全 文 ：SO2对黑果腺肋花楸果酒的抑菌规律及发酵启动的影响
收稿日期：2010-08-25
基金项目：国家“948”项目的后期推广应用（2001-58）
作者简介：王鹏（1979-），男，助工，硕士，研究方向为林产品加工。E-mail: wangpeng3743@163. com
*通讯作者：马艳丽，工程师，研究方向为林产品加工。E-mail: happymyl1978231@126. com
王 鹏，马兴华，韩文忠，姜镇荣，马艳丽*
（辽宁省干旱地区造林研究所，辽宁 朝阳 122000）
摘 要：通过测定黑果腺肋花楸果汁中SO2的结合率、游离态SO2的变化趋势、抑菌效果以及SO2对果酒发酵
启动的延迟作用，得出SO2对黑果腺肋花楸果酒的抑菌规律、延迟发酵启动的规律以及SO2处理量的最佳区间。结
果表明，羰基化合物与SO2的结合会在较短时间内达到一个动态平衡。但这一平衡是暂时的，它会缓慢地向另一
平衡转移，并最终达到新的平衡；当SO2浓度≥150 mg·L-1时，抑菌效果较好；当SO2浓度为100 mg·L-1时，在24 h
内抑菌效果较好；当SO2浓度为50 mg·L-1时，抑菌效果较差。接种酵母菌后，各样品中游离态SO2均迅速降低；当
SO2浓度为100 mg·L-1时，发酵启动最早；SO2处理量的最佳区间为100~150 mg·L-1。
关键词：SO2处理；黑果腺肋花楸果酒；抑菌；发酵启动
中图分类号：TS26 文献标志码：A 文章编号：1005-9369（2011）02-0025-04
Effects of regularity of bacteriostasis and the fermentation starting on
aronia wine with SO2 treatment/WANG Peng, MA Xinghua, HAN Wenzhong, JIANG
Zhenrong, MA Yanli (Liaoning Province Institute of Forestation in Arid Regions, Chaoyang Liaoning
122000, China)
Abstract: The experiment obta ined the effects on the regula rity of bacte rios tas is on aronia wine ,
and de laying the commence of the fe rmenta tion with SO2 trea tment, and a lso acquired the optimal
concentra tion of SO2, by means of measuring the binding ra te of SO2 in aronia juice , the varia tion
tendency of free SO2, bacte rios tas is e ffect and the de laying effect of fe rmenta tion s ta rting. The result
showed tha t the combina tion be tween carbonyl compounds and SO2 can become a temporary ba lance
a t once , and the ba lance moved s lowly and became a new one; the effect of bacte rios tas is was be tte r
when SO2 concentra tion ≥150 mg·L-1, and it was be tte r in 24 h when 100 mg·L-1, bad when 50 mg·L-1.
Afte r inocula ting yeas t, the free SO2 in every sample reduced quickly; the fe rmenta tion s ta rts firs t when
SO2 concentra tion was 100 mg·L-1; the optimal inte rva l of SO2 quantity was 100-150 mg·L-1.
Key words: SO2 trea tment; a ronia wine ; bacte rios tas is ; fe rmenta tion s ta rting
黑果腺肋花楸（Aronia melanocarpa）属蔷薇科的
落叶灌木，原产于美国，上世纪九十年代初期引
入我国。黑果腺肋花楸的果实富含花青素、类黄
酮等多种抗氧化性成分[1]。这些成分能够有效地清
除生物体内的自由基[2]，对于人体保健及防御疾病
具有重要的意义。因此，黑果腺肋花楸是一种非
常珍贵的药、食两用的经济树种。
在黑果腺肋花楸果酒的酿造前期，果汁需要经
过SO2处理，以达到抑制杂菌生长、护色、澄清等
目的。但是，由于黑果腺肋花楸果汁中含有大量带
有羰基的有机物，其分子中的羰基可以与游离态的
SO2相结合，从而使 SO2丧失抑制杂菌生长的作
第42卷第2期 东 北 农 业 大 学 学 报 42(2): 25~28
2011年2月 Journal of Northeast Agricultural University Feb. 2011
用。提高 SO2的处理量可以增加果汁中游离态 SO2
的浓度，但高浓度的 SO2又会使发酵的延迟期增
长，从而延缓果酒的发酵启动[3]。为了更好地解决
黑果腺肋花楸果酒的抑菌与发酵启动的互斥性，本
试验试图通过测定SO2在黑果腺肋花楸果汁中的结
合率、游离态SO2的变化趋势与抑菌效果，以及不
同浓度的SO2对果酒发酵启动的延迟作用，从而总
结出SO2对黑果腺肋花楸果酒的抑菌规律、推迟发
酵启动的规律以及SO2处理量的最佳区间。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 原料及试剂
黑果腺肋花楸果实：辽宁省干旱地区造林研究
所提供；酿酒活性干酵母：广东丹宝利酵母有限公
司；培养基：PDA-细菌复合培养基；指示剂：甲
基红-次甲基蓝混合指示剂；
其他药品：偏重亚硫酸钠、氢氧化钠、双氧水
和磷酸均为分析纯。
1.1.2 仪器与设备
电子天平：梅特勒仪器（上海）有限公司；培养
箱：上海一恒科学仪器有限公司；超净工作台：苏
州苏洁净化设备有限公司；高压灭菌锅：铁岭医疗
器械总厂；真空泵：上海亚荣生化仪器厂；热电
炉：北京市永光明医疗仪器。
1.1.3 分析方法
游离态 SO2及 SO2总量的测定：GB/T 15038-
2005，氧化-中和法。
活菌总数的测定：平板菌落计数法。
1.2 方法
1.2.1 黑果腺肋花楸果汁中 SO2结合率的测定、游
离态SO2的变化及抑菌效果的测定
果实→挑选→清洗→沥干→榨汁→不同浓度
SO2处理→在 20~22 ℃条件下半密封保存→每 24 h
测定一次游离态 SO2浓度、总 SO2浓度及活菌总
数，计算SO2结合率，计算公式见公式（1）。
SO2结合率（%）=结合态SO2浓度总SO2浓度 × 100% （1）
1.2.2 接种后果汁中游离态SO2的变化及发酵启动
情况
果汁→不同浓度 SO2处理→24 h后接种酵母菌
→每 12 h测定 1次游离态 SO2浓度及观察发酵启动
的情况。
2 结果与分析
2.1 黑果腺肋花楸果汁中SO2结合率的变化
利用不同浓度的SO2处理花楸果汁，测定各样
品游离态SO2浓度及总SO2浓度，并计算SO2的结合
率，结果见图1。
由图 1可知，当 SO2处理浓度为 50 mg·L-1时，
黑果腺肋花楸果汁中SO2的结合率在35%以上。而
当 SO2处理浓度大于 100 mg·L-1时，黑果腺肋花楸
果汁中SO2的结合率处于20%~25%之间，即此时的
结合率为相对稳定的值。这说明当SO2处理浓度在
100 mg·L-1以上时，羰基化合物与 SO2的结合在短
时间内形成一种动态的平衡。果汁中SO2与羰基化
合物的反应式见公式（2）[5]。
此反应为可逆反应。当SO2浓度很低时，由于
反应物中羰基化合物相对过量，化学反应向正方向
移动，因此 SO2的结合率很高。当 SO2处理浓度大
于100 mg·L-1时，此反应进入动态平衡状态，即结
合态SO2占SO2总量的比例保持不变。此时SO2的结
合率约为22%。
2.2 黑果腺肋花楸果汁中游离态 SO2随时间的变
化及抑菌效果
利用不同浓度的SO2处理花楸果汁，测定游离
态SO2随时间的变化及抑菌效果，结果见图2、3。
图1 花楸果汁中二氧化硫的结合率随
不同处理浓度的变化
Fig. 1 Variation of the binding rate of SO2 in aronia juice
along with different concentrations of SO2
40
30
20
1050 100 150 200 250二
氧
化
硫
的
结
合
率（
%）
Bin
din
gra
teo
fSO
2 ◆
◆ ◆ ◆◆
二氧化硫总量（mg·L-1）
Concentration of total SO2
R1-C=O+SO2+H2O|
R2
→
OH
|
R1-C-SO2|
R2
+H+ （2）
·26· 东 北 农 业 大 学 学 报 第42卷
→
由图 2可知，花楸果汁中游离态 SO2浓度会逐
渐减小。当SO2处理量≥150 mg·L-1时，游离态SO2
浓度在24~48 h保持相对稳定。这说明羰基化合物
与SO2的结合为暂时的动态平衡，它将逐渐地转移
为另一平衡。即当SO2处理花楸果汁时，羰基化合
物与 SO2的结合会立即达到平衡，此时 SO2的结合
率相对稳定。但此平衡是暂时的，它会缓慢地向
另一个平衡转移，并最终达到新的平衡。综合图
2、3可以看出，样品D、E和 F的抑菌效果最好。
原因是这些样品中含有较高浓度且稳定的游离态
SO2。样品B（SO2处理量为 50 mg·L-1）中游离态 SO2
在 24 h内开始迅速降低，其活菌数出现明显增
加。样品C（SO2处理量为 100 mg·L-1）中游离态 SO2
在 24~72 h开始迅速降低，尤其 48~72 h降幅最
大，并在 72 h后降低到 15 mg·L-1以下，其活菌数
开始明显增加。综上所述，当果汁中保持很高浓
度的游离态 SO2时，活菌数没有出现明显变化情
况，当游离态SO2降到很低浓度时，活菌数会明显
增加。因此，保持较高浓度的游离态SO2是抑制杂
菌生长的关键。
2.3 接种后游离态SO2的变化及发酵启动
利用不同浓度的SO2处理花楸果汁，测定接种
后果汁中游离态 SO2的变化及观察发酵启动情况，
结果见图4和表1。
表1 二氧化硫处理后的发酵启动现象
Table 1 Phenomena of starting the fermentation after SO2 treatment
SO2处理量（mg·L-1）
SO2 treatment content
100
150
200
250
12 h
出现少量气泡，发酵已经启动
未出现气泡
未出现气泡
未出现气泡
24 h
出现大量气泡，酵母菌的生长
处于对数期
出现少量气泡，发酵开始启动
略有气泡，发酵刚刚启动
略有气泡，发酵刚刚启动
36 h
发酵在继续
出现大量气泡，酵母菌的生长
处于对数期
出现大量气泡，酵母菌的生长
处于对数期
出现大量气泡，酵母菌的生长
处于对数期
图2 花楸果汁中游离态二氧化硫随时间的变化
Fig. 2 Variation of the free SO2 in aronia
juice along with time
250
200
150
100
50
0 0 24 48 72 96
游
离
态
二
氧
化
硫
的
含
量（
mg·
L-1 ）
Con
cetr
atio
no
ffre
eS
O 2
◆
■ ■
■
■■
◆◆ ◆
▲▲▲
◆
▲▲
■
50 mg·L-1◆
▲ 200 mg·L-1150 mg·L-1
● 100 mg·L-1
250 mg·L-1★
●●
●●
●
★ ★
★
★ ★
时间（h）Time
图3 二氧化硫处理后活菌数随时间的变化
Fig. 3 Variation of the number of viable organism
along with time after SO2 treatment
2000
1600
1200
800
400
0 0 24 48 72 96
时间（h）Time
A
A
B BC C C
C
CA
A A
B B B
DD D D DEEEE E FFFFF活
菌
数（
个·
L-1 ）
Num
ber
ofv
iab
leo
rga
nism
A-0 mg·L-1；B-50 mg·L-1；C-100 mg·L-1；
D-150 mg·L-1；E-200 mg·L-1；F-250 mg·L-1
图4 花楸果汁中游离态二氧化硫随时间的变化
Fig. 4 Variation of the free SO2 in aronia
juice along with time
200
160
120
80
40
0 0 24 48 72 96
游
离
态
二
氧
化
硫
的
含
量（
mg·
L-1 ）
Con
cetr
atio
no
ffre
eS
O 2
◆
■
■
■
■■◆◆ ◆▲
▲
◆
▲▲
■100 mg·L-1◆
▲ 250 mg·L-1200 mg·L-1
150 mg·L-1
★
★
★
★
★ ★
时间（h）Time
▲
从图4可以看出，接种酵母菌后，各样品的游
离态SO2均迅速降低，并最终低于15 mg·L-1。这是
因为酵母菌对SO2的抗性与其他杂菌相比较强。当
接种相当数量的酵母菌后，菌体代谢产生CO2，降
王 鹏等：SO2对黑果腺肋花楸果酒的抑菌规律及发酵启动的影响第2期 ·27·
低了果汁中SO2的分气压[9]，使SO2不断地从果汁中
挥发出来，而这个过程又会降低SO2对酵母菌代谢
的阻碍，使其产生更多的CO2。并且，溶解在水中
的CO2也会使 SO2与羰基化合物的结合向正反应方
向移动，增加了 SO2的结合率。当果汁中游离态
SO2降低到一定程度时，酵母菌完全突破游离态
SO2的限制，此时发酵开始启动了。从图 4可知，
SO2处理量为 100 mg·L-1时，游离态 SO2的降速最
快。在12 h内降到15 mg·L-1以下。从表1也可以看
出，此样品在 12 h内出现发酵启动，而其他样品
则是在 24~36 h出现发酵启动。原因是处理量为
100 mg·L-1样品的 SO2初始浓度较低，因此其下降
速度也较快，它的发酵延迟时间就比较短。
3 讨 论
当SO2处理黑果腺肋花楸果汁时，SO2首先会杀
死一部分杂菌，并抑制剩余杂菌的生长。本试验
仅对 SO2的抑菌效果进行了研究，并没有对 SO2的
杀菌效果与处理时间的关系进行研究。根据相关
资料[5]，当SO2处理时间为24 h时，杀菌效果达到最
好。因此本试验选择SO2处理24 h后接种酵母菌。
根据本试验的结果与分析，如果将SO2处理时
间设为 24 h，发酵启动时间设为 12 h，则 SO2处理
量应为 100 mg·L-1；如果将 SO2处理时间设为 48
h，发酵启动时间设为 24~36 h，则 SO2处理量可选
择150 mg·L-1。也可以根据黑果腺肋花楸果酒实际
加工需要，选择两者之间的数值。但在实际果酒
加工中，生产者往往希望在SO2处理效果满足要求
的情况下，发酵启动越快越好，并且生产者也倾
向于添加较少的SO2。因此，在黑果腺肋花楸果酒
加工中，应将 100 mg·L-1的 SO2处理量作为首先考
虑的应用参数。
4 结 论
a. SO2处理黑果腺肋花楸果汁时，果汁中羰基
化合物与 SO2的结合会在较短时间内达到一个平
衡。但这一平衡是暂时的。在24~48 h内，它会缓
慢地向另一个平衡转移，并达到新的平衡。
b.花楸果汁中游离态SO2的浓度会随时间逐渐
变小。当SO2处理量为50 mg·L-1时，杂菌在24 h内
出现明显增殖；当 SO2处理量为 100 mg·L-1时，在
48~72 h，杂菌在 24~48 h出现明显增殖；当 SO2处
理量≥150 mg·L-1时，96 h后游离态 SO2应然保持
较高浓度，且杂菌没有出现明显增殖。
c.接种酵母菌后，各样品的游离态SO2全部迅
速降低。当 SO2处理量为 100 mg·L-1时，在 12 h内
发酵开始启动；当 SO2处理量≥150 mg·L-1时，在
24~36 h发酵开始启动。
d.根据结论 2和 3可以得出 SO2处理量的最佳
区间为100~150 mg·L-1。
[ 参 考 文 献 ]
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