桑葚及桑葚果酒的研究進展

楊新，盧紅梅，楊雙全，楊華連，陳莉*

1(貴州大學 貴州省發酵工程與生物制藥重點實驗室，貴州 貴陽，550025) 2(貴州大學 釀酒與食品工程學院，貴州 貴陽，550025) 3(貴州大學 化學與化工學院，貴州 貴陽，550025)

桑葚(mulberry)是?？粕僦参锍墒旃氲慕y稱，又名桑椹、桑果、桑棗、桑烏、桑椹子，顏色呈紫黑色或玉白色，長橢圓形，鮮食甜中略酸[1-2]。1993年，桑葚被國家衛生部列為“藥食同源”農產品之一，它不僅含有豐富的花青素、有機酸、氨基酸等營養成分，還具有補肝益腎、潤腸通便、抗衰老、降糖降脂等藥理作用，被稱為“最佳保健圣果”[3-8]。桑葚除了鮮食外，多被加工成果汁、果酒、果脯、果醬、果干和果醋等。

隨著生活水平的提高，人們的飲酒習慣逐步在改變，并開始追求健康因子、低酒度、時尚、個性化等元素，果酒便很好地滿足了人們對時尚酒精飲料的認同和追求。桑葚果酒是以新鮮桑葚和桑葚汁為原料，利用酵母菌將糖發酵轉化為酒精等產物，再經陳釀而成的酒質醇厚芳香、酒體清亮透明的果酒產品[9]。桑葚果酒在釀造過程中，既有利于保持桑葚鮮果中的天然營養成分，發酵過程中產生的次級代謝產物又能增強桑葚酒的保健功能[10]，是一種具有很好發展前景的健康產品。本文就桑葚活性成分、發酵菌種、發酵工藝、果酒澄清和果酒香氣成分等研究進行綜述。

1 桑葚的主要活性成分

桑葚中含有豐富的人體必需的多種功能成分，具有極高的營養價值。據測定，鮮桑葚中含有大量水分，此外還含有多糖、游離酸、粗纖維、蛋白質、以及維生素、氨基酸等[11-12]。桑葚中還含有豐富的活性物質，它們具有很好的保健功能，倍受人們的青睞。目前，桑葚中分離檢測出的化合物多達150多種[12]，其中主要為白藜蘆醇、黃酮類和多糖等。

1.1 白藜蘆醇

白藜蘆醇(resveratrol)，化學名稱為(E)-3,5,4-三羥基二苯乙烯，是一種非黃酮類的多酚化合物，分子式為C14H12O3。其純品為無味、無色的針狀結晶，難溶于水，易溶于甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、三氯甲烷、乙酸乙酯等有機溶劑。白藜蘆醇的化學結構有順式和反式兩種異構體(見圖1)，其中自然界中的白藜蘆醇多以反式構象存在。目前的研究表明，白藜蘆醇具有抗腫瘤、抗心血管疾病、抗氧化、抗菌消炎、保肝、免疫調節等多種藥理學作用[13-15]。盧晨欣等[16]研究發現，白藜蘆醇可抑制人前列腺癌細胞株PC-3細胞增殖并誘導細胞凋亡。張萬生等[17]采用白藜蘆醇與紫杉醇聯合用藥，相對單獨用藥可顯著增強對人喉癌Hep-2細胞的抑制作用，表明白藜蘆醇、紫杉醇以及其聯合藥物通過線粒體途徑誘導喉癌細胞Hep-2的細胞凋亡，被譽為繼紫杉醇之后又一新的綠色抗癌物質。陳瓊玲等[18]采用響應面法優化高壓提取桑葚果渣中白藜蘆醇的工藝條件，結果表明，最佳提取參數為乙醇濃度78%、料液比1∶25(g∶mL)、 提取時間5.5 min、 提取壓力270 MPa，在此條件下，白藜蘆醇提取量可達(8.29±0.20) μg/g。

圖1 白藜蘆醇化學結構式Fig.1 Chemical structure of resveratrol

1.2 黃酮類

黃酮類(flavonoids)是一類存在于自然界的、具有2-苯基色原酮結構的生物活性化合物。根據其化學結構可分為黃酮類、黃酮醇類、異黃酮類、花色素類、查爾酮類、橙酮類、黃烷類等[19]。黃酮類化合物廣泛存在于自然界的某些藥用植物、水果、蔬菜和植物衍生物中[20]，具有多種藥理學作用，包括抗癌、抗腫瘤、抗菌、抗炎、抗衰老、抗心血管病、抗氧化、抗病毒以及肝保護等作用[21-22]。劉瑋等[23]對3種不同產地桑葚中黃酮類物質進行測定，其平均值為0.71～0.80 mg/g。牛天羽[24]對4種桑葚(黑桑，白桑，野生蒙桑，栽培蒙桑)的黃酮提取工藝進行優化，其條件為乙醇體積分數60%，溫度53 ℃，時間43 min，料液比1∶39，在此條件下，4種桑葚黃酮含量分別為野生蒙桑2.511 mg/g、黑桑2.395 mg/g、栽培蒙桑2.204 mg/g、白桑0.269 mg/g。

1.3 多糖

多糖(polysaccharide)是由10個以上的單糖通過糖苷鍵結合而成的高分子聚合物，在水中只能形成膠體，不能形成真溶液，無甜味、還原性、變旋性，但有旋光性。多糖是生物體的主要儲能物質，其生物活性非常廣泛。桑葚具有抗氧化、降血糖、抗誘變、抗衰老、降血脂、提高免疫力和促進造血細胞生長等作用，其中桑葚多糖是起主要作用的生物活性成分[12,25-26]。代君君等[27]研究表明，桑葚成熟過程中多糖的含量逐漸增多，前期增加速度比較慢，后期急速增加，后期測得為11.22%。田仁君[28]采用DEAE-52纖維素離子交換柱進行分級洗脫純化桑葚多糖(PMF)，再用Sephadex G-100葡聚糖凝膠色譜柱進一步純化得得到PMF1、PMF2、PMF3等多糖組分，PMF1由木糖、半乳糖組成，PMF2僅由葡萄糖組成，PMF3由鼠李糖、巖藻糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖組成。

1.4 其他活性成分

桑葚活性物質除了白藜蘆醇、黃酮類和多糖外，據報道還含有生物堿、氨基酸、揮發油和原花青素等成分[12,28-29]。

2 桑葚果酒的研究進展

桑葚果酒的釀造工藝如圖2所示[30]，由此可知，在桑葚果酒釀造過程中原料、釀酒酵母、發酵過程的控制、果酒的澄清以及成品酒的分析是非常重要的工序。

圖2 桑葚果酒釀造工藝流程Fig.2 Production process of mulberry wine

2.1 桑葚果酒發酵菌種

在桑葚果酒釀造過程中，主要是利用釀酒酵母將桑葚中的糖轉化為酒精等產物。目前，大多數桑葚果酒釀造酵母都是選用安琪活性干酵母，對桑葚果酒專用酵母的研究還比較少。

王杰利等[31]利用成熟的武陵山桑葚為原料使其自然發酵，然后從發酵液中篩選得到4株酵母菌，經鑒定分別為膠紅酵母(Rhodotorulamucilaginosa)、有孢漢遜酵母(Hanseniasporavineae)、近平滑假絲酵母(Candidaparapsilosis)、釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)，它們具有起酵快、有明顯酒香味。曹倩雯等[32]以市售桑葚為原料使其自然發酵，然后從發酵醪液中分離得到42株酵母菌，首先以杜氏小管發酵法初篩，然后以產酒精能力進行復篩，最后以耐SO2能力和香氣活力值(odor activity value，OAV)進行三級篩選，最終得到最優菌株JNB-14。通過18S r DNA序列鑒定，確定其與1株釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)(序列ID: AFD50639. 1)有著100%的匹配度。

2.2 桑葚果酒發酵工藝

桑葚果酒在發酵過程中，涉及到糖度的調整、酵母菌的選擇及接種量、酸度的調整、發酵溫度的控制、發酵時間的終止等因素。

黃星源等[33]在研究桑葚果酒發酵工藝時，選用廣東云浮優質成熟桑葚為原料，首先將桑葚破碎后添加70 mg/L的果膠酶，在25 ℃條件下酶解10 h，然后添加600 mg/L的M06酵母在20 ℃下發酵48 h后，以最終酒度為12%vol補加糖后繼續發酵，最后得到的桑葚果酒酒體豐滿、酸澀適中、呈紫紅色、澄清。曾霞等[34]在研究桑葚果酒工藝時，以283雜交抗十品種桑葚為原料，最終得到最佳工藝參數為起始pH值3.4，初始糖度20%，酵母種子液接種量5%，發酵時間9 d。在此條件下得到的桑葚果酒具有桑葚特有的果香，風味純正、口感飽滿。黃瓊等[35]以桑葚為主要原料，采用L9(34)正交組合設計，確定最佳工藝參數為SO2添加量60 mg/L，初始糖度20%，發酵溫度26 ℃，活性干酵母接種量0.03%，主發酵時間10 d。在此條件下釀造的桑葚果酒色澤好、風味佳、酒度適中。胡康等[36]以感官評分為標準，選用PDM酵母進行發酵，通過響應面試驗對發酵條件進行優化，得到最佳工藝參數為果膠酶用量80 mg/L，發酵溫度25 ℃，酵母種子液接種量7%，實際感官評價分數為93.5。楊芳等[37]通過星點設計-響應面法優化桑葚果酒發酵工藝，選擇蔗糖添加量、發酵溫度、接種量為自變量，桑葚果酒總酸、總殘糖、乙醇、總黃酮、感官綜合評分作為因變量，對自變量各因素水平進行多元線性回歸和多項式擬合。經design expert 7軟件處理后得到的最佳發酵工藝參數為蔗糖加入量12.80 g/100 g，發酵溫度15.3 ℃，活性干酵母接種量8.00 g/L。根據優化發酵工藝參數進行驗證試驗，所得桑葚果酒各指標實測值與理論預測值接近，表明建立的回歸方程預測性良好。劉功良等[38]采用響應面試驗優化桑葚果酒的發酵工藝，以桑葚為原料，選用安琪活性干酵母SY為發酵菌種，確定最佳發酵工藝條件為活性干酵母接種量1.4 g/L，起始糖度204 g/L，起始pH自然，不添加偏重亞硫酸鉀，發酵溫度為30 ℃，發酵時間8 d。 此條件下，桑葚果酒的酒精度為9.3%vol，總酸為8.12 g/L，殘總糖為18.48 g/L，酒液澄清透亮，顏色純正，口感醇厚，酸甜適口，酒香果香濃郁，風味獨特。葉學林等[39]以桑葚為原料，采用響應面法優化桑葚果酒的發酵工藝參數。結果表明，在酵母種子液接種量為0.6%，起始pH 3.6，起始糖度為22.6%，主發酵溫度為15 ℃時所釀桑葚果酒酒體澄清透亮，口感醇厚綿長，香氣協調馥郁。謝小花等[40]選用安徽滁州產地的成熟桑葚為原料，在考察發酵速率這一主要指標的同時結合主發酵時間、酒精度、殘糖量和pH指標，首先進行單因素試驗，然后選出主要影響因子進一步進行釀造工藝優化。結果表明，影響發酵速率的主要因素為發酵溫度和初始糖含量，選用F15酵母為菌種，發酵溫度22 ℃，初始糖含量21%，活性干酵母接種量0.01%，主發酵時間4 d。在此條件下，制備的桑葚果酒具有典型的桑葚果香及酒香，酒體澄清，呈深紅色，有光澤，口感柔和，酒體豐滿。

2.3 桑葚原酒澄清工藝

發酵結束后，桑葚原酒中含有多種物質，如果酵母、膠質、蛋白質、單寧、纖維素、半纖維素以及漿果組織的碎片等，在儲存過程中，這些物質之間會發生一系列的作用產生沉淀物使酒體發生渾濁，從而影響成品酒的澄清度和色度。此外酒體中的某些金屬離子(Fe2+、Cu2+)含量過高時也可能引起渾濁。為了保證桑葚果酒的澄清透明，酒體的穩定性，提高酒的品質，防止酒體渾濁，需對原酒進行澄清處理。

王婷等[41]選用明膠(0.05 g/L)、蛋清蛋白(0.04 g/L)、聚糖(0.03 g/L)、聚乙烯吡咯烷酮(0.1 g/L)、殼皂土(0.3 g/L)5種單一澄清劑和聚乙烯吡咯烷酮(0.05 g/L)+殼聚糖(0.02 g/L)、明膠(0.03 g/L)+皂土(0.15 g/L)、蛋清蛋白(0.02 g/L)+皂土(0.15 g/L)3組復合澄清劑進行澄清對照試驗。結果表明，在5種單一澄清劑中，聚乙烯吡咯烷酮和殼聚糖澄清效果最佳，在所有的澄清劑試驗中聚乙烯吡咯烷酮(0.05 g/L)+殼聚糖(0.02 g/L)組合澄清效果最佳，澄清度可達64.2%，色度13.4。謝小花等[2]選用低溫冷凍和皂土、明膠、果膠酶3種澄清劑對桑葚原酒進行澄清處理，以檢測透光率和感官評定為指標。結果表明，采用明膠(1.25 g/L)對桑葚原酒進行澄清處理效果最佳，其液透光率可達71%，且對酒液的香氣、滋味、顏色無影響。周金虎等[42]選用硅藻土、聚乙烯吡咯烷酮、殼聚糖、單寧、明膠、雞蛋清6種單一澄清劑以及硅藻土、明膠、雞蛋清兩兩復合澄清劑進行澄清對照試驗。結果表明，硅藻土(0.6 g/L)+雞蛋清(0.3 g/L)復合澄清劑效果最佳，透光率為80.1%，澄清后的桑葚果酒呈淡紫紅色，穩定性較好。

2.4 桑葚果酒香氣成分

色、香、味是構成果酒的三要素，香氣成分是構成和影響桑葚果酒質量、典型性的主要因素，香氣成分的分子種類、含量、相互之間的比例及人們的感覺閾值決定了桑葚果酒的香味。桑葚果酒的香氣成分主要受原料、釀酒酵母和發酵條件等因素的影響。

劉瑋等[43]選用葡萄酒果酒專用酵母SY、RW和1295釀酒酵母，采用頂空固相微萃取(HS-SPME)和氣相色譜與質譜聯用技術(GC-MS)分析比較不同酵母發酵桑葚果酒中的香氣成分。從桑葚果酒樣中共檢測到93種香氣成分，其中僅有22種共有成分。在葡萄酒果酒專用SY酵母釀造的桑葚果酒中，共檢測出58種香氣成分，其中醇類64.34%、酯類14.45%、醛酮類8.89%、酸類8.52%、苯環及酚類2.02%、烷類2.70%。在葡萄酒果酒專用RW酵母釀造的桑葚果酒中，共檢測出54種香氣成分，其中醇類53.62%、酯類23.96%、酸類7.33%、醛酮類7.18%、苯環及酚類3.09%、烷類2.66%。在1295釀酒酵母釀造的桑葚果酒中，共檢測出55種香氣成分，其中醇類51.60%、 酯類28.51%、醛酮類8.62%、酸類4.55%、烷類2.53%、苯環及酚類1.97%。劉瑋等[44]選用不同產地桑葚為原料，采用頂空固相微萃取(HS-SPME)和氣相色譜與質譜聯用技術(GC-MS)分析比較桑葚果酒中的香氣成分。共檢測到桑葚發酵酒樣中92種香氣成分，其中僅有21種共有成分。在北京產地的桑葚果酒中，共檢測出58種香氣成分，其中醇類 65.28%、酯類14.69%、醛酮類8.89%、酸類5.52%、 烷類2.70%、苯環及酚類2.02%。在河北產地的桑葚果酒中，共檢測出52種香氣成分，其中醇類38.29%、 酯類33.76%、醛酮類18.79%、酸類3.77%、烷類2.37%、 苯環及酚類1.89%。在云南產地的桑葚果酒中，共檢測出48種香氣成分，其中醇類63.34%、酯類26.60%、醛酮類5.85%、烷類2.17%、酸類1.18%、苯環及酚類0.72%。曾霞等[34]采用固相微萃取/氣相色譜-質譜(SPME/GC-MS)對桑葚果酒的香氣成分進行分析測定，檢測出25種酯類物質、12種醇類物質、5種酸類物質、5種醛類物質、7種酮類物質，此外包括烯烴、雜環化合物共16種，其相對含量分別為49.36%、19.03%、2.22%、18.73%、0.24%、1.99%。

3 結論與展望

桑葚具有補肝益腎、潤腸通便、抗衰老、降糖降脂等藥理作用，具有極高的營養和保健功能。桑葚中分離檢測出的化合物多達150多種，其中含有白藜蘆醇、黃酮類和多糖等多種功能活性成分。對于功能活性成分的研究與開發利用還存在如下問題：(1)對于桑葚的補肝益腎、潤腸通便、抗衰老、降糖降脂等功能有大量的報道，但對其作用機理研究很少；(2)對于桑葚中的活性成分研究比較少；(3)對于桑葚的加工比較薄弱，其深加工有待進一步加強，產品有待系列化。

目前，桑葚的開發主要是生產桑葚果酒，因其具有多種營養保健功能而倍受人們的喜愛。目前對于桑葚果酒的研究主要集中在制酒工藝、澄清工藝、香氣成分分析上，而對桑葚果酒在功效成分、保健功能等方面的研究較為缺乏，因此，應加大這方面的研究力度，另外桑葚果酒專用酵母的選育、桑葚果酒穩定性、生產標準化等也是值得研究的方向。此外，還可以探索將桑葚與其他水果或中藥材進行復配，開發新型的復合型果酒，在提高風味和品質的同時還有利于將桑葚果酒推向保健市場。