韦 娜，朱晓芳，钟秋平

(海南大学食品学院，海南海口570228)

酿制香蕉酒过程中乙醛含量的控制

韦 娜，朱晓芳，钟秋平*

(海南大学食品学院，海南海口570228)

以自行筛选的Saccharomyces cerevisiae W6酵母为出发菌株，利用单因素实验和响应面设计实验研究糖度、二氧化硫、磷酸氢二铵和硫酸铵4个因素对香蕉酒发酵结束后乙醛含量的影响，并得到乙醛含量与4个影响因素添加量之间的关系。最佳方案:糖度为22°Bx，二氧化硫添加量为60mg/L，磷酸氢二铵的添加量为600mg/L，硫酸铵的添加量为639.35mg/L。为低硫型香蕉酒的生产提供理论依据。

香蕉酒，酵母，乙醛，响应面实验设计

在香蕉酒酿造过程中，二氧化硫主要起抑菌、抗氧化、改善果酒风味和增酸的作用。随着人们对二氧化硫安全性研究的开展和世界各国对食品安全的日益重视，二氧化硫给人体健康带来的问题日益受到关注［1］。如何在充分发挥二氧化硫作用的前提下减少二氧化硫的使用量，已成为香蕉酒酿造安全方面的重要研究课题。乙醛是酿酒过程中的副产物，少量的乙醛对酒的品质是有益的，但过量的乙醛会结合二氧化硫，导致游离二氧化硫的含量偏低，降低二氧化硫的作用效果及酒的品质［2］。香蕉含有丰富的酚类物质及活跃的多酚氧化酶，香蕉酒在酿制过程中很容易氧化变质［3］。为了防止香蕉酒的变质，往往使用较高浓度的二氧化硫，但容易对人们的身体健康造成不利影响。为此，本文就产低乙醛酵母的筛选及乙醛含量的控制进行研究，以期提高二氧化硫的作用效果，并为开发低硫型香蕉酒提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

香蕉 海口市南亚广场家乐福超市，八九成熟;白砂糖 市售一级;酵母菌种Saccharomyces cerevisiae W1、W2、W3、W4、W5、W6 由海南大学食品学院提供;乙缩醛、碱性品红、亚硫酸氢钠、浓硫酸、无水乙醇(无醛)、碘、碘化钾、淀粉、氯化钠、氧化钠、硫代硫酸钠、无水碳酸钠、重铬酸钾、磷酸氢二钠、硫酸铵均为分析纯。

723N可见分光光度计 上海精科;PL303电子天平 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;QBI-250生化培养箱 希斯百瑞仪器有限公司;HH-S6数显恒温水浴锅 金坛市晶玻实验仪器厂;GI54DW立式自动压力蒸汽灭菌器 致微(厦门)仪器有限公司;SWGJ-1FD洁净工作台 苏州佳宝净化工程设备有限公司;SHZ-D(Ⅲ)循环水式真空泵。

1.2 实验方法

1.2.1 二氧化硫 直接碘量法，GB/T15038-2006［4］

1.2.2 乙醛 比色法［5］

1.2.3 产乙醛量少的酵母菌的筛选［6-7］取实验室保存的Saccharomyces cerevisiae W1、W2、W3、W4、W5、W6六株酵母进行活化，活化后接入100mL糖度为22°Bx，pH为3.5的香蕉澄清汁中进行发酵［8］，发酵结束后测定乙醛含量，选出产乙醛量最低的酵母作营养素影响实验。

1.2.4 影响香蕉酒中乙醛产量的单因素实验

1.2.4.1 糖度对乙醛的影响 将香蕉汁糖度调为16、18、20、22、24°Bx，接入8%的酵母，在23℃下发酵，结束后测定乙醛含量。

1.2.4.2 二氧化硫添加量对乙醛的影响［2］将香蕉汁按40、60、80、100、120mg/L的添加量加入二氧化硫，23℃发酵结束后测定乙醛含量。

1.2.4.3 营养因素对乙醛的影响［9-11］将香蕉汁按200、400、600、800、1000mg/L的添加量加入磷酸氢二铵，于23℃下发酵结束后测定乙醛含量。

将香蕉汁按400、600、800、1000、1200mg/L的添加量加入硫酸铵，于23℃下发酵结束后测定乙醛含量。1.2.4.4 响应面法对乙醛影响因素的优化［12］在单因素实验的基础上进行组合设计，本实验以糖度，二氧化硫，磷酸氢二铵，硫酸铵为自变量(分别用X1，X2，X3，X4表示)，酒精发酵结束后，以乙醛的值为响应值，设计了四因素五水平共31个实验点的响应面分析实验。实验因素水平编码如表1所示。

表1 实验因素水平编码表

实验获取的乙醛的响应值用SAS9.0进行分析，并由此给出分析表。

1.2.4.5 香蕉酒的发酵工艺［13］新鲜香蕉→去皮热烫(4～5min)→破碎→酶解、过滤→果汁→成分调整→接种→主发酵→后发酵→陈酿、澄清→杀菌→成品

2 结果与分析

2.1 不同酵母菌对乙醛的影响

当香蕉酒在适宜的条件下发酵时，接种量相同的情况下，不同菌种的乙醛产量不同，如图1所示。从图1可知，W5的乙醛产量最高。据测定，随着乙醛含量的增加，香蕉酒中结合二氧化硫的含量增加，酒中游离二氧化硫减少［14］。W6号菌种产乙醛最少，从而选择W6菌株作进一步发酵实验。

图1 不同菌种产乙醛的量

2.2 单因素实验结果

2.2.1 糖度对乙醛的影响 糖度对乙醛的影响如图2所示。由图2可知，乙醛的产量随着糖度的增加呈下降趋势。糖是乙醛形成的重要底物，当糖度为22°Bx时，乙醛的含量最低。当糖度过高时，不利于酵母的生长及发酵。所以选择最适的糖度为22°Bx。

2.2.2 二氧化硫对乙醛的影响 二氧化硫对乙醛的影响如图3所示。由图3可知，二氧化硫添加量为60mg/L时，乙醛含量最少。二氧化硫用量过低，会导致杂菌的生长，从而影响香蕉酒的发酵。二氧化硫用量高，可较好地抑制杂菌的繁殖，但同时对酵母菌的发酵能力也产生了抑制［15-16］。所以选择二氧化硫添加量的最适量为60mg/L。

图2 糖度对乙醛的影响

图3 二氧化硫对乙醛的影响

2.2.3 磷酸氢二铵对乙醛的影响 磷酸氢二铵对乙醛的影响如图4所示。从图4可见，磷酸氢二铵0～400mg/L时，乙醛含量随着磷酸氢二铵含量的增加而增加;磷酸氢二铵400～600mg/L时，乙醛含量随着磷酸氢二铵含量的增加而降低，在磷酸氢二铵600mg/L时，乙醛产量最低;此后，随着磷酸氢二铵含量的进一步增加，乙醛产量又呈上升趋势。因此，磷酸氢二铵最适添加量为600mg/L。

图4 磷酸氢二铵对乙醛的影响

2.2.4 硫酸铵对乙醛的影响 硫酸铵对乙醛的影响如图5所示。由图5可知，硫酸铵添加对乙醛的影响是随着硫酸铵添加量的增加，乙醛含量先升高，当达到顶峰时，随着添加量的增加而下降，当添加量为600mg/L时达到最低点，然后又呈上升趋势。与对照相比，添加硫酸铵具有良好的抑制乙醛含量增加的能力。硫酸铵最适添加量为600mg/L。

图5 硫酸铵对乙醛的影响

由单因素实验可知，可选用磷酸氢二铵、硫酸铵、二氧化硫和糖度进行下一步的响应面设计，以探究四种因素对发酵结束后乙醛的交互影响作用以及得到在选用的添加量范围内四种因素对乙醛含量影响的回归方程。

2.3 响应面设计实验结果

用SAS9.0软件对31个实验点的乙醛响应值进行回归分析，得回归方程为:

表2 响应面实验设计及实验结果

在α=0.05水平去除不显著项，简化后的回归方程:

对香蕉酒中乙醛含量的数学模型进行方差分析，并对各因子的偏回归系数进行检验，结果(表3)表明:一次项中X1、X3的偏回归系数极显著，说明糖度、磷酸氢二铵对乙醛产量有极显著影响;一次项中X2的偏回归系数显著，说明二氧化硫对乙醛产量有显著影响;其交互项偏回归系数均未达到显著水平;二次项中X1X1，X2X2的偏回归系数达到极显著水平;二次项中X3X3的偏回归系数达到显著水平: X4X4项的偏回归系数未达到显著水平。根据显著水平的不同，发现4个因素对乙醛含量的影响大小顺序:糖度＞磷酸氢二铵＞二氧化硫＞硫酸铵。

表3 香蕉酒中乙醛实验结果方差分析

以乙醛含量为准，将其回归方程用LINGO语言进行分析，得到最佳方案为:糖度为22°Bx，二氧化硫添加量为60mg/L，磷酸氢二铵的添加量为600mg/L，硫酸铵的添加量为639.35mg/L。对最佳方案进行验证，得到乙醛含量为13.02mg/L，与理论值13.65mg/L相差不大，所以可认其为最佳方案。

3 结论

3.1 通过响应面实验设计建立了糖度、二氧化硫、磷酸氢二铵、硫酸铵4个因素对香蕉酒乙醛含量的影响的回归方程:

此模型在实验范围内能较准确地反映香蕉酒中乙醛含量的变化情况。

3.2 4个因素对香蕉酒中乙醛含量的影响大小顺序为:糖度＞磷酸氢二铵＞二氧化硫＞硫酸铵。

3.3 通过响应面实验设计获得了降低香蕉酒中乙醛含量影响因素的最佳方案:糖度为22°Bx，二氧化硫添加量为60mg/L，磷酸氢二铵的添加量为600mg/L，硫酸铵的添加量为639.35mg/L。为生产低硫型香蕉酒的生产提供可靠的理论依据。

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Controlling acetaldehyde in the banana wine brewage

WEI Na，ZHU Xiao-fang，ZHONG Qiu-ping*
(College of Food Science and Technology，Hainan University，Haikou 570228，China)

Using the self-screening yeast Saccharomyces cerevisiae W6 as the strain，the impaction on the content of acetaldehyde after alcohol fermentation was studied by using single factor experiments and response surface analysis methodology，the impact factors included sugar，sulfur dioxide，ammonium dibasic phosphate，ammonium sulfate.And the relationship between the content of acetaldehyde and the adding of four factors can also be concluded.The best option:sugar content was 22°Bx，sulfur dioxide dosage of 60mg/L，ammonium dibasic phosphate in the dosage of 600mg/L，ammonium sulfate addition level 639.35mg/L.For the production of low-sulfur type of banana wine provide the theoretical basis.

banana wine;yeast;acetaldehyde;response surface analysis methodology

TS262.7

B

1002-0306(2011)09-0300-04

2010-10-15 *通讯联系人

韦娜(1983-)，女，硕士研究生，研究方向:应用微生物。

海南大学博士启动基金项目;“十一五”国家科技支撑计划项目(2007BAD76B04)。