姜東琪，張云舒，武曉瑋，丁 喆，張 悅，張斯程，孫舒揚(yáng)*，趙玉平

（1.煙臺大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，山東 煙臺 264005；2.魯東大學(xué) 食品工程學(xué)院，山東 煙臺 264025）

櫻桃營養(yǎng)豐富，色澤艷麗，還具有良好的藥用價值及保健療效，是我國重點(diǎn)發(fā)展的一類水果[1]。由于櫻桃的采摘期短，皮薄汁多，不易保存，容易造成鮮果的積壓與腐敗，因此改變傳統(tǒng)的櫻桃消費(fèi)觀念，進(jìn)行有關(guān)櫻桃的深加工及綜合利用越來越引起人們的關(guān)注和重視。

國內(nèi)外櫻桃的加工程度有很大差異，櫻桃加工程度是衡量櫻桃果業(yè)現(xiàn)代化的重要指標(biāo)，相較于歐美等發(fā)達(dá)國家，我國則表現(xiàn)出較大的差距。美國農(nóng)業(yè)總投入資金的70%用于產(chǎn)后加工環(huán)節(jié)，其果品的產(chǎn)后產(chǎn)值與采收自然產(chǎn)值比是3.7∶1，日本是2.2∶1，而我國僅為0.38∶1[2]。櫻桃酒富含礦物質(zhì)、維生素和多酚等保健成分，具有促進(jìn)血液循環(huán)和機(jī)體代謝、改善心腦血管功能等功效，是提高櫻桃附加值的典型產(chǎn)品，同時也符合國家提倡的“限制高度酒，提倡低度酒，壓縮糧食酒，發(fā)展水果酒”的政策[3-6]。但與國外相比，櫻桃酒產(chǎn)業(yè)在我國起步較晚，生產(chǎn)工藝尚不成熟，產(chǎn)品也存在一定的質(zhì)量缺陷[7]。

香氣作為一個重要指標(biāo)決定了櫻桃酒品質(zhì)，也是吸引消費(fèi)者和增強(qiáng)市場競爭力的重要因素[8]。香氣的主要來源包括品種香氣、酵母發(fā)酵產(chǎn)生的香氣以及陳釀香氣[9]。在影響櫻桃酒香氣形成的眾多因素中，采用的櫻桃品種、發(fā)酵工藝和釀造微生物這三個方面起關(guān)鍵作用[10]。不同品種的櫻桃茶多酚、花色苷等活性物質(zhì)的含量不同，釀造的櫻桃酒口感和風(fēng)味也有所差別。酵母的接種量、發(fā)酵時間、發(fā)酵溫度等工藝的不同也會釀造出不同風(fēng)味的櫻桃酒。當(dāng)櫻桃原料和發(fā)酵工藝確定時，要獲得能夠充分反映品種特色和優(yōu)良品質(zhì)的櫻桃酒，所選酵母就顯得至關(guān)重要，因此選擇合適的酵母進(jìn)行發(fā)酵具有重要意義。我國幅員遼闊，生物多樣性非常豐富，其中不乏優(yōu)良的釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）資源，但是在本土菌種選育方面，相關(guān)的研究工作略顯不足[11]。釀酒酵母上的選擇，能夠保證釀造過程的精確性和完整性，同時非常有利于發(fā)酵過程的重復(fù)，對抑制其他雜菌的生成也具有重要意義，這便為研究櫻桃酒的釀造提供了保障。本實(shí)驗(yàn)的目的就是對我國市售的商業(yè)化釀酒酵母的產(chǎn)香性能進(jìn)行測試和對比，從中挑選出適用于櫻桃酒釀造的優(yōu)質(zhì)發(fā)酵劑，為櫻桃酒產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

櫻桃（品種為紅燈，總糖155 g/L，可溶性固形物15.8%，總酸6.44 g/L，pH 3.81）：采自煙臺。

釀酒酵母Lalvin2323、Lalvin71B、LaffortCervisiae（AC）、LaffortX16、LaffortB0123：加拿大Lallemand公司。

香氣成分標(biāo)準(zhǔn)品：美國Sigma公司；葡萄糖、氫氧化鈉、氯化鈉（均為分析純）：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

Agilent 6890N-MS 5975氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）：美國Agilent公司；50/30μm二乙烯基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane，DVB/CAR/PDMS）固相微萃取頭：美國Supelco公司；LC-20A高效液相色譜儀：日本Shimadzu公司；MTN-2800D氮吹儀：上海安譜科學(xué)儀器有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 櫻桃酒發(fā)酵工藝

櫻桃收獲后經(jīng)清洗、破碎，輸入發(fā)酵罐中，加入50mg/L SO2、30mg/L果膠酶，12 h后添加蔗糖至還原糖含量210 g/L，并接種釀酒酵母（250mg/L），25℃發(fā)酵7～8 d。當(dāng)總糖含量＜4 g/L時，離心出釀酒酵母，獲得櫻桃新酒。本實(shí)驗(yàn)分別以5種釀酒酵母名稱命名5種櫻桃新酒（2323、71B、AC、X16、B0123）

1.3.2 理化指標(biāo)分析方法

還原糖、總酸、揮發(fā)酸含量：參照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[12]測定。酒精度：參照GB 5009.225—2016《酒中乙醇濃度的測定》[13]測定；還原糖含量：用斐林試劑法測定，以葡萄糖計；甘油含量：參照參考文獻(xiàn)[14]的方法測定。

1.3.3 揮發(fā)性香氣物質(zhì)的萃取和分析方法[15]

稱取1.5g氯化鈉置于15m L萃取瓶中，加入5m L樣品和5μL 2-辛醇（內(nèi)標(biāo)）。將萃取瓶放入30℃水浴中預(yù)平衡10min，將老化好的50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取頭插在樣品瓶上，吸附30min。萃取完成后插入GC進(jìn)樣口220℃解吸5min，進(jìn)行后續(xù)的GC-MS檢測。

GC-MS條件：色譜柱DB-Wax（60m×0.25mm，0.25μm），不分流進(jìn)樣。載氣為流速2m L/min的氦氣（He）。程序升溫，初始溫度為40℃持續(xù)2min，以6℃/min升至230℃，維持15m in。電子電離（electron ionization，EI）源，70 eV，離子源溫度230℃，掃描范圍34～348m/z。

揮發(fā)性化合物定性分析通過比較來自美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（national instituteof standardsand technology，NIST）數(shù)據(jù)庫的質(zhì)譜光譜數(shù)據(jù)和已經(jīng)被文獻(xiàn)報道的保留指數(shù)（retention index，RI）來確定，定量分析方法為內(nèi)標(biāo)法。

1.3.4 感官評價小組組建及樣品感官質(zhì)量分析

按照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》標(biāo)準(zhǔn)選出有食品專業(yè)背景11人，6男5女，年齡20～35歲。并對該評價小組進(jìn)行培訓(xùn)。

評者將對樣品的香氣特征進(jìn)行強(qiáng)度選擇與各項打分，實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。所有感官評價均采用定量描述分析（quantitative descriptive analysis，QDA）法，選取10點(diǎn)制，0～9（0=沒氣味，9=氣味最強(qiáng)）。

1.3.5 氣味活度值計算

氣味活度值（odor activity value，OAV）計算參照參考文獻(xiàn)[16]。

式中：C為物質(zhì)濃度，mg/L；T為感覺閾值，mg/kg。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理

使用SPSSv13.0對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。利用方差分析和鄧肯的多重比較測試實(shí)驗(yàn)來確定酒樣指標(biāo)之間的差別。實(shí)驗(yàn)變量都經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化（1/Sdev）處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 釀酒酵母對櫻桃酒理化指標(biāo)的影響

酒精發(fā)酵結(jié)束后，離心去除釀酒酵母，得到櫻桃新酒，而后測定櫻桃酒各項基本理化指標(biāo)，并利用SPSS軟件進(jìn)行顯著性差異分析，結(jié)果見表1。由表1可知，5種不同釀酒酵母轉(zhuǎn)化糖形成酒精的能力相似，酒精度為10.8%vol～11.4%vol，酒精度最高的是71B櫻桃酒（11.4%vol），最低的是B0123（10.8%vol）?？偺呛繛?.39～3.45g/L左右，含量最高的是B0123櫻桃酒?？偹岷繛?.46～6.55g/L，含量較高的是71B和X16。甘油含量為5.53～6.42 g/L，含量最高的是71B櫻桃酒，B0123的含量最低。此外，全部樣品揮發(fā)酸含量為0.17～0.29 g/L，符合低于1.2 g/L的國標(biāo)規(guī)定。

表1 不同釀酒酵母釀造的櫻桃酒基本理化指標(biāo)Table 1 Basic physicaland chem ical indicators of cherry wine brewed by different Saccharomyces cerevisiae

2.2 櫻桃酒揮發(fā)性香氣組分的差異性分析

對5種櫻桃酒的揮發(fā)性成分進(jìn)行萃取和定量分析，結(jié)果見表2。由表2可知，櫻桃酒中共檢測出20種主要的揮發(fā)性物質(zhì)，其中酯類9種、醇類5種、酸類2種、萜烯類2種、醛酮類2種。由檢測結(jié)果可以看出，不同釀酒酵母發(fā)酵得到的櫻桃酒的揮發(fā)性成分種類差別較小，但是含量卻存在顯著性差異（P＜0.05）。

2.2.1 酯類化合物的比較分析

由表2可知，櫻桃酒中主要的酯類化合物包括乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、辛酸乙酯等。AC酵母發(fā)酵的櫻桃酒中的揮發(fā)性酯類化合物含量最高，為4.46mg/L；其次是71B，為4.03mg/L；含量最低的是X16發(fā)酵酒樣，為3.32mg/L。

乙酸乙酯在低濃度時具有果香味，但是當(dāng)含量＞150mg/L時，會導(dǎo)致果酒出現(xiàn)“溶劑”氣味，造成果酒感官品質(zhì)的下降[17]。丁酸乙酯、乙酸異戊酯、己酸乙酯、辛酸乙酯能散發(fā)出類似水果香味的香氣[17]，是櫻桃酒果香的重要來源。丁酸乙酯和辛酸乙酯在2323酵母發(fā)酵的櫻桃酒中的含量最高，幾乎是X16、AC櫻桃酒的2倍；X16酒樣中3-己烯酸乙酯含量較高。B0123更多的增加了乙酸異戊酯和乙酸苯乙酯的含量，而AC則更多的提升了乙酸乙酯和乳酸乙酯濃度。

2.2.2 醇類化合物的比較分析

醇類是果酒中重要的香氣成分，大多數(shù)高級醇都由酵母發(fā)酵產(chǎn)生[18]。適量的高級醇賦予櫻桃酒濃郁芳香的感官特征，但若含量太高，易導(dǎo)致“酒上頭”[19]。因此，控制好高級醇含量非常重要[20]。

揮發(fā)性醇類化合物含量最高的是B0123酒樣，為26.66 mg/L；其次是X16櫻桃酒和2323櫻桃酒，分別是24.50mg/L和22.21mg/L；含量最低的是AC酒樣，僅有19.77mg/L。丙醇在櫻桃酒中含量最高。己醇有淡青的嫩枝葉氣息，微帶酒香、果香和脂肪氣息，是果酒生青味的主要來源，其在B1023和X16櫻桃酒中的濃度最高。酵母2323明顯增加了β-苯乙醇的合成量，其含量分別是X16和AC酒樣的2.1倍和2.5倍。AC更多的增加了丙醇的含量，而X16則更多的提高了苯甲醇的含量。

2.2.3 酸類化合物的比較分析

酸類是構(gòu)成櫻桃酒香氣特征的重要組分，但是濃度過高可能會導(dǎo)致櫻桃酒出現(xiàn)奶酪味或脂肪味等不良?xì)馕?，因此需要控制其含量。揮發(fā)酸含量最高的是X16酒樣，為16.32mg/L；其次是AC，為12.85mg/L；含量最低的是2323和71B發(fā)酵酒樣，分別是9.48mg/L和9.30mg/L。櫻桃酒中含量較高的揮發(fā)酸是乙酸，該物質(zhì)有醋酸味，同時帶有刺激性，在X16櫻桃酒中的含量顯著高于其他酒樣。己酸有油脂味，在AC櫻桃酒中含量較高，幾乎是B0123酒樣的4倍。

2.2.4 醛類化合物的比較分析

雖然揮發(fā)性醛類化合物在櫻桃酒中的含量有限，但是也對櫻桃酒的香氣特征做出了重要的貢獻(xiàn)。櫻桃酒中主要的醛類化合物包括乙醛和苯甲醛。2323酒樣中揮發(fā)性醛類化合物的總量最高，為4.05mg/L；其次是AC，為3.81mg/L；含量最低的是X16櫻桃酒，為2.29mg/L。

乙醛是酒精飲料中重要的揮發(fā)性醛類化合物，濃度較低時該物質(zhì)能夠散發(fā)出令人愉悅的果香，但含量＞125mg/L后便會導(dǎo)致果酒出現(xiàn)刺激性異味[21]。該物質(zhì)在AC櫻桃酒中的含量最高，是71B和2323酒樣含量的2倍。苯甲醛是櫻桃酒重要的特征類香氣物質(zhì)，在2323櫻桃酒中含量較高，因此，櫻桃的特征香氣在這種櫻桃酒中可能更為顯著。

2.2.5 萜烯類化合物的比較分析

萜稀類化合物是來源于櫻桃原料的重要香味物質(zhì)，主要由結(jié)合態(tài)的香味前體物糖苷類化合物和類胡蘿卜素降解產(chǎn)生[22]。這類化合物有讓人愉悅的芳香氣味和極低的閾值。在本研究中，揮發(fā)性萜烯類在B0123和2323櫻桃酒中的含量均高于其他櫻桃酒，因此，這兩種櫻桃酒可能會散發(fā)更濃郁的香氣。

表2 櫻桃酒主要芳香組分的含量Table 2 Main aroma components content of cherry winemg/L

續(xù)表

2.3 櫻桃酒中芳香化合物的氣味活度值

為了進(jìn)一步明確釀酒酵母發(fā)酵對櫻桃酒香氣的影響，需要對這些揮發(fā)性香氣物質(zhì)的OAV進(jìn)行計算，其方法為化合物濃度與該物質(zhì)嗅覺閾值的比值[23-24]。一般認(rèn)為，氣味活度值＞1，表明了其對氣味有貢獻(xiàn)，OAV越大表明了該化合物個體貢獻(xiàn)越大[24]。櫻桃酒中氣味活度值＞1的芳香化合物及其氣味特征見表3。

由表3可知，丁酸乙酯能散發(fā)出類似草莓的香氣，乙酸異戊酯能釋放類似香蕉的氣味，己酸乙酯能發(fā)散出類似蘋果和香蕉的香氣，辛酸乙酯有似菠蘿和梨的香氣[26，29]，其在2323、71B兩個酒樣的氣味活度值顯著高于其他櫻桃酒（P＜0.05），因此這兩個樣品應(yīng)該具有最濃郁的果香。里那醇能夠散發(fā)出類似薰衣草氣味的花香[28]，其在酵母2323發(fā)酵的櫻桃酒中的OAV值最高，因而可能賦予該酒樣較強(qiáng)烈的花香。己酸、辛酸能夠散發(fā)奶酪和油脂氣味，在X16和AC酒樣中氣味活度值較高，說明這兩種櫻桃酒可能具有一定的油脂氣味。

表3 櫻桃酒中氣味活度值＞1的芳香化合物及其氣味特征Table 3 Aromatic compounds with odor activity value above 1 in cherry wine and their odor characteristics

2.4 櫻桃酒的感官評定

定量描述分析為一種定性和定量結(jié)合的描述分析檢驗(yàn)方法。櫻桃酒的感官評定采用定量描述分析法進(jìn)行，由專業(yè)品評小組品鑒并打分，對各描述特征強(qiáng)度取均值，結(jié)果如表4所示，形成的風(fēng)味剖面圖見圖1。

表4 櫻桃酒香氣平均得分Table 4 Average scores of cherry wines aroma

圖1 櫻桃酒香氣品評結(jié)果Fig.1 Sensory evaluation of cherry wines aroma

由表4及圖1可知，酵母2323發(fā)酵的櫻桃酒的果香最濃郁，AC和X16的果香最寡淡，其余兩個樣品在該香氣屬性上得分相似。B0123的醇香最強(qiáng)烈，X16和71B次之，其他兩個酒樣該項得分適中。發(fā)酵香氣評分中得分最高的仍然是B1023，AC和71B次之。生青氣味在X16和B1023樣品中得分較高。就花香特征而言，2323酒樣得分最高，X16和B1023次之，71B和AC得分較低。經(jīng)綜合評判，接種了酵母2323的櫻桃酒的果香和花香最濃郁，同時具有中等強(qiáng)度的發(fā)酵香和醇香，以及低強(qiáng)度的生青氣味，總體香氣得分最高。接種B1023的櫻桃酒具有中等強(qiáng)度的果香、醇香和發(fā)酵香，整體香氣評價為第二名。71B和X16酒樣分列第三和第四位。接種AC酵母的雖然具有中等強(qiáng)度的發(fā)酵香和果香，但其花香和醇香寡淡，整體香氣略顯不足，所以總體香氣評分最低。

2.5 櫻桃酒的主成分分析

主成分分析經(jīng)常用于減少數(shù)據(jù)集的維數(shù)，在多變量的分析中應(yīng)用較廣。本研究對5種櫻桃酒的基本理化指標(biāo)和揮發(fā)性香氣指標(biāo)進(jìn)行測定之后，通過SPSS軟件對所有指標(biāo)（29個參數(shù)）進(jìn)行主成分分析。29個因素協(xié)方差矩陣的主成分（principal component，PC）1和PC2兩個主成分共解釋了66.439%的總方差。將因子負(fù)荷量＜0.4的變量去除后得到22個變量。對這22個相關(guān)性高的變量進(jìn)行主成分分析，進(jìn)一步解釋櫻桃酒之間的指標(biāo)差異。結(jié)果如圖2所示。

圖2 櫻桃酒主成分載荷圖Fig.2 Load diagram of principalcomponent of cherry wine

涵蓋了22個因素的協(xié)方差矩陣生成了兩個主成分，即PC1和PC2，共解釋了81.152%的總方差，分別貢獻(xiàn)了44.475%和36.677%。由圖2可以看出，71B和2323釀造的櫻桃酒位于第一象限，其與異戊酸乙酯、β-苯乙醇、己酸乙酯、辛酸乙酯、丁酸乙酯、酒精度、苯甲醛、甘油含量相關(guān)聯(lián)，其中異戊酸乙酯和酒精度兩個指標(biāo)含量相近且明顯高于其他3種櫻桃酒，但兩者之間也存在較大差異，如2323櫻桃酒中苯甲醛、己酸乙酯、丁酸乙酯、β-苯乙醇含量明顯比71B酒樣高，而71B櫻桃酒中的甘油含量較高。接種B0123的櫻桃酒位于第二象限，與2-甲基丁酸、乙酸苯乙酯、己醇、苯甲醇、3-己烯酸乙酯，這5個指標(biāo)相關(guān)聯(lián)，而且這5種指標(biāo)在B0123櫻桃酒中的含量明顯高于其他櫻桃酒。接種X16的櫻桃酒位于第三象限，與其他櫻桃酒的組分存在明顯區(qū)別，與辛酸、己酸存在一定的相關(guān)性，并且辛酸和乙酸含量明顯高于其他櫻桃酒。AC釀造的櫻桃酒位于第四象限，與乙酸乙酯、丙醇、乙醛、己酸、乳酸乙酯、2-甲基丙酸、pH值這7個指標(biāo)相關(guān)聯(lián)，并且這7個指標(biāo)在5種櫻桃酒中的含量最高。

3 結(jié)論

采用5種商業(yè)化釀酒酵母對櫻桃酒進(jìn)行發(fā)酵，測定櫻桃酒的基本理化指標(biāo)、揮發(fā)性香氣組分和感官品質(zhì)，并對檢測的所有組分進(jìn)行主成分分析。研究結(jié)果表明，不同釀酒酵母發(fā)酵的櫻桃酒五種理化指標(biāo)沒有顯著性差異（P＞0.05），不同酵母釀造的櫻桃酒揮發(fā)性成分含量差異顯著（P＜0.05），由此導(dǎo)致感官品質(zhì)出現(xiàn)差異。對五種酵母釀造的櫻桃酒6個感官屬性進(jìn)行感官評價，不同酵母釀造的櫻桃酒具有不同的香氣特征，酵母2323發(fā)酵的櫻桃酒具有最濃郁的果香和花香，總體得分最高，為7.3；其次是B1023、71B和X16；AC櫻桃酒整體香氣略顯不足，總體評分最低，為5.7。通過主成分分析證實(shí)了5種釀酒酵母所釀造的櫻桃酒之間的差異。通過對比，酵母Lalvin2323在發(fā)酵櫻桃酒的感官品質(zhì)上優(yōu)于其他酵母?？傊?，接種不同的釀酒酵母會對櫻桃酒的揮發(fā)性組分產(chǎn)生重要影響，進(jìn)而影響櫻桃酒的香氣感官品質(zhì)，此研究結(jié)果對櫻桃酒的實(shí)際生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。