富硒葡萄酒发酵过程中硒的迁移转化研究

陈剑侠

(福建省测试技术研究所 350003)

富硒葡萄酒发酵过程中硒的迁移转化研究

陈剑侠

(福建省测试技术研究所 350003)

利用天然富硒葡萄发酵生产富硒葡萄酒，结果表明：富硒葡萄经7个月发酵，葡萄酒中硒含量约为27 μg/kg，葡萄中约13%的硒迁移至酒中；3种不同发酵方式对发酵过程中的硒含量有一定影响，但最终葡萄酒的硒含量基本一致。

葡萄；葡萄酒；发酵；硒；迁移

Abstract: A kind of natural selenium-rich containing grape was used to produce selenium-enriched wine, the results showed that after 7-month fermentation of the selenium-rich containing grapes, the content of selenium in grape wine was about 27 mu g/kg, and about 13% selenium in the grapes were migrated to wine. Three different fermentation methods had some influence on selenium content in fermentation process, but the final content of selenium in wine was basically consistent.

Keywords: Grapes; wine; fermentation; selenium; migration

硒元素从20世纪70年代起被视为人体必需微量元素以来，陆续发现其对人体健康有着重要意义，具有提高免疫力，增强抗癌能力，预防和协助治疗心脏病、心血管疾病、糖尿病、呼吸道疾病等功能，作为谷胱甘肽过氧化酶的活性物质参与体内脂质抗氧化过程，可预防器官衰老[1]。世界卫生组织推荐的膳食安全日硒摄入量为50～400 μg，中国营养学会推荐的膳食安全日硒摄入量为60～200 μg，而目前我国成人日硒摄入量只有26.36 μg，严重不足。在人体补硒途径中食物补硒是最安全经济的途径。而天然种养殖的富硒农产品补硒安全性优于通过食品添加剂作为补硒来源。随着对硒的保健作用认识的深入，研究和种植富硒农产品的热潮也在兴起，如利用富硒土壤或施用富硒肥料以种植出富含有机硒的功能性农产品[2]。2013年福建省明溪县南山研农生态农业基地葡萄种植园通过喷施富硒叶面肥种植出富含有机硒的葡萄，硒含量最高可达233 μg /kg[3]。为了进一步提高富硒葡萄的经济价值和延长富硒葡萄的商品储藏期，有效利用富硒葡萄中的硒资源，由鲜食富硒葡萄酿制葡萄酒，使富硒葡萄中的硒迁移转化为酒中的硒，从而生产出天然富硒葡萄酒。本文以研农富硒葡萄为酿酒原料，研究富硒葡萄在自发酵、酵母发酵、酵母加一定量的糖发酵过程中，其硒元素在酒液和酒渣中随时间、糖度等变化的迁移转化动态。并提出提高酒中硒转化率的建议。

1 材料与方法

1.1原料

2016年按照前期课题制定的种植规范，在福建明溪县研农生态农业有限公司南山基地种植富硒葡萄[4]，树种为夏黑提子，树龄为5年，2016年3月萌芽，生长期间按照种植规范要求喷施富硒叶面肥， 2016年8月成熟，成熟期鲜果用于葡萄酒发酵。

葡萄酒果酒专用酵母(安琪酵母股份有限公司)、果胶酶(拉曼德果胶酶)、白糖(市售)、焦亚硫酸钠(食品级)。

1.2实验仪器

发酵罐、糖度仪(WYT-4型手持糖量计，泉州光学仪器厂)、pH计(pHS-3C型酸度计，上海雷磁仪器厂)、原子荧光分光光度计(海光 AFS-9700双道原子荧光光度计)。

1.3发酵方法

2016年8月采摘成熟的富硒葡萄检测其总硒和总糖含量。另取葡萄6份，每份5 kg,分为1～6罐，其中1、2号罐为自发酵，3、4号罐为加果胶酶、酵母发酵，5、6号罐为加果胶酶、酵母和糖发酵。其中单号罐为取样罐，按试验设定的时间取样，双号罐仅在装罐前和发酵结束后取样测定。

1.4发酵工艺

成熟葡萄选收→除梗→微破碎→装罐→接种→发酵→终止发酵→分离倒灌→澄清→储存→装罐。葡萄选收：果粒整齐，色泽艳丽，无霉变，成熟度好，含糖量不低于150 g/kg；除梗：手工摘除，去梗率80%以上；微破碎：破皮，汁液流出即可；测定：初始原料总酸、总糖及硒含量；灌装：80%容量；接种：1、2号罐加入焦亚硫酸钠1 g，3、4号罐加入焦亚硫酸钠1 g+果胶酶0.1 g+果酒酵母1 g，5、6号罐加入白砂糖140 g+焦亚硫酸钠1 g+果胶酶0.1 g+果酒酵母1 g；发酵：封罐，21～25℃发酵8～10 d，每天观察发酵状况并记录，前期每天搅拌1次，后期不用搅拌。

1.5样本抽取

按照发酵工艺进程，在发酵初期每8 h取样1次，中期12 h取样1次，后期24 h取样1次，测定其糖度、总酸和硒含量，并以糖度下降到稳定值为发酵终点。每次取样先观察罐内发酵状况，搅拌混匀发酵罐的内容物，用吸管吸取50 mL左右的溶液存于样品瓶中，同时夹取50 g的皮渣存于样品瓶中，混匀。编号后在冰箱中冷冻储存，至终止发酵为止。

1.6检测方法和质量控制

以上原料、过程发酵液、皮渣及成品酒中硒含量的测定均参照《GB 5009.93-2003 食品安全国家标准 食品中硒含量的测定》[5]进行，全程空白，所有样本平行双样，每批次带标准质控样品进行质控，以确保检测结果的可靠性。抽其中一个发酵液样本分别称取10次进行消解测定，计算测定方法的精密度。

1.7样品消解及仪器条件

消解方法：称取2 g左右固体样品、20 g左右液体样品，低温挥发尽样品中的酒精，然后加硝酸10 mL、高氯酸2 mL，静置过夜，于电热板上加盖消化至溶液清亮，期间如果溶液变黑，加入少许硝酸继续消解，直至溶液清亮，开盖赶硝酸，至高氯酸冒出浓重白烟，取下放冷，加入盐酸2 mL、超纯水10 mL，加盖加热40 min，使样液中的六价硒还原为可被测定的四价硒后，定容至10 mL试管中，待测。所用试剂均为优级纯，水为超纯水。

硒标准溶液：1000 mg/L,GSB G 62029-90(3401)国家钢铁材料测试中心钢铁研究院。

标准曲线浓度2 μg/L、5 μg/L、10 μg/L、20 μg/L、40 μg/L、80 μg/L，要求每次测定相关系数>0.999。

海光AFS-9700双道原子荧光光度计，灯电流60 mA，负高压260 V，载气300 mL/min,屏蔽气800 mL/min，峰面积读数，读数时间25 s。

2 结果与分析

2.1富硒葡萄酒发酵前后的硒含量

原料葡萄采摘后经清洗、沥干水分、人工破碎后，测定其中全果和汁液中硒含量。发酵终液为发酵结束后分离出的酒液和皮渣，分别测定。供测成品酒为发酵结束过滤装瓶并陈化7个月后的葡萄酒，由表1可见，富硒葡萄全果硒含量较高，为218 μg/kg，汁液硒含量为25 μg/kg。 富硒葡萄经7个月的发酵，葡萄酒中硒含量约27 μg/kg。经计算，葡萄酒中硒的量占原料的13%，即约13%的硒在发酵过程中迁移至酒中，这个数据和原料葡萄破碎后汁液中硒的量相当。表明在葡萄酿制过程中葡萄汁液中的硒基本上全部迁移至酒中，而果肉渣和皮中的硒依然保留在其中。推测葡萄酒中硒的迁移方式是葡萄汁液中可溶于水的小分子有机硒转移至酒中，而果肉中大分子结合态的有机硒则无法迁移。

发酵终液经虹吸纱布过滤，存于5℃的冷藏环境下静置陈化7个月后测定其硒含量，成品酒硒含量比发酵终液平均增加20%左右。推测可能是由于发酵终液经纱布过滤后有一些细微的果肉留在酒液中，经过后发酵陈化过程，果肉中的大分子有机硒逐渐分解成小分子硒，进而分解为游离态硒溶于酒液中，使得后发酵后的成品酒的硒含量显著增加。

表1 富硒葡萄酒发酵前后的硒含量 (单位： μg/kg)

2.2不同发酵方式葡萄酒硒含量的动态变化

由图1可知，3种发酵方式葡萄酒中硒含量变化趋势一致，在发酵前2 d，硒含量呈下降趋势，随后硒含量增加并基本保持稳定。自发酵过程中硒含量较高，酵母加糖发酵次之，酵母发酵硒含量最低。说明不同发酵方式对葡萄酒中硒的含量有一定影响，但发酵到一定时间，硒含量基本保持稳定，说明葡萄酒中硒的迁移已基本结束。

图1 3种发酵方式硒含量动态变化

2.3不同发酵方式酒精度与硒含量动态变化

由图2、图3、图4可见，3种发酵方式糖度变化趋势一致，均随发酵时间的延长而下降，但下降的速度和时间不同，其中：自发酵方式初期(前5 d)糖度下降较慢，随后糖度迅速下降，发酵8 d左右糖度基本稳定，发酵完成后酒精度较低；而酵母发酵以及酵母加糖发酵在发酵初期糖度迅速降低，发酵4 d后糖度基本稳定，发酵完成后酵母加糖方式的酒精度最高。与糖度的变化幅度相比，3种发酵方式的硒含量相对稳定。说明葡萄酒发酵过程中糖度变化对硒含量没有影响。

图2 自发酵方式硒含量与糖度动态变化

图3 酵母发酵方式硒含量与糖度动态变化

图4 酵母加糖发酵方式硒含量和糖度动态变化

3 小结

富硒葡萄全果硒含量较高，为218 μg/kg，汁液为25 μg/kg。 富硒葡萄经7个月的发酵，葡萄酒中硒含量约为27 μg/kg。依据陕西省安康市地方标准《DB6124.01-2010 富硒食品硒含量分类标准》[6]的要求：硒含量10～50 μg/kg可达到富硒葡萄酒的标准，本研究的发酵葡萄酒为富硒葡萄酒。

建议改善加工工艺，在破碎环节尽量使果肉破碎完全，可以采用均浆等手段使果肉尽可能多地溶入葡萄汁液，以便提高葡萄酒中硒的含量。葡萄残渣中硒含量较高，可以对残渣进行综合利用，开发成饲料或者肥料等产品，以有效利用天然有机硒资源。

[1]吴茂江.硒与人体健康[J].微量元素与健康研究,2007,24(1):63-64.

[2]陈彦霖,范艳丽.硒的生物学功能及富硒食品的研究进展[J].河北农业科学,2008,12(9):99-100.

[3]陈剑侠.富硒葡萄中硒限量标准的研究[J].福建分析测试,2013,22(4):31-33.

[4]陈剑侠.葡萄叶片和果实对硒的吸收利用和累积特性[J].江苏农业科学,2013,41(7):154-156.

[5]中华人民共和国卫生部.GB 5009.93-2003 食品安全国家标准 食品中硒含量的测定[S].2003.

[6]安康市质量技术监督局.DB6124.01-2010 富硒食品硒含量分类标准[S].2010.

(责任编辑：刘新永)

Studyonseleniummigrationandtransformationinselenium-enrichedwinefermentation

CHEN Jian-xia

(FujianTestingTechnologyInstitute,FujianProvince350003)

2017-06-11

陈剑侠，女，1971年生，高级工程师。

福建省科技计划项目——省属公益类科研院所基本科研专项(2014R1007-1)。

10.13651/j.cnki.fjnykj.2017.06.002