韓曉鵬，牟德華，趙英蓮，李 艷,2,*

紫甘薯紅酒釀造工藝優(yōu)化及成分分析

韓曉鵬1，牟德華1，趙英蓮1，李 艷1,2,*

（1.河北科技大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，河北 石家莊 050018；2.河北省發(fā)酵工程技術(shù)研究中心，河北 石家莊 050018）

目的：以冀紫薯1號(hào)為原料，采用酶解淀粉與酵母菌酒精發(fā)酵相結(jié)合，制得感官色澤酷似紅葡萄酒的紫甘薯紅酒。方法：通過正交試驗(yàn)優(yōu)化淀粉液化、糖化和發(fā)酵的工藝條件，氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析檢測(cè)紫甘薯紅酒的香氣成分，高效液相色譜技術(shù)分析檢測(cè)氨基酸和有機(jī)酸含量。結(jié)果：當(dāng)料液比為1∶3（m/V），淀粉酶添加量3 U/g，92 ℃液化60 min，再加入糖化酶300 U/g，控制50 ℃、pH 4.5、糖化60 min，淀粉水解率達(dá)92%。在紫甘薯汁中接入2×106個(gè)/mL安琪活性干酵母菌，于23 ℃、pH 4.0，發(fā)酵7 d，酒精體積分?jǐn)?shù)12.4%。紫甘薯紅酒中含有46 種香氣物質(zhì)、17 種氨基酸和9 種有機(jī)酸，花色苷含量為145 mg/L。結(jié)論：冀紫薯1號(hào)所釀造的紫甘薯紅酒風(fēng)味獨(dú)特、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)齊全，具有開發(fā)價(jià)值。

紫甘薯紅酒；工藝優(yōu)化；成分分析

紫甘薯又稱黑薯，薯肉呈現(xiàn)紫色或者深紫色，為甘薯類植物[1]。目前，在我國河北、江蘇、山東等省乃至全國已普遍種植。與普通的紅薯相比，紫甘薯營(yíng)養(yǎng)更加豐富，尤其是花色苷含量遠(yuǎn)高于其他品種。而花色苷是迄今為止科學(xué)界發(fā)現(xiàn)的對(duì)人類健康最有效、最直接、最安全的自由基清除劑[2]。紫甘薯酒因保留了原料中的花色苷，因而受到消費(fèi)者喜愛。

紫甘薯因淀粉含量較高，釀酒工藝不同于果蔬原料，在接種酵母發(fā)酵前需要對(duì)淀粉進(jìn)行水解將其分解為可發(fā)酵糖類[3]。楊雅利等[4]以四川達(dá)州的紫甘薯為原料，研究了淀粉水解條件，應(yīng)用微生物發(fā)酵技術(shù)，獲得了酒精體積分?jǐn)?shù)為10%左右的一種新型紫薯發(fā)酵酒；張明[5]以湖南婁底的川山紫甘薯粉為原料釀造出酒精體積分?jǐn)?shù)13.0%的紫甘薯酒，并對(duì)紫甘薯酒的抗氧化性做了研究；潘年龍[6]等釀造出紫甘薯酒并檢測(cè)出35 種香氣物質(zhì)；Duvernay等[7]研究了將紫甘薯淀粉水解后發(fā)酵產(chǎn)酒精的條件；洪秀景[8]研究了不同酵母種類對(duì)紫甘薯酒發(fā)酵的影響。本實(shí)驗(yàn)利用新鮮紫甘薯原料，對(duì)淀粉液化、糖化、發(fā)酵和成品特征成分檢測(cè)進(jìn)行系統(tǒng)研究報(bào)道，產(chǎn)品色澤酷似紅葡萄酒、香氣和風(fēng)味獨(dú)特。

本實(shí)驗(yàn)以河北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院培育的紫甘薯品種冀紫薯1號(hào)為原料，采用酶水解淀粉技術(shù)和酵母菌酒精發(fā)酵技術(shù)相結(jié)合，優(yōu)化紫甘薯紅酒生產(chǎn)工藝，釀造出酷似紅葡萄酒色澤，酒精體積分?jǐn)?shù)12%的紫甘薯發(fā)酵紅酒，并對(duì)成品酒進(jìn)行了香氣物質(zhì)、氨基酸、有機(jī)酸和花色苷含量的分析檢測(cè)，為冀紫甘薯1號(hào)的工業(yè)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

冀紫薯1號(hào)（水分含量67.2%、淀粉含量20.5%、還原糖含量5.0%、蛋白質(zhì)含量3.63%、花色苷含量0.95%），由河北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。

1.2 試劑與儀器

α-淀粉酶（1 800 U/g，地衣芽孢桿菌發(fā)酵產(chǎn)）、糖化酶（10 000 U/g，黑曲霉發(fā)酵產(chǎn)）由統(tǒng)萬珍極食品有限公司提供；市售商用活性干酵母：安琪、BM45、F15，蔗糖及理化指標(biāo)檢測(cè)試劑（分析純），氣相、液相用試劑（色譜純）。

7820-5975C氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatographymass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用儀（配有HP-5MS毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）） 美國安捷倫公司；LC-20A高效液相色譜儀（high performance liquid chromatography，HPLC） 日本島津公司；DIKMA Platisil ODS C18（4.6 mm×250 mm，5 μm）色譜柱迪馬科技有限公司；DK-98-1型恒溫水浴鍋 鞏義市英峪予華儀器廠；DELTA 320型pH計(jì) 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；SW-GJ-1BU型潔凈工作臺(tái) 蘇凈集團(tuán)蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；DH3600AB型恒溫培養(yǎng)箱 天津泰斯特儀器有限公司。

1.3 工藝流程

新鮮紫甘薯清洗→切片（8～10 mm厚）蒸煮30 min→加水打漿→淀粉液化→調(diào)節(jié)pH值后淀粉糖化→接種發(fā)酵→發(fā)酵結(jié)束后過濾除渣→原酒→陳釀→成品酒

1.4 方法

1.4.1 紫甘薯淀粉液化條件研究

1.4.1.1 液化條件單因素優(yōu)化試驗(yàn)

選擇料液比、α-淀粉酶添加量、液化時(shí)間、液化溫度作為影響因素，進(jìn)行單因素試驗(yàn)。考察料液比的影響：m（紫甘薯）∶m（水）=1∶2、1∶3、1∶4，加酶量2 U/g、80 ℃、液化60 min；考察α-淀粉酶添加量的影響：選擇最佳料液比，α-淀粉酶添加量分別為1、2、3、 4 U/g、80 ℃、液化60 min；考察液化時(shí)間的影響：最佳料液比和加酶量，80 ℃、液化時(shí)間分別為30、60、90 min；考察液化溫度的影響：在上述最優(yōu)單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，液化溫度選擇為68、80、92 ℃。以液化后還原糖含量為指標(biāo)確定淀粉水解率[8]。

1.4.1.2 液化條件正交試驗(yàn)優(yōu)化

在1.4.1.1節(jié)的基礎(chǔ)上考慮各個(gè)因素的交互影響，設(shè)計(jì)四因素三水平的正交試驗(yàn)，以液化后還原糖含量為指標(biāo)確定淀粉水解率[9-10]。

1.4.2 紫甘薯淀粉糖化條件研究

1.4.2.1 糖化條件單因素試驗(yàn)

在1.4.1節(jié)最優(yōu)條件基礎(chǔ)上，選擇pH值、糖化溫度、糖化酶添加量、糖化時(shí)間為影響因素，進(jìn)行單因素試驗(yàn)，1）pH值為3.5、4.5、5.5，糖化溫度50 ℃、加酶量200 U/g、糖化時(shí)間60 min；2）最優(yōu)pH值，選擇糖化溫度為35、50、65 ℃，加酶量200 U/g，糖化時(shí)間60 min；3）最優(yōu)pH值和糖化溫度，糖化酶添加量選擇200、300、400、500 U/g，糖化時(shí)間60 min；4）前面最優(yōu)條件的基礎(chǔ)上，糖化時(shí)間30、60、90 min，以糖化液中還原糖含量為指標(biāo)確定最終淀粉水解率，計(jì)算見公式（1）。

1.4.2.2 糖化條件正交試驗(yàn)優(yōu)化

在1.4.2.1節(jié)的單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，考慮各個(gè)因素間的交互作用，設(shè)計(jì)四因素三水平的正交試驗(yàn)，以糖化液中還原糖含量為指標(biāo)確定最終淀粉水解率[11]計(jì)算見公式（1）。

1.4.3 紫甘薯酒發(fā)酵條件研究

選擇發(fā)酵溫度、發(fā)酵液pH值、酵母菌品種和接種量為影響因素，發(fā)酵液接種前補(bǔ)糖至220 g/L，以最終產(chǎn)酒精體積分?jǐn)?shù)為指標(biāo)，進(jìn)行四因素三水平正交試驗(yàn)，優(yōu)化紫甘薯紅酒的發(fā)酵工藝條件。

1.4.4 紫甘薯酒成分分析

1.4.4.1 紫甘薯紅酒的香氣成分測(cè)定

對(duì)酒樣進(jìn)行正戊烷液液萃取，V（酒樣）：V（正戊烷）=1∶1，重復(fù)3 次萃取，合并后濃縮10 倍待測(cè)。采用GC-MS法測(cè)定紫甘薯紅酒的香氣物質(zhì)[12-14]。氣相條件：載氣為氦氣（99.999%），柱流速1.0 mL/min；初始溫度40 ℃，保持12 min；以3 ℃/min升至108 ℃，保持2 min；再以5 ℃/min升至250 ℃，保持5 min。進(jìn)樣量1.0 μL，采用分流進(jìn)樣，分流比50∶1，進(jìn)樣口溫度250 ℃。質(zhì)譜條件：離子源溫度230 ℃；電離方式EI，電子能量70 eV，掃描質(zhì)量范圍45～550 amu，檢索譜庫為NIST質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫，溶劑延遲1 min。

1.4.4.2 紫甘薯紅酒游離氨基酸的測(cè)定

采用2,4-二硝基氟苯進(jìn)行柱前衍生，HPLC檢測(cè)紫甘薯紅酒中的游離氨基酸。色譜條件為：流動(dòng)相A為40 mmol/L的乙酸鈉水溶液（pH 6.20），流動(dòng)相B為乙腈-水溶液（1∶1，V/V），流速1.0 mL/min，檢測(cè)波長(zhǎng)360 nm，進(jìn)樣量20 μL，柱溫26 ℃[15-16]。

1.4.4.3 紫甘薯紅酒中有機(jī)酸的檢測(cè)

采用HPLC測(cè)定紫甘薯紅酒中的有機(jī)酸。色譜條件為：流動(dòng)相A∶20 mmol/L磷酸氫二銨，流動(dòng)相B：乙腈，其體積比98∶2，流速0.5 mL/min，檢測(cè)波長(zhǎng)213 nm，進(jìn)樣量20 μL，柱溫30 ℃[17-19]。

1.4.4.4 紫甘薯紅酒中花色苷總量的測(cè)定

紫甘薯紅酒中的花色苷總量用pH示差法測(cè)定[20-21]。吸取樣品2 mL，加入48 mL pH 1.0的緩沖溶液，避光放置15 min，在530 nm和700 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。根據(jù)以下公式計(jì)算花色苷總量。

其中，A＝（A530nm-A700nm）pH1.0-（A530nm-A700nm）pH4.5（3）

式中：Mw為449.2 g/mol，3-葡萄糖苷-矢車菊色素的分子質(zhì)量；ε為摩爾消光系數(shù)/（L/（mol·cm）），取26 900。

1.4.4.5 紫甘薯酒感官評(píng)價(jià)

挑選從事果酒領(lǐng)域工作者8 名，參照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用的分析方法》進(jìn)行紫甘薯酒的感官評(píng)定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)中的理化指標(biāo)的檢測(cè)包括淀粉、酒精體積分?jǐn)?shù)的測(cè)定分別按照GB/T 5009.9—2008《食品中淀粉的測(cè)定》、GB/T 15038—2006進(jìn)行。色譜分析采用儀器自帶Waters-Empower軟件。所有線性方程、重復(fù)性和準(zhǔn)確性實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)均由Excel 2010計(jì)算得出。樣品處理的數(shù)據(jù)及結(jié)果分析采用Origin V8.0。正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Minitable進(jìn)行方差分析。所有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3 組平行。

2 結(jié)果與分析

2.1 紫甘薯淀粉液化條件的研究

2.1.1 液化條件單因素試驗(yàn)研究

各種單因素對(duì)紫甘薯淀粉水解率的影響結(jié)果見圖1。料液比直接影響酶與底物的濃度關(guān)系，料液比小，酶與底物即使能夠充分接觸，但體系的黏度大也妨礙反應(yīng)的進(jìn)行；料液比過大，體系黏度降低，但也降低了酶與底物接觸的概率，當(dāng)料液比為1∶3時(shí)，淀粉水解率最大（圖1A）。隨著溫度升高，水解反應(yīng)速率越快，淀粉的水解率增加，考慮能源消耗及設(shè)備維護(hù)，選擇液化溫度92 ℃（圖1B）。隨著加酶量的增加，水解效果增加，當(dāng)酶濃度達(dá)到一定量水解效果將趨近于最大值，當(dāng)加酶量達(dá)到3 U/g時(shí)水解效果與4 U/g相差不大，所以選擇加酶量為3 U/g（圖1C）。隨著水解時(shí)間延長(zhǎng)，淀粉水解率增加，在液化時(shí)間60 min時(shí)，水解率達(dá)到最大（圖1D）。α-淀粉酶主要水解α-1,4-糖苷鍵，只能緩慢水解α-1,6-糖苷鍵。隨著水解程度的加深，α-1,4-糖苷鍵減少，剩余α-1,6-糖苷鍵水解變得緩慢[5]，與此同時(shí)不斷積累的酶解產(chǎn)物會(huì)抑制酶的活性，使淀粉的水解率逐漸變慢。

圖1 料液比（A）、液化溫度（B）、加酶量（C）、液化時(shí)間（D）對(duì)紫甘薯淀粉水解率的影響Fig.1 Effects of solid/solvent ratio (A), temperature (B), amylase concentration (C) and liquefaction time (D) on the hydrolysis efficiency of starch

2.1.2 液化正交試驗(yàn)結(jié)果

表1是液化正交試驗(yàn)的結(jié)果及分析，由極差分析4 個(gè)因素對(duì)淀粉液化效果影響程度的大小為A＞B＞D＞C，由方差分析（表2）可以看出料液比、液化溫度、液化時(shí)間都對(duì)淀粉水解率有顯著性影響。其中以第6組淀粉水解效果最好，最終淀粉水解率為18%。由均值可以得出最優(yōu)水平組合為A2B3C2D2。即料液比1∶3、液化溫度92 ℃、加酶量3 U/g、液化時(shí)間60 min，最優(yōu)組合沒有出現(xiàn)在正交表中，重復(fù)最優(yōu)組合最終淀粉水解率為19%。

表1 紫甘薯淀粉液化正交試驗(yàn)結(jié)果Table1 Orthogonal experimental results for the optimization of liquefaction conditions

表2 紫甘薯淀粉液化正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table2 Analysis of variance (ANOVA) for liquefaction conditions

2.2 紫甘薯淀粉糖化條件的優(yōu)化

2.2.1 糖化條件單因素試驗(yàn)結(jié)果

圖2 糖化溫度（A）、pH值（B）、加酶量（C）和糖化時(shí)間（D）對(duì)紫甘薯淀粉水解率的影響Fig.2 Effects of solid/solvent ratio (A), temperature (B), amylase amount (C) and saccharification time (D) on the hydrolysis efficiency of gltcation

糖化條件單因素試驗(yàn)結(jié)果見圖2。溫度影響糖化效果，隨著溫度升高，反映的活化能降低，糖化效果提高，但是溫度太高會(huì)抑制酶活性甚至使酶失活。由圖2可知，35 ℃條件下糖化效果最差只達(dá)到60%，而當(dāng)溫度達(dá)到50 ℃時(shí)水解效果顯著提高達(dá)77%，65 ℃時(shí)水解率下降。pH值過高或者過低都會(huì)抑制酶活性，pH值為4.5時(shí)糖化效果明顯優(yōu)于pH 3.5和pH 5.5，達(dá)到83%。加酶量影響酶與底物的關(guān)系，酶濃度達(dá)到一定值時(shí)，酶促反應(yīng)達(dá)到飽和，反應(yīng)速率不會(huì)隨著酶濃度的增加而增加，加酶量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明加酶量由200 U/g增加至300 U/g時(shí)，水解率增加8.5%，但加酶量超過300 U/g，水解率不會(huì)再有明顯增加，故加酶量定為300 U/g。水解隨著時(shí)間的推移底物濃度降低，反應(yīng)速率明顯下降，水解率亦會(huì)保持不變，當(dāng)水解時(shí)間為60 min時(shí)水解率基本達(dá)到最大為90%，超過60 min水解率沒有明顯變化。

2.2.2 糖化條件正交試驗(yàn)結(jié)果

表3 紫甘薯淀粉糖化條件正交試驗(yàn)結(jié)果分析Table3 Orthogonal experimental results for the optimization of saccharification conditions

糖化條件正交試驗(yàn)結(jié)果及分析見表3。由極差分析4 個(gè)因素對(duì)紫甘薯淀粉糖化效果的影響程度大小依次為D＞A＞B＞C，得出最優(yōu)組合為A2B2C1D2。由方差分析（表4）可知，4 個(gè)因素水解效率均有很顯著影響。正交表中以第6組的糖化效果最好，淀粉水解率可達(dá)90%，因加酶量為邊值，所以重復(fù)實(shí)驗(yàn)中條件為pH 4.5、糖化溫度50 ℃、糖化酶添加量200 U/g、糖化時(shí)間60 min，最終淀粉水解率為70%。以A2B2C1D2為試驗(yàn)優(yōu)化后的最佳條件，最終淀粉水解率為92%。

表4 紫甘薯淀粉糖化條件正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table4 Analysis of variance (ANOVA) for saccharification conditions

2.3 紫甘薯發(fā)酵條件的確定

表5 紫甘薯酒發(fā)酵條件正交試驗(yàn)結(jié)果分析Table5 Orthogonal experimental results for the optimization of fermentation conditions

表6 紫甘薯酒發(fā)酵條件正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table6 Analysis of variance (ANOVA) for fermentation conditions

紫甘薯酒發(fā)酵優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果及分析見表5。由極差分析對(duì)紫甘薯酒發(fā)酵酒精體積分?jǐn)?shù)的影響程度大小為A＞B＞D＞C，均值分析最優(yōu)水平組合為A2B1C2D2，由方差分析（表6），4 個(gè)因素中溫度和菌種對(duì)酒精體積分?jǐn)?shù)有極顯著影響，接種量具有顯著影響，pH值不是顯著影響因素。按照分析得最優(yōu)組合重復(fù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)最終酒精體積分?jǐn)?shù)為12.4%。溫度為影響發(fā)酵的主要因素，當(dāng)溫度較低時(shí)，接種酵母后啟動(dòng)延滯期較長(zhǎng)，發(fā)酵周期亦長(zhǎng)。溫度較高時(shí)延滯期較短，發(fā)酵周期也短。當(dāng)溫度適中時(shí)，酒精體積分?jǐn)?shù)最高。

2.4 紫甘薯紅酒的成分分析

2.4.1 紫甘薯紅酒香氣成分分析

對(duì)紫甘薯紅酒進(jìn)行香氣成分測(cè)定，共檢測(cè)出46 種香氣物質(zhì)，結(jié)果見表7。按照峰面積歸一化法定量香氣物質(zhì)，表中相對(duì)含量在0.1%以上的20 種香氣成分，這些物質(zhì)的含量之和占總香氣物質(zhì)量的99.18%。

表7 紫甘薯紅酒中20 種主要的香氣物質(zhì)Table7 Twenty main aroma components of purple sweet potato wine

由表7可知，紫甘薯紅酒樣品中主要的香氣物質(zhì)是醇酯類物質(zhì)，醇類和酯類物質(zhì)分別占表中所列物質(zhì)的81.54%和17.43%。其中醇類物質(zhì)中以苯乙醇、乙醇和異戊醇為主。酯類物質(zhì)中以癸酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸苯乙酯和乙酸異戊酯為主。苯乙醇具有玫瑰香味，異戊醇具有苦杏仁和焦香味，癸酸乙酯具有水果味和適宜的醋味，辛酸乙酯具有酒香、奶香、果香和甜味[22-23]。這些醇類和酯類物質(zhì)賦予冀紫薯1號(hào)紅酒獨(dú)特的香氣特征。

2.4.2 紫甘薯紅酒中的游離氨基酸種類及相對(duì)含量

表8 紫甘薯酒中的氨基酸種類及相對(duì)含量Table8 Amino acid composition of purple sweet potato wine

由表8可知，紫甘薯紅酒中共檢測(cè)出17 種游離氨基酸，含7 種人體必需氨基酸。必需氨基酸含量達(dá)到檢出游離氨基酸總量的47.21%。色氨酸含量最高，達(dá)到游離氨基酸總量的26.5%。色氨酸具有改善睡眠和抗血壓的功效[24]，可見這款紫甘薯紅酒不僅具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，還體現(xiàn)了一定的保健作用。

2.4.3 紫甘薯紅酒中的有機(jī)酸種類及含量

紫甘薯紅酒中有機(jī)酸含量的測(cè)定結(jié)果見表9。紫甘薯紅酒中共檢出9 種有機(jī)酸，以L-蘋果酸、酒石酸和琥珀酸為主，占總有機(jī)酸含量的68.49%。

表9 紫甘薯酒中有機(jī)酸種類及含量Table9 Organic acid composition of purple sweet potato wine

2.4.4 紫甘薯紅酒中花色苷的含量

經(jīng)測(cè)定，紫甘薯紅酒中總花色苷含量達(dá)到（145±5）mg/L。

2.4.5 紫甘薯酒感官評(píng)定結(jié)果

紫甘薯酒經(jīng)8 個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的品酒員進(jìn)行品嘗，結(jié)果得出（83.9±3.6）%。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)針對(duì)冀紫薯1號(hào)紫甘薯的工業(yè)應(yīng)用，研究了以此為原料釀造色澤、酒精體積分?jǐn)?shù)等酷似紅葡萄酒的紫甘薯紅酒。對(duì)釀酒過程中淀粉液化、糖化及發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化，可使糖對(duì)淀粉的最終總水解率達(dá)到92%，發(fā)酵產(chǎn)生12.2%酒精。檢測(cè)出46 種香氣物質(zhì)，17 種游離氨基酸中包含7 種人體必需氨基酸，9 種有機(jī)酸以L-蘋果酸和酒石酸為主，花色苷含量達(dá)到145 mg/L，花色苷為類黃酮物質(zhì)，具有清除體內(nèi)自由基、抗腫瘤、抗癌、抗炎、預(yù)防糖尿病、高血壓、減肥、保護(hù)視力等功效[21,25]，從而增加了這款紫甘薯紅酒的保健功效。充分體現(xiàn)了該酒的營(yíng)養(yǎng)保健潛質(zhì)。冀紫薯1號(hào)紫甘薯具有良好的工業(yè)開發(fā)價(jià)值和市場(chǎng)潛能。

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Optimization of Fermentation Conditions for Purple Sweet Potato Red Wine and Its Chemical Analysis

HAN Xiaopeng1, MOU Dehua1, ZHAO Yinglian1, LI Yan1,2,*
(1. College of Bioscience and Bioengineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050018, China; 2. R&D Center for Fermentation Engineering of Hebei Province, Shijiazhuang 050018, China)

The tuber of purple sweet potato (Ipomoea batatascultivar Jizishu No.1) was processed through combination of starch enzymatic hydrolysis and alcoholic yeast fermentation into a red wine similar in color to grape wine. The starch liquefaction and saccharifi cation as well as fermentation conditions were optimized using an orthogonal array design. The aroma components of the sweet potato wine were determined by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and the contents of amino acids and organic acids were detected by high performance liquid chromatography (HPLC). The maximum hydrolysis effi ciency of starch of 92% was obtained when the starch liquefaction was carried out at 92 ℃ for 60 min with 3 U/g of amylase at a material to water ratio of 1:3, followed by 60 min saccharifi cation at 50 ℃ and pH 4.5 with 300 U/g of glucomylase. The subsequent fermentation was performed for 7 days at 23 ℃ and pH 4.0 after inoculation with 2 × 106active dry yeast cells/mL, yielding an alcohol content of 12.4% (V/V). A total of 46 aroma components, 17 amino acids and 9 organic acids were identifi ed in the wine and it contained 145 mg/L anthocyanins. The purple potato red wine possesses a unique fl avor and various nutritional components and thus it has the potential for further development.

purple sweet potato red wine; process optimization; chemical analysis

TS262.7

A

10.7506/spkx1002-6630-201517038

2014-10-16

河北省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（12231009D）

韓曉鵬（1990—），男，碩士研究生，研究方向?yàn)閭鹘y(tǒng)發(fā)酵工程創(chuàng)新技術(shù)。E-mail：625096834@qq.com

*通信作者：李艷（1958—），女，教授，學(xué)士，研究方向?yàn)閭鹘y(tǒng)發(fā)酵工程 創(chuàng)新技術(shù)。E-mail：lymdh5885@163.com