發酵石榴酒的色澤變化

莊惠婷,杜金華,郭春寶,王聰

石榴 (Punica granarumL.)為石榴科石榴屬植物,含有大量具有抗氧化作用的酚類物質,如總酚、花色苷等[1]。石榴品種與生長條件都會影響石榴中每種花色苷的含量及其比例。不同花色苷間的比例對石榴酒色度和顏色穩定性有顯著影響[2]。影響這 2種性質的根源是花色苷 B環的羥基化形式,藍色隨羥基數目的增加而加深;紅色則隨著甲基化數目的增多而增強。然而,花色苷極易受某些理化因素的影響而發生降解或引起褪色,如酶、溫度、氧氣、光、pH值、糖及其降解產物、金屬離子以及植物中的代謝產物等[3]。果酒的色度、色調是評價果酒外觀質量的一個重要指標,根據果酒的色度和色調,能夠判斷一瓶果酒的氧化程度和質量好壞。因此,研究釀造過程及發酵前后石榴酒色澤變化具有重要意義,可以為釀造工藝的改進提供參考依據。

試驗以 3種石榴為原料,通過測定色度、色調、花色苷含量,研究了發酵過程中 3個指標的變化情況及發酵前后石榴汁色澤的變化,對色度、色調、花色苷含量進行了相關性分析。

1 材料與方法

1.1 材料

青皮甜石榴、青皮酸石榴-購于泰安市水果批發市場;泰山紅石榴-購于泰安市白馬石民俗文化村榴香園;果酒干酵母;果膠酶等。

1.2 主要試劑

H2SO3(分析純):天津市大茂化學試劑廠;KCl(分析純):天津市凱通化學試劑有限公司;HCl(分析純):萊陽市康德化工有限公司;乙酸鈉 (分析純):天津市凱通化學試劑有限公司。

1.3 主要儀器

UV-2100型分光光度計,尤尼柯 (上海)儀器有限公司;電子天平,梅特勒-托利多儀器 (上海)有限公司;DELTA 320 pH計,梅特勒-托利多 (上海)有限公司。

1.4 試驗方法

1.4.1 石榴汁制備

選擇新鮮、成熟、無病斑的石榴,用冷水清洗,除去表面雜物。手工去皮,盡可能使籽粒與隔膜分離,添加適量的果膠酶然后將籽粒壓榨取汁,將榨出的混濁汁用紗布過濾。將石榴汁分為 2組:一組添加 50 mg/L的 SO2,另一組不添加,靜置過夜備用。

1.4.2 發酵石榴酒

調整石榴汁,果酒干酵母石榴汁活化,添加量按酵母使用說明,添加到石榴汁中,在自然 pH、20℃恒溫條件下密閉發酵。發酵后期通過測定含糖量連續2 d不再降低時終止發酵。發酵結束測各個理化指標。倒桶澄清時補加 SO2,適情況而定補加量。測定石榴原汁、發酵過程中及結束后的色度、色調、花色苷含量。

1.4.3 分析方法

1.4.3.1 色度、色調測定

石榴酒經 0.45μm孔徑的濾紙過濾,以水做空白對比 (在測定前也經 0.45μm濾紙過濾),裝入比色杯中使用分光光度計分別在 420 nm和 520 nm波長處比色,色度值 =A420+A520,色調值 =

1.4.3.2 花色苷測定方法

采用 pH差示法,參考 Giust和 W rolstad(2001)[5]的方法并做了改進。

取 1 mL果汁分別用 pH值 1.0〔0.2 mol/L KCl∶0.2 mol/L HCl體積比 =25∶67〕與 pH4.5〔1 mol/L NaAc∶1 mol/L HCl∶H2O體積比 =100∶60∶90〕的緩沖溶液分別稀釋至適當倍數,室溫暗處放置 30 min,以蒸餾水為對照,測定λmax下的吸光值A(以 1%HCl-H2O溶液稀釋,在 400～600 nm進行波長掃描)。按下式計算花色苷相對含量。

式中 :A=(Aλmax-A700)pH1.0-(Aλmax-A700)pH4.5;

n,稀釋倍數;M,花色苷相對分子質量 (449.2);ξ,花色苷摩爾吸光系數 (26900)。

1.5 數據分析

試驗結果均為 3次平行試驗的平均值。采用Excel、DPS數據處理軟件進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 花色苷最大吸收波長確定

由圖1可知,3個品種石榴汁的最大掃描波長略有不同,青皮甜石榴最大掃描波長為 513nm,青皮酸石榴為 496nm,泰山紅石榴為 514 nm。這可能主要是由于不同品種所含的花色苷的種類和含量決定的。目前,已發現有 500種多花色苷[6]和 23種花青素[7-8]。在 23種花青素中僅有 6種是最常見的,他們是分別是天竺葵色素 (Pg)、芍藥色素 (Pn)、矢車菊色素 (Cy)、錦葵色素 (Mv)、牽牛花色素 (Pt)和飛燕草色素 (Dp)[9]。Yunfeng等[10]報道石榴汁中 3種主要的花色苷是:飛燕草花色苷、矢車菊花色苷、天竺葵花色苷,但在不同石榴品種中含量比例不同可能是導致最大掃描波長不一致的主要原因。

2.2 發酵過程中色澤變化

2.2.1 發酵過程中花色苷含量的變化

圖1 3品種石榴汁花色苷掃描圖譜注:同一圖中的不同曲線是在不同稀釋倍數下測得的。

由圖2可以看出發酵過程中花色苷含量明顯減少且前 3天的下降速度最快,后期趨于平穩。發酵結束時 3品種間花色苷含量具有顯著性差異 (P＜0.01),泰山紅含量最高為 50.7 mg/L,青皮甜、青皮酸次之。進行發酵時僅與皮、籽接觸幾天的醪會出現顏色損失。損失的原因主要是由于復合物解離而引起光吸收減弱。在整個發酵過程中青皮甜石榴不添加 SO2處理的花色苷損失率為 28.49%,添加 SO2處理的為 34.47%;泰山紅不添加 SO2處理的花色苷損失率為 34.28%,添加 SO2處理的為 31.70%(無顯著性差異P＞0.05);青皮酸石榴不添加處理的花色苷損失率為 30.02%,添加處理的為 35.05%。添加SO2處理的損失率高主要是由于:SO2會在果汁或果酒中酸的作用下形成 HSO3-,進而對花色苷 2位碳親核進攻生成無色的花色苷亞硫酸鹽復合物[5]。2.2.2 發酵過程中色度的變化

圖2 發酵過程中花色苷含量變化

由圖3可以看出,發酵結束時青皮酸石榴的色度值分別為 1.328、1.323,高于青皮甜和泰山紅,與青皮甜和泰山紅間具有顯著性差異 (P＜0.01),這主要是由于青皮酸石榴滴定酸含量較青皮酸、泰山紅高,酸可維持低 pH值,有利于顏色的穩定性。隨著 pH值升高,花色苷脫色,最終會變成藍色。添加 SO2的色度值略低于不添加 SO2的,但兩者間無顯著性差異(P＞0.05)。在發酵過程中,隨著發酵時間的延長色度值大體上呈下降趨勢。品種不同色度損失的情況也不同,泰山紅損失最高。色度損失情況與 pH變化情況有關,在發酵過程中 pH值略有上升,這可能是導致色度損失的主要原因。

2.2.3 發酵過程中色調的變化

圖3 發酵過程中色度變化

由圖4可以看出,色調變化與色度變化具有一致性,在發酵過程中色調值減小。發酵結束時,在 3品種中青皮酸與泰山紅色調值較高,2品種間具無顯著差異(P＞0.05),與青皮酸間有顯著性差異 (P＜0.01)。同一品種間不添加 SO2與添加 SO2色調之間無顯著差異 (P＞0.05)。色調主要是反映各顏色間的變化、轉移情況,發酵過程中色調變小,發酵過程中 pH值的變化會對色調產生影響。隨著 pH值的變化,花色苷在水溶液中的存在形式及顏色發生變化,從而使石榴酒在不同波長下的吸光值發生變化,導致色調變化。

2.3 石榴汁、石榴酒色澤比較

表1 石榴汁、石榴酒色澤比較

圖4 發酵過程中色調變化

表1為石榴原汁與石榴酒色澤比較情況,由表1 可以看出,經過發酵,石榴汁色澤變化較大,色澤明顯降低。這可能主要是由于釀造過程中采用浸漬發酵法生產石榴酒,攪拌過程使發酵罐內氧氣充足,呈色物質氧化分解所致。將花色苷含量與色度、色調 2指標進行相關性分析,結果顯示花色苷與色度之間相關性不顯著 (Pearson相關系數為 0.199,P=0.608＞0.05),回歸方程為y=0.002 9x+1.090 5;與色調之間相關性極顯著 (Pearson相關系數為 0.885,P=0.002＜0.01),回歸方程為y=0.015 3x+0.468 7。由此可知對于石榴汁及石榴酒花色苷與色度無顯著相關性,與色調極顯著性相關。

3 結論

青皮甜、青皮酸、泰山紅 3個品種石榴汁的最大掃描波長分別為 513nm、496 nm、514 nm。經過發酵石榴汁花色苷、色度、色調都有一定程度的下降。泰山紅汁花色苷含量最高為 82.26 mg/L,3品種間花色苷含量具有顯著性差異 (P＜0.01);青皮酸石榴的色度值高于青皮甜和泰山紅,有顯著性差異 (P＜0.01);青皮酸與泰山紅色調值較高,2品種間無顯著性差異(P＞0.05),與青皮甜間具有顯著性差異 (P＜0.01)。本試驗中添加 50 mg/L的 SO2,發酵過程中是否添加 SO2兩組的花色苷、色度、色調值無顯著性差異(P＞0.05)。石榴汁及石榴酒花色苷與色度無顯著相關性,與色調極顯著相關。

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