发酵条件对桑椹白兰地原料酒杂醇油的影响

李杰民，刘国明，吴翠琼，李昌宝，孙 健

（广西农业科学院农产品加工研究所，广西南宁530007）

发酵条件对桑椹白兰地原料酒杂醇油的影响

李杰民1，刘国明1，吴翠琼1，李昌宝1，孙 健1

（广西农业科学院农产品加工研究所，广西南宁530007）

以桑椹白兰地原料酒发酵过程中杂醇油含量为研究对象和指标，以酵母菌种类别、酵母添加量、发酵温度为影响因素，通过单因素和正交实验探明了发酵条件对杂醇油产量的影响规律。结果表明，酵母菌种类别对发酵酒中杂醇油含量的影响最大，酵母添加量次之，发酵温度最小。

桑椹酒； 白兰地； 杂醇油

桑椹(Mulberry)，又名桑枣、桑果、桑仁、甚子、文武实等，为多年生木本植物桑树所结的聚合型多肉浆果。成熟桑椹果质油润，酸甜适口，以个大、肉厚、色紫红、糖分足者为佳，汁浓似蜜，甜酸清香，营养成分丰富，现已被国家卫生部列为“既是食品又是药品”的“药食同源”农产品之一，与沙棘、悬钩子等同被誉为“第三代水果”[1]。近年来我国农产品加工技术的进步以及人们对健康意识的不断提高，桑椹资源的利用得到了巨大的提升。桑椹果酒作为桑椹资源加工利用的产品，在2008年已跻身国家鼓励类产业项目。

杂醇油是酒精饮料中含有的一类高沸点混合物，包括异戊醇、异丁醇、正丙醇、异丙醇等。在我国卫生标准中，杂醇油通常是指异戊醇及异丁醇[2，3]。适量的杂醇油含量能赋予酒体醇甜绵香的口感，是酒类的风味组成成分之一，但当杂醇油含量超标时会对人体健康及酒体风味带来不利影响：杂醇油在人体内的氧化速度慢于乙醇且在人体内停留时间长，杂醇油含量过高时易造成神经系统充血，产生头痛、头晕等不适症状，还会将邪杂味带入酒体而影响风味[4]。杂醇油的毒性随分子量增大而加剧，假如乙醇对人体的危害程度为1，正丙醇对人体的危害程度则是3.5，异丁醇的危害为8，危害最大的是异戊醇中，为19。正丙醇对人体生理作用与乙醇相似，对黏膜有刺激作用；异丁醇过多则会令酒体口感的苦味增强，对人体的眼、鼻有刺激作用，但毒性不如异戊醇大；异戊醇在杂醇油中含量最高，能令饮用者眼睛、呼吸道受刺激,使人头部充血、眩晕、头疼、恶心、呕吐、腹泻,是造成人醉酒“上头”的主要原因之一[5-9]。

在加入WTO前，我国卫生部门将酒类的杂醇油含量严格限定在2.0 g/L以内，我国名优酒类的杂醇油含量最高不超过800mg/L，但进口洋酒基本都超过了我国的相关标准限定。因此，为了使洋酒更顺畅地进入中国市场，作为加入WTO的条件之一，我国不得不从2006年开始执行的《蒸馏酒及配制酒卫生标准》（GB 2757—1981）修订版中，删除了对酒水中杂醇油限量的部分。但从酒类的一个重要品质指标以及从对人体健康角度考虑，我国一些酒生产厂家仍有较严格的杂醇油限量标准，保持酒类中含有适量的杂醇油仍具有现实意义[10]。

本实验从发酵产品安全角度出发，研究桑椹白兰地原料酒发酵条件对杂醇油含量的影响，以期在为我国桑椹资源高效开发利用的同时，还能为我国发酵产品的安全性提供技术支撑和基础。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂及仪器

桑椹（品种：果大十，含糖量：10.9%），市售；白砂糖，南宁糖业股份有限公司；帝伯仕果酒专用酵母（红）、帝伯仕降酸酵母（蓝），烟台帝伯仕贸易有限公司；LAFFORT系列干酵母F5、F10、F15、F33，法国LAFFORT公司；Lalvin 71B降酸酵母、Lalvin RC212酵母、Lalvin D254酵母、Lalvin EC1118酵母，日照隆堡商贸有限公司。

仪器设备：JA2003型电子天平，上海良平仪器仪表有限公司；BIC-300人工气候箱，上海博讯事业有限公司；PAL-1糖度计，维欣仪奥科技公司；pHS-3C酸度计，上海雷磁仪器厂；HXHX-3电热鼓风干燥箱，苏州恒新烘箱电炉制造设备公司；PGL精密天平，深圳市怡华新电子有限公司；气相色谱仪，FID检测器，TG-35MS色谱柱，安捷伦科技（中国）有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 工艺流程及操作要点

桑椹白兰地原料酒发酵的具体流程如下：

桑椹→清洗→榨汁→调配→灭菌→降温、发酵→换罐、低温沉降→过滤、陈酿→桑椹白兰地原料酒

挑选成熟度高、无压坏碰伤的桑椹，用清水洗净后榨汁。榨汁后的桑椹果汁根据实验设计（发酵初始含糖量为25%，自然pH值）要求调配，再于65℃水浴条件下加热灭菌30min。灭菌后待温度降到35℃时，加入酵母菌发酵并缓慢降温，直至温度降至实验设计值进行恒温发酵。

1.2.2 桑椹白兰地原料酒不同发酵条件对杂醇油含量的影响

1.2.2.1 桑椹白兰地原料酒发酵工艺条件单因素实验

①在发酵温度20℃，酵母添加量为0.01%的条件下（发酵初始含糖量调至25%，自然pH值），分别选取10种酵母菌种进行单因素实验，考察不同酵母菌对桑椹白兰地原料酒中杂醇油含量的影响。

②在酵母采用F5，发酵温度20℃条件下（发酵初始含糖量调至25%，自然pH值），分别选择酵母接种量为0.0050%、0.0075%、0.0100%、0.0125%、0.0150%进行单因素实验，考察不同酵母添加量对桑椹白兰地原料酒中杂醇油含量的影响。

③在酵母采用F5，添加量为0.0100%条件下（发酵初始含糖量调至25%，自然pH值），分别选择发酵温度18℃、20℃、22℃、24℃、26℃进行单因素实验，考察不同发酵温度对桑椹白兰地原料酒中杂醇油含量的影响。

1.2.2.2 桑椹白兰地原料酒发酵正交实验

根据单因素实验结果，挑选3种酵母，以杂醇油含量为指标，进行3因素3水平的正交实验，正交实验因素与水平见表1。

表1 桑椹白兰地原料酒发酵条件优化正交实验因素与水平

1.2.3 杂醇油测定方法

升温程序：40℃保持3m in，再以5℃/min升温至70℃，后以20℃/m in升温至220℃，保持1min。检测器温度为300℃，进样口温度为250℃，进样量为1μL，分流比为19∶1。根据保留时间定性，外标法定量，平行测定3次。

2 结果与分析

2.1 桑椹白兰地原料酒发酵工艺条件单因素实验

2.1.1 不同酵母对桑椹白兰地原料酒中杂醇油含量的影响（图1）

图1 不同酵母对桑椹白兰地原料酒中杂醇油含量的影响

由图1可知，不同的酵母发酵性能不同，发酵过程中所产生的杂醇油含量也不同：总体来看，随着发酵时间的延长，所有酵母发酵体系中产生的杂醇油含量都呈逐渐上升的趋势。当发酵4 d后，Lalvin 71B降酸酵母、Lalvin RC212酵母发酵体系中所产生的杂醇油含量都达到了最大值，之后随着发酵时间的延长而逐渐降低；当发酵7 d后，Lalvin EC1118酵母发酵体系中所产的杂醇油含量最大，F5、F15、F10发酵体系中所产的杂醇油含量相对较小，因此选取酵母F5、F10、F15进行正交实验。

2.1.2 不同酵母添加量对桑椹白兰地原料酒中杂醇油含量的影响（图2）

图2 不同酵母添加量对桑椹白兰地原料酒中杂醇油含量的影响

由图2可知，总体来看，不同的酵母添加量，发酵过程中所产生的杂醇油含量不同：随着发酵时间的延长，不同酵母添加量发酵体系中产生的杂醇油含量都呈逐渐上升并最终趋于平衡，且添加量越大，发酵体系中所产的杂醇油含量就越少，研究结果与黄进等[11]研究结果一致，与王宓等[12]研究结果相反。当发酵7 d后，添加量为0.0150%、0.0125%、0.100%发酵体系中所产的杂醇油含量相对较小，因此，分别选取酵母添加量为0.100%、0.0125%、0.0150%进行正交实验。

2.1.3 不同发酵温度对桑椹白兰地原料酒中杂醇油含量的影响（图3）

图3 不同发酵温度对桑椹白兰地原料酒中杂醇油含量的影响

由图3可知，总体来看，不同的发酵温度对发酵体系中所产的杂醇油含量影响不同：随着发酵时间的延长，酵母在不同发酵温度发酵体系中产生的杂醇油含量都呈逐渐上升后下降的趋势，且发酵温度越高时，发酵体系中所产的杂醇油含量就越快达到峰值。当发酵7 d后，发酵温度为18℃、20℃、22℃发酵体系中所产的杂醇油含量相对较少，因此设定发酵温度为18℃、20℃、22℃进行正交实验。

2.2 桑椹白兰地原料酒发酵条件正交实验

在经过不同酵母发酵产杂醇油性能单因素实验后，挑取出3种酵母，以酵母种类、酵母接种量、发酵温度为评价因素，以杂醇油含量为指标进行3因素3水平正交实验，结果见表2，方差分析结果见表3。

表2 桑椹白兰地原料酒发酵条件正交实验结果与分析

由表2可知，4个因素的极差关系为RA＞RB＞RC＞RD，空白列的极差最小，说明偶然误差较小，实验结果较可靠。可以看出，酵母种类是影响桑椹白兰地原料酒中杂醇油含量的主要因素，酵母添加量次之，发酵温度影响最小。A3B3C1为最佳组合，即酵母为F15，添加量为0.0150%，发酵温度为18℃。在此条件下重复实验3次，所得桑椹白兰地原料酒中杂醇油含量为177.9mg/L。

表3 正交实验结果方差分析

由表3可知，酵母种类对桑椹白兰地原料酒中杂醇油含量的影响最大，达到显著程度；酵母添加量、发酵温度对桑椹白兰地原料酒中杂醇油含量的影响程度未达到显著程度。

3 结论

以杂醇油含量为考察指标，通过对10种不同酵母发酵桑椹白兰地原料酒的实验，挑选出3种产杂醇油含量相对较低的酵母：F5、F10、F15。在此基础上，进行3因素3水平的正交实验。实验结果表明：采用酵母F15，添加量为0.0150%，在18℃条件下进行发酵所得到的桑椹白兰地原料酒中杂醇油含量最低，为177.9mg/L。

食品是人们生活中赖以生存、不可替代的基础，但就现阶段我国食品质量安全状况而言，在原料、生产、贮存等方面都存在一定问题，大大降低了食品质量的安全性[13]。近年来不断暴露的食品安全问题，使得百姓大众将食品“聚焦在了显微镜下”，食品安全问题被提到前所未有的重视高度。

酒作为中国几千年来的传统发酵产品，一直有着重要的地位以及稳定的消费市场。但同时，酒的发酵过程极其复杂，包含着大量的微生物菌群，如不控制好发酵过程可导致发酵产品存在大量安全风险[14-15]。

本研究通过研究果酒发酵过程存在安全隐患的杂醇油含量问题，找到调控杂醇油含量高低的影响因素及方法，为进一步更好地开发利用桑椹资源以及提高发酵产品安全性提供技术支撑。研究结果表明，酵母菌种的发酵特性对发酵酒中杂醇油含量有着显著的影响。发酵菌种的筛选以及优化，将是解决未来发酵食品安全问题以及提高产品质量的重要手段和方向。

[1] 李杰民,李昌宝,李丽,等.桑果酒酿造酵母的筛选[J].南方农业学报,2014,45(2)：291-294.

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Effectsof Fermentation Conditionson FuselOilContent in M ulberry Brandy

LIJiem in,LIUGuom ing,WU Cuiqiong,LIChangbao,and SUN Jian
(Institute of Agricultural Products Processing,GuangxiAcademy of Agricultural Science,Nanning,Guangxi530007,China)

In this study,the effects of fermentation conditions on fusel oil content inmulberry brandy were investigated through single factor test and orthogonal experimentsw ith yeast species,yeast adding level and fermenting temperature as the influencing factors.The results suggested that the influencing factors ranked in decreasing sequence as yeast species,yeast adding level,and fermenting temperature.(Trans.by YUEYang)

mulberry;brandy;fuseloil

TS262.38；TS261.4；TS261.7

A

1001-9286（2016）12-0079-04

10.13746/j.njkj.2016305

广西农业科学院科技发展基金自选项目（桂农科2015JZ76）；广西农业科学院科技基本业务费团队项目（2015YT86）。

2016-10-14

李杰民（1983-），男，高级工程师，硕士，研究方向为农产品加工，E-mail：247953447@qq.com。

孙健（1978-），男，研究员，博士，研究方向为农产品贮藏与加工，E-mail：jiansun@gxaas.net。

优先数字出版时间：2016-11-21；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20161121.1615.002.htm l。