桑葚汁釀造酒、醋的主要成分變化研究

陸 燕，曾 霞，曹建平

（廣東石油化工學(xué)院，廣東茂名525000）

桑葚組分復(fù)雜，含有人體必需的各種營養(yǎng)成分，既是食品又是藥品，據(jù)《中華人民共和國藥典》，桑葚可以滋陰補血，生津潤燥，可用于肝腎陰虛，眩暈耳鳴，心悸失眠，須發(fā)早白，津傷口渴，內(nèi)熱消渴，腸燥便秘[1]。因此桑葚被用于開發(fā)各種飲料、保健品、護膚品等，已有一系列產(chǎn)品問世。

桑葚酒作為產(chǎn)品之一，是以桑葚汁作為原料，酒精發(fā)酵轉(zhuǎn)化為酒精，與傳統(tǒng)白酒相比，桑葚酒酒精度低，符合人們的消費理念，深受消費者的喜愛，又解決了桑葚采摘期短、不耐儲藏等問題[2]。而且，桑葚酒保留了桑葚的部分特征成分，因此保留了桑葚的功效，經(jīng)發(fā)酵后增加的一些組分又加強了其功效或賦予了它新的功效，如酚類物質(zhì)的增加使桑葚酒的抗氧化能力得到了提高[3]。在泰國、中國等亞洲國家桑葚酒的消費量逐年增加[4]。

桑葚醋是以桑葚汁作為原料，經(jīng)酒精發(fā)酵成桑葚酒，然后經(jīng)醋酸發(fā)酵而成，它不僅是一種調(diào)味料，桑葚的特征成分和菌種的發(fā)酵轉(zhuǎn)化作用，也使其具有一定的保健功能[5]。目前，對于桑葚的抗氧化性能、桑葚酒和桑葚醋的發(fā)酵工藝和揮發(fā)性成分研究得較為充分，本文主要針對桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋中的有機酸、游離脂肪酸和揮發(fā)性成分進行系統(tǒng)的分析，分析其在發(fā)酵過程中的轉(zhuǎn)化，從而為發(fā)酵工藝的優(yōu)化提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 原料

桑葚由茂名市蠶業(yè)技術(shù)推廣中心提供，新鮮桑葚運回實驗室立即處理。

1.2 菌種

釀酒酵母和醋酸菌滬釀1號分別用于酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵。釀酒酵母用葡萄汁活化。醋酸菌滬釀1號活化培養(yǎng)基：1%葡萄糖,1%CaCO3，pH 5.5；活化條件：30 ℃，36 h。

1.3 試劑及主要儀器

己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、十四酸、十五酸(色譜標(biāo)準(zhǔn)，上海國藥)；軟脂酸、硬脂酸、十九酸、二十四烷酸(色譜標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)luka)；十七烷酸(色譜標(biāo)準(zhǔn)，Sigma)；乙酸、草酸、酒石酸、丙酮酸、蘋果酸、2-酮戊二酸、乳酸、檸檬酸、富馬酸、琥珀酸(色譜標(biāo)準(zhǔn)，上海國藥)。

高效液相色譜儀(LC20A，配有紫外檢測器，日本島津公司)；色譜柱：Thermo C18反相柱(4.6×205 mm，5 μm)；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GCMSQPZ100 plus，日 本 島 津)；氣 相 色 譜 儀 (Agilent 7890B，美國Agilent)。

1.4 發(fā)酵過程

將桑葚鮮果榨汁，用無菌紗布過濾，加入適量偏重亞硫酸鉀和果膠酶，待果汁澄清后，調(diào)節(jié)可溶性固形物含量(TSS)至14.5°Bx，用檸檬酸調(diào)pH值至4，接入活化的釀酒酵母，23℃發(fā)酵7 d，得到桑葚酒。再將TSS和pH值分別調(diào)至18°Bx和3.5，接入活化的醋酸菌滬釀1號，30℃進行醋酸發(fā)酵10 d，得到桑葚醋。分別分析桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋。

1.5 有機酸測定

參照文獻[6]進行：樣品用C18固相萃取柱進行萃取，HPLC測定；采用外標(biāo)法進行計算定量。

1.6 游離脂肪酸測定

參照文獻[7]：以十七烷酸作為內(nèi)標(biāo)，用正己烷-二氯甲烷(2∶1)作為溶劑萃取，有機相進行甲酯化，結(jié)合GC-MS定性分析結(jié)果，GC測定后采用外標(biāo)法結(jié)合內(nèi)標(biāo)法對樣品進行定量分析，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線進行相應(yīng)脂肪酸的含量計算。

1.7 香氣成分測定

用SPME結(jié)合GC-MS進行分析，采用峰面積歸一化法進行定量。

樣品預(yù)處理參照文獻[8]進行。

GC條件為：色譜柱：Rtx＠-Wax(30 m×0.25 mm×0.25 μm，美國 Restek)；柱溫38 ℃；進樣口溫度：250℃；進樣方式：無分流；氦氣流速：1.00 mL/min；程序升溫：38℃保持2 min，以3℃/min的速率升至140℃，再以10℃/min升至250℃，保持3 min。

MS條件：離子源：EI；電子能量：70 eV；離子源溫度：230℃；接口溫度：250℃；延遲出峰時間：0.9 min；結(jié)束時間為50 min；掃描方式：scan；掃描范圍：m/z 5～600。

2 結(jié)果與討論

2.1 有機酸的變化

采用HPLC對桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋中有機酸進行分析，結(jié)果如表1所示。有機酸是桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋的重要組成成分，影響它們的口感[9]。此桑葚汁醋酸含量最高，經(jīng)酒精發(fā)酵后有所下降，醋酸發(fā)酵后達15.85 g/L；其次是乳酸、檸檬酸，酒精發(fā)酵過程酵母又轉(zhuǎn)化生成了一定量的乳酸和檸檬酸，桑葚酒中以醋酸、乳酸和檸檬酸為主，醋酸主要來源于桑葚汁，而乳酸和檸檬酸部分來自于酵母的代謝；桑葚醋中主要是醋酸和檸檬酸，沒有檢出草酸，醋酸主要來自于乙醇氧化。

2.2 游離脂肪酸的變化

脂肪酸在生物體內(nèi)有著重要的生理調(diào)節(jié)功能，是一類非常重要的營養(yǎng)物質(zhì)[10]。按照文獻[7]的方法，測得游離脂肪酸含量，因此與文獻[11]不同，未檢出亞麻酸和亞油酸，說明亞麻酸和亞油酸可能是以脂類形式存在的；在桑葚汁中軟脂酸(C16∶0)含量最高，其次是8,11-十八碳二烯酸(C18∶2)、油酸(C18∶1)、硬脂酸(C18∶0)、豆蔻酸(C14∶0)、7-十六烯酸(C16∶1)、癸酸(C10∶0)，經(jīng)乙醇發(fā)酵后，偶數(shù)鏈飽和脂肪酸除了軟脂酸和二十二烷酸含量有所下降，其他都稍有上升；烯酸中8,11-十八碳二烯酸含量有大幅下降外(下降70.34%)，其他烯酸變化幅度較小。醋酸發(fā)酵過程中，大部分脂肪酸含量有所下降，但總量跟桑葚汁相比變化不大（表2）。這些微量的脂肪酸在桑葚汁、桑葚酒、桑葚醋中一定程度上調(diào)節(jié)著口感，并且有利于人體健康[12]。

表1 桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋中有機酸組成 (g/L)

2.3 香氣成分的變化

桑葚酒和桑葚醋的香氣主要來自于原料的果香和發(fā)酵過程微生物的轉(zhuǎn)化作用，用SPME和GC/MS對桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋的香氣成分進行測定，經(jīng)NIST 05數(shù)據(jù)庫檢索并對各組分進行計算，得到各香氣成分的相對含量，見表3—表8。桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋共檢出144種香氣成分，主要有酯類、醇類、酸類、烯烴類、酮類、醛類、萜類及其衍生物和其他如烷烴、苯酚等。桑葚汁中含量較高的為乳酸乙酯(6.38%)、己酸乙酯(5.28%)、己醇(30.86%)、苯乙醇(5.31%)、β-月桂烯(3.26%)、β-芳樟醇(3.68%)和L-萜品醇(8.36%)。而經(jīng)酵母發(fā)酵后，桑葚酒中乙酸異戊酯、乳酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯等酯類物質(zhì)明顯上升，這些物質(zhì)給酒帶來令人愉悅的水果酯香和酒香，這與文獻[13]中所述一致，水果酒精飲料中酯類主要為乙酯、異戊酯；保留了一部分萜類物質(zhì)，讓酒帶有桑葚特有的香味。醋酸發(fā)酵后，乙酸異戊酯和乙酸己酯含量仍在上升，乙酸苯乙酯大幅上升，琥珀酸二乙酯也有所提高，己醇有所下降，苯乙醇保留在一個相當(dāng)高的水平，這些物質(zhì)賦予桑葚醋特有的果香；酸類物質(zhì)種類和含量稍微有所增加，萜類物質(zhì)從酒中的7.95%變?yōu)?.62%，基本還是由原料中保留下來的，其他還有一些烷烴、苯酚類的物質(zhì)。

表2 桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋中游離脂肪酸組成 (μg/mL)

表3 桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋的酯類成分 （%）

表4 桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋的醇類成分 （%）

表5 桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋的酸類成分 (%)

通過比較，桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋的香氣成分有明顯的差異，桑葚汁的成分最復(fù)雜，共檢出78種香氣成分，尤其是萜類物質(zhì)，有20種，經(jīng)乙醇發(fā)酵后萜類物質(zhì)僅檢出7種，醋酸發(fā)酵后酯類和醇類種類都減少了一些，既保留了桑葚的特征成分，又具有醋的香氣。

表6 桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋的烯烴類、酮類和醛類成分 （%）

表7 桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋的萜類物質(zhì)及其衍生物 （%）

表8 桑葚汁、桑葚酒和桑葚醋的其他成分 （%）

3 結(jié)語

對桑葚汁發(fā)酵產(chǎn)桑葚酒、桑葚醋過程中的有機酸、游離脂肪酸和香氣成分進行分析，桑葚汁賦予了桑葚酒、桑葚醋獨特的成分和風(fēng)味，酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵過程中產(chǎn)生了一些化合物，也保留了桑葚汁中原有的一些特征化合物，這些物質(zhì)賦予了桑葚酒和桑葚醋獨特的風(fēng)味。桑葚酒酒體豐滿，果香、酒香濃郁，桑葚醋酸而不澀。