影响桑葚果醋发酵酸度及品质因素的研究

薄颖颖 施新琴 朱 琳 范作卿 邹德庆 王 娜

(山东省蚕业研究所，山东烟台 264002)

桑葚是桑树的果实，成熟的桑葚果肉多汁，滋味甘美，富含糖类、有机酸、多种维生素、氨基酸、胡萝卜素、多酚及矿物质等成分。桑葚的营养价值为百果之首，有“中华果王”之美誉。桑葚，不仅具有极高的营养价值，而且具有许多保健功效。中医学认为：桑葚味甘，性寒，具生津止渴、补肝益肾、滋阴补血、明目安神、利关节、去风湿、解酒等作用。现代药理学研究表明：桑葚具有调节免疫、促进造血细胞生长、抗诱变、降血糖、降血脂、护肝、延缓衰老等功效。桑葚被卫生部列为“既是食品又是药品”的农产品之一，是研发功能性食品、保健品和药品的优质原料，其相关产品备受广大消费者青睐。本文就影响酿造桑葚果醋酸度及品质的主要因素作一探讨。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 桑葚原料，2016年6月上旬采于山东省蚕业研究所果桑资源圃，品种为红果2号；蔗糖(市售一级)；所用不同度数的酒由市售95°食用酒精加纯净水勾兑而成；醋酸菌种购于烟台帝伯仕公司。

1.1.2 主要仪器、试剂

pHSJ-3F精密pH计(上海雷磁仪，FA224分析天平(上海舜宇恒平科学仪器有限公司)，MYP11-2碱式滴定管，磁力搅拌器(上海梅颖浦仪器仪表公司)。

1.2 试验方法

1.2.1 桑葚果醋总酸和花青素的测定

1.2.1.1 桑葚果醋总酸的测定

测定总酸：采用pH计指示电位滴定法测定[1]； NaOH标准液标定[2]，采用容量分析法，用邻苯二甲酸氢钾标定NaOH滴定液。

样品制备：用移液管吸取桑葚醋样品10 mL，置于100 mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀即得待测样品溶液。

样品测定：精密吸取待测桑葚醋样品溶液25 mL于烧杯中，放到磁力搅拌器上，将复合电极浸入试液的适当位置，用0.1 mol/L 氢氧化钠溶液滴定，随时观察pH值的变化。接近终点时，应放慢滴定速度，一滴一滴或半滴半滴地加入，当pH=8.3±0.1时即达终点，记录消耗的氢氧化钠溶液的体积V1。

空白试验：用水代替试液，按滴定步骤操作，记录消耗的氢氧化钠溶液的体积V2。

总酸以每100 mL样品中醋酸的质量表示，按下式计算：

C总酸=(C×(V1-V2)×K)×100/(V×M/100)

式中：C总酸—样品中总酸的含量(以醋酸计，g/100 mL)；C—标准氢氧化钠溶液的浓度(mol/L)；V1—滴定所消耗标准碱液的体积(mL)；V2—空白所消耗标准碱液的体积(mL)；V—滴定时吸取的样液的体积(mL)；M—样品质量或体积(g或mL)；K—换算为适当酸的系数，用乙酸表示，K=0.060。

1.2.1.2 桑葚果醋花青素的测定

依据NY/T2640—2014植物源性食品中花青素的测定[3]，采用高效液相色谱法。色谱条件：色谱柱C18(250 mm×4.6 mm×5 μm)，流动相A为含1%甲酸水溶液，流动相B为含1%甲酸乙腈溶液，0.8 ml/L梯度洗脱，柱温35 ℃，检测波长530 nm，进样量20 μL。

样品中花青素含量为6种花青素含量之和。其含量以质量分数W计，单位为毫克每千克(mg/kg), 按下式计算:

W=(p×V)/m

式中：p—待测液中各花青素的质量浓度(mg/L)；V—定容体积(mL)；m—试样质量(g)。测定结果取两次测定的算术平均值，计算结果保留3位有效数字。

1.2.2 桑葚汁浓度对桑葚果醋醋酸发酵的酸度及品质影响

以桑葚原汁、纯净水和食用酒精混合后为酿醋发酵液，体积比分别为5∶4∶1(A1)、4∶5∶1(A2)、3∶6∶1(A3)、2∶7∶1(A4)和1∶8∶1(A5)共5个处理；每处理均采用醋酸菌接种量为0.2 g/L，食用酒精为60°，蔗糖添加量20 g/L，设置3个重复，每重复酿醋发酵液10 L，酿醋发酵液的温度为26～30 ℃。接种醋酸菌的当日算起，15 d、30 d、45 d、60 d、180 d和360 d各测1次总酸，记录酸度变化情况，取3个重复的均值计算总酸度(下同)，分析桑葚汁浓度对桑葚果醋醋酸发酵的酸度及品质影响。

1.2.3 醋酸菌接种量对桑葚果醋醋酸发酵的影响

以A3酿醋发酵液为基准，食用酒精为60°，醋酸接种量分别为0.10 g/L、0.15 g/L、0.20 g/L、0.25 g/L和0.30 g/L共5个处理，其它的发酵条件及方法同1.2.2，分析醋酸菌接种量对桑葚果醋醋酸发酵的影响。

1.2.4 初始酒精度对桑葚果醋醋酸发酵的影响

以A3酿醋发酵液为基准，醋酸菌接种量为0.2 g/L，食用酒精度分别为采用50°、55°、60°、65°、70°共5个处理，其它的发酵条件及方法同1.2.2，分析初始酒精度对桑葚果醋醋酸发酵的影响。

2 结果与分析

2.1 桑葚汁浓度对桑葚果醋醋酸发酵的酸度及品质影响

2.1.1 桑葚汁浓度对桑葚果醋醋酸发酵的影响

不同桑葚汁浓度对桑葚果醋醋酸发酵的影响如图1所示。

由图1可以看出，自接种醋酸菌的当日起至前15 d，各处理醋酸发酵速率均在最终产酸量的68%以上，其中A2最高达88.6%；至45 d，A2的醋酸发酵率达到该处理最终产酸量的100%，其它处理为90%以上；至60 d，A1的醋酸发酵率达到该处理最终产酸量的100%，此时，A2则超出该处理最终产酸量的1.2%，其它处理为98%以上；至180 d，A1的醋酸发酵率超出该处理最终产酸量的0.4%，A2则超出该处理最终产酸量的1.5%，A3、A4、A5则分别达到该处理最终产酸量的99.6%、99.8%、99.7%；至360 d，A1、A2两处理最终产酸量均低于180 d的数值，而A3、A4、A5则达到最终产酸量的100%。说明在此条件因素下，桑葚汁的浓度越高，在总发酵液中的占比>30%时，前60 d发酵产酸速度越快，与浓度成正比，到陈酿后期，酸度不升反降，与浓度成反比；桑葚汁占比≤30%时，产酸速度前期也是很快，到陈酿后期，产酸速度平稳上升，与浓度成正比。

图1 桑葚汁浓度对桑葚果醋醋酸发酵的影响

2.1.2 桑葚汁浓度对桑葚果醋醋酸发酵品质的影响

不同桑葚汁浓度对桑葚果醋醋酸发酵品质的影响见表1。

由表1看出，以360 d为桑葚果醋酿造发酵及陈酿期，5个处理的桑葚果醋最终产酸量，A3>A4>A5>A2>A1；营养物质花青素的含量，A3>A4>A2>A1>A5；pH值，A5>A1>A2>A4>A3。感官评价(色泽、体态、香气、滋味)A3>A4>A5>A2>A1。说明利用桑葚汁酿造桑葚果醋，不是桑葚汁的浓度越高越好，而是桑葚汁浓度达到酿醋发酵液总体积的20%～30%为最佳。

表1 桑葚果醋pH值、酸度、花青素及感官评价

2.2 醋酸菌接种量对桑葚果醋醋酸发酵的影响

醋酸菌接种量对桑葚果醋醋酸发酵的影响如图2所示.

由图2可以看出，醋酸菌接种量直接影响桑葚果醋的发酵速率和最终产酸量。总体来说，在一定范围内醋酸菌接种量与发酵速率存在正相关性，接种量越大，发酵速率越快，但接种量过大时会影响最终产酸量。接种量为0.1 g/L和0.15 g/L时，发酵速率较慢，产酸率较低；接种量为0.2 g/L时，发酵平稳，产酸量较大；接种量为0.25 g/L和0.3 g/L时，虽然发酵速率较快，但最终产酸量较低。主要由于接种量较少时，醋酸发酵起酵慢，发酵液发酵不充分，造成最终产酸量较低，但当接种量过大时，发酵液中较多的营养用于醋酸菌自体细胞的代谢和增殖，导致细胞过早老化、自溶，使最终的产酸量下降。因此桑葚果醋醋酸发酵最适的醋酸菌接种量为0.2 g/L。

图2 醋酸菌接种量对桑葚果醋醋酸发酵的影响

2.3 初始酒精度对桑葚果醋醋酸发酵的影响

酒精是醋酸菌营养代谢的主要营养物质，对桑葚果醋醋酸发酵起着关键作用。不同初始酒精度对桑葚果醋醋酸发酵的影响如图3所示。

由图3可知，发酵初期，醋酸菌处于生长繁殖阶段，初始酒精度为5%、5.5%、6%时，产酸速率较大，之后逐渐平稳，但初始酒精度过低时，直接影响最终产酸量较低，初始酒精度过高时，醋酸菌发酵缓慢。主要由于酒精作为醋酸发酵的主要底物，理论上1%(V/V)酒精度产生1 g/100 mL 的醋酸，酒精度低则产酸量少，而酒精过高则会抑制醋酸菌的生长代谢，降低醋酸菌的活力，降低最终产酸量，因此桑葚果醋醋酸发酵最佳初始酒精度为6%(V/V)。

图3 初始酒精度对桑葚果醋醋酸发酵的影响

3 结论与讨论

3.1 酿造桑葚果醋，桑葚汁的添加比例，是整个酿造过程中的最主要关键因素，发酵液中桑葚汁浓度的高低，决定了酿造桑葚果醋质量的优劣。桑葚汁在总发酵液中的占比<30%时，产酸速度前期快，陈酿后期产酸速度平稳上升，均与浓度成正比；>30%时，前60d发酵产酸速度更快，与浓度成正比，到陈酿后期360 d，酸度不升反降，与浓度成反比；其占比等于30%时桑葚果醋中花青素的含量最高，且感官评价最优。醋酸菌接种量的高低，也是酿造桑葚果醋的关键因素，接种量较少时，醋酸发酵起酵慢，发酵液发酵不充分；接种量过大时，发酵液中较多的营养用于醋酸菌自体细胞的代谢和增殖，导致细胞过早老化、自溶，使最终的产酸量下降，在一定范围内醋酸菌接种量与发酵速率存在正相关性，接种量越大，发酵速率越快，但接种量过大时也会影响最终产酸量，适宜的醋酸菌接种量应为0.15 g/L、0.2 g/L、0.25 g/L。初始酒精度对酿造桑葚果醋也起着关键作用，由于酒精作为醋酸发酵的主要底物，酒精度低则产酸量少，而酒精过高，则会抑制醋酸菌的生长代谢，降低醋酸菌的活力，导致最终产酸量降低，初始酒精度为5%、5.5%、6%时，前期产酸速率较快，之后逐渐平稳。

3.2 桑葚果醋中主要营养物质花青素的含量，A3>A4>A2>A1>A5，说明在酿造桑葚果醋时，不是桑葚汁的浓度越高越好，而是桑葚汁达到酿醋发酵液总体积的20%～30%为最佳。桑葚中的花青素的主要成分是矢车菊-3-O-葡萄糖苷(C3G)和矢车菊-3-芸香苷(C3Y)等，属于类黄酮化合物。由于花青素的稳定性较差，影响花青素降解的主要因素可能是花青素的结构、溶液浓度、溶液pH和氧浓度、外界温度等。因此，提高产品花青素的含量和相对稳定性及减少降解因素对产品中花青素破坏、丧失的影响，还有待进一步研究。