复配比例对早酥梨-猕猴桃复合酒香气化合物的影响

复配比例对早酥梨-猕猴桃复合酒香气化合物的影响

随着新一代消费者的增长和对果酒认识的提高，健康时尚的果酒纷纷上市。例如，苹果酒、桃金娘酒、梨酒和桑加尔酒逐渐被消费者接受。不同水果原料复合发酵是提升果酒品质的重要手段。研究表明，通过将苹果、葡萄、雪梨、枇杷等水果进行混合发酵，使不同原料间的色泽、香气、营养物质等进行互补，获得口感佳、营养高和风味好的果酒本研究以甘肃兰州市售的早酥梨、猕猴桃为实验原料，选择非酿酒酵母M.pulcherrima346和红葡萄酒酿酒酵母S.cerevisiae(ES488）为发酵菌株，分析筛选果汁复配比例对低醇早酥梨猕猴桃复合酒挥发性香气的影响，以期为高品质复合果酒酿造提供技术支持。1材料和方法1.1酵母菌种和酵母粉的制备早酥梨、猕猴桃，购于兰州市华联超市。早酥梨的可溶性固形物含量为9.10%,pH为4.06；猕猴桃的可溶性固形物含量为11.47%,pH为3.04。非酿酒酵母M.pulcherrima346，购自法国Lallemand公司；酿酒酵母S.cerevisiae(ES488），购自意大利Enartis公司。果胶酶（100000U/g），上海源叶生物科技有限公司。碳酸钙、柠檬酸、L-抗坏血酸均为食品级（一级），河南万邦实业有限公司；氢氧化钠、偏重亚硫酸钠、无水葡萄糖、硫酸铜、酒石酸钾钠均为分析纯，天津市光复精细化工研究所；乙酸乙酯、正己酸乙酯、苯乙醇、正己醇、β-香茅醇、2-辛醇等香气标准品（色谱纯），美国Sigma公司。1.2仪器、试剂和仪器SPX-150-Ⅱ型生化培养箱，上海跃进医疗器械有限公司；PAL-2型数显手持折光仪，日本爱宕ATAGO公司；pHS-3C型精密pH计，上海雷磁仪器厂；CP214型电子天平，上海奥豪斯仪器有限公司；H2050R型台式冷冻离心机，长沙湘仪离心机有限公司；DHG-914OA型电热鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；1810D型摩尔超纯水机，上海摩勒科学仪器有限公司；DF-101S型恒温加热磁力搅拌器，郑州市亚荣仪器有限公司；TRACE1310-ISQ型气相色谱-质谱联用仪，美国ThermoFisherScientific公司；ISQ型单四级杆质谱仪，美国ThermoFisherScientifi公司；50/30μmDVB/CAR/PDMS固相微萃取头，美国Surpelco公司。1.3实验方法1.3.1蘑菇激活1.3.1.复水活化法称取相应质量的M.pulcherrima346活性干粉于三角瓶中，加入10倍体积的蒸馏水，放置于28℃水浴锅中恒温复水活化20min。再向试管中加入等体积的梨汁，于25℃下恒温水浴活化15min。1.3.1.复水活化法称取相应质量的S.cerevisiaES488活性干粉于三角瓶中，加入10倍体积的蒸馏水，放置于37℃水浴锅中恒温复水活化15min。再向试管中加入等体积的梨汁，于25℃下恒温水浴活化15min。1.3.2生产工艺1.3.2.1.低醇早样梨、桃金娘复合酒的制备过程参考王军节等早酥梨、猕猴桃→挑选、清洗→切块、去核→护色→榨汁（加SO1.3.2.猕猴桃汁制备工艺(1）梨汁的制备：早酥梨在去核切块后，尽快放置于10mg/LVc和1g/L柠檬酸的混合溶液中进行浸泡，在果块打浆时添加60mg/LSO(2）猕猴桃汁的制备：称取一定质量无腐烂、无破损的猕猴桃，清水反复漂洗数次后沥干，将清洗后的猕猴桃剥皮、破碎、打浆。添加60mg/LSO(3）成分测定及调整。按17g/L的糖产生1%vol的酒精向清汁中添加白砂糖，利用柠檬酸或碳酸钙分别调整果汁的初始pH。本研究旨在酿造低醇酒，控制酒精度<7%vol。(4）接种酵母。接种前需进行酵母活化，按0.2g/L进行接种。(5）纯早酥梨酒发酵6d结束，早酥梨-猕猴桃复合酒发酵5d结束，发酵液残糖<4g/L后，置于4℃使酵母及果渣完全沉淀。1.3.3低醇早果梨混合酒的最佳复合比例选择参照王军节等1.3.4物理和化学指标的测定还原糖、总酸、挥发酸、pH、参照GB/T15038-20061.3.5测定气体气氛1.3.5.1、空固体微萃取条件参照周文杰等1.3.5.2gc-ms条件参照祝霞等1.3.5.定性分析结果定性分析：未知香气化合物质谱图通过NIST-11、Wiley及香精香料谱库进行初步检索比对，并结合人工图谱解析进行定性分析，确认各个香气物质的化学成分，最终采用正反匹配度大于700的鉴定结果。对已有标准品的萜烯类、高级醇和酯类等化合物，利用标准曲线（R气味活性值计算：气味活性值（odoractivevalue,OAV）=香气物质含量/嗅觉阈值1.3.6感觉评估参考ZHANG等1.3.7数据统计分析所有数据的基本处理均利用MicrosoftOfficeExcel2010软件，并利用IBMSPSSStatistics19.0对数据进行统计分析。其中，采用多因素方差分析（Duncan法，P<0.05）进行数据的多重比较及差异显著性分析。实验结果以平均值±标准偏差表示。2结果与分析2.1猕猴桃汁和发酵酒样酒精度MP-SC发酵的不同复配比例复合酒理化指标测定结果见表2。适当的残糖含量对酒的口感平衡起到积极的作用，复配比例为50∶50(v/v）发酵酒样的残糖含量最高（2.89g/L),90∶10(v/v）的残糖含量最低（2.03g/L）。所有复合酒样中残糖含量与对照组均有显著差异（P<0.05）。各处理组之间的酒精度无显著差异（P>0.05）。各发酵酒样的pH值在3.42～3.60之间。发酵酒样中的总酸含量随着猕猴桃汁占比的增大而升高，50∶50(v/v）处理中含量最高（8.74g/L），发酵酒样中挥发酸在60∶40(v/v）处理中最低（0.09g/L）。复合酒的总酸和挥发酸与对照组存在显著性差异（P<0.05）。总酚含量相比与对照组都有明显提高。2.2挥发性化合物种类及含量利用GC-MS技术对不同复配比例酒样的香气物质检测结果见表3。发酵酒样中共检测出91种挥发性香气化合物，其中酯类38种，醇类21种，酸类9种，萜烯类8种以及15种其他类化合物。各处理组挥发性化合物种类及含量分别为：100∶0(50种，6923.25±361.70μg/L）、90∶10(53种，8619.72±565.11μg/L）、80∶20(56种，9193.03±299.44μg/L）、70∶30(57种，9184.56±423.96μg/L）、60∶40(70种，11288.86±487.54μg/L）、50∶50(64种，11059.12±525.39μg/L）。与对照组相比，复配处理显著提升了果酒的香气物质总量和种类，其中复配比例为60∶40(v/v）的复合果酒中香气物质和种类相对较高。2.2.1烷基酯酯类是果酒中重要的香气化合物，产生于果酒酒精发酵阶段，对果酒果香的产生具有积极的贡献2.2.2高纯度化合物高级醇是酵母菌发酵过程中重要的次级代谢产物2.2.3烯基化合物萜烯为果酒提供花香以及果香，且阈值较低，因此较低含量的萜烯也会在一定程度上影响果酒的香气2.2.4酸处理酸类化合物是葡萄酒中另一种重要的香气化合物，可以赋予葡萄酒以果香、奶酪、脂肪和腐烂的风味2.2.5复配比例对西瓜国际果酒中壬醛含量的影响由表3可知，共检测到15种其他类物质，其中酚类（5种）、醛类（4种）、酮类（4种）、烯类（1种）、呋喃（1种）。2-庚酮只在60∶40(v/v）中检测到，含量为2.07±0.18μg/L；壬醛具有强烈的果香或花香味，对果酒的品质有积极的影响，复配比例为80∶20(v/v）处理组中壬醛的含量最高（6.48±0.91μg/L),90∶10(v/v）复合酒的含量（4.60±0.44μg/L）次之，相比对照组分别提高了1.12～1.98倍。综合分析可知，以60∶40(v/v）进行复配发酵的果酒中酯类、醇类、酸类和萜烯类化合物均显著增加，花香、果香味更为突出。2.3基于合物主成分分析的香气化合物集聚分析表3中列出了所有检测到的复配酒样品中的香气化合物。由于检测到的香气成分种类多、含量差异较大，因此采用主成分分析法确定不同复配比例酿造的低醇早酥梨猕猴桃复合酒的特征成分。对不同复配比例处理酒样的91种香气化合物以OAV>0.1提取主成分，进行主成分分析，并对果酒香气特征贡献不大的香气成分因子舍去，最后剩余18种成分构成整个原始数据的主成分，其中PC1、PC2的方差贡献率分别为60.692%和23.510%，两个主成分累计方差贡献率为84.202%，基本能够反映原数据83.252%的变异信息。各挥发性化合物在PC1和PC2上的因子载荷图及香气化合物主成分分析酒样分布图见图1、图2。由图1可知，芳樟醇（玫瑰、柑橘味、果香）、丁酸乙酯（香蕉、草莓味）、辛酸异戊酯（水果香、青草香、脂肪香）、月桂酸乙酯（花果香气）、乙酸异戊酯（果香、香蕉味）、苯乙醇（玫瑰香、蜂蜜香）、正戊醇（水果香、青草味）等物质在PC1的正半轴上的得分较高，即PC1正半轴主要反映了果酒中花香、果香特征，而大马士酮（花香、果香、紫丁香）、己酸乙酯（香蕉、青苹果味）、癸醛（脂肪味、橙皮味）、丁香酚（烟熏味、丁香味）等物质在PC1负半轴上的得分较高，即反映了果酒中淡淡的果香特征以及脂肪味等不良的香气特征；香茅醇（柠檬、柑橘味）、辛酸（奶油味）、辛酸乙酯（菠萝、梨、花香）、大马士酮（花香、果香、紫丁香）、癸醛（脂肪味、橙皮味）、壬醛（蜡香、柑桔香、脂肪香）等物质在PC2的正半轴上得分较高，即代表果酒中的果花香、脂肪味特征，己酸乙酯（香蕉、青苹果味）、乙酸苯乙酯（玫瑰花香、苹果香）、芳樟醇（玫瑰、柑橘味、果香）、癸酸乙酯（果香）等物质在PC2的负半轴上得分较高，即反映了花香、果香的香气特征。由图2可知，6组酒样的香气特征可在这两个主成分所形成的二维平面上被很好地区分，其中60∶40(v/v）和50∶50(v/v）处理酒样位于香气化合物集聚区域，其中60∶40(v/v）处理酒样分布在PC1正半轴和PC2负半轴，该区域主要是月桂酸乙酯、乙酸苯乙酯和芳樟醇等物质，主要代表了具有浓郁花香和果香味的酯类和萜烯类物质。90∶10(v/v）、80∶20(v/v）和70∶30(v/v）处理组在PC2正半轴有较高得分，但在PC1得分较低，该区域的香气特征是果香和淡淡的花香味。100∶0(v/v）处理组处于PC1和PC2的负半轴，该区域香气化合物较少，而且该处理组酒样与其他处理组相距较远，与其他处理组有显著性差异。由此看来，将早酥梨与猕猴桃复配酿造果酒，既可使果酒具有浓郁的花香和果香等特征香气，还可增加果酒的香气复杂性。2.4不同处理的酒质及口感的比较结合图3和表4可知，早酥梨汁与猕猴桃汁复配比例为60∶40(v/v）发酵的酒样花香、果香浓郁度最高，具有良好的典型性，而纯早酥梨酒香气较寡淡，层次感不强，这是由于复配以后可以提高酒样中的酯类、醇类、萜烯类化合物含量。此外，复配后发酵的酒样色泽呈黄绿色，有光泽，而且澄清度良好。在滋味方面，60∶40(v/v）处理组酒样酸甜平衡感和协调性都相对较好，而纯早酥梨酒则伴有明显的酸味，口感不够圆润