果酒中有機酸及其對果酒作用的研究.doc

.果酒中有機酸及其對果酒作用的研究摘要：介紹了果酒中主要有機酸的來源及其在發(fā)酵過程中的變化，綜述了果酒中有機酸的分析檢測方法以及有機酸對果酒風味、口感、穩(wěn)定性等方面的影響，為果酒釀造過程中酸的控制提供了依據(jù)，以期達到通過控制釀造過程中有機酸的含量和比例改善并且進一步提高果酒質(zhì)量之目的。本文由成都華盛興邦企業(yè)管理咨詢公司收集整理，僅供大家學習參考，不代表華盛興邦觀點。本文系軟件自動生成，可能出現(xiàn)圖、表錯漏，如需原始文件，請聯(lián)系咨詢?nèi)A盛興邦是國內(nèi)專業(yè)從事葡萄酒及果酒全產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)的機構(gòu)，專門負責葡萄園、水果采摘園的深加工產(chǎn)業(yè)延伸服務(wù)，提供酒莊規(guī)劃建設(shè)、葡萄酒廠及果酒廠設(shè)計建設(shè)、生產(chǎn)許可證報批及產(chǎn)品開發(fā)、市場推廣服務(wù)。歡迎同行交流、共同推進產(chǎn)業(yè)升級。果酒是以野生或人工種植植物的果實為原料發(fā)酵而成的低酒精度飲料，其保留了水果原有的糖類、氨基酸、有機酸和礦物質(zhì)等成分。目前，國內(nèi)提倡逐步以低度酒代替高度酒，尤其在華南地區(qū)，飲用果酒已是一種趨勢。運用科學的方法釀造而成的果酒中，含有豐富的維生素、有機酸及含氮物質(zhì)，其中有機酸具有抑菌、抗病毒、增加冠脈流量、抑制腦組織脂質(zhì)過氧化物生成、消炎、抗突變和抗癌等作用，是果酒中主要的風味物質(zhì)。有機酸含量高低與果酒的品質(zhì)和藥用價值有著極其密切的關(guān)系1-3。本文主要介紹果酒中主要的有機酸的來源及其在發(fā)酵過程中的變化，并綜述了有機酸對果酒風味、口感、穩(wěn)定性等方面的作用，為研究果酒中功能性成分提供依據(jù)，以期達到通過控制釀造過程中有機酸的含量和比例改善并且進一步提高果酒質(zhì)量之目的。1 果酒中有機酸的主要來源果酒中的有機酸主要來自所用果實、工藝調(diào)節(jié)過程所需的外加酸和發(fā)酵過程中酵母的代謝4。果實的成熟過程、果酒的加工過程以及陳釀過程中的氧化作用和微生物活動都會引起果酒中有機酸含量和組成的變化5。1.1 果實中的有機酸有機酸的組分與含量是果實品質(zhì)風味的重要組成因素，不同果實中的有機酸組成與含量有很大的差異，通常有機酸是在果實生長過程中積累，在成熟過程中作為糖酵解（EMP）、三羧酸循環(huán)（TCA循環(huán)）等呼吸基質(zhì)，以及糖原異生作用基質(zhì)而被消耗2。果酒中的有機酸大多是從新鮮果實中帶來的，由于不同水果中有機酸組成和含量的相對差異導致釀造的果酒中所含的有機酸不同，在風味、口感等方面也有所不同。果品中含有多種有機酸，主要是蘋果酸、檸檬酸和酒石酸；還有少量草酸、乙酸、水楊酸、丙酮酸及其他酸類。蘋果、梨、桃、李子主要含蘋果酸，葡萄主要含酒石酸及其鹽類柑橘和菠蘿主要含檸檬酸6。酒石酸是葡萄所含有的特定有機酸，又稱葡萄酸。葡萄酒的主要有機酸是酒石酸、蘋果酸、乳酸、檸檬酸、琥珀酸7；蘋果酒的主要有機酸是蘋果酸、奎尼酸、檸檬酸、乳酸、富馬酸、琥珀酸8；獼猴桃酒中主要有機酸種類是蘋果酸、檸檬酸和酒石酸9。高衛(wèi)衛(wèi)等10采用反相高效液相色譜法（RP-HPLC）對櫻桃酒中有機酸的種類和含量進行了測定，結(jié)果表明，櫻桃酒中主要有機酸是蘋果酸，其次是檸檬酸、乳酸、琥珀酸、酒石酸和草酸。白衛(wèi)東等11利用RP-HPLC檢測到荔枝酒中的有機酸主要是蘋果酸、-酮戊二酸、乳酸、乙酸、檸檬酸、琥珀酸，其含量為309mg/L3299mg/L?？梢?，不同果酒中有機酸的種類和含量差異較大，這也是不同果酒風味差異不同的主要原因。1.2 外加有機酸在果酒的釀造過程中，為了得到合適的酒精度和含專論與綜述酸量，豐富果酒的風味，在發(fā)酵前常需調(diào)整果汁中的成分，主要是酸度和糖度。在果酒釀造的過程中，一般添加檸檬酸或酒石酸來提高酸度，使果酒中的有機酸含量增多。葡萄汁調(diào)整酸度主要添加酒石酸。國際葡萄和葡萄酒組織規(guī)定，對葡萄汁的直接增酸只能用酒石酸，禁止添加無機酸12。果酒中添加檸檬酸提高酸度，主要用于穩(wěn)定果酒，改善風味和預防鐵病害的發(fā)生，但經(jīng)過蘋果酸-乳酸發(fā)酵的果酒，檸檬酸容易被乳酸菌分解，揮發(fā)酸量增多，會對果酒風味造成一定的影響，因此應(yīng)選擇性使用。1.3 發(fā)酵過程中產(chǎn)生的有機酸果酒中有機酸部分來源于果實（如酒石酸、蘋果酸、檸檬酸等），部分來源于酒精發(fā)酵、乙酸或蘋果酸-乳酸發(fā)酵（如乳酸、乙酸、琥珀酸等13）。酒石酸能被乳酸菌降解生成乳酸和乙酸，使揮發(fā)酸含量增加。檸檬酸在酒精發(fā)酵過程中產(chǎn)生，繼酒精發(fā)酵后的蘋果酸-乳酸發(fā)酵中，蘋果酸可被轉(zhuǎn)化成酒精或乳酸，同時，現(xiàn)存的檸檬酸會被當作底物平行地消耗，消耗率達到全部檸檬酸含量的程度，而消耗后使其主要變?yōu)閾]發(fā)酸，不再有檸檬酸存在13-14。許多乳酸菌可以發(fā)酵檸檬酸，使其變成醋酸。因此，在發(fā)酵完的果酒中，蘋果酸含量只有很少一部分，而生成的乳酸，其爽滑口味可以提升果酒的感官特征15。乳酸可能被醋酸菌氧化分解，因此，在乙酸發(fā)酵過程中含量減少，凡是沒有遭受細菌作用的葡萄酒，一般含有乳酸較少，不會超過500mg/L600mg/L。乙酸可揮發(fā)、有醋味，是葡萄酒中正常成分，含量很少，當葡萄酒受到某些細菌污染后可產(chǎn)生大量乙酸。琥珀酸是主要來自糖分子的發(fā)酵作用，是酒精發(fā)酵正常發(fā)酵產(chǎn)物，少量來自于果汁中所含谷氨酸的變化，在谷氨酸存在時，琥珀酸積累增多12-13。另外，一些少量的其他有機酸如：半乳糖醛酸、葡萄醛酸、檸檬蘋果酸、二甲基甘油酸、丙酮酸、-酮戊二酸等直接來源于水果的有機酸和在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的基本有機酸，使得各種果酒有所區(qū)別13。2 果酒中有機酸的分析檢測果酒中有機酸的含量對于果酒的風味、穩(wěn)定性、品質(zhì)等方面有著很大影響，所以果酒中有機酸含量的檢測是十分必要的。果酒中總酸和揮發(fā)性酸的測定，通常是采用NaOH滴定法16。單一有機酸的測定方法包括酸堿滴定法、旋光法、氣相色譜法、高效液相色譜法等，其中酸堿滴定法、旋光法所需費用較低，但樣品處理復雜、分析時間長、準確度低、重現(xiàn)性差；氣相色譜法中常因酸的沸點較高、不易氣化而需要先對其衍生再進行測定，方法較繁瑣17-18。近年來，利用HPLC法測定果酒中有機酸的技術(shù)逐漸成熟，不僅靈敏簡便，樣品不需前處理，可直接測定，且選擇性好、準確度高。陳文華等19利用高效液相色譜法（反相ODS色譜柱，磷酸溶液作流動相）測定通化野生原汁葡萄酒、王朝干白葡、野生山葡萄酒、張裕干紅葡萄酒、野妹原汁山葡萄酒中的酒石酸，檸檬酸的含量（見表1），試驗表明該方法具有簡便靈敏、準確等優(yōu)點，可適用于各種樣品中有機酸分析。高海燕等20提出了一種利用高效液相色譜同時分析果汁中11種有機酸的優(yōu)化的方法。在Prontosil 120-10- C18H（10m，4.6mm250mm）色譜柱上，3% CH3OH- 0.01mol/LK2HPO4 （ pH值為2.55）溶液作流動相，流速為0.5mL/min，柱溫30，紫外檢測波長210nm時，可以較好地分離和測定果汁中常見的11種有機酸（草酸、酒石酸、奎寧酸、蘋果酸、莽草酸、抗壞血酸、乳酸、乙酸、檸檬酸、富馬酸、琥珀酸）。該方法相對標準偏差0.31%1.59%，回收率96.8%102.0%，各種酸的線性相關(guān)系數(shù)r0.9996，具有較高的準確度和精確度，方法簡便，可應(yīng)用于果汁中有機酸的檢測。高年發(fā)等21對長城和王朝葡萄釀酒公司的15種原酒高速離心預處理后，利用HPLC測定其中有機酸。結(jié)果表明，葡萄酒中主要有機酸成分是酒石酸、L-蘋果酸和L-乳酸，檸檬酸、琥珀酸和乙酸的含量很少；干白酒中幾乎不合有L-乳酸；干紅酒中含有L-乳酸，但L-蘋果酸和檸檬酸含量相應(yīng)減少，甚至為0；在所測酒樣中，長城原酒中的總酸含量比王朝原酒中的高，主要是酒石酸的含量高。HPLC分析有機酸不僅簡便快速，而且選擇性好、準確度高。李君霞等22同樣采用高效液相色譜法分離葡萄酒中5種有機酸（有酒石酸、蘋果酸、檸檬酸、乳酸、琥珀酸），色譜條件為：ODS C18反相柱（200mm4.6mm，5m）；柱溫30；以0.05mol/L磷酸二氫氨水溶液（pH 2.602.65）為流動相；進樣量為20L；流速1.0mL/min；檢測波長214nm；運行時間7min。各種酸分離很好，再根據(jù)每種有機酸的保留時間進行定性，用ESTD法進行定量。5種有機酸在檢測范圍內(nèi)呈良好線性關(guān)系，回收率在96%102%之間，精密度試驗的RSD小于10%。本方法操作簡單，重復性良好，準確度較高，測定時間短，既可同時測定葡萄酒中的5種主要有機酸，又可測定葡萄汁中的主要有機酸。因此，此方法適用于測定葡萄及葡萄酒中的有機酸。3 有機酸在果酒中的作用果酒中有機酸含量不僅對果酒風味、口味和色澤的平衡有重要作用，而且影響果酒中各類物質(zhì)的化學平衡、pH值，最終對果酒的品質(zhì)產(chǎn)生影響23。3.1 對果酒風味的影響果酒的風味是衡量果酒品質(zhì)的一個重要指標，其中適量的有機酸對果酒的風味有著重要影響。由于有機酸本身所具有的酸味和特殊口味，使得其對果酒風味的重要性僅次于酯類。有機酸的存在，可加速多糖的轉(zhuǎn)化和果膠物質(zhì)的分解，促進果酒的老熟和澄清；能與酒精起酯化反應(yīng)生成酯，使果酒具有酯香；能使果酒具有清涼爽口的風味24-25。另外，果酒中的乳酸菌自身還能夠產(chǎn)生芳香活性化合物，而改善果酒的最后的香氣和風味26。3.2 對果酒口感的影響“無酸不成酒”，沒有酸味的果酒其口味很平淡。果酒中適量的酸可以使果酒具有爽口感，反之，果酒就會顯得不爽口、粘稠，而過高的酸會使酒體口感粗糙，刺舌、有銳利感、酒體不協(xié)調(diào)27。酸味強度一般以結(jié)晶檸檬酸（一個結(jié)晶水）為基準定為100，其他如無水檸檬酸為110，蘋果酸為125，酒石酸為130，乳酸（50%）60，富馬酸165，但酸味強度與其的閾值大小不相關(guān)28（ 表2）。蘋果酸-乳酸發(fā)酵過程可以將口感稍顯硬的蘋果酸轉(zhuǎn)變?yōu)楦?、更圓的乳酸，使新（生）果酒的酸澀、粗糙等特征消失，而變得柔和、圓潤24。檸檬酸給人一種清新的、新鮮的酸味，味道不同于蘋果酸，酸味圓潤、滋美，爽快入口，入嘴即達最高酸感，后苦時間短24；蘋果酸其酸味較檸檬酸強，爽口，略帶刺激性，稍有苦澀感，呈味時間長27；乳酸是一種穩(wěn)定的酸，酸性相當強，但乳酸的酸味較弱，或者說，只能產(chǎn)生弱酸性口味，稍有澀感、銳利28；琥珀酸在果酒中痕量存在，對總酸有貢獻，其口味很復雜，除了有酸味外，還有一種與眾不同的咸苦味，在果酒的成熟過程中有助于形成豐富的酯類物質(zhì)，能參與酒味的形成，是最富于味覺反應(yīng)的一種酸13，24；乙酸的高含量會掩蓋果酒的香氣，乙酸特有的味道，會對人的舌后部產(chǎn)生較強的刺激12-13。果酒中含有的微量葡萄糖酸、草酸、抗壞血酸、糖醛酸、檸檬蘋果酸等，對果酒口味的影響甚小16。3.3 對果酒穩(wěn)定性的影響有機酸的存在，可加速多糖的轉(zhuǎn)化和果膠物質(zhì)的分解，促進果酒的老熟和澄清，其含量還在一定程度上決定和影響著果酒酒體的緩沖能力，進而對果酒的生物穩(wěn)定性和非生物穩(wěn)定性產(chǎn)生重要的影響27。經(jīng)蘋果酸-乳酸發(fā)酵后的果酒，酸度降低，果香、醇香加濃，生物穩(wěn)定性得到提高。酒石酸含量在果酒的穩(wěn)定性方面是一個重要的控制參數(shù)，一些果酒的改變與乙酸、乳酸含量增加有關(guān)13。酚酸類含量過高還會破壞果酒非生物穩(wěn)定性并賦予果酒較重的苦澀味28。3.4 對果酒pH值的影響果酒中的酸度主要由有機酸決定，有機酸的種類、濃度，調(diào)節(jié)著酸堿平衡。有機酸的特征是含有-COOH，解離成質(zhì)子和共扼基團，顯示酸性，所以有機酸的存在，其種類和數(shù)量都會對果酒的pH值產(chǎn)生一定程度的影響29。于玲等31利用反相液相色譜（RP-HPLC）法分離測定發(fā)酵前后甜石榴汁中有機酸種類和含量。在甜石榴汁中檢測到的有機酸包括草酸、蘋果酸、-酮戊二酸、乳酸、乙酸、檸檬酸與富馬酸，其中主要有機酸為乳酸（占總有機酸的51.2%）、草酸（占總有機酸的26.8%）和檸檬酸（占總有機酸的16.8%）。發(fā)酵后甜石榴汁中的草酸與乳酸含量下降，乙酸含量增加，新生成酒石酸、丙酮酸與琥珀酸；蘋果酸與檸檬酸含量增加。發(fā)酵后甜石榴汁的有機酸總量下降了7.8%。檢測有機酸含量能控制果酒釀制過程中酸度的變化，如在酒精發(fā)酵、蘋果酸乳酸發(fā)酵、酒的成熟過程中調(diào)控酸度變化，可有效控制果酒的pH值，對風味的形成有較好的作用。酒石酸是葡萄酒有機酸中最重要的酸種，是主導酸。葡萄梗、外皮和果肉中都含有，由新芽中糖轉(zhuǎn)化生成或草酰乙酸生成30。其是酸性最強、最容易離解、最能增加氫離子濃度的有機酸（對比于相同濃度條件下各種有機酸），葡萄酒的pH值大部分取決于酒石酸的含量。3.5 其他作用有機酸能避免或抑制許多引起果酒腐敗的潛在有害微生物的生長，在果酒成分改變、病害檢測上有重要作用30。有機酸還能用來區(qū)別、歸類果汁、鑒定果汁或者對摻假果汁的識別13，32。另外，酒石酸和蘋果酸的變化通常用來指示葡萄成熟度30。4 結(jié)語果酒中酸類物質(zhì)雖然并不直接構(gòu)成果酒的香味，但因其是主要呈味物質(zhì)，本身具有的酸味和特殊口味，使得其對果酒風味有重要的影響。本文主要對果酒中有機酸進行了系統(tǒng)的歸納、總結(jié)，發(fā)現(xiàn)目前關(guān)于有機酸與果酒口感的關(guān)系、風味的形成機理尚不清楚；有機酸對果酒風味的影響機理不明確；果酒中有機酸的檢測技術(shù)有待進一步深化、豐富檢測技術(shù)。因此，今后應(yīng)在此基礎(chǔ)上，嘗試建立初步的評價體系，通過控制有機酸含量和比例，進一步改善和提高果酒的品質(zhì)，為果酒產(chǎn)品加工提供科學依據(jù)。參考文獻：1 李華. 葡萄酒化學M. 北京：科學出版社，2005.2 陳發(fā)興，劉星輝，陳立松. 果實有機酸代謝研究進展J. 果樹學報，2005，22（5）：526-531.3 董霞. 啤酒中有機酸類物質(zhì)的研究啤酒有機酸與口感關(guān)系的初步研究D. 無錫：江南大學碩士論文，2004.4 李華. 現(xiàn)代葡萄酒工藝學M. 西安：陜西人民出版社，2000.5 MATO I, SUAREZ-LUQUE S. 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