李潔瑩，杜晶，韓飛，余培斌，丁紹東，范柳萍*

1 (江南大學(xué) 食品學(xué)院，食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 無(wú)錫，214122) 2 (國(guó)家糧食局 科學(xué)研究院，北京 100037) 3 (江南大學(xué)，糧食發(fā)酵工藝及技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，江蘇 無(wú)錫，214122)

無(wú)醇楊梅果酒發(fā)酵工藝優(yōu)化及其品質(zhì)分析

李潔瑩1，杜晶1，韓飛2，余培斌3，丁紹東1，范柳萍1*

1 (江南大學(xué) 食品學(xué)院，食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 無(wú)錫，214122) 2 (國(guó)家糧食局 科學(xué)研究院，北京 100037) 3 (江南大學(xué)，糧食發(fā)酵工藝及技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，江蘇 無(wú)錫，214122)

利用單因素結(jié)合正交試驗(yàn)優(yōu)化無(wú)醇楊梅果酒的發(fā)酵工藝，得出適宜的發(fā)酵條件為：發(fā)酵溫度28 ℃，加渣量70 g/L，通氧發(fā)酵時(shí)間4 h。將無(wú)醇楊梅果酒與楊梅汁的香氣成分進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明：無(wú)醇楊梅果酒的主要香氣成分是酯類(30.31%)、高級(jí)醇類(19.39%)和烯萜類(31.22%)化合物，其中酯類和高級(jí)醇類的相對(duì)含量分別增加了165.41%和42.47%，烯萜類相對(duì)含量?jī)H下降了35.04%。無(wú)醇楊梅果酒的有機(jī)酸主要是檸檬酸和L-蘋果酸，占9種有機(jī)酸總量的96.96%。該發(fā)酵工藝獲得的無(wú)醇楊梅果酒酒精度低(0.5%vol)，花色苷含量達(dá)到155.1 mg/L，色澤呈紫紅色，風(fēng)味濃郁，較大程度地保持了楊梅原果清香。

無(wú)醇；楊梅果酒；發(fā)酵工藝；花色苷；香氣成分

楊梅是我國(guó)南方特色水果，果實(shí)球形，色澤艷麗，酸甜多汁，風(fēng)味濃郁，可食率達(dá)90%以上，富含糖、有機(jī)酸和多種氨基酸，以及花色苷、多酚等抗氧化功能性成分，還含有鎂、鈣、磷、鐵、鉀等礦物質(zhì)，具有很高的營(yíng)養(yǎng)和醫(yī)療保健價(jià)值[1-3]。楊梅的消費(fèi)方式以鮮食為主，由于盛產(chǎn)于梅雨季節(jié)且貯藏期短，導(dǎo)致大量積壓、腐爛。近年來(lái)，楊梅產(chǎn)量不斷增加，滯銷現(xiàn)象愈演愈烈，每年鮮果損失率高達(dá)40%～60%，造成大量浪費(fèi)。開展楊梅深加工，不僅能解決楊梅的出路問題，提高楊梅的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，延長(zhǎng)楊梅的貨架期和食用期，而且對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重要的意義。

隨著人們健康意識(shí)的增強(qiáng)和消費(fèi)觀念的變化，傳統(tǒng)果味和果汁飲料已經(jīng)不能滿足人們對(duì)新鮮口感的追求，各種富含發(fā)酵香味和原果清香的發(fā)酵飲料，如無(wú)醇啤酒[4]和無(wú)醇葡萄酒[5]等應(yīng)運(yùn)而生，因?yàn)榫凭容^低(<1%)，能較大程度地保持原汁的營(yíng)養(yǎng)成分、風(fēng)味和色澤，非常適合老人、婦女和兒童等人群飲用。目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有關(guān)于無(wú)醇芒果酒[6]、無(wú)醇山葡萄酒[7]和無(wú)醇蘋果酒[8]等的研制方法，然而尚沒有關(guān)于無(wú)醇楊梅果酒的研究。

本文以楊梅為原料，以自篩酵母為釀造菌株，通過正交試驗(yàn)優(yōu)化無(wú)醇楊梅果酒的發(fā)酵工藝，并對(duì)香氣成分和有機(jī)酸成分進(jìn)行分析，為楊梅工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)一步研究提供思路和借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

楊梅原料是從無(wú)錫市馬山楊梅果園購(gòu)買的荸薺種楊梅，在1 h內(nèi)運(yùn)送至本實(shí)驗(yàn)室，并在-20 ℃冰箱冷凍備用；110號(hào)(Pichia kluyveri)、147號(hào)(Hanseniaspora uvarum)、151號(hào)(Pichia kudriavzevii)和152號(hào)(Saccharomyces cerevisiae)酵母保藏于本實(shí)驗(yàn)室，其中110、147和151號(hào)菌株屬于產(chǎn)香酵母，152號(hào)菌株屬于釀酒酵母[9]；葡萄糖、蛋白胨、酵母膏、瓊脂、3,5-二硝基水楊酸、酒石酸鉀鈉、結(jié)晶酚、亞硫酸氫鈉、氯化鉀、醋酸鈉、氫氧化鈉、酚酞、醋酸、鹽酸：分析純，上海國(guó)藥集團(tuán)；草酸、酒石酸、蘋果酸、乳酸、乙酸、檸檬酸、琥珀酸、抗壞血酸、富馬酸：色譜純，美國(guó)Sigma公司。

1.2 方法

1.2.1 培養(yǎng)基的配制

YPD液體培養(yǎng)基：參照田殿梅[10]等的配制方法。

楊梅汁發(fā)酵培養(yǎng)基：將楊梅去核榨汁后用4層紗布過濾，楊梅原汁的理化指標(biāo)為：總糖含量92.4 g/L，總酸含量8.6 g/L(以檸檬酸計(jì))，pH為2.95，花色苷含量220.3 mg/L。將楊梅汁分裝到三角瓶后，按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)添加一定量的脫水楊梅渣。100 ℃滅菌5 min后迅速冷卻至室溫。

1.2.2 酵母菌的活化

將酵母從YPD斜面轉(zhuǎn)接至YPD平板，28 ℃培養(yǎng)24 h。挑取3環(huán)接種到50 mL YPD液體培養(yǎng)基中，28 ℃ 150 r/min振蕩培養(yǎng)12 h。按照10%接種到100 mL YPD液體培養(yǎng)基中相同條件下活化8 h，用無(wú)菌水調(diào)整菌液濃度為2×108個(gè)/mL。

1.2.3 理化指標(biāo)的測(cè)定

酒精度：酒精計(jì)法[11]；花色苷含量：pH示差法[12]；酵母總數(shù)：血球計(jì)數(shù)板法[13]；殘?zhí)呛浚篋NS法[14]；總酸含量：指示劑法[11]。

1.2.4 香氣成分的測(cè)定

樣品采用頂空固相微萃取(headspace solidphase microextraction，HS-SPME)法處理，分別取10 mL樣品加入15 mL頂空瓶中，將老化后的75 μm Car/PDMS萃取頭插入樣品瓶頂空部分，50 ℃吸附30 min，然后采用氣質(zhì)聯(lián)用(gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS)法測(cè)定[15]。

1.2.5 有機(jī)酸的測(cè)定

有機(jī)酸采用高效液相色譜(high performance liquid chromatographygas，HPLC)測(cè)定[15]。

1.2.6 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

無(wú)醇楊梅果酒的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 無(wú)醇楊梅果酒感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.2.7 最適釀造菌株的篩選

將4株自篩酵母活化后，按照4%接種到滅菌楊梅汁培養(yǎng)基(清汁)中，26 ℃厭氧發(fā)酵至失重為(0.27±0.02) g/100 mL時(shí)結(jié)束發(fā)酵，測(cè)定酒精度、花色苷、殘?zhí)呛涂偹岷?，并進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.2.8 發(fā)酵工藝單因素試驗(yàn)

考察不同發(fā)酵溫度(22、26、30和34 ℃)、加渣量(10、50、90和130 g/L)和通氧發(fā)酵時(shí)間(1、4、7和10 h)對(duì)無(wú)醇楊梅果酒品質(zhì)的影響，厭氧發(fā)酵至失重為(0.27±0.02) g/100 mL時(shí)結(jié)束，以花色苷含量和感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，其中通氧發(fā)酵階段在厭氧發(fā)酵之前進(jìn)行。

1.2.9 發(fā)酵工藝正交優(yōu)化試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取發(fā)酵溫度(A)、加渣量(B)和通氧發(fā)酵時(shí)間(C)為優(yōu)化因素，采用L9(34)正交表進(jìn)行發(fā)酵工藝優(yōu)化，以花色苷含量和感官評(píng)分為指標(biāo)，確定無(wú)醇楊梅果酒的發(fā)酵工藝。正交試驗(yàn)的具體因素水平見表2。

表2 正交試驗(yàn)因素水平表

2 結(jié)果與分析

2.1 無(wú)醇楊梅果酒最適釀造菌株的篩選

酵母在厭氧發(fā)酵過程，會(huì)利用葡萄糖產(chǎn)生酒精和CO2，因此可以根據(jù)失重控制果酒的發(fā)酵程度。通過測(cè)定不同CO2失重下產(chǎn)生的酒精度數(shù)，得出失重為(0.27±0.02) g/100 mL時(shí)酒精度為0.5%vol，以此作為發(fā)酵終點(diǎn)的判定標(biāo)準(zhǔn)。4株自篩酵母發(fā)酵無(wú)醇楊梅果酒的發(fā)酵指標(biāo)如表3所示。

表3 不同菌株發(fā)酵無(wú)醇楊梅果酒的發(fā)酵指標(biāo)

由表3可知，4株菌株發(fā)酵的無(wú)醇楊梅果酒酒精度均為0.5%，與GB 15037—2006[16]關(guān)于無(wú)醇葡萄酒的相關(guān)規(guī)定相符?；ㄉ蘸坑酗@著差異(P<0.05)，以147號(hào)菌株的發(fā)酵液花色苷含量最高，其次是151號(hào)菌株；與楊梅原汁相比，4株菌發(fā)酵的無(wú)醇楊梅果酒花色苷含量有明顯下降，原因可能是花色苷結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，發(fā)酵過程容易受到溫度、氧氣和酵母菌等的影響，其中，氧氣會(huì)導(dǎo)致花色苷氧化降解，酵母細(xì)胞壁會(huì)對(duì)花色苷有吸附作用[17-18]。殘?zhí)呛涂偹岷繜o(wú)顯著差異(P>0.05)，其中糖分下降較多，原因可能是151號(hào)菌株為產(chǎn)香酵母，產(chǎn)香能力較強(qiáng)，發(fā)酵期間產(chǎn)生了大量的揮發(fā)性香氣成分，消耗大量糖分；此外，酵母利用糖分進(jìn)行細(xì)胞增殖，并產(chǎn)生大量代謝產(chǎn)物。感官評(píng)分有顯著差異(P<0.05)，以151號(hào)菌株的發(fā)酵液感官評(píng)分最高，達(dá)到78.6分，110號(hào)其次，為73.8分；就色澤而言，前3株酵母的發(fā)酵液呈紫紅色，152號(hào)菌株的發(fā)酵液呈紅色；就香氣而言，4株酵母的發(fā)酵液楊梅果香味均突出，110號(hào)與151號(hào)菌株的發(fā)酵液醇香和果香最為濃郁，147號(hào)菌株的發(fā)酵液有濃郁的酸果香，152號(hào)菌株的發(fā)酵液為醇香和清香；就滋味而言，4株菌株發(fā)酵的無(wú)醇果酒楊梅味均突出；就口感而言，4種發(fā)酵液的口感均比較純正、柔和，其中151號(hào)菌株的發(fā)酵液余香最明顯。綜合以上分析，選擇151號(hào)菌株為發(fā)酵無(wú)醇楊梅果酒的最適釀造菌株。

2.2 無(wú)醇楊梅果酒發(fā)酵工藝的單因素試驗(yàn)

在預(yù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，固定接種量為4%，保持楊梅汁自然pH及糖分。由于實(shí)驗(yàn)統(tǒng)一發(fā)酵終點(diǎn)為失重等于(0.27±0.02) g/100 mL，無(wú)醇楊梅果酒的酒精度、殘?zhí)呛涂偹岷繜o(wú)顯著差異，故選擇花色苷含量和感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2.2.1 不同發(fā)酵溫度對(duì)無(wú)醇楊梅果酒品質(zhì)的影響

溫度是影響果酒發(fā)酵的重要因素，不僅與菌株的產(chǎn)酒能力和產(chǎn)香能力有關(guān)，而且決定了果酒的香氣和口感。實(shí)驗(yàn)固定加渣量為10 g/L，通氧發(fā)酵時(shí)間為1 h，在22～34 ℃研究了不同發(fā)酵溫度對(duì)無(wú)醇楊梅果酒品質(zhì)的影響，結(jié)果如圖1所示。

圖1 發(fā)酵溫度對(duì)無(wú)醇楊梅果酒品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of temperature on fermentation of non-alcohol Chinese bayberry wine

由圖1可知，發(fā)酵溫度對(duì)無(wú)醇楊梅果酒的花色苷含量和感官評(píng)分有顯著影響(P<0.05)。當(dāng)發(fā)酵溫度在22～34 ℃時(shí)，花色苷含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，在26 ℃時(shí)取最大值；當(dāng)發(fā)酵溫度為22 ℃時(shí)，可能因?yàn)槠x了151號(hào)菌株的最適生長(zhǎng)溫度(28 ℃)，酵母菌的生理活性較低，楊梅渣不能被酵母菌充分分解，渣中的花色苷溶出較少，此外，酵母發(fā)酵周期相比較長(zhǎng)，與酒體接觸時(shí)間較長(zhǎng)，花色苷吸附量相對(duì)增多；當(dāng)發(fā)酵溫度超過26 ℃時(shí)，酵母菌代謝旺盛，數(shù)目較多，細(xì)胞壁對(duì)花色苷的吸附量增加[17-18]。另外，花色苷在高溫下結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易降解，所以花色苷含量呈下降趨勢(shì)[19]；當(dāng)發(fā)酵溫度為34 ℃時(shí)，花色苷含量不足26 ℃時(shí)花色苷含量的71%。當(dāng)發(fā)酵溫度在26～30 ℃時(shí)，感官評(píng)分無(wú)顯著差異(P>0.05)；當(dāng)發(fā)酵溫度為22 ℃時(shí)，感官評(píng)分呈顯著下降(P<0.05)，是26 ℃時(shí)感官評(píng)分的88.92%；當(dāng)溫度超過26 ℃時(shí)，可能由于酵母容易衰老，自溶產(chǎn)生不良風(fēng)味和代謝產(chǎn)物，影響酒體的風(fēng)味和口感，導(dǎo)致感官評(píng)分減小。綜上所述，選擇26 ℃為發(fā)酵溫度。

2.2.2 加渣量對(duì)無(wú)醇楊梅果酒品質(zhì)的影響

楊梅果酒多采用清汁發(fā)酵，但是釀造過程花色苷容易被吸附或降解，保留率較低(<25%)，產(chǎn)品色澤較差。適當(dāng)添加一定量的楊梅渣，不僅能提高發(fā)酵酒的色澤，還能增強(qiáng)酒體的楊梅風(fēng)味。實(shí)驗(yàn)固定發(fā)酵溫度為最佳值，通氧發(fā)酵時(shí)間為1 h，在10～130 g/L范圍內(nèi)研究楊梅渣添加量對(duì)無(wú)醇楊梅果酒品質(zhì)的影響，結(jié)果如圖2所示。

圖2 加渣量對(duì)無(wú)醇楊梅果酒品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of slag volume on fermentation of non-alcohol Chinese bayberry wine

由圖2可知，加渣量對(duì)無(wú)醇楊梅果酒的花色苷含量和感官評(píng)分有顯著影響(P<0.05)。在給定范圍內(nèi)，花色苷含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，在加渣量為50 g/L時(shí)取得最大值；加渣量為50 g/L的發(fā)酵液花色苷含量比加渣量為10 g/L的增加19.19%；當(dāng)加渣量在50～130 g/L時(shí)，隨著加渣量的增加，花色苷含量呈下降趨勢(shì)，可能因?yàn)榧釉枯^多時(shí)，楊梅渣因?yàn)椴荒艹浞址稚⒍逊e在一起，酵母菌不能與楊梅渣充分接觸，渣里的色素不能充分溶出，所以花色苷含量減小了。當(dāng)加渣量在50～90 g/L時(shí)，感官評(píng)分無(wú)顯著差異；當(dāng)加渣量小于50 g/L時(shí)，一方面由于色澤相比較淺，另一方面由于楊梅汁味相比較弱，所以感官評(píng)分有所下降；當(dāng)加渣量大于90 g/L時(shí)，由于楊梅渣比較密集，通氧效果較差，只有局部發(fā)酵，酵母的產(chǎn)香能力下降，所以感官評(píng)分有所減少。綜上所述，選擇50 g/L為加渣量。

2.2.3 通氧發(fā)酵時(shí)間對(duì)無(wú)醇楊梅果酒品質(zhì)的影響

酵母只在厭氧條件下代謝糖類產(chǎn)生酒精，無(wú)醇果酒要求酒精度為0.5%vol～1%vol，因此厭氧發(fā)酵時(shí)間不宜過長(zhǎng)；但發(fā)酵時(shí)間過短會(huì)造成酒體醇香和果香不足，導(dǎo)致感官品質(zhì)下降；適當(dāng)通入一定量的氧氣，能提高產(chǎn)香菌株的產(chǎn)香性能。因此本實(shí)驗(yàn)選擇在厭氧發(fā)酵之前增加通氧發(fā)酵階段，固定發(fā)酵溫度和加渣量為最佳值，在1～10 h內(nèi)研究通氧發(fā)酵時(shí)間對(duì)無(wú)醇楊梅果酒品質(zhì)的影響，結(jié)果如圖3所示。

圖3 通氧發(fā)酵時(shí)間對(duì)無(wú)醇楊梅果酒品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of aerobic fermentation time on fermentation of non-alcohol Chinese bayberry wine

由圖3可知，通氧發(fā)酵時(shí)間對(duì)無(wú)醇楊梅果酒的花色苷含量和感官評(píng)分有顯著影響(P<0.05)。當(dāng)通氧發(fā)酵時(shí)間為1～4 h時(shí)，花色苷含量無(wú)顯著差異；當(dāng)通氧發(fā)酵時(shí)間超過4 h時(shí)，花色苷含量呈顯著下降(P<0.05)；通氧發(fā)酵時(shí)間越長(zhǎng)，該趨勢(shì)越明顯，通氧發(fā)酵10 h的花色苷含量是通氧發(fā)酵1 h的90.80%，一方面可能因?yàn)殡S著通氧發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，酵母生長(zhǎng)速度加快，細(xì)胞壁對(duì)花色苷的吸附量增加[17-18]。另一方面可能因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間增加氧氣，會(huì)破壞花色苷結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，造成花色苷的降解。感官評(píng)分呈先上升后下降的趨勢(shì)，在通氧發(fā)酵時(shí)間為4 h時(shí)取得最大值；當(dāng)通氧發(fā)酵時(shí)間在1～4 h內(nèi)，隨著時(shí)間的增加，酵母產(chǎn)香能力增強(qiáng)；當(dāng)通氧發(fā)酵時(shí)間超過4 h時(shí)，隨著氧氣含量的增加，酯類氧化反應(yīng)增強(qiáng)，發(fā)酵液容易產(chǎn)生異味，導(dǎo)致感官品質(zhì)下降。綜上所述，選擇4 h為通氧發(fā)酵時(shí)間。

2.3 無(wú)醇楊梅果酒發(fā)酵工藝的正交試驗(yàn)優(yōu)化

由單因素試驗(yàn)可以看出，發(fā)酵溫度、加渣量和通氧發(fā)酵時(shí)間都對(duì)無(wú)醇楊梅果酒的品質(zhì)有顯著影響(P<0.05)。為進(jìn)一步優(yōu)化各試驗(yàn)參數(shù)，選取發(fā)酵溫度、加渣量和通氧發(fā)酵時(shí)間3個(gè)因素進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)，以花色苷含量(Y1)和感官評(píng)分(Y2)為考察指標(biāo)，對(duì)無(wú)醇楊梅果酒的發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化。表4為無(wú)醇楊梅果酒發(fā)酵工藝優(yōu)化的正交試驗(yàn)結(jié)果及分析。

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析

注：A：發(fā)酵溫度，℃；B：加渣量，g/L；C：通氧發(fā)酵時(shí)間，h；Y1：花色苷含量，mg/L；Y2：感官評(píng)分,分；**(P<0.01)：差異極顯著；*(0.01

對(duì)于花色苷含量，如表4所示，由直觀分析可知，9號(hào)的花色苷含量最高，1號(hào)的花色苷含量最低。由極差分析可知：影響花色苷含量的主次順序?yàn)锽>C>A，即加渣量對(duì)發(fā)酵無(wú)醇楊梅果酒的花色苷含量影響最大，其次是通氧發(fā)酵時(shí)間，發(fā)酵溫度影響最小。由方差分析可知，加渣量(B)對(duì)發(fā)酵無(wú)醇楊梅果酒中的花色苷含量影響顯著(0.010.05)。因此，最優(yōu)方案為A3B3C2，即發(fā)酵溫度28 ℃，加渣量70 g/L，通氧發(fā)酵時(shí)間4 h。

對(duì)于感官評(píng)分，如表4所示，由直觀分析可知，9號(hào)的感官評(píng)分最高，1號(hào)的感官評(píng)分最低。由極差分析可知：影響感官評(píng)分的主次順序?yàn)锳>C>B，即發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵無(wú)醇楊梅果酒的感官評(píng)分影響最大，其次是通氧發(fā)酵時(shí)間，加渣量影響最小。由方差分析可知，發(fā)酵溫度(A)對(duì)發(fā)酵無(wú)醇楊梅果酒的感官評(píng)分影響極顯著(P<0.01)，加渣量(B)和通氧發(fā)酵時(shí)間(C)影響顯著(0.01

由于花色苷含量與感官評(píng)分的最優(yōu)方案相同，因此確定發(fā)酵無(wú)醇楊梅果酒的最優(yōu)方案為A3B3C2，該組合與正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的9號(hào)相同，按照最優(yōu)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行3次驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果如表5所示。結(jié)果表明，無(wú)醇楊梅果酒的花色苷含量和感官評(píng)分與正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的9號(hào)相符，因此確定A3B3C2為發(fā)酵無(wú)醇楊梅果酒的最優(yōu)實(shí)驗(yàn)方案，即發(fā)酵溫度28 ℃，加渣量70 g/L，通氧發(fā)酵時(shí)間4 h。

表5 無(wú)醇楊梅果酒的理化指標(biāo)

2.4 無(wú)醇楊梅果酒香氣成分分析

果酒的香氣成分是水果(品種香氣)、果酒發(fā)酵過程形成的次級(jí)代謝產(chǎn)物(發(fā)酵香味)和陳釀階段形成的揮發(fā)性化合物的獨(dú)特混合[20]。實(shí)驗(yàn)采用GC-MS對(duì)無(wú)醇楊梅果酒的香氣成分進(jìn)行分析(以楊梅汁為對(duì)照)，結(jié)果如表6所示。

表6 楊梅汁和無(wú)醇楊梅果酒香氣成分的組成及其相對(duì)含量

注：“—”表示未檢出。

由表6可知，實(shí)驗(yàn)共檢出49種香氣成分，其中楊梅汁共檢出35種香氣成分，占總峰面積的96.06%，無(wú)醇楊梅果酒共檢出33種香氣成分，占總峰面積的96.79%。楊梅汁和無(wú)醇楊梅果酒共有19種相同香氣成分，發(fā)酵過程新增加了14種香氣成分。

楊梅汁主要香氣成分是烯萜類(48.06%)和醛類(19.84%)化合物，特征成分石竹烯類化合物占總香氣成分的38.82%，賦予楊梅汁柑橘香和溫和的丁香香氣。無(wú)醇楊梅果酒的主要香氣成分是酯類(30.31%)、高級(jí)醇類(19.39%)和烯萜類(31.22%)化合物，其中酯類和高級(jí)醇類的相對(duì)含量分別增加了165.41%和42.47%，烯萜類相對(duì)含量下降了35.04%。無(wú)醇楊梅果酒的特征成分是乙酸乙酯(10.10%)、辛酸乙酯(2.86%)、壬酸乙酯(2.74%)、癸酸乙酯(3.37%)、庚醇(3.55%)、1-辛醇(4.05%)、1-石竹烯(7.10%)、α-石竹烯(9.99%)、氧化石竹烯(9.71%)和壬醛(3.99%)，其中乙酸乙酯具有香蕉和蘋果香味，辛酸乙酯和壬酸乙酯具有白蘭地酒香味，癸酸乙酯有梨果香和白蘭地酒香，庚醇有花香和酒香，1-辛醇有柑橘味和香甜味，壬醛有濃郁的香橙味。無(wú)醇楊梅果酒的石竹烯類化合物相對(duì)含量是楊梅汁的76.33%，酒體楊梅風(fēng)味濃郁；酯類以乙酯為主，占總香氣成分的22.50%。無(wú)醇楊梅果酒不僅保持了楊梅的原果清香，而且增加了酒體的果香和醇香，風(fēng)味更加濃郁。

2.5 無(wú)醇楊梅果酒的有機(jī)酸成分分析

采用HPLC對(duì)無(wú)醇楊梅果酒的9種有機(jī)酸成分進(jìn)行測(cè)定(以楊梅汁為對(duì)照)，結(jié)果如表7所示。

表7 楊梅汁和無(wú)醇楊梅果酒的有機(jī)酸成分測(cè)定結(jié)果

由表7可以看出，楊梅汁中含量最高的是檸檬酸，超過13 g/L，其次是蘋果酸，約為1.5 g/L，其他7種有機(jī)酸含量相對(duì)較少，均小于0.1 g/L。當(dāng)楊梅汁發(fā)酵成無(wú)醇楊梅果酒后，檸檬酸、草酸、酒石酸、L-乳酸和富馬酸含量分別減少了24.81%、2.99%、9.33%、86.43%和53.91%；L-蘋果酸、抗壞血酸、乙酸和琥珀酸則分別上升了1.70%、5.00%、780.00%和133.32%；無(wú)醇楊梅果酒的乙酸含量增幅較大，但遠(yuǎn)小于葡萄酒中乙酸的閾值0.2g/L；琥珀酸是最富味覺反應(yīng)的一種酸，不僅能夠提供酸味，而且能參與酒味形成，在陳釀階段有助于形成更豐富的酯類物質(zhì)。無(wú)醇楊梅果酒的有機(jī)酸主要是檸檬酸(10.06 g/L)和L-蘋果酸(1.52 g/L)，占9種有機(jī)酸總量的96.96%。

3 結(jié)論

本研究從前期篩選的4株酵母中選出最適發(fā)酵無(wú)醇楊梅果酒的151號(hào)菌株，然后從發(fā)酵溫度、加渣量和通氧發(fā)酵時(shí)間3方面優(yōu)化無(wú)醇楊梅果酒的發(fā)酵工藝，結(jié)果表明：加渣量對(duì)花色苷含量有顯著影響(P<0.05)，發(fā)酵溫度的增加在一定程度上利于花色苷從楊梅渣中溶出，通氧發(fā)酵時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)造成花色苷含量降低；發(fā)酵溫度、加渣量和通氧發(fā)酵時(shí)間都對(duì)感官結(jié)果有顯著影響(P<0.05)，以發(fā)酵溫度影響最大，添加一定量的楊梅渣對(duì)增強(qiáng)楊梅風(fēng)味有很大幫助，增加通氧發(fā)酵階段利于產(chǎn)香酵母的生長(zhǎng)和產(chǎn)香性能的提高。無(wú)醇楊梅果酒的最佳發(fā)酵條件為：發(fā)酵溫度28 ℃，加渣量70 g/L，通氧發(fā)酵時(shí)間4 h，在此條件下獲得的無(wú)醇楊梅果酒酒精度為0.5%vol，花色苷含量為155.1 mg/L，殘?zhí)呛繛?3.5 g/L，總酸含量為8.4 g/L，感官評(píng)分為91.7分。無(wú)醇楊梅果酒的特征成分是乙酸乙酯、辛酸乙酯、壬酸乙酯、癸酸乙酯、庚醇、1-辛醇、1-石竹烯、α-石竹烯、氧化石竹烯和壬醛，無(wú)醇楊梅果酒不僅較大程度地保持了楊梅特征成分石竹烯類化合物，而且果香和醇香更加濃郁。對(duì)無(wú)醇楊梅果酒酸味起較大貢獻(xiàn)作用的是檸檬酸和L-蘋果酸，含量分別為10.06和1.52 g/L，其他7種有機(jī)酸含量均小于0.2 g/L。

[1] SUN Chong-de, ZHENG Yi-xiong, CHEN Qing-jun, et al. Purification and anti-tumour activity of cyanidin-3-O-glucoside from Chinese bayberry fruit[J]. Food Chemistry, 2012, 131(4): 1 287-1 294.

[2] YANG Zhen-feng, CAO Shi-feng, ZHENG Yong-hua. Chinese bayberry fruit extract alleviates oxidative stress and prevents 1, 2-dimethylhydrazine-induced aberrant crypt foci development in rat colon carcinogenesis[J]. Food Chemistry, 2011, 125(2): 701-705.

[3] YU Yong, LIN Yi, ZHAN Yao, et al. Effect of high pressure processing on the stability of anthocyanin, ascorbic acid and color of Chinese bayberry juice during storage[J]. Journal of Food Engineering, 2013, 119(3): 701-706.

[4] 陳日云,馬勝平.無(wú)醇啤酒的制備方法及其酒精含量的測(cè)定[J]. 啤酒科技, 2004(3): 29-31.

[5] 張健.赤霞珠無(wú)醇干紅葡萄酒的香氣成分分析[J]. 中國(guó)釀造, 2007, 26(8): 65-67.

[6] 岑濤.無(wú)醇芒果酒的研制[D]. 楊凌: 西北農(nóng)林科技大學(xué), 2015.

[7] 黃宏慧,周錫生,覃民揚(yáng),等.無(wú)醇山葡萄酒的研制[J].廣西輕工業(yè), 2005(2): 26-27.

[8] 孫尤海,鄂文杰.無(wú)醇果酒的研制[J].食品科學(xué),1995, 16(3): 29-31.

[9] 田殿梅,張良,盧中明,等.獼猴桃白蘭地專用酵母菌的選育及鑒定[J].食品與發(fā)酵工業(yè), 2012, 38(9): 28-32.

[10] 杜晶,余培斌,蘇琪,等.楊梅果酒釀造酵母的篩選、鑒定及耐受性研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2015, 41(9): 34-39.

[11] 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). GB/T 15038-2006 葡萄酒、果酒通用分析方法[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2006.

[12] GIUSTI M M, WROLSTAD R E. Anhtocynins Characterization and measurement with UV-visible spectroscopy[M]. New York: John Wiley and Sons, 2001: 1-13.

[13] 諸葛健,王正祥.工業(yè)微生物實(shí)驗(yàn)技術(shù)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,1994: 220-221.

[14] 趙凱,許鵬舉,谷廣燁.3, 5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定還原糖含量的研究[J].食品科學(xué),2008, 29(8): 534-536.

[15] 侍崇娟,呂鈺鳳,杜晶, 等.楊梅酒發(fā)酵工藝及其風(fēng)味變化[J].食品工業(yè)科技,2015, 36(6): 166-170.

[16] 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB 15037-2006 葡萄酒[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2006.

[17] MORATA A, GMEZ-CORDOVéS M C, COLOMO B, et al. Cell wall anthocyanin adsorption by different Saccharomyces strains during the fermentation of Vitis vinifera L. cv Graciano grapes[J]. European Food Research and Technology, 2005, 220(3): 341-346.

[18] MORATA A, GMEZ-CORDOVéS M C, SUBERVIOLA J, et al. Adsorption of anthocyanins by yeast cell walls during the fermentation of red wines[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2003, 51(14): 4 084-4 088.

[19] EMANUELE M, ANGELO M, PAOLO R. Stabilization of anthocyanins of blood orange fruit juice[J]. Journal of Food Science, 1985, 50(4): 901-904.

[20] SWIEGERS J H, PRETORIUS I S. Yeast modulation of wine flavor[J]. Advances in Applied Microbiology, 2005, 57(3): 131-175.

Optimization of fermentation processing of non-alcohol Chinese bayberry wine and its quality analysis

LI Jie-ying1, DU Jing1, HAN Fei2, YU Pei-bin2, DING Shao-dong1, FAN Liu-ping1*

1(The School of Food Science and Technology, state key lab of food science & technology, Jiangnan University, Wuxi 214122) 2(Academy of state admisistration of grain, Beijing 100037 ) 3(National Engineering Laboratory for Cereal Fermentation Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122)

Single factor experiment and orthogonal design were employed to optimize the fermentation process of non-alcohol Chinese bayberry wine. The optimum conditions were as following: fermentation temperature of 28 ℃, slag volume of 70 g/L and aerobic fermentation time of 4 h. The aroma components of non-alcohol Chinese bayberry wine and Chinese bayberry juice were analyzed. Results showed that the main aroma components of Chinese bayberry wine were esters(30.31%), high alcohols(19.39%) and terpenes(31.22%), of which the relative content of esters and high alcohols increased by 165.41% and 42.47%, terpenes only decreased by 35.04%. The main organic acids of non-alcohol Chinese bayberry wine were citric acid andL-malic acid, taking up 96.96% of the total content of 9 kinds of organic acids. The non-alcohol Chinese bayberry wine obtained by this fermentation process had a low alcohol content of 0.5%, anthocyanins content of 155.1 mg/L. It not only possessed a purple color and rich flavor, but also kept most of original fragrance of Chinese bayberry fruit.

non-alcohol; Chinese bayberry wine; fermentation technology; anthocyanins; aroma components

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201612014

本科生(范柳萍教授為通訊作者,E-mail:fanliuping@jiangnan.edu.cn)。

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201303073-1);國(guó)家糧食公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201313011-6-4);江蘇省科技富民強(qiáng)縣項(xiàng)目(SBN2014010290，BN2014058)

2016-05-03，改回日期：2016-07-03