宗緒巖,李建,白彬陽(yáng),楊金山,李麗
(1.四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院,四川宜賓 644000)(2.釀酒生物技術(shù)及應(yīng)用四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川宜賓644000)(3.固態(tài)釀造關(guān)鍵技術(shù)研究四川省院士(專家)工作站,四川宜賓 644000)
獼猴桃(Actinidia chinensisPlanch)原產(chǎn)于我國(guó),又稱陽(yáng)桃、羊桃、麻藤果、藤梨等,屬獼猴桃科(Actinidiaceae)獼猴桃屬(ActinidiaLind),漿果類木質(zhì)藤本植物的果實(shí)[1]。美味獼猴桃(Actinidia deliciosa)、中華獼猴桃(Actinidia chinensis)、軟棗獼猴桃(Actinidia arguta)等為我國(guó)最主要的商業(yè)栽培獼猴桃種。獼猴桃味道清香鮮美,營(yíng)養(yǎng)豐富,含有糖類、蛋白質(zhì)、維生素、氨基酸、有機(jī)酸、多酚類化合物以及人體所需的一些微量礦物元素等。水果蔬菜常因含有豐富的各種維生素類物質(zhì)和多酚類物質(zhì)等,而表現(xiàn)出抗炎癥、抗氧化、抗腫瘤等功效,獼猴桃更因其富含大量的維生素C和多酚類物質(zhì)而被譽(yù)為“水果之王”[2]。有報(bào)道稱經(jīng)常使用獼猴桃能夠有效減少腫瘤和心血管疾病的發(fā)病率,對(duì)人體健康十分有益[3]。獼猴桃果實(shí)皮薄多汁,肉厚,較難鮮儲(chǔ),極易腐爛[4]。隨著我國(guó)獼猴桃產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,獼猴桃早已呈現(xiàn)供大于求狀況,因此對(duì)于獼猴桃深加工的研究具有重要意義[5]。
橡木桶作為一種傳統(tǒng)的儲(chǔ)酒容器,其歷史甚至可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代,最早人們只用其作為儲(chǔ)酒容器,后來(lái)發(fā)現(xiàn)其還具有促進(jìn)酒類成熟的作用。果酒生產(chǎn)中普遍使用橡木桶進(jìn)行陳釀,是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,隨著陳釀過(guò)程進(jìn)行,伴隨著果酒色澤、氣味和風(fēng)味的變化,能夠改善其感官,并逐漸趨向成熟。使用橡木桶進(jìn)行陳釀的果酒可以溶出橡木中的物質(zhì)獲得復(fù)雜的香氣,同時(shí),橡木桶的透氣性也改變了果酒中揮發(fā)性物質(zhì)的組成[6]。
本文通過(guò)果酒專用橡木桶對(duì)獼猴桃果酒進(jìn)行貯藏研究,通過(guò)測(cè)定貯藏過(guò)程中,酒汁的理化特性和感官特性,為后續(xù)研究橡木桶陳化機(jī)理和工業(yè)化應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。
獼猴桃果酒:實(shí)驗(yàn)室自制,酒精度10% vol;乙醇、異丁醇、異戊醇均為色譜純,購(gòu)于上海阿拉丁生化科技股份有限公司;亞硫酸鈉、鹽酸副玫瑰苯胺、甲醛、FC顯色劑、碳酸鈉、一水合沒(méi)食子酸均為分析純,購(gòu)于成都市科隆化學(xué)品有限公司。
5 L橡木桶,本地購(gòu)買(mǎi);生化培養(yǎng)箱,常州普天儀器制造有限公司;磁力攪拌器,美國(guó)賽洛捷克有限公司;pH計(jì),上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;電子天平,德國(guó)賽多利斯公司;溶氧儀JPB-607A,上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;電導(dǎo)率儀DDS-307,上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;分光光度計(jì)L35,美國(guó)珀金埃爾默公司;電熱恒溫水浴鍋,天津市泰斯特儀器有限公司;氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀,美國(guó)安捷倫公司。
1.3.1 陳釀工藝
將釀造好的獼猴桃酒放入5 L橡木桶中,橡木桶用專用木塞密封,放入 15 ℃恒溫箱中避光陳釀。取樣和測(cè)定時(shí)緩慢打開(kāi)塞子,將探頭緩慢放入分別測(cè)定上層、中層和下層指標(biāo),并取平均值,然后緩慢插入吸管,分別在上部、中部和下部分別吸取約10 mL酒液,合并后作為檢測(cè)樣品。
1.3.2 溶解氧含量(DO)的測(cè)定
將溶解氧探頭通過(guò)橡木桶的取樣口放入,并使電極浸入在酒汁中,分別測(cè)定上層、中層、下層的溶解氧含量(DO),每層測(cè)量3次,取平均值。
1.3.3 電導(dǎo)率的測(cè)定
將電導(dǎo)率探頭通過(guò)橡木桶的取樣口放入,并使電極浸入在酒汁中,分別測(cè)定上層、中層、下層的電導(dǎo)率值,每層測(cè)量3次,取平均值。
1.3.4 色度的測(cè)定
將樣品用0.22 μm的針式過(guò)濾器過(guò)濾后,在波長(zhǎng)420 nm、520 nm、620 nm下測(cè)定其吸光值,分別記做A420、A520、A620,計(jì)算 A420、A520、A620之和作為樣品的色度值[7,8]。
1.3.5 色調(diào)的測(cè)定
將微孔濾膜過(guò)濾后的樣品放入紫外分光光度計(jì),測(cè)定波長(zhǎng)420 nm、520 nm下吸光值,分別記做A420、A520,計(jì)算A420/A520的比值作為樣品的色調(diào)值[9]。
1.3.6 游離二氧化硫含量測(cè)定
將亞硫酸鈉水溶液分別加入8個(gè)50 mL三角瓶中并加入去離子水稀釋至10 mL,使其中二氧化硫濃度為0~10 μg/mL;取1 mL樣品和9 mL去離子水加入50 mL三角瓶中;分別加入,5 mL鹽酸副玫瑰苯胺和5 mL甲醛溶液,在25 ℃水浴中保存30 min,在560 nm處測(cè)定吸光度[10]。
1.3.7 總酚含量測(cè)定
總酚檢測(cè)方法參照文獻(xiàn)[11,12]。測(cè)定樣品時(shí)先稀釋5倍,按照繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線相同的步驟測(cè)定吸光度值,計(jì)算總酚含量。
1.3.8 高級(jí)醇含量測(cè)定
采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法對(duì)樣品進(jìn)行雜醇油含量測(cè)定。分別配制10 mg/mL的異丁醇、異戊醇的標(biāo)準(zhǔn)濃縮溶液,各取1 mL再分別加入1 mL的10 mg/mL的叔戊醇濃縮液作為內(nèi)標(biāo)液,用40%的乙醇溶液定容至100 mL。分別取標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品各1 mL放入樣品瓶進(jìn)行萃取和測(cè)定。
平衡條件:55 ℃,30 min;萃取頭解吸條件:250 ℃,3 min;萃取頭吸附條件:55 ℃,40 min;氣相色譜條件:進(jìn)樣口溫度:230 ℃,質(zhì)譜條件為四極桿溫度:150 ℃,離子源溫度:230 ℃,電離電壓:70 eV,方式為:EI,質(zhì)量掃描范圍:20~500 u[13,14]。
1.3.9 感官評(píng)定方法
分別取橡木桶貯藏后的獼猴桃果酒樣品和 4 ℃玻璃瓶密封保存的獼猴桃果酒樣品,各3個(gè)重復(fù),隨機(jī)編號(hào)后進(jìn)行品嘗打分。樣品的感官評(píng)定采用評(píng)分法,在學(xué)校范圍內(nèi)篩選了2名具有專業(yè)資質(zhì)的酒類品評(píng)教師和10名經(jīng)過(guò)酒類品評(píng)培訓(xùn)的學(xué)生(男、女各5人)組成品評(píng)小組。受試者被要求對(duì)果酒的整體感官質(zhì)量(視覺(jué)、香氣和味道)進(jìn)行評(píng)分,評(píng)分范圍在0到10之間。為此,將果酒樣品隨機(jī)編號(hào),并用培養(yǎng)皿覆蓋。在20~22 ℃進(jìn)行盲評(píng),在品嘗過(guò)程中提供清水,品評(píng)前后使用清水漱口。單獨(dú)打分,避免互相影響,收集評(píng)分后去掉最高分和最低分各一個(gè),然后計(jì)算平均值[15~17]。
1.3.10 數(shù)據(jù)處理
使用Excel進(jìn)行方差分析。每個(gè)樣品重復(fù)3次,結(jié)果以平均值±方差表示。
溶解氧在酒類發(fā)酵和貯存過(guò)程中起著重要作用,是檢測(cè)的重要指標(biāo)[18],通過(guò)測(cè)定不同貯藏時(shí)間溶解氧的變化(見(jiàn)圖1),探究溶解氧在陳釀過(guò)程中起到的作用。
圖1 貯藏過(guò)程溶解氧變化Fig.1 Change of dissolved oxygen during aging process
從圖1中可以看出,貯藏初期溶解氧下降很快,后期橡木桶中溶解氧基本處于穩(wěn)定狀態(tài),可能由于橡木桶具有一定的透性,使得空氣中的溶解氧進(jìn)入到酒液中[19,20],酒中微量的氧促進(jìn)了醇類、醛類、酚類、酯類等物質(zhì)的轉(zhuǎn)化反應(yīng),產(chǎn)生了不同的風(fēng)味物質(zhì),有利于加速酒體成熟、改善風(fēng)味、縮短陳釀時(shí)間[21]。初期酒中物質(zhì)氧化迅速,大量消耗溶解氧,造成溶解氧迅速下降,后期透過(guò)橡木桶的溶解氧緩慢與酒中物質(zhì)反應(yīng),使得溶解氧水平維持穩(wěn)定。
電導(dǎo)率定義為溶液的導(dǎo)電能力[22],受酒體中離子濃度和性質(zhì)的影響。酒類儲(chǔ)藏期間酒體內(nèi)物質(zhì)發(fā)生的氧化聚合、酯化等各種反應(yīng)都會(huì)使電導(dǎo)率產(chǎn)生變化。
從圖2可以看出,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),酒液的電導(dǎo)率逐漸增加,且增速逐漸變緩。橡木桶的微透氧性,酒液中一直含有微量的溶氧,使其酒液發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成了不同導(dǎo)電性能的物質(zhì)。Colombié等提出發(fā)酵過(guò)程中可吸收氮類物質(zhì)會(huì)影響體系的電導(dǎo)率[22]。因此,在貯藏階段,有機(jī)酸的變化可能是影響體系電導(dǎo)率變化的主要因素。
圖2 貯藏過(guò)程電導(dǎo)率變化Fig.2 Change of electrical conductivity during aging process
色度是體現(xiàn)酒液呈色強(qiáng)度的一個(gè)重要參數(shù)[23]。果酒的色度值與其顏色的鮮亮程度成正相關(guān)[24]。
圖3 貯藏過(guò)程色度變化Fig.3 Change of color during aging process
從圖3可以看出,貯藏過(guò)程有利于色度提高,主要是橡木桶中所含的部分單寧等酚酸類物質(zhì)溶入酒液中,并在氧的作用下通過(guò)酯鍵相連形成聚合物[25]。
色調(diào)變化是評(píng)價(jià)果酒儲(chǔ)藏的一個(gè)重要指標(biāo)。色調(diào)變化與原料質(zhì)量、儲(chǔ)藏時(shí)間和貯藏工藝有關(guān)[26]。
從圖4可以看出,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),獼猴桃果酒的色調(diào)逐漸增加,并逐漸趨于穩(wěn)定,說(shuō)明貯藏過(guò)程中,果酒中黃色逐漸加深,可能是由于多酚類物質(zhì)聚合形成了色素物質(zhì)有關(guān)。Czibulya和Rodrigues都報(bào)道過(guò)類似的結(jié)果[27,28]。
圖4 貯藏過(guò)程色調(diào)變化Fig.4 Change of color hue during aging process
二氧化硫作為果酒生產(chǎn)的必備原料,在生產(chǎn)過(guò)程中起到了抑菌、抗氧化和護(hù)色的作用[29]。酒中的二氧化硫主要以兩種形式存在。一種是游離二氧化硫,以亞硫酸和溶解二氧化硫狀態(tài)存在,具有抗氧化能力;另一種是結(jié)合二氧化硫。兩種狀態(tài)間存在一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡[30]。
圖5 貯藏過(guò)程游離二氧化硫變化Fig.5 Change of free sulfur dioxide during aging process
從圖5可以看出,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),游離二氧化硫的含量持續(xù)降低,尤其是初期,下降速度很快,基本呈現(xiàn)線性下降。隨著貯存時(shí)間延長(zhǎng),溶解氧逐漸將游離二氧化硫氧化消耗掉,同時(shí)結(jié)合態(tài)的二氧化硫逐漸分解形成游離態(tài),使得游離二氧化硫呈現(xiàn)穩(wěn)步降低。
果酒中酚類物質(zhì)的含量與原料種類、產(chǎn)地、土壤類型、收獲時(shí)機(jī)及釀酒工藝有關(guān)[31]。酚類物質(zhì)會(huì)參與酒液陳釀過(guò)程的許多物理化學(xué)變化,從而決定了獼猴桃果酒的感官特性[32]。在橡木桶陳釀期間,酚類物質(zhì)發(fā)生的各種反應(yīng)顯著影響果酒風(fēng)味改變[33]。在陳釀過(guò)程中,溶解氧會(huì)與新鮮果酒中大量存在于的游離多酚類物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。
圖6 貯藏過(guò)程總酚含量變化Fig.6 Change of concentration of polyphenol during aging process
從圖6可以看出,在橡木桶陳釀前期,獼猴桃果酒中的酚類物質(zhì)含量迅速減少,原因主要是酒液中的溶解氧與酚類物質(zhì)發(fā)生了氧化聚合反應(yīng),形成了復(fù)雜的化合物;隨著陳釀的進(jìn)行,酒液中的溶解氧趨于穩(wěn)定,酚類物質(zhì)含量變化也逐漸趨于平緩[34]。隨著陳釀的進(jìn)行,帶有苦澀味道的酚類物質(zhì)逐漸氧化聚合,形成一系列的低聚合化合物,使得獼猴桃果酒的口感變得逐漸醇厚。
圖7 貯藏過(guò)程高級(jí)醇含量變化Fig.7 Change of concentration of higher alcoholics during aging process
高級(jí)醇是一類含有三個(gè)碳原子以上的一元醇類物質(zhì),在獼猴桃果酒中可以起到呈香、呈味的作用,適度含量的高級(jí)醇可以支撐獼猴桃果酒的口感、豐富酒體的香氣[35]。但過(guò)量的高級(jí)醇會(huì)造成飲酒后“上頭”反應(yīng),也會(huì)導(dǎo)致飲酒后不適[36]。文獻(xiàn)報(bào)道,某些酒中異丁醇、異戊醇是主要的高級(jí)醇,超過(guò)總含量的70%[37]。因此,本研究?jī)H測(cè)定了異丁醇和異戊醇的變化。
從圖7可以看出,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),異丁醇和異戊醇的含量均成下降趨勢(shì),且近乎平行。高級(jí)醇含量降低可能是在貯藏過(guò)程中,溶解氧與高級(jí)醇發(fā)生了氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為醛或酸,或是高級(jí)醇與酸類物質(zhì)發(fā)生了酯化反應(yīng)。
橡木桶貯藏后樣品感官得分為 97.68±2.35,4 ℃玻璃瓶密封保存酒樣感官得分為 79.84±1.98。貯藏工藝能夠明顯提高獼猴桃果酒樣品的感官,有助于加速產(chǎn)品成熟。橡木桶貯藏工藝對(duì)獼猴桃果酒感官的影響還需進(jìn)一步進(jìn)行對(duì)照研究。
本文采用市售橡木桶對(duì)實(shí)驗(yàn)室制備的獼猴桃果酒進(jìn)行了貯藏研究,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),電導(dǎo)率、色度和色調(diào)等指標(biāo)呈現(xiàn)上升趨勢(shì),而溶解氧、游離二氧化硫、總酚和高級(jí)醇等物質(zhì)均呈現(xiàn)下降趨勢(shì),經(jīng)過(guò)橡木桶貯藏后的獼猴桃果酒其感官得分明顯提高。在獼猴桃果酒貯藏過(guò)程中,物理、化學(xué)和感官的變化與樣品初始溶解氧含量及橡木桶質(zhì)量有關(guān),后續(xù)將對(duì)不同貯藏裝置及不同貯藏條件對(duì)獼猴桃果酒的影響做進(jìn)一步研究。