張建萍，蔡望秋，陳尚龍，陳安徽，李 超

（1.徐州工程學(xué)院食品（生物）工程學(xué)院，江蘇徐州 221018；2.徐州工程學(xué)院江蘇省食品資源開發(fā)與質(zhì)量安全重點建設(shè)實驗室，江蘇徐州 221018）

黃精（Polygonatum sibiricum）為黃精屬植物，含有豐富的多糖、皂苷、木脂素，具有較高的藥用價值和保健作用。黃精多糖具有抗衰老、抗炎、抗病毒以及增強大腦的學(xué)習(xí)和記憶功能的作用[1]；黃精皂苷具有化痰止咳、抗炎、抗腫瘤、抗真菌等保健作用[2]；黃精木脂素具有較強的生物活性，能抗氧化和清除自由基，還可以增強免疫力、促進蛋白質(zhì)和糖類的合成[3]。

山楂較酸，不適于直接食用，山楂經(jīng)加工和發(fā)酵等工藝制成的山楂酒不僅保留原有的營養(yǎng)成分，同時具有濃郁果香和醇厚風味，深受消費者的喜愛。山楂酒能助消化、消積食、活血化瘀、增強心肌的收縮能力、防止冠心病等心腦血管疾病的作用[4]。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和健康意識的提高，市場對具有保健功效的果酒需求越來越大[5]。保健營養(yǎng)型果酒一般是指在果酒生產(chǎn)過程中添加一些藥食同源的植物原料、微生物原料、功能性低聚糖、營養(yǎng)物質(zhì)等經(jīng)調(diào)制或者直接發(fā)酵制成的一類果酒，具有保健、營養(yǎng)、預(yù)防疾病、養(yǎng)生等作用。本試驗以酒黃精和新鮮山楂為原料，釀制黃精山楂酒，使之具有較強保健功效，同時使用氣-質(zhì)聯(lián)用技術(shù)（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MC）[6-12]對黃精山楂酒揮發(fā)性成分進行定性和定量分析。

1 材料與方法

1.1 材料及試劑

原料：酒黃精、山楂，市售。

菌種及試劑：酵母，安琪酵母股份有限公司；無水葡萄糖、二氯甲烷等化學(xué)試劑，國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 黃精山楂酒制作工藝流程

本試驗所采用的工藝流程見圖1。

沸水加熱：山楂含有鞣酸，會影響人體胃腸道功能，入沸水中加熱可使鞣酸揮發(fā)去除，同時對山楂進行護色處理，防止其發(fā)生褐變，影響果酒色澤。

圖1 工藝流程

酒黃精破碎：首先將酒黃精直接粉碎過40 目篩，然后稱取一定量酒黃精粉末后加水攪勻，最后用超聲波細胞粉碎機進行破碎，破碎條件為：超聲功率300 W，超聲時間5 s，間隔3 s，超聲50次。

1.2.2 感官評定方案

根據(jù)李華等[13]對果酒感官評定的研究，從外觀（色度、透明度）、香氣和滋味3 個方面設(shè)計方案對黃精山楂酒進行感官評定，評定分為10 分、8 分、6分、4 分、2 分、0 分6 個等級，總分為30 分。實驗邀請20 名本專業(yè)的學(xué)生對黃精山楂酒進行品嘗和評分，以去掉最高分和最低分的平均分為黃精山楂酒感官評定得分。感官評定方案見表1。

1.2.3 揮發(fā)性成分的提取與測定

黃精山楂酒揮發(fā)性成分的提取[14]：取100 mL酒樣至250 mL分液漏斗中，加入50 mL二氯甲烷進行液液萃?。ㄕ袷? 次，每次振蕩1 min，每隔5 min振蕩1次），靜置分層后，分離有機相，重復(fù)提取3次后合并有相機，加入適量無水硫酸鈉，置于-18 ℃冰箱中過夜，冷凍脫水。過濾除去硫酸鈉的提取液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮至5 mL，再用氮氣吹掃至1.0 mL，裝入小瓶，密封冷藏備用。

黃精山楂酒揮發(fā)性成分的測定參考文獻[15-21]。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗

表1 感官評定方案

2.1.1 含糖量對感官評定的影響

含糖量直接影響酵母繁殖和代謝的速度，由于山楂本身含糖量較低，直接發(fā)酵導(dǎo)致山楂果酒的酒精度偏低，影響果酒品質(zhì)，不利于陳釀和貯存，所以發(fā)酵前需調(diào)整含糖量。試驗固定其他條件，只改變含糖量，研究其對黃精山楂酒的影響，結(jié)果見圖2。

圖2 含糖量對黃精山楂酒的影響

由圖2可知，當含糖量在5%～20%時，黃精山楂酒感官評定得分隨含糖量增加而升高，之后緩慢下降。

2.1.2 酵母添加量的優(yōu)化對感官評定的影響

酵母添加量也是影響果酒品質(zhì)的重要因素。試驗固定其他條件，只改變酵母添加量，研究其對黃精山楂酒的影響，結(jié)果如圖3所示。

圖3 酵母添加量對黃精山楂酒的影響

由圖3 可知，當酵母添加量在0.05%～0.15%時，黃精山楂酒感官評定得分隨酵母添加量增加而升高，之后緩慢下降。

2.1.3 發(fā)酵溫度的優(yōu)化對感官評定的影響

發(fā)酵溫度可以控制酵母的繁殖速度，過高的發(fā)酵溫度加快了酵母繁殖和發(fā)酵速度，導(dǎo)致酵母衰敗變快，發(fā)酵過早停止，果酒口感較差。試驗固定其他條件，只改變發(fā)酵溫度，研究其對黃精山楂酒的影響，結(jié)果如圖4所示。

圖4 發(fā)酵溫度對黃精山楂酒的影響

由圖4 可知，當發(fā)酵溫度在20～26 ℃時，黃精山楂酒感官評定得分隨發(fā)酵溫度升高而緩慢升高，之后緩慢下降。

2.1.4 酒黃精添加量對感官評定的影響

過高的酒黃精添加量會掩蓋山楂的果香，過低則會降低黃精山楂酒的保健功效。試驗固定其他條件，只改變酒黃精添加量，研究其對黃精山楂酒的影響，結(jié)果如圖5所示。

圖5 酒黃精添加量對黃精山楂酒的影響

由圖5 可知，當酒黃精添加量在1%～3%時，黃精山楂酒感官評定得分隨酒黃精添加量增加而升高，之后迅速下降。

2.2 黃精山楂酒制作工藝的優(yōu)化

以含糖量、酵母添加量、發(fā)酵溫度和酒黃精添加量為影響因素，以感官評定得分為指標，選用L9(34)正交表進行正交試驗設(shè)計[22]，試驗設(shè)計及試驗結(jié)果見表2，對試驗結(jié)果進行方差分析見表3。

由表2 可知，對黃精山楂酒感官評定得分影響順序為D＞B＞A＞C，即酒黃精添加量＞酵母添加量＞含糖量＞發(fā)酵溫度，分析最佳條件為A2B2C3D2；由表3 可知，酒黃精添加量對黃精山楂酒感官評定得分影響顯著（P＜0.05），酵母添加量、含糖量和發(fā)酵溫度對黃精山楂酒感官評定得分的影響不顯著。

表2 正交試驗設(shè)計及實驗結(jié)果

表3 正交試驗方差分析

為了進一步驗證正交試驗結(jié)果的可靠性與重現(xiàn)性，在分析最佳條件A2B2C3D2下，重復(fù)制作6 批黃精山楂酒，其平均感官評定得分為28.3（高于實驗最佳值27.8 分）。因此，黃精山楂酒最佳制作工藝為A2B2C3D2，即含糖量為20%、酵母添加量為0.15%、發(fā)酵溫度為28 ℃和酒黃精添加量為3%。

2.3 黃精山楂酒理化指標檢測

在黃精山楂酒最佳制作工藝（含糖量為20%、酵母添加量為0.15%、發(fā)酵溫度為28 ℃和酒黃精添加量為3%）條件下發(fā)酵制作3 批黃精山楂酒。參考葡萄酒、果酒通用分析方法[23]，用密度瓶法測定黃精山楂酒的酒精度和干浸出物，用電位滴定法測定黃精山楂酒的總酸，用直接滴定法測定黃精山楂酒的總糖和還原糖，黃精山楂酒理化指標測定結(jié)果見表4。

由表4可知，黃精山楂酒的酒精度為10.55%vol，干浸出物含量為79.9 g/L，總酸含量為13.97 g/L，還原糖含量為7.84 g/L，總糖含量為13.07 g/L，相對標準偏差（RSD）≤3.59%。

2.4 黃精山楂酒揮發(fā)性成分的測定與分析

黃精山楂酒的總離子流色譜圖如圖6 所示，揮發(fā)性成分及相對含量見表5。

由表5 可知，黃精山楂酒中揮發(fā)性物質(zhì)共38種，其中醇類9種、酯類8種、酸類8種、烷類8種、烯類2種、醛類3種，果酒中占主要比例的揮發(fā)性成分是醇類、酯類和酸類。由于氣質(zhì)分析中濃縮步驟采用的是液液萃取法，以二氯甲烷為溶劑，所以檢測出的揮發(fā)性成分中，二氯甲烷不屬于黃精山楂酒的成分，另外二氯甲烷屬于有機溶劑，對色譜柱有一定的腐蝕，因而會有一部分含硅化合物從色譜柱中流出，故試驗中需去除。

表4 黃精山楂酒理化性質(zhì)

表5 黃精山楂酒揮發(fā)性成分及其相對含量

醇類和酯類揮發(fā)性物質(zhì)對黃精山楂酒的香氣起重要作用，具有獨特的發(fā)酵醇香和酯香，其中醇類占揮發(fā)性成分的56.86%，酯類占揮發(fā)性成分的18.41%。苯乙醇占揮發(fā)性成分的20.15%，具有獨特的清甜花香，對黃精山楂酒總體香氣具有不可忽視的作用。酯類具有芳香風味，是黃精山楂酒總體香氣的重要組成成分。酸類占揮發(fā)性成分的17.34%，也是黃精山楂酒總體香氣的重要組成成分，由于山楂本身具有較高的酸度，導(dǎo)致酸類物質(zhì)在黃精山楂酒揮發(fā)性成分中占比偏高。

圖6 黃精山楂酒揮發(fā)性成分總離子流圖

3 結(jié)論

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，通過正交試驗優(yōu)化得到黃精山楂酒最佳制作工藝：含糖量為20%、酵母添加量為0.15%、發(fā)酵溫度為28 ℃和酒黃精添加量為3%，經(jīng)方差分析得酒黃精添加量對黃精山楂酒制作影響顯著。在此條件下制作黃精山楂酒的酒精度為10.55%vol，干浸出物含量為79.9 g/L，總酸含量為13.97 g/L，還原糖含量為7.84 g/L，總糖含量為13.07 g/L，RSD≤3.59%。黃精山楂酒檢出揮發(fā)性成分38 種，其中醇類占揮發(fā)性成分的56.86%，酯類占18.41%，酸類占17.34%，醇類和酯類揮發(fā)性物質(zhì)對黃精山楂酒的香氣起重要作用，具有獨特的發(fā)酵醇香和酯香。