李 闊,張雅琪,肖明春,肖晶晶,常學(xué)東,鄒 靜*
(河北科技師范學(xué)院 食品科技學(xué)院,河北 秦皇島 066000)
安梨,又名酸梨,為薔薇科(Rosaceae)梨亞科(Pomoidease)秋子梨屬(Pyrus ussurienisiMaxim)的重要品種之一[1],主要分布于京津冀以及遼西等燕山地區(qū)[2],安梨富含綠原酸、表兒茶素、奎尼酸、槲皮素等多種酚類物質(zhì),多種三萜類化合物以及黃酮類功能性成分[3],其乙酸乙酯層提取物對(duì)1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基的最高清除率達(dá)60.47%,具有較強(qiáng)的抗氧化活性,可以較好的抑制人肝癌細(xì)胞Bel-7402的生長(zhǎng)[4]。盡管安梨營(yíng)養(yǎng)豐富,但鮮食性較低,市場(chǎng)接受度差、售價(jià)偏低,制約了安梨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,因此提高安梨深加工能力、開發(fā)安梨深加工產(chǎn)品是安梨產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的必由之路。高海生等[1]以安梨和銀耳為試驗(yàn)原料開發(fā)了一款具有潤(rùn)肺止咳功效的安梨銀耳復(fù)合果汁;周云等[5]以遼西特產(chǎn)安梨與小米為主要原料釀造安梨小米酒;楊冰峰[6]以安梨為原材料制備出一款透光率高,可溶性固形物含量豐富的安梨膏產(chǎn)品,但是這些產(chǎn)品僅處于實(shí)驗(yàn)室階段,未進(jìn)行市場(chǎng)大規(guī)模生產(chǎn)。
安梨中富含蘋果酸、檸檬酸等多種有機(jī)酸[7],可以賦予果酒醇厚、協(xié)調(diào)的口感,因此可以用于釀造果酒。目前已經(jīng)開發(fā)的安梨果酒的酒精度范圍為14%vol~18%vol,孔明明[8]對(duì)安梨果酒的制備工藝進(jìn)行優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)安琪SY酵母發(fā)酵后的果酒抗氧化活性較高,安梨果酒品質(zhì)較好;孫翠煥等[9]采用清汁發(fā)酵安梨果酒,同時(shí)在制汁過(guò)程中添加D-異抗壞血酸用于防止氧化褐變;張大為等[10]通過(guò)在安梨果酒發(fā)酵過(guò)程中加入地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)SH003的生物降酸法,使得酒體酸度降低36.3%,提升了安梨果酒口感。低醇果酒(酒精度1%vol~7%vol)由于酒精度低、保留了原料的營(yíng)養(yǎng)成分[11],同時(shí)釀造微生物又賦予了釀造香以及微生物的胞外代謝產(chǎn)物,跟其他果酒相比,具有受眾廣、消費(fèi)者接受度高的優(yōu)點(diǎn),因此更具市場(chǎng)潛力。
本研究以安梨為原料,制備低醇安梨果酒。以褐變抑制率為考察指標(biāo),通過(guò)單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)優(yōu)化低醇安梨果酒復(fù)合護(hù)色劑配比;以酒精度和感官評(píng)分評(píng)價(jià)指標(biāo),通過(guò)單因素試驗(yàn)及響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化低醇安梨果酒發(fā)酵工藝,并采用頂空固相微萃?。╤eadspace solid-phase microextraction,HS-SPME)聯(lián)合氣相色譜-質(zhì)譜(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)技術(shù)分析低醇安梨果酒揮發(fā)性風(fēng)味成分。旨在為低醇安梨果酒的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù),同時(shí)也為豐富安梨深加工產(chǎn)品提供借鑒與參考。
安梨(燕安3號(hào)):河北科技師范學(xué)院安梨種植基地;安琪SY果酒專用酵母:安琪酵母股份有限公司;L-抗壞血酸、殼聚糖、乙二胺四乙酸二鈉(ethylenediamine tetraacetic acid disodium salt,EDTA-2Na)(均為分析純):上海瑞楚生物科技有限公司;Lallzyme HC果膠酶(1×105U/g):法國(guó)拉曼公司;白砂糖(食品級(jí)):成都太古糖業(yè)有限公司;氯化鈉(分析純):國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
UV2600A紫外可見分光光度計(jì):尤尼柯(上海)儀器有限公司;SMY-2000測(cè)色色差儀:北京盛名揚(yáng)科技開發(fā)有限責(zé)任公司;CR22N高速冷凍離心機(jī):株式會(huì)社日立制作所;DY-BM07榨汁機(jī):廣東大宇科技實(shí)業(yè)有限公司;FA-1004電子天平:上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司;ZQPL-200立式全溫振蕩培養(yǎng)箱:天津萊伯特瑞儀器設(shè)備有限公司;6890N-G5795B氣相色譜儀質(zhì)譜儀、HP-5MS色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm):安捷倫科技有限公司。
1.3.1 低醇安梨果酒加工工藝流程及操作要點(diǎn)
安梨鮮果→挑選→清洗→破碎→添加護(hù)色劑→榨汁→添加果膠酶→安梨清汁→初始糖度調(diào)整→酒精發(fā)酵→過(guò)濾→澄清→滅菌灌裝→低醇安梨果酒
挑選:選擇新鮮、無(wú)病蟲害、無(wú)腐爛以及機(jī)械損傷的成熟期安梨。
清洗:清洗安梨果實(shí)表面,存放于陰涼干燥處瀝干表面水分。
榨汁:將安梨切分成3~4 cm規(guī)則的塊狀(去核),按照安梨與水4∶1混合,添加復(fù)合護(hù)色劑(L-抗壞血酸、殼聚糖、EDTA-2Na),采用榨汁機(jī)打漿180 s。
酶解:按照安梨果漿總質(zhì)量0.25%加入果膠酶,50 ℃靜置酶解6 h[12],采用紗布過(guò)濾出安梨清汁。
酵母活化:酵母由低溫環(huán)境取出至室溫條件解凍,按照1∶10溶于5%蔗糖水溶液,35 ℃活化20 min。
酒精發(fā)酵:調(diào)整安梨果漿初始糖度為10%,活性干酵母的添加量為0.1%,25 ℃下避光發(fā)酵4 d,待酒體不再產(chǎn)生氣泡,酒精度不再變化,即可結(jié)束酒精發(fā)酵。
過(guò)濾:使用經(jīng)滅菌濾網(wǎng)對(duì)完成發(fā)酵后的酒液進(jìn)行過(guò)濾。澄清:避光環(huán)境下于0~5 ℃澄清42 d。
滅菌灌裝:對(duì)澄清后的果酒采用多級(jí)膜過(guò)濾進(jìn)行滅菌(5μm/0.45μm/0.22μm),裝瓶封口,即得低醇安梨果酒成品。
1.3.2 安梨汁褐變抑制率的測(cè)定
參考LOPEZ-TOLEDANO A等[13]的方法并進(jìn)行改良。取一定量的安梨汁,3 500 r/min離心10 min,取上清液作待測(cè)樣。利用紫外分光光度計(jì),以蒸餾水作為空白,于波長(zhǎng)420nm處測(cè)定安梨汁上清液的吸光度值A(chǔ),用吸光度值反映安梨汁褐變度。試驗(yàn)重復(fù)測(cè)定3次,褐變抑制率計(jì)算公式如下:
式中:R為安梨汁褐變抑制率,%;A0為對(duì)照組未經(jīng)護(hù)色處理安梨汁吸光度值;Ak為實(shí)驗(yàn)組經(jīng)護(hù)色劑處理后安梨汁的吸光度值。
1.3.3 復(fù)合護(hù)色劑配比優(yōu)化(1)單因素試驗(yàn)
為了確定復(fù)合護(hù)色劑的組成成分,選擇3種食品中常用的護(hù)色劑,利用單因素試驗(yàn)確定3種護(hù)色劑的濃度范圍。其中L-抗壞血酸的添加量為0.12 g/100 mL、0.24 g/100 mL、0.36g/100mL、0.48g/100mL、0.60g/100mL;殼聚糖的添加量為0.05g/100mL、0.15g/100mL、0.25g/100mL、0.35 g/100 mL、0.45 g/100 mL;EDTA-2Na的添加量為0.03 g/100 mL、0.06 g/100 mL、0.09 g/100 mL、0.12 g/100 mL、0.15 g/100 mL,分別測(cè)定各護(hù)色劑在不同濃度值時(shí)對(duì)安梨汁的褐變抑制率,從而確定每種護(hù)色劑在安梨汁中的濃度范圍。每個(gè)濃度重復(fù)進(jìn)行3次試驗(yàn),結(jié)果取3次的平均值。
(2)正交試驗(yàn)
在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上,選用L-抗壞血酸(A)、殼聚糖(B)、EDTA-2Na(C)添加量作為安梨汁復(fù)合護(hù)色劑的組成成分,并進(jìn)行3因素3水平正交試驗(yàn)。以其對(duì)安梨汁褐變抑制率為考察指標(biāo),確定復(fù)合護(hù)色劑最佳配比,正交試驗(yàn)因素與水平見表1。
表1 復(fù)合護(hù)色劑配比優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal tests for compound color protectants ratio optimization
1.3.4 低醇安梨果酒發(fā)酵工藝優(yōu)化
(1)單因素試驗(yàn)
通過(guò)單因素試驗(yàn)研究初始糖度、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度、酵母菌接種量對(duì)低醇安梨果酒品質(zhì)的影響,以確定低醇安梨果酒最優(yōu)酒精發(fā)酵工藝條件。固定初始糖度10%、發(fā)酵時(shí)間96 h、發(fā)酵溫度25 ℃、酵母菌接種量為0.1%,以感官評(píng)分和酒精度為評(píng)價(jià)指標(biāo),考察不同酵母菌接種量(0.06%、0.08%、0.10%、0.12%、0.14%)、初始糖度(6%、8%、10%、12%、14%)、發(fā)酵溫度(21 ℃、23 ℃、25 ℃、27 ℃、29 ℃)、發(fā)酵時(shí)間(24 h、48 h、72 h、96 h、120 h)對(duì)低醇安梨果酒品質(zhì)的影響。
(2)響應(yīng)面試驗(yàn)
根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果,選擇初始糖度(A)、發(fā)酵時(shí)間(B)、發(fā)酵溫度(C)、酵母菌接種量(D)為自變量,以感官評(píng)分(Y)為響應(yīng)值,設(shè)計(jì)4因素3水平響應(yīng)面試驗(yàn),確定低醇安梨果酒最佳發(fā)酵工藝條件,響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素與水平見表2。
表2 發(fā)酵工藝優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平Table 2 Factors and levels of response surface tests for fermentation process optimization
1.3.5 低醇安梨果酒感官評(píng)價(jià)及基礎(chǔ)理化指標(biāo)測(cè)定
邀請(qǐng)10名(5男5女)具有專業(yè)感官評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)的人員分別從口感、香氣、色澤、澄清度對(duì)果酒進(jìn)行感官評(píng)價(jià),滿分100分,低醇安梨果酒感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表3。
表3 低醇安梨果酒感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Sensory evaluation standards of low-alcohol Anli wine
酒精度的測(cè)定:參考GB 5009.225—2023《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)酒中乙醇濃度的測(cè)定》[14];總酸含量、總糖含量的測(cè)定:參考GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[15]中的電位滴定法、直接滴定法;
1.3.6 低醇安梨果酒揮發(fā)性風(fēng)味化合物測(cè)定
利用HS-SPME-GC-MS技術(shù)對(duì)低醇安梨果酒發(fā)酵后的揮發(fā)性風(fēng)味化合物進(jìn)行測(cè)定[16-17]。
HS-SPME條件:稱取5mL低醇安梨果酒樣品置于20 mL頂空瓶中,加入飽和氯化鈉,壓蓋,置于80 ℃水浴中平衡20 min后,再將固相微萃取針扎進(jìn)頂空中,繼續(xù)放入80 ℃水浴中30 min,進(jìn)樣口250 ℃解吸5 min。
GC條件:HP-5MS色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);升溫程序?yàn)槌鯗?0 ℃保持2 min,以5 ℃/min升至180 ℃保持5 min,再以10 ℃/min升至250 ℃,保持5 min;進(jìn)樣口溫度250 ℃;傳輸線溫度280 ℃;載氣流速1.0 mL/min;不分流進(jìn)樣。
MS條件:離子源溫度230 ℃;四級(jí)桿溫度150 ℃;電子電離(electronic ionization,EI)源;全掃描模式,掃描范圍為40~600 m/z。
定性定量方法:通過(guò)美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所(national institute of standards and technology,NIST)MS Search2.3數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行物質(zhì)鑒定,根據(jù)保留時(shí)間對(duì)檢測(cè)組分進(jìn)行定性分析,并采用峰面積歸一法計(jì)算低醇安梨果酒各香氣成分相對(duì)含量。
1.3.7 數(shù)據(jù)處理
采用軟件IBM SPSS Statistics 29.0對(duì)單因素試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理與分析;采用軟件Design-Expert 10.0.6進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)處理;采用Origin 2022繪圖。
2.1.1L-抗壞血酸添加量的確定
L-抗壞血酸是一種抗氧化活性較強(qiáng)的酸性多羥基化合物[18],可以通過(guò)復(fù)原被多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)氧化成醌的多酚起到抑制果汁顏色加深,繼而起到抑制酶促褐變的作用。L-抗壞血酸添加量對(duì)安梨汁褐變的影響結(jié)果見圖1。
圖1 L-抗壞血酸添加量對(duì)安梨汁褐變的影響Fig.1 Effect of L-ascorbic acid addition on browning of Anli juice
由圖1可知,隨著L-抗壞血酸添加量在0.12~0.24 g/100 mL范圍內(nèi)增加,安梨汁褐變抑制率逐漸增加;當(dāng)L-抗壞血酸添加量為0.24 g/100 mL時(shí),褐變抑制率最高,為73.164%;當(dāng)L-抗壞血酸添加量>0.24 g/100 mL之后,褐變抑制率逐漸降低,可能濃度過(guò)高引發(fā)自身氧化的產(chǎn)物生成褐色素造成顏色加深[19]。因此,確定L-抗壞血酸最佳添加量為0.24 g/100 mL。
2.1.2 殼聚糖添加量的確定
殼聚糖是一種堿性多聚氨基葡萄糖,其分子中的羥基和氨基反應(yīng)活性較為良好,同時(shí)氨基會(huì)在與金屬銅離子發(fā)生配位反應(yīng)的情況下形成絡(luò)合物[20],從而抑制PPO活性,起到防止酶促褐變的效果。殼聚糖添加量對(duì)安梨汁褐變的影響結(jié)果見圖2。
圖2 殼聚糖添加量對(duì)安梨汁褐變的影響Fig.2 Effect of chitosan addition on browning of Anli juice
由圖2可知,隨著殼聚糖添加量在0.05~0.25 g/100 mL范圍內(nèi)增加,安梨汁褐變抑制率隨之上升;當(dāng)殼聚糖添加量為0.25 g/100 mL時(shí),褐變抑制率最高,為71.395%;當(dāng)殼聚糖添加量>0.25 g/100 mL之后,褐變抑制率逐漸降低。因此,確定殼聚糖最適添加量為0.25 g/100 mL。
2.1.3 EDTA-2Na添加量的確定
EDTA-2Na是一種含有羥基和氨基的金屬螯合劑,能夠?qū)PO的輔基(銅離子)起到螯合作用,從而降低PPO的活性來(lái)達(dá)到抑制氧化褐變的效果[21],EDTA-2Na添加量對(duì)安梨汁褐變的影響結(jié)果見圖3。
圖3 EDTA-2Na添加量對(duì)安梨汁褐變的影響Fig.3 Effect of EDTA-2Na addition on browning of Anli juice
由圖3可知,隨著EDTA-2Na添加量在0.03~0.09g/100mL范圍內(nèi)增加,安梨汁褐變抑制率逐漸提高;當(dāng)EDTA-2Na添加量為0.09 g/100 mL時(shí),安梨汁褐變抑制率最高,為70.237%;當(dāng)EDTA-2Na添加量>0.09 g/100 mL之后,褐變抑制率降低。因此,確定EDTA-2Na的最適添加量為0.09 g/100 mL。
2.1.4 復(fù)合護(hù)色劑配比優(yōu)化正交試驗(yàn)
為考察安梨汁復(fù)合護(hù)色劑最佳配比,根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果,進(jìn)行3因素3水平正交試驗(yàn),以褐變抑制率為評(píng)價(jià)指標(biāo),確定安梨汁復(fù)合護(hù)色劑最佳配比,正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果見表4。
表4 復(fù)合護(hù)色劑配比優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 4 Results and analysis of orthogonal tests for compound color protectants ratio optimization
由表4可知,復(fù)合護(hù)色劑最佳配比組合為A3B2C1,即L-抗壞血酸添加量為0.36g/100mL,殼聚糖添加量為0.35g/100mL,EDTA-2Na添加量為0.06 g/100 mL。該優(yōu)化條件下,安梨汁色澤淡黃,通透澄清。
2.2.1 初始糖度對(duì)低醇安梨果酒品質(zhì)的影響
由圖4可知,當(dāng)初始糖度為6%~10%時(shí),其酒精度及感官評(píng)分也隨之上升;當(dāng)初始糖度為10%時(shí),安梨果酒糖酸比例適中口感酸甜可口,感官評(píng)分、酒精度最高,分別為84.38分、4.09%vol;當(dāng)初始糖度>10%之后,會(huì)對(duì)酒體內(nèi)酵母菌的繁殖起到抑制作用[22],造成酵母菌發(fā)酵不充分,發(fā)酵性能減弱,感官評(píng)分與酒精度下降。因此,確定最佳初始糖度為10%。
圖4 初始糖度對(duì)低醇安梨果酒品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of initial sugar content on the quality of low-alcohol Anli wine
2.2.2 發(fā)酵時(shí)間對(duì)低醇安梨果酒品質(zhì)的影響
由圖5可知,當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為24~96 h時(shí),低醇安梨果酒感官評(píng)分與酒精度隨之增加;當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為96 h時(shí),安梨果酒感官評(píng)分、酒精度最高,分別為82.94分、4.13%vol;當(dāng)發(fā)酵時(shí)間>96 h之后,感官評(píng)分及酒精度有所下降??赡苁怯捎谔荚炊倘?,酵母開始利用乙醇作為碳源造成的下降。因此,確定最佳發(fā)酵時(shí)間為96 h。
圖5 發(fā)酵時(shí)間對(duì)低醇安梨果酒品質(zhì)的影響Fig.5 Effect of fermentation time on the quality of low-alcohol Anli wine
2.2.3 發(fā)酵溫度對(duì)低醇安梨果酒品質(zhì)的影響
由圖6可知,當(dāng)發(fā)酵溫度為21~25 ℃時(shí),低醇安梨果酒感官評(píng)分與酒精度隨之增加;當(dāng)發(fā)酵溫度為25 ℃時(shí),安梨果酒感官評(píng)分、酒精度最高,分別為83.12分、4.57vol;當(dāng)發(fā)酵溫度高于25 ℃之后,酒精度及感官評(píng)分有所下降。由于酵母菌的代謝效率提高,發(fā)酵過(guò)早進(jìn)入穩(wěn)定期從而結(jié)束時(shí)間早[23],導(dǎo)致?lián)]發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)形成量降低。因此,確定最佳發(fā)酵溫度為25 ℃。
圖6 發(fā)酵溫度對(duì)低醇安梨果酒品質(zhì)的影響Fig.6 Effect of fermentation temperature on the quality of low-alcohol Anli wine
2.2.4 酵母菌接種量對(duì)低醇安梨果酒品質(zhì)的影響
由圖7可知,當(dāng)酵母菌接種量為0.06%~0.10%時(shí),低醇安梨果酒感官評(píng)分與酒精度隨之增加;當(dāng)酵母菌接種量為0.10%時(shí),安梨果酒感官評(píng)分、酒精度最高,分別為84.12分、4.37%vol;當(dāng)酵母菌接種量>0.10%之后,酒體內(nèi)酵母菌大量繁殖消耗營(yíng)養(yǎng)成分并產(chǎn)生大量代謝物造成碳源的過(guò)度消耗,感官評(píng)分和酒精度開始降低[24]。因此,確定酵母菌最佳接種量為0.10%。
圖7 酵母菌接種量對(duì)低醇安梨果酒品質(zhì)的影響Fig.7 Effect of yeast inoculum on the quality of low-alcohol Anli wine
2.2.5 響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化低醇安梨果酒發(fā)酵工藝
根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果,選擇初始糖度(A)、發(fā)酵時(shí)間(B)、發(fā)酵溫度(C)、酵母菌接種量(D)為自變量,以感官評(píng)分(Y)為響應(yīng)值,設(shè)計(jì)4因素3水平響應(yīng)面試驗(yàn),確定低醇安梨果酒最佳發(fā)酵工藝條件,響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果見表5,回歸模型方差分析結(jié)果見表6。
表5 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 5 Design and results of response surface tests
表6 回歸模型方差分析Table 6 Variance analysis of regression model
以初始糖度(A)、發(fā)酵時(shí)間(B)、發(fā)酵溫度(C)、酵母菌接種量(D)為自變量,以感官評(píng)分(Y)作為響應(yīng)值,對(duì)響應(yīng)面試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果多元回歸擬合,擬合方程如下:
由表6可知,回歸模型極顯著(P<0.01),失擬項(xiàng)P值為0.328 9>0.05,影響不顯著,該模型決定系數(shù)R2為0.976 2,調(diào)整決定系數(shù)R2adj為0.952 3,能夠解釋95.23%的響應(yīng)值變異,說(shuō)明此響應(yīng)面試驗(yàn)?zāi)P团c數(shù)據(jù)擬合程度良好,具有較高的可靠性。由P值可知,一次項(xiàng)A、B、D,交互項(xiàng)AB、AD,二次項(xiàng)A2、B2、C2、D2對(duì)結(jié)果影響極顯著(P<0.01);交互項(xiàng)AC對(duì)結(jié)果影響顯著(P<0.05)。由F值可知,4個(gè)因素對(duì)結(jié)果影響順序?yàn)榻湍妇臃N量(D)>初始糖度(A)>發(fā)酵時(shí)間(B)>發(fā)酵溫度(C)。
各因素交互作用對(duì)低醇安梨果酒感官評(píng)分影響的響應(yīng)面及等高線見圖8。由圖8可知,各因素交互作用中,AB、AD、CD、AC響應(yīng)曲面陡峭,等高線為橢圓形,說(shuō)明交互作用對(duì)結(jié)果影響顯著;BC響應(yīng)曲面平緩,等高近似圓形,說(shuō)明交互作用對(duì)結(jié)果影響不顯著,這與表6方差分析結(jié)果一致。
圖8 各因素間交互作用對(duì)低醇安梨果酒感官評(píng)分影響的響應(yīng)曲面及等高線Fig.8 Response surface plots and contour lines of effects of interaction between various factors on sensory scores of low-alcohol Anli wine
利用軟件Design-Expert 10.0.6對(duì)回歸方程進(jìn)行計(jì)算,預(yù)測(cè)低醇安梨果酒最佳發(fā)酵工藝條件為:初始糖度9.753%、發(fā)酵時(shí)間97.805h、發(fā)酵溫度25.160℃、酵母菌接種量0.105%。在此條件下,感官評(píng)分預(yù)測(cè)值為92.346分。根據(jù)實(shí)際操作可行性,將低醇安梨果酒發(fā)酵工藝條件調(diào)整為初始糖度9.8%、發(fā)酵時(shí)間98 h、發(fā)酵溫度25 ℃、酵母菌接種量0.1%。在此條件下進(jìn)行3次平行驗(yàn)證試驗(yàn),感官評(píng)分實(shí)際值為93.42分,與預(yù)測(cè)值相近。此工藝條件下,低醇安梨果酒總酸含量7.35 g/L、總糖含量0.26%、酒精度4.35%vol。低醇安梨果酒色澤金黃、入口潤(rùn)澤,具備低醇安梨果酒典型性。
采用HS-SPME-GC-MS法對(duì)低醇安梨果酒的揮發(fā)性風(fēng)味化合物含量進(jìn)行分析,結(jié)果見表7。
表7 低醇安梨果酒揮發(fā)性風(fēng)味化合物含量測(cè)定結(jié)果Table 7 Determination results of volatile flavor compounds contents in low-alcohol Anli fruit wine
由表7可知,低醇安梨果酒酒精發(fā)酵后共檢測(cè)出揮發(fā)性風(fēng)味化合物42種,包括醇類9種(35.39%)、酯類11種(29.32%)、酸類8種(17.53%)、烷烴類8種(7.24%)、酚類2種(2.76%)、酮類1種(2.29%)、其他類3種(3.3%)。
果酒釀造的過(guò)程中由于酵母菌發(fā)酵以及糖代謝等微生物轉(zhuǎn)化作用下生成醇類化合物,是影響果酒香氣與口感表現(xiàn)的重要物質(zhì)之一[25]。醇類物質(zhì)是低醇安梨果酒酒精發(fā)酵后含量最高的揮發(fā)性物質(zhì),其中含量較高的主要包括苯乙醇(8.71%)、正己醇(7.31%)、正丁醇(6.52%)等化合物。其中苯乙醇是梨果中的天然香氣成分,通過(guò)酵母發(fā)酵轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性化合物,具有玫瑰花香[26],正己醇和正丁醇賦予酒體果香和清香。酯類物質(zhì)是低醇安梨果酒酒精發(fā)酵后種類最為豐富的化合物,是構(gòu)成低醇安梨果酒香氣成分的重要來(lái)源[27],能夠賦予梨酒清爽宜人的酒香,主要包括苯乙酸乙酯(5.92%)、丁酸乙酯(4.47%)、辛酸乙酯(4.40%)等化合物,促使果酒香氣更加溫和,并且為發(fā)酵后的梨酒賦予果香、蜂蜜香、菠蘿香以及白蘭地酒香等香氣特征[28]。酸類物質(zhì)是水果本身及酵母菌代謝的次級(jí)產(chǎn)物,同時(shí)也是合成酯類的前體物質(zhì)[29],其中低醇安梨果酒酒精發(fā)酵后含量較高的主要為琥珀酸(6.74%)、辛酸(2.35%)等化合物。適量的酸類物質(zhì)在提升酒體后回味,平衡酒體刺激味道的同時(shí),賦予酒體清爽的口感和一定的乳酪香氣。另外低醇安梨果酒酒精發(fā)酵后酒體內(nèi)少量的烷烴類化合物、醛酮類化合物、萜烯類化合物以及酚類化合物共同促進(jìn)果酒的呈香表現(xiàn)更加的均衡立體。經(jīng)過(guò)酒精發(fā)酵的低醇安梨果酒中揮發(fā)性化合物種類十分豐富,呈香效果更加協(xié)調(diào),果酒感官品質(zhì)較好。
本研究通過(guò)單因素及正交試驗(yàn)確定低醇安梨果酒復(fù)合護(hù)色劑最佳配比為L(zhǎng)-抗壞血酸0.36 g/100 mL、殼聚糖0.35 g/100 mL、EDTA-2Na 0.06 g/100 mL;通過(guò)單因素及響應(yīng)面試驗(yàn)確定低醇安梨果酒酒精發(fā)酵最佳發(fā)酵工藝條件為初始糖度9.8%、發(fā)酵時(shí)間98 h、發(fā)酵溫度25 ℃、酵母菌接種量0.1%。在此優(yōu)化條件下,果酒酒精度為4.35%vol,感官評(píng)分為93.42分。通過(guò)HS-SPME-GC-MS法共檢測(cè)出低醇安梨果酒中42種揮發(fā)性風(fēng)味化合物,其中包括醇類9種、酯類11種、酸類8種、烷烴類8種、醛類2種、酮類1種、其他類3種。本研究拓展了安梨深加工領(lǐng)域,為低醇安梨果酒的高值工業(yè)化生產(chǎn)提供了理論前提與技術(shù)基礎(chǔ)。