酿造工艺对杏酒中醇醛物质的影响研究

曾 田，严红光，段明松

（1.宜宾五粮液集团公司，四川宜宾644007； 2.凯里学院大健康学院，贵州凯里556001）

果酒中的醇醛类物质组成丰富，主要包括乙醇、乙醛、乙缩醛、杂醇油、甲醇，以及构成酒体发酵香气特征的几十种挥发性醇醛类物质[1]。有研究表明：乙醇、乙醛、乙缩醛、杂醇油、甲醇对醉酒特征具有影响[2-3]。这些复杂的有机分子可能增强了人体宿醉现象的发生，如甲醇被代谢转化成有显著毒性的甲醛和甲酸，因此又称为醉酒协同物质[4]。醉酒协同物质是区别于乙醇的一类微量化学物质，是在发酵、陈酿过程中产生（如来源于橡木片、葡萄皮、谷物）或者添加进入[1]，其中一些物质含量高时是有毒害作用的。

杏果酒是以我国特产杏果实为原料酿造而成的果酒，果实以有机酸、维生素等[5]为特征性代谢产物。相关研究表明，果酒酿造过程中，果实原料、酿造工艺对酒体中醇醛类物质，如甲醇、乙醛、乙缩醛、杂醇油等醉酒协同物质组成有影响[6-12]，但是杏果酒中尚未有相关研究报道。本文研究了不同产地、成熟度、果实部位、酿造工艺、后处理工艺对杏果酒中醇醛类物质的影响，有利于企业研发出饮后醉酒度低的杏果酒。

1 材料与方法

1.1 试验材料

麦黄杏和金太阳杏分别购于山东菏泽和莱州。根据果皮颜色将成熟度分为完全成熟（深黄色）和接近成熟（黄绿相间）两个成熟度。果实经削皮和去核处理后，分为果皮、果肉和果核3个部分。

1.2 试验设备和试剂

1.2.1 主要试验设备

Agilent GC7890(Agilent Technologies)气相色谱串联质谱，Shimadzu-UV-1601分光光度计，DK8D型电热恒温水槽，Millipore超纯水系统(Millipore,Bedford,MA，美国)，XW-80A漩涡混匀器，PHS-3C型PH计，鼓风干燥箱，梅特勒万分之一电子天平，12000 r/min湘仪高速冷冻离心机，超声波清洗器，电炉，圆底烧瓶，量筒，精密酒精计。

1.2.2 主要试验试剂

法国K1活性干酵母。果胶酶BE XXL由诺维信公司赠送。食用酒精为国家标准一级品。NaOH、NaHCO3均为分析纯，购于西陇化学试剂厂。乙醇、甲醇、正丙醇、正丁醇、异丁醇、异戊醇、乙醛、乙缩醛标准品购自Sigma公司。

1.3 甲醇、杂醇油、乙醛、乙缩醛指标检测条件

样品预处理：准确移取1 mL样酒，0.22 μm滤膜过滤后，待GC-MS自动上样。利用标准品进行定性定量分析。

气相色谱条件：AT白酒专用柱(18 m×0.53 mm)；进样口温度220℃。不分流进样，载气为He，流量为1 mL/min。程序升温：起始温度45℃，保持5 min，以4℃/min升至 180℃，保持3 min，接着再以10℃/min升至250℃，保持5 min。质谱条件：质谱接口温度为280℃，离子源温度为230℃，电离方式为电子轰击(EI)，电子能量70 eV，扫描质量范围为40～500 amu。

1.4 酒样制备

sy-1完全成熟麦黄杏全果酒精浸泡4个月；sy-2完全成熟麦黄杏全果加糖发酵后陈酿4个月；sy-3完全成熟麦黄杏果肉部分加糖后发酵再陈酿4个月；sy-4完全成熟麦黄杏果实皮、果肉部分加糖再发酵后陈酿4个月；sy-5完全成熟麦黄杏果皮酒精浸泡4个月；sy-6完全成熟麦黄杏果核酒精浸泡4个月；sy-7接近成熟麦黄杏全果加糖后发酵再陈酿4个月；sy-8完全成熟金太阳杏果肉部分加糖后发酵再陈酿4个月；sy-9完全成熟金太阳杏果核酒精浸泡4个月；sy-10完全成熟金太阳杏果皮酒精浸泡4个月；sy-11接近成熟金太阳杏果肉部分加糖发酵再陈酿4个月；sy-12接近成熟金太阳杏果核酒精浸泡4个月；sy-13接近成熟金太阳杏果皮酒精浸泡4个月。

两种酿造工艺：一种是采用食用酒精浸泡4个月至酒精度为25%vol；另一种为接种酵母菌发酵，方法见图1，参考Yan[13]方法并改变。

图1 发酵型杏果酒酿造工艺

1.5 实验设计

品种对醇醛物质影响：组1（sy-5与sy-10），组2（sy-6与sy-9），组3（sy-3与sy-8），每组原料品种不同，但酿造工艺、酿造用果实部位、成熟度相同。

果实成熟度对醇醛物质影响：组4（sy-2与sy-7），组5（sy-9与sy-11），每组对照酒原料品种、酿造工艺、酿造用果实部分相同，但是成熟度不相同。

果实部位对醇醛物质影响：组6（sy-1，sy-5和sy-6），组 7（sy-2，sy-3和sy-4），组 8（sy-9 与 sy-10），组9（sy-12与sy-13），每组对照酒果实品种、酿造工艺、成熟度相同，但是酿造用果实部位不相同。

酿造工艺对醇醛物质影响：组10（sy-1，sy-2），组内两种酒酿造工艺不同，但是原料品种、酿造用果实部位、成熟度相同。

果酒后处理工艺对醇醛物质影响：包括真空旋转蒸发、膜处理两种方法。由于sy-8杏果酒不含正丁醇，为了考察后处理工艺对果酒中可能存在的醇醛物质处理效果，向sy-8杏果酒添加260 mg/L的正丁醇。在55℃，转速30 r/min，真空80 Pa条件下，对添加260 mg/L正丁醇的sy-8号果酒真空旋转蒸发1 h，分别收集蒸馏残液和馏出液，进行GCMS检测。超滤和纳滤处理膜为聚醚砜PES膜，截留分子量分别为1500和150。分别取滤出液用于GC-MS检测。

2 结果与分析

2.1 酿造工艺对杂醇油影响

表1给出了不同酿造工艺条件下试验酒中4种杂醇油物质的含量。

品种的影响：由表1可知，组1和组3各自4种杂醇油含量差异较小，但是sy-10正丙醇和sy-9正丁醇含量较高。试验结果说明，金太阳杏和麦黄杏品种对酒体4种杂醇油含量整体影响较小，但是金太阳杏果核浸泡酒中正丁醇含量、果皮浸泡酒中正丙醇含量、果肉部分酒精发酵后异戊醇含量均高于麦黄杏。这可能是由于金太阳杏果实各部位内含物质的差异导致。

成熟度的影响：组4中完全成熟的sy-2比接近成熟的sy-7所酿杏酒中正丙醇、异丁醇含量较低，而正丁醇均未检测到，异戊醇含量较高。组5中完全成熟的sy-8比接近成熟的sy-11所酿杏酒中正丙醇、异丁醇含量较低，而正丁醇均未检测到，异戊醇含量较高。试验结果表明：果实成熟度增加提高了发酵酒中异戊醇含量，减少了正丙醇、异丁醇含量。这可能是因为成熟度的增加，导致氨基酸含量上升，酒精发酵过程中代谢产生的异戊醇增加。

果实部位的影响：组6中采用果核浸泡（sy-6）比全果（sy-1）或果皮（sy-5）浸泡果酒4种杂醇油含量差异均不显著，3种酒含量显著低于发酵酒也说明杂醇油的形成与酵母菌酒精发酵密切相关。组7中sy-2、sy-3和sy-4采用不同果实部分进行酒精发酵后，sy-3果肉部分发酵的酒中所含4种杂醇油含量较sy-2和sy-4大。组8中sy-9果核浸泡酒正丁醇含量高于果皮浸泡酒，但正丙醇含量较低。组9中sy-12果核浸泡酒正丁醇含量高于果皮浸泡酒，但正丙醇含量较低。试验结果发现，sy-3发酵醪中果肉比例高，氨基酸等含氮物质含量较sy-2和sy-4酒高，相对应代谢产生的4种杂醇油含量较高。据研究认为，发酵醪中含氮物质比例过低或者过高都会增加发酵后酒体中杂醇油含量[7-8]。试验需要进一步测定不同发酵醪氮源物质总量和组成，筛选适宜的含氮量并最终实现减少杂醇油含量。

表1 试验杏酒中杂醇油物质含量 (mg/L)

酒精发酵的影响：组10中采用酒精浸泡工艺的sy-1杏酒正丙醇、异丁醇、异戊醇含量显著少于sy-2。这说明杂醇油主要是在发酵过程中酵母菌新陈代谢产生的。且代谢产物以异戊醇、异丁醇、正丙醇为主，正丁醇几乎不产生。试验结果说明，优化发酵工艺控制是调控酒体杂醇油含量的重要工艺环节。酒体中杂醇油含量与发酵醪氮源组成和含量、酵母菌种、发酵条件密切相关。

2.2 酿造工艺对乙醇、甲醇、乙醛、乙缩醛影响

表2为不同酿造工艺条件下试验酒中乙醇、甲醇、乙醛、乙缩醛物质含量。

品种的影响：组1中sy-3和sy-8采用酒精发酵酿造工艺，金太阳杏果肉部分发酵较麦黄杏果肉部分发酵获得的果酒甲醇含量少，而乙醇、乙醛差异不显著，且不产生乙缩醛。组2中sy-5和sy-10是完全成熟杏果皮部分酒精浸泡酒。两种酒中的乙醇、甲醇、乙醛、乙缩醛含量差异不显著。组3中sy-6和sy-9是完全成熟杏果核部分酒精浸泡酒。其产生的乙醇、甲醇、乙缩醛含量差异小，但麦黄杏果核浸泡酒乙醛含量高于金太阳杏。这可能和原料中乙醛含量及动态吸附平衡有关。品种对杏果酒甲醇含量影响不显著，没有产生乙缩醛可能是因为新酿酒尚未经过陈酿。

成熟度的影响：组4中sy-2和sy-7两种发酵酒酒精度、乙缩醛含量差异小，但是完全成熟的sy-2含有较高的乙醛和甲醇。组5中sy-8和sy-11两种发酵酒酒精度、乙缩醛含量差异小，但是完全成熟的sy-8含有较高的乙醛和甲醇含量。研究结果表明，随着杏果实成熟度的增加，可以被酵母菌代谢产生甲醇的果胶等物质迅速增加，在生产上需要选择适宜的成熟度用于酿酒。

果实部位的影响：组6中sy-1、sy-5和sy-6 3种发酵酒的酒精度、乙缩醛含量差异不显著，但sy-1全果浸泡酒的甲醇含量和乙醛含量稍高。组7中sy-2、sy-3和sy-4发酵酒中的乙醇、乙醛含量差异不显著，所有试验样酒均未产生乙缩醛。

组8中sy-9和sy-10两种浸泡杏酒中甲醇、乙缩醛差异不显著，但sy-9乙醛含量少于sy-10。组9中sy-12和sy-13两种浸泡杏酒中甲醇、乙缩醛差异小，但是杏果皮中含有较核多的乙醛。乙醛除了发酵过程中产生，也是杏果实香气的一个组成成分，果皮中含量高于果核。

酒精发酵的影响：组10中sy-1和sy-2两种工艺酿造的杏酒均不含有乙缩醛，但是发酵型杏酒较浸泡型有较大的乙醛含量。可能因为发酵过程中酵母本身具有代谢产生乙醛的能力[10，12]。选育优良的发酵菌种，优化发酵条件是降低发酵过程中乙醛含量的方法[11]。组10中sy-1和sy-2两种工艺酿造的杏酒中，发酵型杏酒较浸泡型有较低的甲醇含量。这可能是因为浸泡型果酒中的甲醇由浸泡用酒精携带进入酒体而导致的。

2.3 后处理工艺对酒体醇醛物质影响

表3为添加正丁醇的sy-8杏果酒经过低温真空旋转蒸发处理后7种醇、醛类物质含量的影响。真空旋转蒸发处理可以将正丁醇等高沸点物质从原来的酒体中分离出来。下一步将继续优化旋转蒸发条件，以期对杏果酒中醇醛类物质获得相对更好的分离效果。

表2 试验酒中乙醇、甲醇、乙醛、乙缩醛含量

表3为调整正丁醇含量后的SY-8号果酒经超滤纳滤膜处理后7种醇、醛类物质含量的影响。超滤条件为膜透过分子量为1000，纳滤膜透过分子量为150。超滤滤出液较原液有富集浓缩的效果，因此超滤滤出液中除了乙缩醛外均较原酒对应物质浓度上升。经过分子量为150纳滤膜处理后，除了乙缩醛外均较纳滤滤出液有显著的下降，截留效果良好。

表3 真空旋转蒸发和超滤纳滤后处理工艺对杏果酒醇、醛物质含量影响 (mg/L)

3 结论

金太阳杏果肉部分酒精发酵后甲醇和异戊醇含量、果核浸泡酒中正丁醇含量、果皮浸泡酒中正丙醇含量均高于麦黄杏。果实成熟度增加，提高了发酵酒中异戊醇、甲醇、乙醛含量，减少正丙醇、异丁醇含量。杏果肉部分酒精发酵后异戊醇、正丙醇、异丁醇含量较其他果实部位高，而对甲醇、乙醛含量影响均不显著。酵母菌酒精发酵过程导致正丙醇、异丁醇、异戊醇、乙醛、甲醇含量增加。150分子量纳滤处理可有效减少7种醇醛物质含量。本研究有助于改进杏果酒酿造工艺水平。