馬超，曾霞，周天，劉杰鳳，范芳，鄧紅梅，馬寧寧，翁健雄

（廣東石油化工學院化學與生命科學學院，廣東茂名 525000）

荔枝酒發(fā)酵工藝的優(yōu)化及風味成分的分析研究

馬超，曾霞*，周天，劉杰鳳，范芳，鄧紅梅，馬寧寧，翁健雄

（廣東石油化工學院化學與生命科學學院，廣東茂名 525000）

摘 要：以荔枝為原料，對荔枝酒發(fā)酵條件及風味成分進行分析研究。結果表明，荔枝酒發(fā)酵最佳工藝條件為：發(fā)酵溫度25℃、發(fā)酵時間8 d、起始pH4.0、接種量18%。隨后采用氣相色譜法對荔枝酒中的風味成分進行初步分析發(fā)現(xiàn)，荔枝酒中含有正丙醇、異丁醇、異戊醇3種高級醇及乙酸乙酯、乙酸異戊酯2種酯，這些有效成分賦予了荔枝酒特有的香醇美味。

關鍵詞：荔枝酒；發(fā)酵條件；正交；風味物質；氣相色譜法

荔枝酒是近些年來所開發(fā)的新型健康果酒，種類豐富、營養(yǎng)齊全、風味獨特，具有多種營養(yǎng)及醫(yī)療保健功能，不僅能美容護膚、延緩衰老、減脂和防治心腦血管疾病，而且具有滋補，助消化和殺菌作用，消渴利尿等多種功效[1-2]。荔枝酒是以優(yōu)質新鮮荔枝為原材料，經過酒香濃郁香醇，含有的氨基酸種類齊全，荔枝酒中的酯類物質、醇類物質等是酒中香氣成分最重要的組成部分[3-4]。本研究以荔枝為原料，探討荔枝酒的發(fā)酵工藝和風味成分的組成，為進一步提高荔枝酒品質，擴大荔枝資源的開發(fā)利用及深加工產業(yè)化提供了良好的研究思路，并為荔枝產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 材料與儀器

1.1 材料

荔枝：購于茂名市水果市場，新鮮，無霉變腐爛、無病蟲害。

菌種：釀酒酵母，購于廣東省微生物研究所。

1.2 儀器

PHS-3C型酸度計：上海雷磁儀器廠；LRH-150B生化培養(yǎng)箱：上海精宏實驗設備有限公司；DK-S24型電熱恒溫水浴鍋：上海精宏實驗設備有限公司；HI83540控制酒精含量分析測定儀：天津市泰斯特儀器有限公司；博迅YXQ-LS-50A立式壓力蒸汽滅菌鍋：上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠等。

2 實驗方法

2.1 工藝流程

2.2 荔枝酒發(fā)酵工藝研究

2.2.1 單因素實驗

分別以發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間、pH、接種量作為影響因子，以酒精度（酒精含量分析測定儀）（°）為考察指標，進行單因素酒精發(fā)酵試驗，確定各影響因子對酒精發(fā)酵的影響。

2.2.2 正交試驗

在上述單因素實驗的基礎上，以酒精度（°）為考察指標，結合發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間、pH、接種量等影響因子進行4因素3水平L9（34）的正交試驗。

2.3 荔枝酒風味物質的測定研究

2.3.1 樣品的制備及色譜條件

用容量瓶量取20 mL荔枝發(fā)酵酒，同時用25 mL蒸餾水分次洗滌，將酒液和洗滌液倒入蒸餾瓶，采用水蒸氣蒸餾法蒸餾，收集餾出液至15 mL，然后用容量瓶保存，即為待測樣品，冷藏備用。

上柱色譜條件[5-6]主要包括如下：柱溫為90℃，進樣溫度設為120℃，檢測器溫度為125℃。氫氣流速為42 mL/min；氮氣流速為28 mL/min；空氣流速為125 mL/min，分流比為50∶1，進樣方式采用不分流方式，進樣量為 1 μL。

2.3.2 定性分析

分別進樣乙酸乙酯、正丙醇、異丁醇、異戊醇、乙酸異戊酯標準溶液1 μL，測定保留時間。再進酒樣1 μL，記錄保留時間。根據(jù)各物質保留時間進行定性。平行進行4次檢測。

吸取1 g/L的乙酸乙酯、正丙醇、異丁醇、異戊醇、乙酸異戊酯標準溶液各0.20 mL于10 mL容量瓶中，準確加入1 g/L的乙酸異丁酯內標溶液1.0 mL，然后用乙醇標準溶液稀釋至刻度，混勻后進樣1 μL，記錄各組分的保留時間和峰面積，并根據(jù)峰面積和添加的內標量，計算出各個組分的相對質量校正因子f值。平行進行4次檢測。

式中：As、Ai分別為內標物及樣品的峰面積；ws、wi分別為內標物及樣品的峰面積。

2.3.3 風味物質含量測定

取少量待測酒樣于10mL容量瓶中，準確加入1g/L的乙酸異丁酯內標溶液0.2 mL，再用待測酒樣稀釋至刻度，混勻后，進樣1 μL，記錄此時流出峰的保留時間和峰面積。平行進樣4次檢測。利用下面公式計算出酒樣中各物質的相對質量分數(shù)。

式中：As、Ai分別為內標物及樣品的峰面積；ms、mi分別為內標物及樣品的質量；為相對質量校正因子。

3 結果與分析

3.1 單因素實驗

3.1.1 發(fā)酵溫度對荔枝酒發(fā)酵的影響

發(fā)酵溫度對荔枝酒發(fā)酵影響見表1。

表1 發(fā)酵溫度對荔枝酒發(fā)酵結果的影響Table 1 Effect of temperature on fermentation of Litchi Wine

從溫度與酒精量的影響表中可以看出，其高峰出現(xiàn)在25℃的位置。如果溫度過高或過低都不利于菌種的生長繁殖，溫度低，菌種的生長還沒充分達到最高點，酒精量也不高；溫度高，菌種由于對熱敏感，生長受到抑制，因而也不能產生大量酒精。所以，25℃的生長繁殖溫度基本符合大多數(shù)菌種所需的正常溫度。

3.1.2 發(fā)酵時間對荔枝酒發(fā)酵的影響

發(fā)酵時間對荔枝酒發(fā)酵影響結果見表2。

表2 發(fā)酵時間對荔枝酒發(fā)酵的影響Table 2 Effect of time on fermentation of Litchi Wine

從發(fā)酵時間與酒精產量的關系表可以看得出發(fā)酵時間與酒精產品的關系，其高峰出現(xiàn)在發(fā)酵時間為8 d上，發(fā)酵時間超過8 d酒精量會下降，其原因可能是菌種由于過分繁殖而產生自溶。

3.1.3 不同起始pH對荔枝酒發(fā)酵的影響

起始pH對荔枝酒發(fā)酵的影響結果，見表3。

表3 起始pH對荔枝酒發(fā)酵結果的影響Table 3 Effect of initial pH on fermentation of Litchi Wine

從pH與酒精量的關系可以看出，其高峰出現(xiàn)在pH 4.5的位置。表3中表明，發(fā)酵起始pH在低于或高于pH為4.5時，其酒精量變化程度較大，對荔枝酒的發(fā)酵影響較大。

3.1.4 不同接種量對荔枝酒發(fā)酵的影響

不同接種量對荔枝酒發(fā)酵影響的實驗結果見表4。

表4 接種量對荔枝酒發(fā)酵結果的影響Table 4 Effect of inoculation amount on fermentation of Litchi Wine

從接種量與酒精量的關系可以，其最大值出現(xiàn)在接種量為12%上，但事實上酒精度變化不大，表明接種量并沒有在很大程度上影響到荔枝肉發(fā)酵效果。

3.2 正交試驗

以酒精度（%）（為考察指標，以發(fā)酵溫度（℃）、發(fā)酵時間（d）、起始pH和接種量（%）為影響因子進行了4因素3水平[L9（34））]的正交試驗。其結果如表5。

表5 正交試驗結果與分析Table 5 Results of orthogonal experiment and analysis

由表5可以看出，以荔枝肉作為原材料發(fā)酵制酒所產出的酒精含量中，由R值的大小可知，各影響因素的順序為起始pH（1.03）＞接種量（0.70）＞溫度（0.43）＞時間（0.17），可得出，起始pH為最重要的影響因素，其次為接種量，接著是溫度和時間。由極差R可以得出，最佳組合是A2B2C2D2，即溫度是25℃，時間是8 d，起始pH是4.0，接種量是10%，這就是荔枝肉發(fā)酵制酒的最適發(fā)酵條件。

3.3 荔枝酒風味物質的分析

3.3.1 主要物質的定性

通過選取多種標準物質測得各種物質的色譜保留時間，其中五種物質的色譜保留時間見表6，隨后通過測定荔枝酒樣忠的色譜保留時間，結果見表7。

表6 各標準物質的色譜保留時間Table 6 Retention time of selective standard substance for GC

表7 酒樣中各物質的色譜保留時間Table 7 Retention time of each substance in Litchi Wine for GC

對照表6和表7，兩者保留時間的重合性比較接近，可以得出酒樣中含有與標準溶液中相同的物質，即酒樣中流出峰從峰1到峰5所代表物質分別有乙酸乙酯、正丙醇、異丁醇、異戊醇、乙酸異戊酯五種物質。

3.3.2 各物質的含量測定

通過對荔枝酒各物質含量進行測定，結果見表8。

在表8中，從數(shù)據(jù)的標準偏差0.000 3和變異系數(shù)1.66%看，該結果具有較高的準確度。因而，酒樣中各物質的質量分數(shù)具有較高準確度。所測出的酒樣各物質的質量分數(shù)能夠說明由荔枝肉在最適發(fā)酵條件下發(fā)酵出來的荔枝酒的各物質的量。

與荔枝酒的酒香有關的是乙酸乙酯和乙酸異戊酯，乙酸乙酯具有水果香味，乙酸異戊酯又稱香蕉油，具有令人愉快的香蕉氣味，荔枝酒中有這兩種風味物質的存在，使得荔枝酒具有濃郁的酒香。而異丁醇和異戊醇呈苦、澀味，含量過多就會影響到荔枝酒的口感，但適量則使荔枝酒更有醇厚感。在表8中，乙酸乙酯和乙酸異戊酯的質量分數(shù)比正丙醇、異丁醇和異戊醇要高，對荔枝酒的影響則比其他三種要大，發(fā)酵制備的荔枝酒也就有了濃郁的酒香。

表8 酒樣中各物質的質量分數(shù)Table 8 Contents of some component of Litchi Wine

4 結論

本研究通過對荔枝酒發(fā)酵的單因素測定和正交試驗，起始pH為影響荔枝酒發(fā)酵最重要的影響因素，其次為接種量，再次為發(fā)酵溫度，發(fā)酵時間影響最小；荔枝酒發(fā)酵的最適發(fā)酵條件：發(fā)酵時間為8 d，發(fā)酵溫度為25℃，起始pH為4.0，接種量為10%。

在色譜分析中，本研究通過定性實驗確定了荔枝發(fā)酵酒中含有乙酸乙酯、正丙醇、異丁醇、異戊醇、乙酸異戊酯這些高級醇和酯，其中乙酸乙酯和乙酸異戊酯的含量高，而正丙醇、異丁醇和異戊醇的含量則相對較低[7]。隨后在定性實驗的基礎上，通過從酒樣中各物質的質量分數(shù)計算分析中可以發(fā)現(xiàn)，乙酸乙酯和乙酸異戊酯的質量分數(shù)相對其他三種較高，而乙酸乙酯有水果香味，乙酸異戊酯具有令人愉快的香蕉氣味，正是由于這兩種物質的高含量而使得荔枝酒具有濃郁的酒香；同時，正丙醇、異丁醇和異戊醇由于含量低，不會給荔枝酒帶來苦澀的口感，反而有醇厚的口感。

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[1]喬小瑞,吳輝,吳國宏,等.荔枝酒發(fā)酵工藝研究[J].食品研究與開發(fā),2009,30(12):92-95

[2]鐘秋平,黃盼盼,趙新河.葡萄冰酒干酵母R2發(fā)酵冰荔枝酒工藝條件的優(yōu)化[J].中國釀造,2008,186(9):95-98

[3]鄧開野,黃小紅,繆曉平.荔枝與荔枝酒香氣物質研究進展[J].食品研究與開發(fā),2011,32(2):167-170

[4]楊春哲.果酒穩(wěn)定性綜述[J].中國釀造,2000(3):9-13

[5]陳悅嬌,白衛(wèi)東,陳海光,等.RP-HPLC法測定荔枝酒中的有機酸[J].食品研究與開發(fā),2010,31(10):130-134.

[6]蔣龍冬,張斌,陳勇,等.不同發(fā)酵條件對荔枝酒中高級醇生成的影響[J].釀酒科技,2008,172(10):26-29

[7]王貞強,馬波,遲建.荔枝酒香氣成分的GC/MS分析[J].中國農學通報,2006,22(8):135-138

Studies on Optimization of Fermentation Process and Analysis of Flavor Components for Litchi Wine

MA Chao，ZENG Xia*，ZHOU Tian，LIU Jie-feng，F(xiàn)AN Fang，DENG Hong-mei，MA Ning-ning，WENG Jian-xiong
（Department of Chemistry and Life Sciences，Guangdong University of Petrochemical Industry，Maoming 525000，Guangdong，China）

Abstract：In this paper， fermentation process and flavor components fromlitchiwine were investigated.After adopting single factor experiment and orthogonal test，the results showed that the optimum fermentation process for litchi wine were determined as follows：the optimum fermenting temperature was 25℃，fermenting time was 8 days，initial pH was 4.0 and inoculation amount was 18%.Moreover，by using gas chromatography for measuring flavor components of litchi wine， it was found that there were three kinds of higher alcohols （npropyl alcohol， isobuty alcohol and isoamyl alcohol） and two kinds of esters （ethyl acetate； isoamyl scetate）.It was these effective components that endowed litchi wine with delicious and pure flavor.

Key words：litchiwine；fermentation process；orthogonal； flavor components；gas chromatography

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2013.15.012

廣東石油化工學院青年創(chuàng)新人才基金項目（No.511001）和廣東省高等學?！扒О偈こ獭庇媱澷Y助支持

馬超（1980—），男（漢），講師，在讀博士，研究方向：微生物生物技術及生物工程方面的教學科研工作。

2012-11-22