下面是小编为大家整理的竹筒酒陈酿过程中矿质元素变化规律研究（2022年）,供大家参考。

　竹筒酒陈酿过程中矿质元素变化规律研究

　有 竹筒酒是一种中国传统含酒精饮料，已有 0 1800 余年的饮用历史，在傣族、客家族及土家族等少数民族聚居区尤其受欢迎 [1] 。近年来，竹筒酒消费群体日益扩大，已形成了一定的市场规模。其制作工艺是将基酒(白酒)注入活竹竹腔内，经过一段时间的陈酿，基酒的化学成分、颜色、口感和香气等均发生显著变化。通常成酒色如琥珀，自带竹香，口感清甜[1]。研究表明，富含多种矿质元素是竹筒酒突出的特征之一[2]。

　酒中的矿质元素主要来源于酿酒原料及各个环节的引入，矿质元素种类及其含量不仅直接影响酒的颜色、口感等酒质特征，还与酒的功效和营养密切相关 [3- - 7] 。白酒中金属离子主要来自于贮酒器和加浆水，可作为乙醇代谢酶的活性中心和酶的激活剂，参与乙醇在人体的代谢过程；还会与醇、醛、酮、酸、酯等化合物结合形成大分子基团，改变酒的风味和口感等特征[3]。K 离子能够增加酒的甜醇感，Cu 离子则能去除新酒气，而 Na、Zn、Fe、Mg 等对酒的口感有不良影响[4]。发酵或陈酿过程，也影响酒中矿质元素含量。叶萌祺等[8]发现，苹果酒发酵过程中矿质元素含量波动较大。陶勇等[9]研究了剑南春不同窖龄窖泥的矿质元素含量变化，发现 Cu 含量随窖龄增加缓慢下降，其他元素变化不显著。姜忠军[10]研究发现白兰地陈酿过程中 K 元素含量差别最大，

　可用 K 元素作为描述不同陈酿年份白兰地特征的典型指标。

　陈晨等 [2] 采集市售竹筒酒样品，检测发现竹筒酒含有丰富的矿质元素，K K 元素含量高达 222.40 ～ 968.99mg/L ，并通过实验初步证实了竹筒酒中的 K K 元素来源于竹秆。但是，竹筒酒中其他矿质元素是来源于竹秆还是基酒？陈酿过程中，竹秆与基酒中矿质元素如何变化？存在什么样的交换规律以及竹叶黄酮是否影响矿质元素的交换等问题，目前尚不清楚。

　因此，本文参照典型竹筒酒生产方法，研究陈酿过程中，K K 、Ca 、 Na 、 Mg 、 Mn 、 Fe 、 Cu 、 Zn 、 Al 、 Se 、 Ni 、 As 、 Pb 、 Cd 、Cr 、 Mo 、7 Co17 种矿质元素在竹秆与基酒中的交换规律；通过添加外源黄酮，研究竹叶黄酮对竹秆与基酒中矿质元素转移的影响，以期为制定竹筒酒标准生产规程及产品标准提供依据。

　1.4 结果计算与数据分析 将检测得到的结果代入标准曲线( (表 表 2) ，计算矿质元素含量，结 果以均值 ± 标准差表示。实验原始数 表 217 种矿质元素的标准曲线及检测限 Table2Regressionequationsanddetectionlimitsfor17mineralelements 据应用 2 MicrosoftExcel2022 进行处理，利用 0 SPSS22.0 进行显著性差异分析，2 Origin2022 绘图。

　2 结果与分析

　2.1 基酒中矿质元素检测结果 检测表明，基酒中含有一定量的矿质元素，其中 a Na 和 和 a Ca 含量最多，分别为 L 37.79mg/L 和 和 32.49mg/L ；其次为 Mn ，含量为 为 7.40mg/L； ； Zn、 、 Mn、 、 Cu、 、l Al 的含量介于 64.57 ～ 287.00μg/L ；Cr 、 As 、 Ni 、 Se 、d Cd 含量介于 0.98 ～ 6.70μg/L ；K K 、 Fe 、Pb 、o Mo 和 和 o Co 含量低于检测限( (表 表 3) 。值得注意的是，Al、As、Pb 和 Cd 对人体有潜在毒性，除 Pb 未检出外，其余 3 种均有检出，其中 Al 的含量最高，达 64.57μg/L，但均满足GB2762—2022《食品安全国家标准食品中污染物限量》、GB2760—2022《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》和世界卫生组织关于食品添加剂和污染物的限量要求[11]。

　2.2 竹筒酒陈酿过程中矿质元素变化规律 2.2.1 常量元素变化规律 陈酿过程显著影响竹筒酒中常量元素的含量，K K 元素含量变。

　化最大。陈酿初期，竹筒酒中 K 的含量呈指数型增长(表 4)，14d 时达到峰值，含量为 330.83mg/L。随后逐渐降低，28d后趋于平衡，含量稳定在 190mg/L 左右(图 1)。Ca、Na 的含量逐渐降低，其变化符合一级动力学方程(表 4)，半衰期分别为 26.05、9.40d，21d 后，含量趋于稳定，Ca 的含量由32.49mg/L 降至 18.16mg/L，Na 的含量由 37.79mg/L 降至10.84mg/L。Mg 的含量总体变化不大，基酒注入竹腔 3d 后略有升高，14d 后达到最高，为 10.60mg/L，随后缓慢下降，

　28d 后趋于平衡，35d 时含量为 6.56mg/L。毛竹秆中富含 K元素，1～5 年生毛竹竹秆中 K 的平均含量为 2.54mg/g[12]，远高于基酒中 K 的浓度，并且在陈酿初期，基酒中乙醇含量较高，提高了细胞膜的通透性，使竹秆中 K 迅速渗入酒中。经气相色谱-质谱联用法测定，14d 后，竹筒酒中乙醇含量逐渐降低，并稳定在 10%vol 左右，对细胞膜的通透性影响较小，因此酒中 K 的含量也逐渐降低，趋于相对稳定。

　表 3 基酒中的矿质元素含量 Table3Mineralelementcontentinbaseliquor 2.2.2 微量元素变化规律 。

　微量元素含量在陈酿过程具有不同程度的变化。Mn 的含量在10d 内快速增加，10d 时达到最高，为 2.96mg/L，随后缓慢下降，35d 时含量为 1.36mg/L。Cu 的含量在陈酿初期变化剧烈，3d 内迅速升高并在第 3 天达到峰值，由 85.43μg/L 升至 178.67μg/L，3～7d 保持在稳定水平，7～10d 大幅下降，14d 后趋于平衡，含量达到陈酿前相同水平。Zn 和 Ni 的含量在 7～35d 期间的变化规律相似，均在第 14 天达到谷值，Zn 的含量为 54.95μg/L，Ni 的含量为 2.86μg/L，14～28d略有上升，28～35d 又大幅下降，到 35d 还未达到平衡。与陈酿前比，Ni 元素含量下降了 60%，Zn 元素含量的降幅高达90%。研究表明，Zn2+的添加使得酒的口味欠老练、单、涩，对酒质不利[4]，因此 Zn 元素在竹筒酒陈酿期间的含量下降

　对酒质提升有一定的贡献。Cr 的含量逐渐降低，其变化符合一级动力学方程(表 4)，半衰期为 9.59d，14d 后含量趋于稳定，含量由 6.70μg/L 降至 2.11μg/L。Fe 元素仅在第 3 和第 7 天有检出，Se 在陈酿过程中均未检出，Mo、Co 在基酒和陈酿全过程均未检出。

　表 4Ca、Na、Cr、As、K 元素的动力学方程 Table4KineticequationsforCa,Na,Cr,AsandKelements a-常量元素；b-微量元素 图 1 竹筒酒中有益元素含量随时间变化 Fig.1Dynamicsofthecontentofbeneficialelementsinbambooliquorovertime 2.2.3 有害元素变化规律 Al 、 As 、b Pb 和 和 d Cd 对人体有潜在毒性，其在竹筒酒中的含量受陈酿时间的影响表现不同。如图 2 所示，Pb、Cd 元素含量在陈酿初期迅速上升，Pb 在 7d 时达到峰值，为 6.82μg/L，Cd 的含量在 10d 时达到 2.32μg/L，随后二者缓慢下降，35d时均降到 0.50μg/L 以下，远低于食品安全国家标准及联合国粮农组织与世界卫生组织关于有毒重金属的限量标准。Al和 As 元素的含量随着陈酿时间的延长而不断降低，Al 元素在 2 周后不再检出，这对酒质的提升有益，因为 Al 离子会使酒的口感单、涩[4]。As 元素含量的变化规律符合一级动力学反应(表 4)，且在 12d 左右下降至初始含量的一半，35d

　时降至 2μg/L 以下，远低于国家标准。

　图 2 竹筒酒中有害元素含量随时间变化 Fig.2Dynamicsofthecontentofharmfulelementsinbambooliquorovertime 2.3 外源黄酮对竹筒酒中矿质元素变化的影响 量 外源黄酮提取物中含有一定量 Ca 、 Na 、 Ni 、s As 等元素，随着添加直接进入基酒中，提高了基酒中相应矿质元素的初始。

　含量。添加后，黄酮基酒中Ca元素含量为32.49～112.45mg/L，Na 元素含量为 33.06～47.58mg/L，K 元素含量为 9.94～43.73mg/L，Ni 元素含量为 4.89～8.99μg/L，As 元素含量为 8.96～38.80μg/L，基本与外源黄酮含量成比例增长。

　2.3.1 外源黄酮对常量元素的影响 外源黄酮显著影响竹筒酒中常量元素的含量( (图 图 3 3图 、图 4) 。2.5mg/mL 外源黄酮处理，大幅提高了 K 含量的峰值，14d 时达到 1044.90mg/L，是空白基酒组的 3.16 倍(图 3-a)；10mg/mL 外源黄酮处理，K 含量上升速度最快，10d 时达到峰值，其他 3 组均在 14d 达到峰值；21d 后，除 10mg/mL 外源黄酮处理组外，另外 3 组的 K 含量都达到了平衡(图 3-a)，2.5mg/mL 外源黄酮处理组比另外 3 组的含量高出近 1.5 倍(P0.05)(图 4)；35d 时，10mg/mL 外源黄酮处理组 K 元素含量最高，其次是 2.5mg/mL 外源黄酮处理组。Ca 的变化趋势在不同黄酮添加量下基本一致(图 3-b)，其含量高低与竹叶

　黄酮添加量具有一定关系，21d 时，2.5mg/mL 外源黄酮处理组 Ca 元素含量显著较低(P0.05)，比空白基酒组低近 50%，比 5、10mg/mL 外源黄酮处理组低 1～2 倍(图 4)。Mg 的变化趋势受不同黄酮添加量影响不大(图 3-d)，外源黄酮处理仅对其含量高低有所影响。21d 时，Mg 在 2.5mg/mL 外源黄酮处理下的含量是其他 3 组的 1.5 倍左右，21d 后，除 2.5mg/mL外源黄酮处理组外，其他 3 组 Mg 的含量基本达到平衡。

　a-K；b-Ca；c-Na；d-Mg；e-Mn；f-Cu；g-Ni；h-As 图 3 外源黄酮对矿质元素变化规律的影响 Fig.3Effectofexogenousflavonoidsonvariationofmineralelements 黄酮类化合物可以通过环上的酚羟基和羰基与金属离子配位，形成相应 的黄酮- - 金属离子螯合物 [13- - 16] 。Na 元素的含量随着竹叶黄酮添加量的增加不断提高(图 3-c)，21d 时，10mg/mL 外源黄酮处理下的 Na 元素含量高达 26.02mg/L，是空白组的 2 倍以上(图 4)，推测随着黄酮添加量的增加，酒中 Na+与黄酮化合物生成螯合物，浓度下降，使得竹秆中 Na+更趋向于向酒中扩散，导致酒中的 Na 元素含量升高。

　a-常量元素；b-微量元素 图 4 竹筒酒中有益元素含量随黄酮添加量变化 Fig.4Dynamicsofthecontentofbeneficialelementsinbambooliquorwithflavonoidaddition

　2.3.2 外源黄酮对微量元素的影响 与常量元素相比，外源黄酮对微量元素影响较小。21d 时，Zn 元素在 2.5mg/mL 外源黄酮处理组的含量最高，为188.67μg/L，比空白组高出 1 倍，比 5、10mg/mL 外源黄酮处理组高出 0.5 倍左右。外源黄酮对 Cu 的变化趋势和含量基本没有影响，21d 时，2.5mg/mL 外源黄酮处理组的 Cu 的含量为 105.00μg/L，仅高于其他 3 组 10%左右。Ni 元素的变化趋势也基本不受外源黄酮影响。21d 时，Ni 元素的含量在 5mg/mL 外源黄酮处理组最高，为 4.27μg/L，在 2.5mg/mL外源黄酮处理组最低，为 3.43μg/L。Cr 元素含量受外源黄酮影响较为显著，21d 时，添加黄酮的处理组比空白组高出60%～115%。Se 元素含量随黄酮添加量增加而增加，最高为0.34μg/L，根据相关研究，这是由于 Se 与黄酮生成了配合物[17]，酒中游离的 Se 离子浓度小于竹秆中，因此竹秆中的 Se 离子向酒中扩散，引起了竹筒酒中 Se 元素的升高。

　与其他元素相反，陈酿的前 d 21d 内，空白组的 n Mn 元素含量高于 3 3 个添加外源黄酮的处理组( (图 图 3 3- - e) ，d 21d 时，空白组n Mn 是 含量是 3 3 的 个外源黄酮处理组的 1.46 ～8 3.28 倍( (图 图 4) 。2.5mg/mL 的外源黄酮处理组在 35d 时，Mn 的含量比开始陈酿前高出了 15 倍。据此推测竹筒酒在陈酿过程中，Mn 会不断累积，而添加外源黄酮对竹筒酒陈酿过程中 Mn 的累积具有减少作用。

　2.3.3 外源黄酮对有害元素的影响 外源黄酮对有害元素具有不同程度的影响。外源黄酮提取物中含有 8.96～38.80μg/L 的 As 元素，随着陈酿过程逐渐降低，到 21d 时趋于平衡。21d 时，As 元素含量随外源黄酮添加量的升高不断升高(图 3-h)，2.5mg/mL 外源黄酮处理组含量较空白组增加较少，仅增加了 10%，另外 2 组含量均为空白组的 2 倍左右。如图 5 所示，酒中的 Cd 元素的含量在2.5mg/mL外源黄酮处理组比空白基酒组低90%，在5、10mg/mL外源黄酮处理组比空白基酒组低约 40%。竹叶黄酮对竹筒酒中 Al 和 Pb 元素含量影响不显著(P0.05)，21d 时，Al 元素仅在 10mg/mL 外源黄酮处理组有检出，其原因是 10mg/mL 外源黄酮提取物中初始 Al 元素含量较高，为 105.00μg/L。

　图 5 竹筒酒中有害元素含量随黄酮添加量变化 Fig.5Dynamicsofthecontentofharmfulelementsinbambooliquorwithflavonoidaddition 3 结论与讨论 (1)竹子中富含 K[18] 在陈酿过程中，竹筒酒中的 K K 含量变化除了与竹子中的 K K 主动溶出有关外，还与竹筒酒中的乙醇有关。相关研究表明，植物的无氧呼吸也会产生乙醇，但最终会被自身的乙醇代谢途径代谢转化[19]。在陈酿初期，竹筒酒的乙醇含量较高，植物无法在短时间内代谢消耗，因乙醇对竹子的刺激作用，

　使竹筒酒中的 K 含量在陈酿初期呈指数型增长；陈酿 15d 后，竹筒酒中乙醇含量趋于稳定，乙醇对竹子的刺激作用减少，酒中 K 含量受溶出作用影响，呈现缓慢下降趋势，在 28d 左右达到了约 190mg/L 的稳定含量。Ca、Na、Cr、As 元素含量的变化符合一级动力学反应，Ca 元素含量在陈酿过程中下降缓慢，降幅较小；Na、Cr、As 元素含量均在 10d 左右就下降到初始含量的一半。除 K、Mn 元素外，各元素在陈酿过程中总体呈下降趋势，最终在 21d 左右趋于稳定水平，因此陈酿21d 比较合适。

　(2)矿质元素对植物的生长调节具有重要作用[20] K K 、g Mg 在自然界中属于大量元素，K K 是植物调 节叶片气孔开闭，控制蒸腾作用的重要元素，g Mg 是植物光合作用酶的组成元素；n Zn 作为自然界中的微量元素，对植物生长调节过程中的酶具有活化作用； Pb 、d Cd 在自然界中属于重金属元素，对多数植物生长具有胁迫作用。毛竹为禾本科植物，K、Mg、Zn 是毛竹生长过程中的必需元素，Pb、Cd 对毛竹根系细胞具有损伤作用[12,21-22]。本研究中添加外源黄酮对竹筒酒中各矿质元素含量具有不同程度的影响。2.5mg/mL 外源黄酮处理，大幅提高了 K、Mg、Zn 元素含量的峰值，有力地降低了有害元素 Pb、Cd 的含量，对 As、Al 元素含量无明显影响。因此，添加外源黄酮对竹筒酒中有益元素的积累和有害元素的降低有较好的作用，且最适的添加量和最佳陈酿时间分别

　为 2.5mg/mL 和 21d。

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