔枝酒是近些年來(lái)所開(kāi)發(fā)的新型健康果酒，種類豐富、營(yíng)養(yǎng)齊全、風(fēng)味獨(dú)特，具有多種營(yíng)養(yǎng)及醫(yī)療保健功能，不僅能美容護(hù)膚、延緩衰老、減脂和防治心腦血管疾病，而且具有滋補(bǔ)，助消化和殺菌作用，消渴利尿等多種功效[1-2]。荔枝酒是以優(yōu)質(zhì)新鮮荔枝為原材料，經(jīng)過(guò)酒香濃郁香醇，含有的氨基酸種類齊全，荔枝酒中的酯類物質(zhì)、醇類物質(zhì)等是酒中香氣成分最重要的組成部分[3-4]。本研究以荔枝為原料，探討荔枝酒的發(fā)酵工藝和風(fēng)味成分的組成，為進(jìn)一步提高荔枝酒品質(zhì)，擴(kuò)大荔枝資源的開(kāi)發(fā)利用及深加工產(chǎn)業(yè)化提供了良好的研究思路，并為荔枝產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 材料與儀器

1.1 材料

荔枝：購(gòu)于茂名市水果市場(chǎng)，新鮮，無(wú)霉變腐爛、無(wú)病蟲(chóng)害。

菌種：釀酒酵母，購(gòu)于廣東省微生物研究所。

1.2 儀器

PHS-3C型酸度計(jì)：上海雷磁儀器廠；LRH-150B生化培養(yǎng)箱：上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；DK-S24型電熱恒溫水浴鍋：上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；HI83540控制酒精含量分析測(cè)定儀：天津市泰斯特儀器有限公司；博迅YXQ-LS-50A立式壓力蒸汽滅菌鍋：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠等。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 工藝流程

2.2 荔枝酒發(fā)酵工藝研究

2.2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

分別以發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間、pH、接種量作為影響因子，以酒精度（酒精含量分析測(cè)定儀）（°）為考察指標(biāo)，進(jìn)行單因素酒精發(fā)酵試驗(yàn)，確定各影響因子對(duì)酒精發(fā)酵的影響。

2.2.2 正交試驗(yàn)

在上述單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以酒精度（°）為考察指標(biāo)，結(jié)合發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間、pH、接種量等影響因子進(jìn)行4因素3水平L9（34）的正交試驗(yàn)。

2.3 荔枝酒風(fēng)味物質(zhì)的測(cè)定研究

2.3.1 樣品的制備及色譜條件

用容量瓶量取20 mL荔枝發(fā)酵酒，同時(shí)用25 mL蒸餾水分次洗滌，將酒液和洗滌液倒入蒸餾瓶，采用水蒸氣蒸餾法蒸餾，收集餾出液至15 mL，然后用容量瓶保存，即為待測(cè)樣品，冷藏備用。

上柱色譜條件[5-6]主要包括如下：柱溫為90℃，進(jìn)樣溫度設(shè)為120℃，檢測(cè)器溫度為125℃。氫氣流速為42 mL/min；氮?dú)饬魉贋?8 mL/min；空氣流速為125 mL/min，分流比為50∶1，進(jìn)樣方式采用不分流方式，進(jìn)樣量為 1 μL。

2.3.2 定性分析

分別進(jìn)樣乙酸乙酯、正丙醇、異丁醇、異戊醇、乙酸異戊酯標(biāo)準(zhǔn)溶液1 μL，測(cè)定保留時(shí)間。再進(jìn)酒樣1 μL，記錄保留時(shí)間。根據(jù)各物質(zhì)保留時(shí)間進(jìn)行定性。平行進(jìn)行4次檢測(cè)。

吸取1 g/L的乙酸乙酯、正丙醇、異丁醇、異戊醇、乙酸異戊酯標(biāo)準(zhǔn)溶液各0.20 mL于10 mL容量瓶中，準(zhǔn)確加入1 g/L的乙酸異丁酯內(nèi)標(biāo)溶液1.0 mL，然后用乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋至刻度，混勻后進(jìn)樣1 μL，記錄各組分的保留時(shí)間和峰面積，并根據(jù)峰面積和添加的內(nèi)標(biāo)量，計(jì)算出各個(gè)組分的相對(duì)質(zhì)量校正因子f值。平行進(jìn)行4次檢測(cè)。

式中：As、Ai分別為內(nèi)標(biāo)物及樣品的峰面積；ws、wi分別為內(nèi)標(biāo)物及樣品的峰面積。

2.3.3 風(fēng)味物質(zhì)含量測(cè)定

取少量待測(cè)酒樣于10mL容量瓶中，準(zhǔn)確加入1g/L的乙酸異丁酯內(nèi)標(biāo)溶液0.2 mL，再用待測(cè)酒樣稀釋至刻度，混勻后，進(jìn)樣1 μL，記錄此時(shí)流出峰的保留時(shí)間和峰面積。平行進(jìn)樣4次檢測(cè)。利用下面公式計(jì)算出酒樣中各物質(zhì)的相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

式中：As、Ai分別為內(nèi)標(biāo)物及樣品的峰面積；ms、mi分別為內(nèi)標(biāo)物及樣品的質(zhì)量；為相對(duì)質(zhì)量校正因子。

3 結(jié)果與分析

3.1 單因素實(shí)驗(yàn)

3.1.1 發(fā)酵溫度對(duì)荔枝酒發(fā)酵的影響

發(fā)酵溫度對(duì)荔枝酒發(fā)酵影響見(jiàn)表1。

表1 發(fā)酵溫度對(duì)荔枝酒發(fā)酵結(jié)果的影響Table 1 Effect of temperature on fermentation of Litchi Wine

從溫度與酒精量的影響表中可以看出，其高峰出現(xiàn)在25℃的位置。如果溫度過(guò)高或過(guò)低都不利于菌種的生長(zhǎng)繁殖，溫度低，菌種的生長(zhǎng)還沒(méi)充分達(dá)到最高點(diǎn)，酒精量也不高；溫度高，菌種由于對(duì)熱敏感，生長(zhǎng)受到抑制，因而也不能產(chǎn)生大量酒精。所以，25℃的生長(zhǎng)繁殖溫度基本符合大多數(shù)菌種所需的正常溫度。

3.1.2 發(fā)酵時(shí)間對(duì)荔枝酒發(fā)酵的影響

發(fā)酵時(shí)間對(duì)荔枝酒發(fā)酵影響結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 發(fā)酵時(shí)間對(duì)荔枝酒發(fā)酵的影響Table 2 Effect of time on fermentation of Litchi Wine

從發(fā)酵時(shí)間與酒精產(chǎn)量的關(guān)系表可以看得出發(fā)酵時(shí)間與酒精產(chǎn)品的關(guān)系，其高峰出現(xiàn)在發(fā)酵時(shí)間為8 d上，發(fā)酵時(shí)間超過(guò)8 d酒精量會(huì)下降，其原因可能是菌種由于過(guò)分繁殖而產(chǎn)生自溶。

3.1.3 不同起始pH對(duì)荔枝酒發(fā)酵的影響

起始pH對(duì)荔枝酒發(fā)酵的影響結(jié)果，見(jiàn)表3。

表3 起始pH對(duì)荔枝酒發(fā)酵結(jié)果的影響Table 3 Effect of initial pH on fermentation of Litchi Wine

從pH與酒精量的關(guān)系可以看出，其高峰出現(xiàn)在pH 4.5的位置。表3中表明，發(fā)酵起始pH在低于或高于pH為4.5時(shí)，其酒精量變化程度較大，對(duì)荔枝酒的發(fā)酵影響較大。

3.1.4 不同接種量對(duì)荔枝酒發(fā)酵的影響

不同接種量對(duì)荔枝酒發(fā)酵影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 接種量對(duì)荔枝酒發(fā)酵結(jié)果的影響Table 4 Effect of inoculation amount on fermentation of Litchi Wine

從接種量與酒精量的關(guān)系可以，其最大值出現(xiàn)在接種量為12%上，但事實(shí)上酒精度變化不大，表明接種量并沒(méi)有在很大程度上影響到荔枝肉發(fā)酵效果。

3.2 正交試驗(yàn)

以酒精度（%）（為考察指標(biāo)，以發(fā)酵溫度（℃）、發(fā)酵時(shí)間（d）、起始pH和接種量（%）為影響因子進(jìn)行了4因素3水平[L9（34））]的正交試驗(yàn)。其結(jié)果如表5。

表5 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 5 Results of orthogonal experiment and analysis

由表5可以看出，以荔枝肉作為原材料發(fā)酵制酒所產(chǎn)出的酒精含量中，由R值的大小可知，各影響因素的順序?yàn)槠鹗紁H（1.03）＞接種量（0.70）＞溫度（0.43）＞時(shí)間（0.17），可得出，起始pH為最重要的影響因素，其次為接種量，接著是溫度和時(shí)間。由極差R可以得出，最佳組合是A2B2C2D2，即溫度是25℃，時(shí)間是8 d，起始pH是4.0，接種量是10%，這就是荔枝肉發(fā)酵制酒的最適發(fā)酵條件。

3.3 荔枝酒風(fēng)味物質(zhì)的分析

3.3.1 主要物質(zhì)的定性

通過(guò)選取多種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)得各種物質(zhì)的色譜保留時(shí)間，其中五種物質(zhì)的色譜保留時(shí)間見(jiàn)表6，隨后通過(guò)測(cè)定荔枝酒樣忠的色譜保留時(shí)間，結(jié)果見(jiàn)表7。

表6 各標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的色譜保留時(shí)間Table 6 Retention time of selective standard substance for GC

表7 酒樣中各物質(zhì)的色譜保留時(shí)間Table 7 Retention time of each substance in Litchi Wine for GC

對(duì)照表6和表7，兩者保留時(shí)間的重合性比較接近，可以得出酒樣中含有與標(biāo)準(zhǔn)溶液中相同的物質(zhì)，即酒樣中流出峰從峰1到峰5所代表物質(zhì)分別有乙酸乙酯、正丙醇、異丁醇、異戊醇、乙酸異戊酯五種物質(zhì)。

3.3.2 各物質(zhì)的含量測(cè)定

通過(guò)對(duì)荔枝酒各物質(zhì)含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表8。

在表8中，從數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差0.000 3和變異系數(shù)1.66%看，該結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確度。因而，酒樣中各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)具有較高準(zhǔn)確度。所測(cè)出的酒樣各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)能夠說(shuō)明由荔枝肉在最適發(fā)酵條件下發(fā)酵出來(lái)的荔枝酒的各物質(zhì)的量。

與荔枝酒的酒香有關(guān)的是乙酸乙酯和乙酸異戊酯，乙酸乙酯具有水果香味，乙酸異戊酯又稱香蕉油，具有令人愉快的香蕉氣味，荔枝酒中有這兩種風(fēng)味物質(zhì)的存在，使得荔枝酒具有濃郁的酒香。而異丁醇和異戊醇呈苦、澀味，含量過(guò)多就會(huì)影響到荔枝酒的口感，但適量則使荔枝酒更有醇厚感。在表8中，乙酸乙酯和乙酸異戊酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比正丙醇、異丁醇和異戊醇要高，對(duì)荔枝酒的影響則比其他三種要大，發(fā)酵制備的荔枝酒也就有了濃郁的酒香。

表8 酒樣中各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 8 Contents of some component of Litchi Wine

4 結(jié)論

本研究通過(guò)對(duì)荔枝酒發(fā)酵的單因素測(cè)定和正交試驗(yàn)，起始pH為影響荔枝酒發(fā)酵最重要的影響因素，其次為接種量，再次為發(fā)酵溫度，發(fā)酵時(shí)間影響最小；荔枝酒發(fā)酵的最適發(fā)酵條件：發(fā)酵時(shí)間為8 d，發(fā)酵溫度為25℃，起始pH為4.0，接種量為10%。

在色譜分析中，本研究通過(guò)定性實(shí)驗(yàn)確定了荔枝發(fā)酵酒中含有乙酸乙酯、正丙醇、異丁醇、異戊醇、乙酸異戊酯這些高級(jí)醇和酯，其中乙酸乙酯和乙酸異戊酯的含量高，而正丙醇、異丁醇和異戊醇的含量則相對(duì)較低[7]。隨后在定性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)從酒樣中各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算分析中可以發(fā)現(xiàn)，乙酸乙酯和乙酸異戊酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)其他三種較高，而乙酸乙酯有水果香味，乙酸異戊酯具有令人愉快的香蕉氣味，正是由于這兩種物質(zhì)的高含量而使得荔枝酒具有濃郁的酒香；同時(shí)，正丙醇、異丁醇和異戊醇由于含量低，不會(huì)給荔枝酒帶來(lái)苦澀的口感，反而有醇厚的口感。

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Studies on Optimization of Fermentation Process and Analysis of Flavor Components for Litchi Wine

MA Chao，ZENG Xia*，ZHOU Tian，LIU Jie-feng，F(xiàn)AN Fang，DENG Hong-mei，MA Ning-ning，WENG Jian-xiong
（Department of Chemistry and Life Sciences，Guangdong University of Petrochemical Industry，Maoming 525000，Guangdong，China）

Abstract：In this paper， fermentation process and flavor components fromlitchiwine were investigated.After adopting single factor experiment and orthogonal test，the results showed that the optimum fermentation process for litchi wine were determined as follows：the optimum fermenting temperature was 25℃，fermenting time was 8 days，initial pH was 4.0 and inoculation amount was 18%.Moreover，by using gas chromatography for measuring flavor components of litchi wine， it was found that there were three kinds of higher alcohols （npropyl alcohol， isobuty alcohol and isoamyl alcohol） and two kinds of esters （ethyl acetate； isoamyl scetate）.It was these effective components that endowed litchi wine with delicious and pure flavor.

Key words：litchiwine；fermentation process；orthogonal； flavor components；gas chromatography

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2013.15.012

廣東石油化工學(xué)院青年創(chuàng)新人才基金項(xiàng)目（No.511001）和廣東省高等學(xué)校“千百十工程”計(jì)劃資助支持

馬超（1980—），男（漢），講師，在讀博士，研究方向：微生物生物技術(shù)及生物工程方面的教學(xué)科研工作。

2012-11-22