譚新佳，彭彰文，詹 慧，沈 密，龍漢熠，麻成金

（吉首大學(xué)食品科學(xué)研究所，湖南吉首 416000）

涼薯學(xué)名為豆薯，是豆科豆薯屬的草質(zhì)藤本植物。涼薯富含水分、糖分和礦物質(zhì)等人體所需的多種營養(yǎng)成分，是多種礦物質(zhì)、糖類的良好來源，且有降低血脂、血壓的功效，其味甘甜可口、出汁率高，是生產(chǎn)天然飲品的上乘原料[1]。

雪梨，肉嫩且白、味甘性寒，含檸檬酸、蘋果酸、胡蘿卜素等物質(zhì)，具有生津潤燥、養(yǎng)血生肌的作用[2]。以雪梨為原料制作果酒，可作為特色果酒滿足消費者的需求。

果酒是新型保健飲料酒，有著廣闊的市場前景。目前，果酒研究的文獻較多，李沖等人[3]以椪柑為原料釀造了椪柑果酒，劉靜等人[4]以咖啡果為原料釀造了咖啡果果酒，研究主要集中在單一原料的果酒上；同時，果酒的研究以工藝研究為主，而對果酒香氣分析的報道較少。因此，以涼薯和雪梨為原料，采用梯度控制發(fā)酵工藝釀造復(fù)合果酒，并用GC/MS技術(shù)對其釀造及貯藏過程中香氣成分進行分析具有一定的現(xiàn)實意義。

1 試驗部分

1.1 試驗材料與儀器

1.1.1 試驗原材料與發(fā)酵菌種

涼薯：形狀規(guī)則、質(zhì)脆、皮光、無腐爛的涼薯個體，購于吉首市農(nóng)貿(mào)市場；雪梨：八九成熟，中等大小、無腐爛、無病蟲害的雪梨，購于吉首市農(nóng)貿(mào)市場；活性干酵母，湖北安琪酵母股份有限公司提供；淀粉酶、糖化酶、果膠酶，江蘇博立生物制品有限公司提供。

1.1.2 試驗藥品

偏重亞硫酸鉀、硅藻土、亞硫酸、酒石酸鉀、酒石酸、明膠，均為分析純；蔗糖為食品級。

1.1.3 試驗儀器

DS-1型高速組織搗碎機，上海標(biāo)本模型廠產(chǎn)品；LDZX-40型趟型立式自動電熱壓力蒸汽滅菌器，上海申安醫(yī)療器械廠產(chǎn)品；HH-2型數(shù)顯恒溫水浴鍋，金壇市富華儀器有限公司產(chǎn)品；SPX-250B-Z型生化培養(yǎng)箱，上海博迅實業(yè)有限公司產(chǎn)品；LG10-2.4A型離心機，北京醫(yī)用離心機廠產(chǎn)品；FA2004型電子天平，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；WYT型手持糖度計，成都光學(xué)廠產(chǎn)品；精密pH計，上海精密科學(xué)儀器廠產(chǎn)品；酒精計，河北省武強縣同輝儀表廠產(chǎn)品；7890A-5975C型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Agilent公司產(chǎn)品；固相微萃取進樣器及萃取纖維頭，美國Supelco公司產(chǎn)品。

1.2 工藝流程

①涼薯→清洗修整→熱燙→去皮→冷卻→切塊→榨汁→酶解糖化；

②雪梨→清洗→去核→切塊→榨汁；

①+②→混勻→離心過濾→加SO2→加入活化酵母酒精發(fā)酵→后發(fā)酵→倒罐→陳釀→澄清處理→過濾→殺菌→灌裝、封口→涼薯雪梨復(fù)合果酒→檢驗→成品。

1.3 涼薯雪梨復(fù)合果酒酒精發(fā)酵單因素試驗

采用單一變量控制法進行單因素試驗，以涼薯雪梨質(zhì)量比、酵母添加量、發(fā)酵時間和發(fā)酵溫度為考查因素，酒精度為評價指標(biāo)，利用蒸餾法與酒精計測定復(fù)合果酒在不同條件下生成的酒精，通過酒精度的高低確定各單因素影響下復(fù)合果酒發(fā)酵的最佳條件。

1.4 涼薯雪梨復(fù)合果酒發(fā)酵正交優(yōu)化試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以酒精度為評價指標(biāo)，對涼薯雪梨質(zhì)量比、酵母添加量、發(fā)酵時間和發(fā)酵溫度進行四因素三水平正交試驗，以確定涼薯雪梨復(fù)合果酒發(fā)酵的最佳工藝參數(shù)。

1.5 測定方法

糖度測定：WYT型手持糖度計測定；酸度測定：pH計；酒精度測定：酒精計測定；香氣成分測定：頂空固相微萃取結(jié)合GC-MS測定3個不同發(fā)酵時段的香氣組分[5-8]。

2 結(jié)果與討論

2.1 涼薯雪梨復(fù)合果酒發(fā)酵單因素試驗

2.1.1 涼薯雪梨質(zhì)量比對果酒酒精度的影響

取7份100 mL涼薯雪梨質(zhì)量比分別為4∶1，3∶1，2∶1，1∶1，1∶2，1∶3，1∶4 的混合果汁，加入發(fā)酵酵母0.3%，在pH值6.0，發(fā)酵溫度36℃的條件下恒溫發(fā)酵72 h，測量酒精度。

涼薯雪梨質(zhì)量比對復(fù)合果酒酒精度的影響見圖1。

由圖1可知，隨著涼薯汁與雪梨汁質(zhì)量比的增加，果酒的酒精度呈現(xiàn)先高后低的趨勢。當(dāng)涼薯汁和雪梨汁質(zhì)量比為1∶1時，酒精度達到最大值為10.6%（V/V），此時成品酒酒香、果香濃郁、酸度適宜；當(dāng)涼薯汁和雪梨汁質(zhì)量比為2∶1或1∶2時，酒精度略有降低，成品酒味略甘甜，果香被輕度遮蓋。因此，涼薯汁和雪梨汁質(zhì)量比以1∶1較適宜。

圖1 涼薯雪梨質(zhì)量比對復(fù)合果酒酒精度的影響

2.1.2 酵母添加量對果酒酒精度的影響

取7份100 mL涼薯雪梨質(zhì)量比為1∶1的混合果汁，分別加入添加量0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，0.6%，0.7%活性酵母，在pH值6.0，溫度36℃條件下恒溫發(fā)酵72 h，測量酒精度。

酵母添加量對復(fù)合果酒酒精度的影響見圖2。

圖2 酵母添加量對復(fù)合果酒酒精度的影響

由圖2可知，當(dāng)酵母添加量為0.2%時酒精度達到最大為10.8%（V/V），這說明在一定范圍內(nèi)增加酵母的添加量，有利于酒精發(fā)酵的進行，使體系的營養(yǎng)物質(zhì)得以充分利用。當(dāng)酵母添加量超過0.2%時，酒精度開始減小，因此酵母添加量以0.2%較為適宜。

2.1.3 發(fā)酵時間對果酒酒精度的影響

取7份100 mL涼薯雪梨質(zhì)量比為1∶1的混合果汁，加入固定添加量0.3%酵母，在pH值6.0，溫度36℃的條件下分別恒溫發(fā)酵24，36，48，60，72，84，96 h，測量酒精度。

發(fā)酵時間對復(fù)合果酒酒精度的影響見圖3。

由圖3可知，隨著發(fā)酵時間的增加，果酒的酒精度呈現(xiàn)先高后低的趨勢，當(dāng)發(fā)酵時間為60 h時，酒精度達到最大值12%（V/V）。

2.1.4 發(fā)酵溫度對果酒酒精度的影響

取7份100 mL涼薯雪梨質(zhì)量比為1∶1的混合果汁，酵母添加量0.3%，調(diào)節(jié)pH值為6.0，分別在26，28，30，32，34，36，38℃條件下恒溫發(fā)酵72 h，測量酒精度。

圖3 發(fā)酵時間對復(fù)合果酒酒精度的影響

發(fā)酵溫度對復(fù)合果酒酒精度的影響見圖4。

電氣自動化的發(fā)展，得益于近現(xiàn)代科技的進步與相關(guān)理論的出現(xiàn)，總體來看，電氣自動化的發(fā)展主要受以下三個方面因素的影響：

圖4 發(fā)酵溫度對復(fù)合果酒酒精度的影響

由圖4可知，隨著發(fā)酵溫度的升高，涼薯雪梨復(fù)合果酒酒精度呈現(xiàn)先高后低的趨勢，當(dāng)發(fā)酵溫度為32℃時，酒精度達到最大值為9.8%（V/V），故發(fā)酵溫度選擇 32℃較適宜。

2.2 涼薯雪梨復(fù)合果酒發(fā)酵正交優(yōu)化試驗

在單因素基礎(chǔ)上，將涼薯雪梨質(zhì)量比、酵母添加量、發(fā)酵時間和發(fā)酵溫度4個因素作為考查因素，進行正交試驗，以酒精度為評判指標(biāo)，對涼薯雪梨復(fù)合果酒工藝條件進行優(yōu)化。

正交試驗正交因素與水平設(shè)計見表1，涼薯雪梨復(fù)配酒精發(fā)酵正交試驗與結(jié)果分析見表2。

表1 正交試驗正交因素與水平設(shè)計

由表2可知，各因素對涼薯雪梨復(fù)合果酒發(fā)酵影響的主次順序為 A＞D＞B＞C，最佳工藝組合為A3B1C3D2，即涼薯雪梨質(zhì)量比1∶1.5，酵母添加量0.10%，發(fā)酵時間72 h，發(fā)酵溫度32℃，此條件下釀造的涼薯雪梨復(fù)合果酒酒精度為11.9%（V/V）。

2.3 發(fā)酵及陳釀過程中果酒香氣成分變化的GC/MS分析

利用GC/MS檢測剛發(fā)酵完成的涼薯雪梨果酒、貯藏3個月和6個月的果酒中香氣成分，得到總離子色譜圖及相關(guān)數(shù)據(jù)。整理3次果酒香氣成分的組成結(jié)果列于表4中。

表3 涼薯雪梨復(fù)配酒精發(fā)酵正交試驗與結(jié)果分析

2.3.1 涼薯雪梨復(fù)合果酒香氣成分GC/MS分析總離子流色譜圖

發(fā)酵酒酒樣GC/MS總離子色譜見圖5，貯藏3個月酒樣GC/MS總離子色譜見圖6，貯藏6個月酒樣GC/MS總離子色譜圖7。

圖5 發(fā)酵酒酒樣GC/MS總離子色譜

圖6 貯藏3個月酒樣GC/MS總離子色譜

2.3.2 香氣成分分析結(jié)果

通過對涼薯雪梨復(fù)合果酒3個時間段的酒樣進行GC/MS檢測，并對數(shù)據(jù)進行處理后，得到3個時間段相似度60%以上香氣成分的出峰時間及含量。

圖7 貯藏6個月酒樣GC/MS總離子色譜

涼薯雪梨復(fù)合果酒香氣成分分析見表4。

表4 涼薯雪梨復(fù)合果酒香氣成分分析

由表4可知，發(fā)酵酒的香氣成分主要有7種，其中酯類占比例最多，含量最多的是辛酸乙酯，其含量為37.647%；其次為癸酸乙酯，含量為23.318%。貯藏3個月后的復(fù)合果酒所含香氣成分有11種，其中醇類含量增加，不再含有十四酸和正十六烷酸，苯乙醇含量最高，占20.514%；貯藏6個月后的復(fù)合果酒香氣成分顯著增加，有23種，其中酯類含量最高，合計為19.83%。由此可知果酒貯藏期越長，其香氣成分越多，并初步確定3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-丁醇、苯乙醇、癸酸乙酯、辛酸乙酯、苯甲酸乙酯及十六碳烯酸乙酯為構(gòu)成涼薯雪梨復(fù)合果酒獨特風(fēng)味的主要揮發(fā)性成分。

對比文獻報道涼薯果酒和雪梨果酒的揮發(fā)性成分分析，該酒含有雪梨果酒所具有的主要香氣成分3-甲基-1-丁醇、辛酸乙酯、癸酸乙酯等，以及3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-丁醇、苯乙醇等涼薯果酒所含有的主要香氣成分[9-10]。

3 結(jié)論

在對涼薯雪梨復(fù)合果酒釀造工藝優(yōu)化后，可得出最佳發(fā)酵條件為涼薯雪梨質(zhì)量比1∶1.5，酵母添加量0.10%，發(fā)酵時間72 h，發(fā)酵溫度32℃。此工藝條件下得到的涼薯雪梨復(fù)合果酒酒精度可達 11.9%（V/V），且口感柔和、清涼透明，酒香和果香味較強。

采用GC/MS技術(shù)對涼薯雪梨復(fù)合果酒3個時間段揮發(fā)性成分進行分離鑒定，通過數(shù)據(jù)比較分析可知，構(gòu)成涼薯雪梨復(fù)合果酒獨特風(fēng)味的揮發(fā)性成分主要為3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-丁醇、苯乙醇、癸酸乙酯、辛酸乙酯、苯甲酸乙酯及十六碳烯酸乙酯等物質(zhì)。

參考文獻：

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