红枣(Ziziphus jujuba Mill.)为鼠李科枣属植物的成熟果实,形态为落叶灌木或杜鹃花果实,果实为椭圆形核果[1],原产于中国,作为新疆最重要的特色林果之一,具有悠久的栽培历史。目前,红枣酒占果酒市场的比例为12%～15%,而中国红枣酒所占比例却不足1%,与庞大的红枣产量不成正比[2]。红枣酒中主要存在的问题就是甲醇含量过高,甲醇是易挥发具酒精味的强麻醉性无色液体,对人体有剧烈毒性,是饮用酒中的有害成分和限制成分。甲醇在人体内代谢迟缓[3],其氧化产物与细胞色素氧化酶中的铁结合而阻碍细胞内氧化过程与糖的有氧分解,使体内乳酸和有机酸累积导致酸中毒[4]。甲醇作为饮用酒中的一种副产物[5],其主要源自酿酒原料(谷物、薯类、水果、乳类等)里的果胶[6]。果胶物质是一种多糖聚合物,酿酒原料在蒸煮等预处理、发酵过程中,果胶在热、酸、碱或果胶酶作用下分解产生甲醇[7]。酿酒原料中果胶含量与酒中甲醇含量具有一定正比关系,通常麦麸、薯类、谷壳和苦荞壳等物质中果胶含量偏高[8]。
关于酒中甲醇的含量,我国有明确的规定,在白葡萄酒中甲醇含量不高于250 mg/L;在红葡萄酒中甲醇含量不高于400 mg/L[9];在以粮食为原料酿造的蒸馏酒及配制酒中,甲醇的含量不高于600 mg/L(以100%的酒度为标准);其他原料酿造的蒸馏酒及配制酒中,甲醇的含量不高于2 000 mg/L[10]。近年来,国内针对苹果、红枣与梨等水果酒中的甲醇问题展开了深入研究,研究重点主要集中在甲醇的产生源头和影响因素上,特别是在原料选择、发酵过程以及蒸馏过程的控制方面。关于果酒中甲醇生成机制的研究相对较少[11],特别是对于红枣酒中甲醇生成路径及其机制的报道甚少。高级醇又称杂醇油,是指碳原子数多于2的一元醇,如异戊醇、异丁醇和正丙醇等[12]。如果杂醇油的含量过多,不仅会导致酸、酯等成分的比例失衡,使得酒体带有苦涩的味道,还可能引起头晕头痛等[13]症状。现有的研究显示,高级醇主要是通过酵母菌利用糖和氨基酸的代谢途径合成的[14]。
本研究以干红枣(骏枣)为原料制备红枣果酒,对红枣酒的酿造过程进行优化和品质分析。研究在发酵过程中,甲醇和高级醇随发酵方式、温度和果胶酶种类等自变量的变化规律。由于红枣酒在制作传统上依靠经验传递,这使得产品质量不稳定,从而制约了其大规模产业化的进程[15]。因此,积极探讨如何提升红枣酒品质的加工技术是极为必要的。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
1.1.1 材料
红枣(骏枣),新疆和田;安琪葡萄酒果酒专用酵母(red wine,RW,红葡萄酒),安琪酵母股份有限公司;EX果胶酶、EX-V果胶酶、HC果胶酶、拉曼德果胶酶、酒庄果胶酶,法国LALLEMAND公司。
1.1.2 化学试剂
无水乙醇、盐酸、葡萄糖、硫酸(均为分析纯),天津市致远化学试剂有限公司;氢氧化钠、无水碳酸钠,天津市光复科技发展有限公司;D-半乳糖醛酸、福林酚,北京索莱宝科技有限公司;硫酸铜、酒石酸钾钠、没食子酸,天津市北联精细化学品开发有限公司;偏重亚硫酸钾,天津市福晨化学试剂厂;芦丁,上海源叶生物科技有限公司;硝酸铝、亚硝酸钠,国药集团化学试剂有限公司。正丙醇、正丁醇、仲丁醇、异丁醇(均为色谱纯),上海麦克林生化科技股份有限公司。
1.2 仪器与设备
BC/BD-272SC N型冰箱,青岛海尔特种电冰柜有限公司;12 L不锈钢发酵罐,帝伯仕酿酒设备有限公司;3420A型气相色谱仪,北京北分瑞利分析仪器(集团)有限责任公司。
1.3 实验方法
1.3.1 工艺流程
生产工艺如图1所示。
图1 红枣酒生产工艺流程图
Fig.1 Production process flow chart of jujube wine
操作要点如下:
(1)原料预处理:挑选完整、果肉饱满、没有虫蛀的红枣,用清水洗净表面,沥干水分,加入3倍水浸泡,加入偏重亚硫酸钾(添加量为60 mg/L)。
(2)破碎酶解:红枣泡软后(红枣与水质量比为1∶3,即1 kg红枣加入3 kg纯净水)红枣果实中可溶性固形物为65 °Brix,进行破碎呈浆状,全果发酵直接加入果胶酶,全汁发酵需先进行低温冷冻化汁。按照0.2 g/L果胶酶添加量对枣汁和枣浆进行酶解,常温下进行,酶解时间36 h。
(3)添加酵母:酶解完成后,活化酵母,加入枣汁和枣浆。
(4)发酵结束:当红枣酒中可溶性固形物下降至7 °Brix 左右,加入偏重亚硫酸钾(添加量为80 mg/L)。
1.3.2 分析检测
取样:将加入果胶酶的时间记为0 h,每8 h取样,每种果胶酶和发酵方式各取样5次,共酶解36 h,测定酶解过程中可溶性果胶、原果胶含量;接种酵母前记作第0天,24 h后进行接种,并记为第1天,分别在1、3、5、7、9、11 d取样,测定发酵过程中甲醇、高级醇、酒精度、还原糖、可溶性固形物、总酸、总黄酮、总酚等指标。
1.3.3 理化指标测定
还原糖、总酚的测定参照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》进行测定,酒精度、总酸参照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》进行测定。
1.3.4 可溶性固形物的测定
采用手持折光仪进行测定。
1.3.5 甲醇含量的测定
参照蒋艺轩等[16]的方法并做修改,得回归方程y=20.61x-481.07,R2=0.995 2,计算甲醇含量。
1.3.6 高级醇含量的测定
参照甄会英[17]的方法并做修改,得回归方程y=264.21x-303.34,R2=0.996,计算各高级醇含量。气相色谱高级醇标准出峰情况如图2所示。
图2 各高级醇出峰图
Fig.2 Peak diagrams of the higher alcohols
1.3.7 可溶性果胶、原果胶含量测定
可溶性果胶、原果胶含量参照NY/T 2016—2011《水果及其制品中果胶含量的测定分光光度法》进行测定。
1.3.8 总黄酮的测定
测定采用紫外分光光度法。以芦丁作为标准品绘制标准曲线,样品加入5%亚硝酸钠、10%硝酸铝(均为体积分数)反应6 min,加入1 mol/L氢氧化钠溶液,15 min后用30%体积分数的乙醇溶液定容,在波长510 nm处测量吸光度。
1.4 数据处理与统计分析
采用IBM SPSS Statistics 26和OriginPro 2021绘制图形,所有试验处理均重复3次。
2 结果与分析
2.1 不同发酵方式对红枣酒理化指标的影响
2.1.1 不同发酵方式红枣发酵醪液中可溶性果胶含量变化
图3揭示了2种发酵方式对红枣发酵醪液中可溶性果胶含量的影响。从图3可以看出,2种发酵方式的发酵醪液中可溶性果胶含量在酶解过程中均表现出下降趋势。这是因为在酶的作用下,果胶发生了脱脂反应,脱去甲氧基,并随之产生了甲醇。在0 h时,全果发酵红枣发酵醪液中可溶性果胶含量为7.57%(相当于75.7 g/L),全汁发酵红枣发酵醪液中可溶性果胶含量为1.22%。经过36 h酶解后,全果全汁发酵醪液中可溶性果胶含量分别为1.42%、0.42%。
图3 不同发酵方式红枣发酵醪液酶解过程中可溶性果胶含量变化
Fig.3 Changes in soluble pectin content during enzymatic digestion of jujube fermentation mash in different fermentation methods
注:不同字母表示差异显著(P<0.05)(下同)。
2.1.2 不同发酵方式红枣发酵醪液中原果胶含量变化
2种发酵方式红枣发酵醪液中的原果胶含量在酶解过程中的变化如图4所示。酶解过程中2种发酵方式发酵醪液中原果胶含量呈降低趋势,变化的原因可能在于酶解过程中,醪液内的原果胶代谢酶活性增强,促使原果胶转化为可溶性果胶,从而导致原果胶的含量减少。经过36 h酶解后,全果全汁发酵醪液中原果胶含量分别为2.07%,0.63%。
图4 不同发酵方式红枣发酵醪液酶解过程中原果胶含量变化
Fig.4 Changes of protopectin content during enzymatic digestion of jujube fermentation mash in different fermentation methods
2.1.3 不同发酵方式对红枣酒品质的影响
2种不同发酵方式红枣酒品质影响如表1所示。不同发酵方式发酵后红枣酒酒精度、可溶性固形物、还原糖、总酸、总黄酮含量变化不同。全果发酵红枣酒酒精度明显低于全汁发酵,发酵结束后全果发酵可溶性固形物、还原糖含量、总黄酮含量明显高于全汁发酵。全汁发酵红枣酒总酸含量高于全果发酵,但总酚含量相差不大。总的来说,全汁发酵酒精度高,品质稳定,更有利于红枣酒后期的贮藏。
表1 不同发酵方式对红枣酒品质的影响
Table 1 Effects of different fermentation methods on the quality of jujube wine
发酵方式酒精度/%vol可溶性固形物含量/%还原糖含量/(g/L)总酸含量/(g/L)总酚含量/(mg/L)总黄酮含量/(mg/mL)全果发酵9.60±0.0410.40±0.307.00±0.155.73±0.061 079.92±34.983.556±0.150全汁发酵12.45±0.027.10±0.105.93±0.256.73±0.061 032.95±18.180.475±0.027
2.1.4 不同发酵方式红枣酒发酵过程中甲醇含量的变化
由图5可知,2种不同发酵方式发酵的红枣酒中,甲醇含量随发酵时间延长均呈上升趋势,发酵11 d时,全果发酵红枣酒甲醇含量为958.32 mg/L,全汁发酵红枣酒甲醇含量为366.44 mg/L。从发酵过程来看,在发酵前期,甲醇产生速度较快,可能是由于外加果胶酶酶解果胶,果胶水解产生甲醇。在酵母活跃代谢阶段,主要产生乙醇和其他醇类物质,此时甲醇的溶解性和挥发性强于其他阶段,甲醇易随其他醇类物质挥发,甲醇含量相比发酵前期和后期要少,生成速度较其他阶段慢。因此,选用全汁发酵作为最佳发酵方式。
图5 不同发酵方式红枣酒发酵过程中甲醇含量的变化
Fig.5 Changes of methanol content during fermentation of jujube wine under different fermentation methods
2.1.5 不同发酵方式可溶性果胶、原果胶、甲醇含量的相关性分析
在发酵酒的生产过程中,甲醇含量的控制至关重要。影响红枣酒中甲醇含量的因素众多,包括果胶含量、果胶酶活性、发酵环境以及酿酒酵母等[18-19]。对2种发酵方式红枣发酵醪液中的可溶性果胶含量、原果胶含量与甲醇含量进行了相关性分析,结果如表2所示。分析表明,红枣发酵醪液中的可溶性果胶含量与原果胶含量之间存在显著的负相关性(P<0.05),同时可溶性果胶含量与甲醇含量之间存在极显著的负相关性(P<0.01),而原果胶含量与甲醇含量之间则表现出极显著的正相关性(P<0.01)。果实中原果胶含量的高低可以影响可溶性果胶生成量的多少,继而影响红枣酒中甲醇的生成含量。三者之间的相关性及变化与图3～图5结论一致。
表2 可溶性果胶、原果胶、甲醇含量的相关性
Table 2 Correlation between soluble pectin, protopectin and methanol content
指标可溶性果胶含量原果胶含量甲醇含量可溶性果胶含量1-0.881*-0.921**原果胶含量-0.881*10.981**甲醇含量-0.921**0.981**1
注:*表示在 0.05 水平(双尾),相关性显著;**表示在 0.01 水平(双尾),相关性极显著(下同)。
2.1.6 不同发酵方式红枣酒发酵过程中高级醇含量的变化
从图6-a可以看出,全果发酵红枣酒在发酵过程中高级醇总体含量呈现先上升后下降的变化趋势,其中正丙醇、异丁醇、正丁醇在第7天含量最高,全果发酵含量分别为0.655、0.348、0.267 g/L。异丁醇和正丁醇从发酵第7天后开始缓慢下降。图中正丙醇含量高可能是因为正丙醇吸收了仲丁醇,导致其含量远高于异丁醇、正丁醇。
a-全果发酵;b-全汁发酵
图6 不同发酵方式红枣酒发酵过程中高级醇含量的变化
Fig.6 Changes in the content of higher alcohols during fermentation of jujube wine under different fermentation methods
由图6-b可知,正丙醇、异丁醇、正丁醇含量随着发酵时间的延长而升高,第7天达到最高值,全汁发酵高级醇含量分别为0.518、0.241、0.164 g/L,在第7天后开始下降,与图6-a全果发酵相比,全汁发酵高级醇含量明显低于全果发酵,发酵第11天时,全汁发酵高级醇含量为0.753 g/L,全果发酵第11天时高级醇含量为1.085 g/L。
2.2 不同品种果胶酶对红枣酒理化指标的影响
2.2.1 不同品种果胶酶红枣发酵醪液中可溶性果胶含量的变化
果胶会在酶的作用下发生脱脂反应,脱去甲氧基,产生甲醇。由图7可知,红枣发酵醪液中可溶性果胶含量在果胶酶酶解前后有明显区别。酶解过程中不同果胶酶发酵醪液可溶性果胶含量呈降低趋势。在0～9 h时,EX-V果胶酶和酒庄果胶酶酶解红枣发酵醪液中可溶性果胶含量变化不明显,可能是因为原果胶转化为可溶性果胶,使其含量增加,但同时额外添加的果胶酶又促进了可溶性果胶酶解,使其含量减少,短时间内造成可溶性果胶含量变化趋势不明显。随着酶解时间的延长,可溶性果胶的含量逐渐下降。36 h时,5种果胶酶发酵醪液中可溶性果胶含量大小为:EX(0.42%) 图7 不同果胶酶处理红枣发酵醪液酶解过程中可溶性果胶含量变化 注:CK组为不添加果胶酶的对照组(下同)。 2.2.2 不同品种果胶酶红枣发酵醪液中原果胶含量的变化 由图8可知,5种果胶酶在酶解36 h过程中呈明显下降趋势,变化原因可能是因为随着酶解过程的进行,原果胶相关代谢酶活性升高,将原果胶分解为可溶性果胶,使得原果胶含量下降。其中加入拉曼德果胶酶红枣发酵醪液中原果胶含量最高,为0.79%,加入EX果胶酶发酵醪液中原果胶含量最低,为0.62%。 图8 不同果胶酶处理红枣发酵醪液酶解过程中原果胶含量变化 36 h时,5种果胶酶发酵醪液中原果胶含量大小为:EX(0.62%) 2.2.3 不同品种果胶酶对红枣酒品质的影响 由表3可知,不同果胶酶处理组红枣发酵酒的酒精度有较显著差异(P<0.05),不同果胶酶活性不同,其分解大分子糖类物质的能力也就不同。加入EX果胶酶还原糖含量最低,为6.2 g/L,对照组(CK)还原糖含量最高,为7.53 g/L。这表明添加果胶酶更有利于还原糖的分解,且添加果胶酶更有利于红枣酒的稳定与澄清。 表3 不同果胶酶品种对红枣酒品质的影响 果胶酶品种酒精度/%vol可溶性固形物含量/%还原糖含量/(g/L)总酸含量/(g/L)总酚含量/(mg/L)总黄酮含量/(mg/mL)EX12.45±0.01a7.0±0.1a6.20±0.1a6.7±0.21ab1 072.45±1.97d0.475±0.03aEX-V12.09±0.01b7.6±0.3b6.80±0.1b6.87±0.06ab1 049.43±3.39b0.614±0.03cHC12.36±0.01e7.1±0.1a6.57±0.06b6.73±0.12b1 039.25±1.21a0.513±0.01ab拉曼德12.25±0.01c7.2±0.1a6.77±0.06b6.9±0.12b1 057.59±0.51c0.649±0.02c酒庄12.28±0.02d7.2±0.1a6.72±0.1a6.87±0.17b1 053.94±1.35bc0.536±0.02bCK10.51±0.01f9.6±0.2c7.53±0.23c6.4±0.12a1 089.94±5.84e1.581±0.02d 注:CK组为不添加果胶酶的对照组。 添加HC果胶酶总酚含量最低,与其他果胶酶处理组比较差异显著(P<0.05),可能是发酵初期果胶酶分解产生果胶酸,使发酵醪液中酸度升高,在酸性环境下,细胞中的酚类物质更容易溶解出来。随着发酵过程的推进,这些酚类物质会经历氧化反应或者与蛋白质结合,导致总酚含量逐步减少,并最终达到一个稳定状态。添加不同果胶酶处理组中总黄酮含量有较明显的差异(P<0.05),其中对照组(CK)总黄酮含量显著高于添加果胶酶组,可能是添加果胶酶组外加的商业果胶酶活性较高,分解酒中的酚类物质能力较强,使得红枣酒中总黄酮含量低。整体来说,添加EX果胶酶处理后红枣酒品质更好,各项指标均符合果酒标准。 2.2.4 不同品种果胶酶处理下红枣酒发酵过程中甲醇含量的变化 由图9可知,随着发酵时间的延长,不同发酵温度甲醇含量呈上升趋势,其中发酵11 d时,添加拉曼德果胶酶甲醇含量最高,为481.74 mg/L,添加EX果胶酶甲醇含量最低,为366.44 mg/L。添加不同果胶酶发酵红枣酒最终甲醇含量不同,这主要归因于不同种类的果胶酶中4种主要单酶(原果胶酶、多聚半乳糖醛酸酶、多聚半乳糖醛酸裂解酶、果胶酯酶)的含量及酶活性有所差异。 图9 不同品种果胶酶处理下红枣酒发酵过程中甲醇含量的变化 2.2.5 添加不同果胶酶红枣发酵醪液中可溶性果胶、原果胶、甲醇含量的相关性分析 对5种不同果胶酶处理后红枣发酵醪液中可溶性果胶、原果胶、甲醇含量之间的相关性进行分析,结果如表4所示。研究发现,红枣发酵醪液中的可溶性果胶与原果胶含量、可溶性果胶与甲醇含量之间存在极显著的负相关性(P<0.01),而原果胶含量与甲醇含量之间则表现出极显著的正相关性(P<0.01)。三者之间的相关性及变化见表4,与图7～图9结论一致。 表4 可溶性果胶、原果胶、甲醇含量的相关性 指标可溶性果胶含量原果胶含量甲醇含量可溶性果胶含量1-0.984**-0.988**原果胶含量-0.984**10.985**甲醇含量-0.988**0.985**1 2.2.6 不同品种果胶酶处理下红枣酒发酵过程中高级醇含量的变化 由图10可知,在发酵过程中,不同品种的果胶酶对高级醇含量的影响并不明显。特别是在发酵的第11天,对照组(CK)高级醇含量最低,其含量分别为0.388、0.163、0.136 g/L。在发酵第11天时,添加酒庄果胶酶组相较于其他添加组高级醇含量最低,其含量分别为0.451,0.223、0.195 g/L。在发酵第5～7天时,添加EX果胶酶组正丁醇含量显著增加,相比第5天,第7天增加了86.7%。EX-V果胶酶组高级醇含量在发酵第7～11天呈降低的趋势,且变化相较于其他果胶酶组不明显。结果显示,添加商业果胶酶发酵组红枣酒高级醇含量明显高于不添加果胶酶发酵组。 a-EX;b-EX-V;c-HC;d-酒庄;e-拉曼德;f-CK 图10 不同品种果胶酶处理下红枣酒发酵过程中高级醇含量的变化 2.3.1 不同发酵温度对红枣酒品质的影响 由表5可知,酒精度的变化在不同发酵温度下与其他理化指标相比差异明显(P<0.05),特别是在发酵温度设定为30 ℃时,酒精度开始下降,分析其原因可能是温度过高导致酵母老化死亡使得发酵速率变缓。在24 ℃和30 ℃的发酵温度下,可溶性固形物和还原糖的含量没有显著差异(P>0.05)。然而,30 ℃ 的发酵温度下总酸含量与其他处理组相比,差异显著(P<0.05)。不同发酵温度组间总酚含量差异较显著(P<0.05),发酵液中酒精度的升高有利于酚类物质的不断溶出,在微生物的作用下,大分子的酚类化合物被分解成小分子的酚类化合物,从而提升了总酚的含量[20]。 表5 不同发酵温度对红枣酒品质的影响 主发酵温度/℃酒精度/%vol可溶性固形物含量/%还原糖含量/(g/L)总酸含量/(g/L)总酚含量/(mg/L)总黄酮含量/(mg/mL)128.02±0.04a12.60±0.2d12.90±0.17c5.03±0.06a984.77±14.59d0.723±0.02c189.92±0.03b10.10±0.2c8.33±0.12b5.47±0.06b883.21±1.82a0.661±0.02b2412.45±0.02e7.00±0.1a5.80±0.25a5.67±0.42b956.52±10.78c0.475±0.03a3012.14±0.03d7.20±0.3a5.83±0.1a5.70±0.06b921.16±6.47b0.658±0.01b3612.04±0.03c7.50±0.1b5.93±0.06a5.83±0.1b944.49±13.75c1.069±0.03d 在36 ℃的发酵温度下,总黄酮含量达到最高,为1.06 mg/mL,可能是由于温度的上升导致分子扩散运动加速,进而促进了黄酮类物质的析出。各处理组间总黄酮含量差异显著(P<0.05)。总体来看,24 ℃ 的发酵温度下,酒精度达到12.45%vol,可溶性固形物含量为7.0%,还原糖含量为5.8 g/L,总酸含量为5.67 g/L,总酚含量为956.52 mg/L,总黄酮含量为0.475 mg/mL,24 ℃为红枣酒较适宜的发酵温度。 2.3.2 不同发酵温度红枣酒发酵过程中甲醇含量的变化 发酵温度是影响甲醇生成的重要因素之一。酵母菌的发酵速度随着发酵温度的升高而加快,使得其过早地停止发酵,导致果酒中残糖量高而酒精度低,从而影响酒体品质并伴随甲醇含量升高[21],适宜的发酵温度,可以有效减少果胶被微生物发酵产生甲醇的几率,从而降低红枣酒中的甲醇含量。由图11可知,不同发酵温度下红枣酒甲醇含量呈现明显上升趋势。在发酵结束后,5个温度条件下红枣酒甲醇含量排序为:36 ℃>30 ℃>24 ℃>18 ℃>12 ℃。在5个不同的发酵温度条件下,发酵11 d后,红枣酒中的甲醇含量分别为652.68、482.16、366.44、302.52、189.10 mg/L。 图11 不同发酵温度红枣酒发酵过程中甲醇含量的变化 2.3.3 不同发酵温度红枣酒发酵过程中高级醇含量的变化 由图12可知,随着发酵温度的升高,高级醇含量呈明显升高趋势,在12 ℃的发酵温度下,正丙醇、异丁醇和正丁醇在发酵的前3 d内均未被检测到,直至发酵的第5天,正丙醇含量开始缓慢增加。发酵温度12 ℃,发酵结束时(第11天),高级醇含量分别为0.218、0.081、0.086 g/L。12 ℃发酵红枣酒和18 ℃发酵红枣酒高级醇含量始终呈上升趋势,可能是因为发酵温度过低,导致发酵进程缓慢,高级醇的生成速率较为缓慢。在36 ℃的发酵温度下,至发酵结束时(第11天),高级醇的含量分别达到0.638、0.402和0.318 g/L。总体而言,发酵结束时(第11天),各高级醇的累计含量关系表现为:正丙醇>异丁醇>正丁醇。 a-12 ℃;b-18 ℃;c-24 ℃;d-30 ℃;e-36 ℃ 图12 不同发酵温度下红枣酒发酵过程中高级醇含量的变化 本文主要探讨了不同发酵方式、不同品种果胶酶、不同发酵温度对红枣果酒发酵过程中甲醇、高级醇含量以及其他理化指标的影响。研究发现,可溶性果胶、原果胶与甲醇的生成有显著相关性,随着可溶性果胶、原果胶含量的减少,甲醇生成含量增多。丁燕等[22]发现6个品种的苹果发酵苹果酒中,苹果果胶含量越高,生成的甲醇含量越多。现关于红枣酒甲醇的产生根源,也就是果胶形成的研究甚少。张萃异等[23]研究了不同果胶酶种类对户太八号葡萄酒品质的影响,发现不同果胶酶种类产生甲醇的含量也不同,其中添加EX-V果胶酶发酵后葡萄酒品质较好,且甲醇含量符合国家标准,并提高了出汁率。丁玉萍等[24]发现红曲软枣猕猴桃发酵酒中,发酵温度越高,甲醇的生成量越多。REDDY等[25]用芒果制成芒果酒,发现经过果胶酶处理的芒果酒高级醇含量高于未经果胶酶处理组,与本实验研究结果一致。李杰民等[26]发现不同发酵条件下,桑葚白兰地高级醇含量变化显著,随着时间的延长,不同发酵温度桑葚白兰地原料酒中高级醇含量呈先上升后下降趋势,与本研究结论一致。本研究探究了红枣果酒发酵过程中甲醇及高级醇的变化规律,发现果胶分解是甲醇产生的重要途径,且果胶酶品种、发酵温度与发酵方式均能显著影响甲醇和高级醇的生成,对红枣果酒生产具有一定现实意义。 以新疆骏枣为原料,进行酒精发酵制备红枣酒。通过控制不同的发酵方式、不同发酵温度、添加不同品种果胶酶,最终得到一款低甲醇红枣果酒,最佳发酵工艺为:采用全汁发酵方式、发酵温度为24 ℃,采用EX果胶酶,最终红枣果酒的甲醇含量为366.44 mg/L,酒精含量为12.45%vol,可溶性固形物含量为7.0%,还原糖含量为5.8 g/L,总酸含量为5.67 g/L,总酚含量为956.52 mg/L、总黄酮含量为0.475 mg/mL。按照100%酒精度折算,符合国家标准。通过不同发酵方式、不同发酵温度、不同品种果胶酶发酵红枣酒,结果显示,发酵结束后,全果发酵高级醇生成含量明显高于全汁发酵,全汁发酵高级醇含量为0.753 g/L,全果发酵高级醇含量为1.085 g/L。分析不同发酵温度发酵红枣酒指标发现,发酵温度越高,高级醇生成含量越多,在发酵过程的第11天结束时,36 ℃条件下发酵的红枣酒中高级醇的含量分别达到了0.638、0.402、0.318 g/L。综合考量,在发酵的第11天,各高级醇的累计含量关系表现为:正丙醇的含量最高,其次是异丁醇,而正丁醇的含量最低。添加商业果胶酶发酵组红枣酒高级醇含量高于不添加果胶酶组,添加商业果胶酶组红枣酒高级醇生成含量无明显差异,其中添加酒庄果胶酶组高级醇含量最低,为0.869 g/L。本实验通过控制发酵红枣酒中的发酵温度、果胶酶品种、发酵方式,最终确定了一种酿造低甲醇红枣酒的最优工艺,并探究了红枣酒发酵过程中高级醇的变化规律,对红枣酒发酵乃至工业化生产具有极大的意义。 [1] LI J C, HUANG G L.Extraction, purification, separation, structure, derivatization and activities of polysaccharide from Chinese date[J].Process Biochemistry, 2021, 110:231-242. 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Fig.7 Changes in soluble pectin content during enzymatic digestion of fermented mash of jujube with different pectinase treatments
Fig.8 Changes of original pectin content during enzymatic digestion of fermented mash of jujube with different pectinase treatments
Table 3 Effects of different pectinase varieties on the quality of jujube wine
Fig.9 Changes of methanol content during fermentation of jujube wine under different varieties of pectinase treatment
Table 4 Correlation between soluble pectin, protopectin, and methanol content
Fig.10 Changes in the content of higher alcohols during fermentation of jujube wine under different varieties of pectinase treatment2.3 不同发酵温度对红枣酒理化指标的影响
Table 5 Effect of different fermentation temperatures on the quality of jujube wine
Fig.11 Changes of methanol content during fermentation of jujube wine at different fermentation temperatures
Fig.12 Changes in the content of higher alcohols during fermentation of jujube wine at different fermentation temperatures3 讨论
4 结论