韓迎迎,李 杰,杜金華*,孫正晨,鮑 姣
(1.山東農業大學 食品科學與工程學院,山東 泰安 271000;2.山東泰山啤酒有限公司,山東 泰安 271000)
山楂(Crateaguspinnatifida)是我國特有的藥食兼用水果,含有豐富的營養成分,如原花青素、黃酮、酚酸等酚類化合物,具有良好的抗氧化潛質[1-4]。有研究指出山楂在降血脂[5-6]、預防心血管疾病[7-8]、預防動脈粥樣硬化[9]、抑制Ⅱ型糖尿病[10]等方面有重要作用,但是由于山楂酸度高、酸感強使其鮮食消費量有限。以山楂為原料釀造山楂酒是山楂精深加工重要途徑之一,并且因后者獨特風味深受消費者喜愛。然而由于山楂有機酸含量高,采用浸漬法釀造山楂酒時酒中含有大量有機酸,使得山楂酒總酸含量高、酸感強烈,影響其感官品質。
研究表明山楂原料中有機酸含量和種類與地域以及品種有關,不同種類和地區山楂有機酸含量和種類有所差異,而檸檬酸含量在各種山楂中均最高[11]。有研究指出山楂中檸檬酸含量占總酸含量75%,而L-蘋果酸含量占總酸含量11%[12],這兩種有機酸是檸檬酸循環上的主要組成部分,與呼吸作用密切相關。ACKERMANN J等[13]研究指出,L-蘋果酸和糖是主要的代謝底物,隨貯藏時間的延長,蘋果酸作為底物被消耗用于能量供給。另有大量研究指出,果蔬在貯藏過程中有機酸含量下降[13-16]。
目前對山楂酒的研究主要集中于山楂酒品質[17-18]和抗氧化性[19-20]的研究,對山楂酒中有機酸及降低有機酸的措施研究較少。本研究將新鮮的山楂果實密封于食品級自封袋中,分別于溫度15℃、25℃和35℃條件下貯藏一定時間,取貯藏后的果實釀造山楂酒,研究貯藏溫度與時間對山楂酒總酸、pH、檸檬酸、L-蘋果酸和風味的影響,探索一種能夠降低山楂酒中總酸含量的低成本、無污染、簡單易行的方法,從而改善山楂酒的品質,提高山楂酒的適口性。
山楂鮮果(可食部分總酸含量為34.18g/kg,其中檸檬酸為26.95 g/kg,L-蘋果酸3.29g/kg,分別占總酸含量的78.87%和9.62%):山東省泰安市水果批發市場;釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae):濰坊凱澤化工有限公司;白砂糖(食品級):當地食品超市;高錳酸鉀(食品級):當地食品添加劑專賣店。
檸檬酸、L-蘋果酸分析檢測試劑盒:愛爾蘭Megazyme試劑公司;酒類香氣物質標準品(色譜純):中國食品發酵工業研究院;叔戊醇、乙酸正丁酯、2-乙基丁酸(均為色譜純):阿拉丁(上海)試劑公司;其他試劑均為國產分析純。
UV-2100分光光度計:上海尤尼柯儀器有限公司;DELTA320 pH計:瑞士Mettlertoledo儀器有限公司;GC-2010 Plus氣相色譜儀(配有火焰離子檢測器(flame ionization detector,FID)和GC solution 2.3處理軟件):日本島津公司;DURAN發酵瓶:上海亦盛科學器材有限公司。
1.3.1 山楂酒加工工藝流程
山楂→后貯→40%糖液]→酵母接種→前發酵→分離酒山楂 漿液→后發酵→山楂酒
1.3.2 山楂酒操作要點
(1)山楂處理
挑選八成熟、大小一致,果實飽滿健康、無病蟲害的山楂分裝至密封袋中密封,每袋500 g。將密封好的山楂分別于15℃、25℃和35℃貯藏,每天定時取樣釀造山楂酒,當山楂樣品出現腐爛時停止取樣。
(2)山楂漿制備
取1.00 kg上述處理后的山楂,用0.01%高錳酸鉀浸泡5m in、清水清洗晾干,將果實壓成2~4瓣,放入2.5 L無菌發酵瓶中,加入1.20 kg 40%無菌糖液(將調制好的糖水于100℃煮沸熬至透明)、混勻。
(3)酵母接種
按0.2 g/kg山楂漿稱取釀酒酵母,30℃溫水活化20min后,加入山楂漿中,攪拌均勻。
(4)控溫發酵
控制20℃恒溫發酵,在酒帽形成之后,每天下壓酒帽攪2~4次,直到發酵結束。
(5)分離酒渣
待酒帽下沉之后,收集上清液棄去酒渣,酒液滿貯于無菌酒罐中,轉入后發酵。
(6)后發酵
倒罐后的發酵液于4~5℃條件下密封陳釀30 d,分離得到山楂酒。所有操作均在無菌條件下進行。
1.3.3 分析方法
(1)山楂酒基本理化指標測定
山楂酒液于5000 r/min離心10min,取上清液參照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》測定總糖(直接滴定法)、干浸出物(密度瓶法)、pH值(酸度計)和總酸(電位滴定法)。酒精度的測定參照GB/T 5009.225—2016《酒中乙醇濃度的測定》,采用密度瓶法。
(2)山楂酒檸檬酸和L-蘋果酸的測定
離心后的山楂酒液稀釋25倍,于波長340 nm條件下測定吸光度值,具體操作步驟和計算方法參照檸檬酸分析檢測試劑盒說明書。山楂酒液稀釋2倍后,于波長340 nm條件下測定吸光度值,具體操作步驟和計算方法參照L-蘋果酸分析檢測試劑盒說明書。
(3)揮發性成分測定
揮發性成分采用氣相色譜法測定,并參考LóPEZVáZQUEZC等[21]方法并進行適當調整。氣相色譜條件如下:DB-WAX色譜柱(50m×0.2mm×0.25μm);流速1m L/min;分流比40∶1;FID檢測器溫度260℃;進樣器溫度240℃;程序升溫:起始溫度35℃,恒溫4min,以4℃/min程序升溫至60℃,以10℃/m in程序升溫至130℃,以15℃/m in程序升溫至205℃,繼續恒溫15m in。進樣量1μL。
離心后的酒樣參照GB/T 5009.225—2016《酒中乙醇濃度的測定》酒精度測定方法蒸餾收集餾出液,移取10m L餾出液,加入0.10m L內標(含叔戊醇162mg/L、乙酸正丁酯162mg/L和2-乙基丁酸186.6mg/L),混勻后進樣,根據保留時間定性,內標法定量。
(4)感官品評
山楂酒感官品評參照農業部頒標準NY/T1508—2017《綠色食品果酒》,由7名專業評定人員參照評價標準(表1)對15種山楂酒樣品進行評價,滿分100分,最終結果取其平均值。

表1 山楂酒感官評價標準Table 1 Sensory evaluation standards of haw thorn wine
1.3.4數據處理
所示結果均為3次實驗的平均值,表示為平均值±標準偏差。采用SPSS 22.0對實驗數據進行統計分析,采用方差分析(analysisof variance,ANOVA)法進行比較,顯著性水平P<0.05,不同字母表示差異性顯著。
NY/T1508—2017《綠色食品果酒》中規定果酒酒精度應在7%vol~18%vol之間,總糖含量≤4.0 g/L時為干型果酒,總糖含量在4.1~12.0 g/L時為半干型果酒,干浸出物的含量應≥12.0g/L。山楂于15℃貯藏1~6 d、25℃貯藏1~5 d和35℃貯藏1~4 d后釀制山楂酒的各項理化指標測定結果見表2。由表2可知,山楂酒的酒精度為14.8%vol~15.4%vol、總糖含量為3.0~6.7 g/L、干浸出物含量為37.6~43.4 g/L、pH值為3.08~3.28,其含量均符合標準要求。由表2可知,山楂的貯藏溫度和時間會影響山楂酒的理化指標,隨著貯藏時間的延長山楂酒中總糖含量增加,推測可能是糖苷物質水解,非發酵性的糖含量升高;山楂酒中pH值的高低一定程度反應山楂酒中總酸含量的高低,15℃貯藏山楂2~6 d,隨貯藏時間延長山楂酒pH值上升;25℃和35℃時,隨山楂貯藏時間延長,山楂酒pH值上升。貯藏時間相同時,15~35℃內隨山楂貯藏溫度的升高山楂酒pH值升高。因此在15~35℃之間,提高山楂的貯藏溫度或延長貯藏時間能夠有效升高相應的山楂酒的pH值和總糖含量。

表2 山楂酒理化指標測定結果Table 2 Determ ination results of physicaland chem ical indexes of haw thorn wine
山楂后貯條件對山楂酒總酸含量的影響結果見圖1。由圖1可知,15℃貯藏山楂1~6 d釀制山楂酒的總酸含量無顯著差異(P>0.05),約15 g/L。25℃和35℃貯藏山楂釀制山楂酒總酸含量顯著降低(P<0.05);25℃貯藏1~5 d釀制山楂酒的總酸含量,從14.90 g/L降至13.51 g/L,降低了1.39g/L;35℃貯藏1~4d釀制山楂酒的總酸含量從14.19g/L降至13.15g/L,降低了1.04 g/L。貯藏時間相同時,山楂酒總酸含量隨貯藏溫度升高而降低,35℃時貯藏山楂釀制山楂酒的總酸含量最低。這主要是因為山楂在采摘之后仍然是有生命的有機體,不同溫度條件下儲存會影響其代謝速率,隨貯藏溫度升高其代謝速率加快。15℃時貯藏,溫度較低代謝速率較慢,因此隨著貯藏時間的延長其總酸含量無顯著差異(P>0.05),而25℃和35℃時代謝速率加快,隨貯藏時間延長總酸含量均顯著降低(P<0.05)。15~35℃時,升高山楂貯藏溫度可以降低山楂酒總酸含量;在25℃和35℃時,延長山楂貯藏時間也可以降低山楂酒總酸含量。

圖1 山楂后貯條件對山楂酒總酸含量的影響Fig.1 Effect of haw thorn storage conditions on totalacidity of haw thorn wine
檸檬酸和L-蘋果酸是山楂酒中的主要有機酸,山楂后貯條件對山楂酒檸檬酸和L-蘋果酸含量及比例的影響結果見圖2。

圖2 山楂后貯條件對山楂酒檸檬酸和L-蘋果酸含量及比例的影響Fig.2 Effect of haw thorn storage conditions on citric and L-malic acid contents and proportions of haw thorn wine
由圖2A和2B可知,山楂的貯藏溫度和時間會影響山楂酒中檸檬酸和L-蘋果酸含量。山楂于15℃貯藏1~6 d,釀制山楂酒的檸檬酸總體呈下降趨勢(P<0.05),從9498.27mg/L降至9 173.75mg/L;L-蘋果酸含量顯著降低(P<0.05),從985.25mg/L降至754.02mg/L。25℃貯藏1~5d,檸檬酸和L-蘋果酸含量分別降低了822.03mg/L和154.83mg/L(P<0.05);35℃貯藏1~4 d,分別降低了887.60mg/L和164.88mg/L(P<0.05)。檸檬酸和L-蘋果酸作為檸檬酸循環的重要組成部分與呼吸作用密切相關[22],山楂密封貯藏后前期主要進行有氧呼吸隨著氧氣的減少呼吸速率降低而后期隨著二氧化碳含量的升高主要進行無氧呼吸,兩種呼吸作用都會消耗檸檬酸和L-蘋果酸。山楂酒中檸檬酸和L-蘋果酸主要來自山楂原料,因此隨貯藏時間的延長山楂酒中檸檬酸和L-蘋果酸含量下降。15~35℃內,貯藏時間相同時,隨山楂貯藏溫度的升高,山楂酒中檸檬酸和L-蘋果酸含量均降低。由此可見,15~35℃范圍內,高溫貯藏的降酸效果比低溫貯藏的效果更顯著。推測可能是溫度升高會加速與有機酸消耗有關的代謝活動。由圖2C和2D可知,山楂酒中檸檬酸占總酸含量的60.6%~64.8%,L-蘋果酸占總酸含量的4.5%~6.5%,表明檸檬酸是山楂酒中的主要有機酸。因此,貯藏溫度在25~35℃范圍內升高,可以降低山楂酒檸檬酸和L-蘋果酸含量。
揮發性成分是山楂酒中的主要組成部分,其含量和組成對山楂酒風味具有重要影響。利用氣相色譜分析山楂后貯條件對山楂酒中揮發性成分的影響,結果見表3。

表3 山楂后貯條件對山楂酒中揮發性成分影響Table 3 Effectof haw thorn storage conditions on volatile components of haw thorn winem g/L

續表
山楂酒樣品中共檢出15種香氣成分,其中醛類1種,酯類4種,高級醇7種,揮發酸3種。酯類物質中乙酸乙酯、癸酸乙酯和乙酸苯乙酯含量均在風味閾值之上,且風味強度高,對香氣貢獻較大。乙酸乙酯和癸酸乙酯賦予山楂酒一種香甜的果香,乙酸苯乙酯還有玫瑰花的甜香味。這些酯類物質受山楂貯藏溫度的影響較大,在15~35℃內均隨貯藏溫度升高含量顯著升高(P<0.05)。貯藏時間相同時,25℃貯藏的山楂釀制山楂酒中乙酸乙酯含量是15℃時的1.7~2.0倍;癸酸乙酯含量是15℃時的0.8~1.75倍;乙酸苯乙酯是15℃時的0.8~1.6倍。35℃時乙酸乙酯含量是15℃時的1.9~2.7倍;癸酸乙酯含量是15℃時的2.6~4.3倍;乙酸苯乙酯是15℃時的3.5~4.5倍。同時15~35℃時,隨山楂貯藏時間的延長,酒中酯類物質也呈上升趨勢。山楂15℃貯藏1~6 d釀制的山楂酒,乙酸乙酯、癸酸乙酯和乙酸苯乙酯含量分別升高了34.5mg/L、0.6mg/L和0.9mg/L(P<0.05);25℃貯藏1~5 d,分別升高了38.5mg/L、0.9mg/L、1.8mg/L;35℃貯藏1~4 d,分別升高了20.5mg/L、0.5mg/L、1.3mg/L(P<0.05)。
高級醇中異戊醇、糠醇和β-苯乙醇含量高于風味閾值,異戊醇含量高,對山楂酒風味有較大影響,β-苯乙醇具有玫瑰花香。糠醇在山楂酒中的含量較少,且受山楂貯藏溫度和貯藏時間的影響較小。山楂酒中異戊醇和β-苯乙醇受山楂貯藏溫度和貯藏時間的影響一致,貯藏時間相同時,異戊醇和β-苯乙醇含量均隨山楂貯藏溫度的升高而上升;山楂于15℃時貯藏,隨貯藏時間的延長山楂酒中異戊醇和β-苯乙醇分別降低了29.5mg/L和6.4mg/L,而25℃時含量分別升高了16.2mg/L和9.5mg/L,35℃時先升高后降低。
揮發酸中乙酸和己酸含量于風味閾值之上,乙酸15℃貯藏1~6 d對應山楂酒中總揮發酸程上升趨勢,25℃貯藏1~3 d總揮發酸上升,3~5 d下降,35℃時無顯著差異(P>0.05)。而貯藏時間相同時,隨山楂貯藏溫度的升高山楂酒中乙酸和己酸含量降低。
因此,酯類物質在所有揮發性成分中受山楂貯藏溫度和貯藏時間的影響最顯著,山楂在15~35℃貯藏可以使山楂酒中酯類物質含量顯著升高(P<0.05),進而使山楂酒中香氣更豐富濃郁。
山楂后貯條件對山楂酒感官品評的影響結果見表4。
由表4可知,山楂酒外觀澄清透明,有光澤,呈桔紅色,具有山楂酒的典型特征。15℃時,隨山楂貯藏時間延長,山楂酒果香增強;25℃和35℃時隨著山楂貯藏時間的延長,山楂酒酸感降低,平衡感增強,特別是山楂于35℃貯藏4 d,山楂酒的酸感明顯減弱,平衡性顯著增強。綜合相關評語和得分可以看出,用35℃時密封貯藏4 d的山楂釀制的山楂酒感官風味最好。因此,山楂在15~35℃時貯藏可以改善山楂酒的品質,特別對降低山楂酒的酸感有顯著效果。
研究結果表明,在15~35℃之間升高山楂貯藏溫度可以使山楂酒pH值和酯類含量升高,同時使總酸、檸檬酸和L-蘋果酸含量顯著降低(P<0.05);25℃和35℃時延長山楂貯藏時間也會達到此效果;感官品評發現,升高山楂貯藏溫度或延長山楂貯藏時間可以改善山楂酒的品質,特別對降低山楂酒的酸感有明顯效果。35℃貯藏4 d的山楂對應的山楂酒最佳,不僅pH值最高(2.80),總酸、檸檬酸和L-蘋果酸含量最低分別為13.15g/L,7967.6mg/L和603.22mg/L;感官品評結果顯示,酒液桔紅色、澄清透明有光澤,香氣優雅愉悅、有山楂果香、甜香及豐滿的酒香,入口酸感較弱、澀感不明顯、酒體平衡性較好、尾味較長,具有山楂酒的典型特征。因此35℃短期貯藏山楂果實是降低山楂酒總酸含量、提高山楂酒適口性、增加山楂酒酯香的有效方法。