不同果酒酵母發(fā)酵血橙果酒的發(fā)酵規(guī)律及香氣成分的比較

羅佳麗，王孝榮，王雪瑩，蔣和體

(西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶400715)

血橙(Citrus sinensis)屬于甜橙類，果肉呈紫紅色或暗紅色［1］，富含維生素C、維生素E、β-胡蘿卜素、花色苷和類黃酮等營養(yǎng)物質(zhì)［2］，是柑橘中唯一含有花青素的品種，具有抗氧化［3-4］、抗癌和防止心血管疾?。?］等作用。果酒以水果為原料經(jīng)酵母釀制而成，營養(yǎng)豐富，適量飲用有益身體健康，同時可以提高水果的附加值［6］。血橙果酒不僅保留了血橙所具有的營養(yǎng)物質(zhì)，而且低酒度、低含糖量符合現(xiàn)代人健康、天然、綠色的觀念，具有廣闊開發(fā)前景。目前，國內(nèi)外對血橙的栽培技術(shù)［7］、果實(shí)果汁的品質(zhì)［8］、花色苷［9-10］和類黃酮［11］等研究的較多，而對血橙的深加工卻研究較少。根據(jù)相關(guān)資料，尹禮國等［12］人主要研究了血橙果酒發(fā)酵工藝，而對于血橙果酒發(fā)酵規(guī)律變化的研究卻少見報道。本文以血橙為原料，進(jìn)行果酒發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，通過不同果酒酵母對發(fā)酵過程中理化參數(shù)變化規(guī)律的研究、發(fā)酵后果酒香氣成分的對比分析及發(fā)酵動力模型的建立，以期為血橙的深加工提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

血橙 購于重慶市北碚區(qū)永輝超市;果酒酵母1383 中科院微生物研究所;(SY)果酒干酵母 安琪酵母股份有限公司;果膠酶(2000U/g) 諾維信生物技術(shù)有限公司;其他試劑均為分析純。

ZG140榨汁機(jī) 廣州振興實(shí)業(yè)有限公司;HWT-10C恒溫水浴搖床 天津市恒澳科技發(fā)展有限公司; HH.BLL.600-S恒溫培養(yǎng)箱 上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠;酒精計(jì);PHC-3S酸度計(jì) 成都市世紀(jì)方舟科技有限公司;FA2004A電子天平 上海精天電子儀器廠; UV-2450紫外可見分光光度計(jì)、QP2010氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀日本島津公司;Supleco固相微萃取裝置、100μm PDMS(聚二甲基硅氧烷)萃取頭 美國Supelco公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程

參照尹禮國［12］等的加工工藝，略作修改。取鮮榨血橙果汁適量，加入0.05%果膠酶，42℃下酶解2h。過濾后調(diào)糖度為21°Brix，添加100mg/L K2S2O5抑制雜菌。種子液經(jīng)0.1MPa滅菌30m in后接入果酒酵母1383進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)［13］，按體積分?jǐn)?shù)8%接種;果酒干酵母(0.13g/L果汁)于 10倍體積的溫水(35～40℃)中，攪拌溶解后倒入發(fā)酵液中混合均勻。于25℃，發(fā)酵5d，每隔12h測定果酒酒度、還原糖、花色苷、總酸。倒桶，20～22℃陳釀1個月，澄清滅菌后測定果酒香氣。

1.2.2 果酒理化指標(biāo)測定 殘?zhí)?、總酸、酒精度參照GB/T15038葡萄酒、果酒通用分析方法測定。

花色苷采用pH差示法測定［14］:取2m L的血橙果酒分別用pH1.0(0.2mol/L NaCl、0.2mol/L HCl)緩沖溶液、pH4.5(0.2mol/L NaAc、0.2 mol/L HAc)緩沖液稀釋一定倍數(shù)，于510nm測定吸光值。結(jié)果表示為C(mg/L)=(ApH1.0-ApH4.5)×484.82×1000/24825 ×DF。其中484.82為矢車菊-3-葡糖糖苷的分子量，24825為矢車菊-3-葡糖糖苷的分子量的消光因子，DF為稀釋倍數(shù)。

1.2.3 果酒香氣成分分析

1.2.3.1 香氣物質(zhì)提取［15］取果酒6m L于20m L樣品瓶中，加1.8g NaCl，40℃水浴平衡15min，插入經(jīng)老化的萃取頭(250℃老化40m in)，頂空萃取35mim后，將萃取頭插入GC進(jìn)樣口，解析5m in。

1.2.3.2 GC-MS條件 色譜條件:色譜柱DB-5MS (30m×0.25mm，0.25um)，進(jìn)樣口溫度250℃;升溫程序:35℃保持4m in，以10℃/min升至110℃，保持6m in，以5℃升至150℃，保持2min，以7℃/m in升至230℃，保持4min;載氣:高純He，載氣流量1.0m L/min;進(jìn)樣量1μL。電離方式EI;電子能量70eV;離子源溫度230℃;質(zhì)量掃描范圍m/z 35～500。

5．試做填空。聽力材料播放完后，學(xué)生要進(jìn)行歸納總結(jié)，判斷是否聽懂并明白大概意思，在明白的基礎(chǔ)上，作相關(guān)方面的練習(xí)，以修正學(xué)生的聽力，提升他們對學(xué)習(xí)材料的理解。

1.2.3.3 香氣成分分析 分析結(jié)果運(yùn)用計(jì)算機(jī)譜庫(NIST/W ILEY)進(jìn)行初步檢索及資料分析，再結(jié)合文獻(xiàn)進(jìn)行人工譜圖解析。

1.2.4 果酒發(fā)酵動力模型建立 果酒在發(fā)酵過程中酒精的形成與酵母的生長有關(guān)，酒精的形成呈現(xiàn)S曲線，果酒發(fā)酵動力學(xué)方程可由 Origin8.0軟件的Slogistic3模型擬合［16］。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種酵母發(fā)酵過程中酒精度變化比較及動力學(xué)模型建立

發(fā)酵過程中酒精度的變化如圖1所示，從圖中可以看出，兩種酵母發(fā)酵血橙果酒酒精生成曲線均是S型，與尹立國［12］等研究的酒精生成趨勢相似。果酒干酵母與果酒酵母1383相比起酵時間短，前者在12～36h內(nèi)酒精生成較快，而后者在發(fā)酵24～72h后酒精生成速度加快。

圖1 發(fā)酵過程中血橙果酒酒精度的變化Fig.1 Changes of alcohol content of blood orange wines during fermentation process

圖2 不同酵母發(fā)酵血橙果酒酒精含量擬合曲線Fig.2 Fitting curve of alcohol content of blood orange wines fermented with different species of yeast strains

果酒中殘?zhí)呛孔兓鐖D3所示，從圖中可以看出在發(fā)酵前期果酒干酵母發(fā)酵果酒中殘?zhí)窍陆当裙平湍?383迅速，與酒精生成趨勢相符，糖一部分提供酵母生長所需的能力，一部分發(fā)酵生成酒精。實(shí)驗(yàn)結(jié)束果酒酵母1383發(fā)酵的果酒殘?zhí)呛拷抵?g/L，而果酒干酵母發(fā)酵的果酒殘?zhí)呛吭?.7g/L，果酒干酵母酒精轉(zhuǎn)化能力不及果酒酵母1383。

2.3 兩種酵母發(fā)酵過程中酸度變化比較

圖3 發(fā)酵過程血橙果酒殘?zhí)呛康淖兓疐ig.3 Changes of residual sugar of blood orange wines during fermentation process

圖4 發(fā)酵過程中血橙果酒總酸含量的變化Fig.4 Changes of total acid of blood orange wines during fermentation process

2.4 兩種酵母發(fā)酵過程中花色苷的變化比較

血橙是柑橘類中唯一含有花色苷的品種，血橙中花色苷不穩(wěn)定［1］。果酒中花色苷含量在發(fā)酵過程中的變化如圖5所示，從圖中可以看出兩種酵母發(fā)酵的果酒花色苷在發(fā)酵的前12h中急劇下降，12～48h內(nèi)緩慢下降，而后趨于平緩，含量維持在11mg/L左右，兩種酵母發(fā)酵血橙果酒花色苷的損失均較大。

圖5 發(fā)酵過程中血橙果酒花色苷的變化Fig.5 Changes of anthocyanins of blood orange wines during fermentation process

2.5 兩種酵母發(fā)酵的果酒香氣比較

2.5.1 兩種酵母發(fā)酵的果酒香氣成分 GC-MS分析 圖6為葡萄酒活性干酵母、釀酒酵母1383釀造的血橙果酒香氣的GC-MS總離子色譜圖，各組分鑒定結(jié)果如表1所示。從表中可以看出，采用HSSPME技術(shù)在2種酒樣中共檢出47種香氣成分，這些成分主要是醇類9種，酯類29種，醛類4種，烯類和烷類2種，酚類1種。

圖6 不同酵母發(fā)酵的血橙果酒香氣成分的GC-MS總離子色譜圖Fig.6 Total ion chromatograms of blood orange wines fermented with different species of yeast strains

在釀酒酵母1383釀造的血橙果酒中，共檢出39中香氣成分，醇類占6.65%，酯類占83.23%，醛類占0.53%，烯類占6.98%，其他占2.62%。主要香氣物質(zhì)為癸酸乙酯、辛酸乙酯、反式-4-癸烯酸乙酯、乙酸異戊酯、月桂酸乙酯，相對含量分別為25.76%、18.18%、8.62%、7.54%、6.45%。

在葡萄酒活性干酵母釀造的血橙果酒中，共檢出36中香氣成分，醇類占13.49%，酯類占81.81%，醛類占1.28%，烯類占2.56%，其他占0.86%。主要香氣物質(zhì)為癸酸乙酯、辛酸乙酯、1-戊醇、月桂酸乙酯、肉桂酸乙酯，相對含量分別為24.97%、21.17%、10.13%、9.05%、6.46%。

2.5.2 兩種酵母發(fā)酵的果酒中醇類組分比較 2種血橙果酒中共檢出醇類物質(zhì)9種，共有的4種，但含量差距較大。含量最多的醇類為1-戊醇，果酒酵母1383釀造的果酒中相對含量為4.18%，而葡萄酒活性干酵母中為10.13%，其次為苯乙醇相對含量分別為1.08%、2.13%，然后為芳樟醇相對含量分別為0.35%、0.51%，在釀酒酵母1383釀造的果酒還檢出橙花叔醇、(E)-香芹醇、香葉基芳樟醇等香氣物質(zhì)。苯乙醇具有新鮮面包香和清甜的玫瑰花香;芳樟醇具有鈴蘭、紫丁香和玫瑰花的香氣，并具有木香果香氣息;橙花叔醇呈現(xiàn)玫瑰和蘋果的香氣。這些物質(zhì)含量雖不高，但感官閾值低，對血橙果酒的香氣組成

起著不可忽視的作用。

表1 不同酵母發(fā)酵的血橙果酒主要香氣成分Table1 Aromatic composition of blood orange wines fermented with different species of yeast strains

2.5.3 兩種酵母發(fā)酵的果酒中酯類組分比較 酯類物質(zhì)是果酒的主要香氣成分，2種血橙果酒中共檢出酯類物質(zhì)29種，2種果酒共有的20種，酯類物質(zhì)占果酒酵母1383釀造的果酒相對含量83.23%，占果酒干酵母釀造的果酒為81.81%，其中含量最多的為癸酸乙酯，其次為辛酸乙酯。酯類物質(zhì)大多具有花、果香氣，如癸酸乙酯具有葡萄酒的香氣，辛酸乙酯具有白蘭地酒香氣，乙酸異戊酯具有類似于香蕉、梨水果香味。

2.5.4 兩種酵母發(fā)酵的果酒中其他組分比較 2種果酒中檢出4種醛類物質(zhì)，共有的有2種為壬醛和癸醛，在葡萄酒活性干酵母釀造的血橙果酒中還檢出十二醛和十三醛。2種果酒中檢出其他香氣物質(zhì)5種，共有的2種，2，3-二甲基-2，3-二苯基丁烷和環(huán)辛四烯。

3 結(jié)論

3.1 在血橙果酒發(fā)酵過程中，果酒中的理化參數(shù)會隨著酵母菌的生長繁殖而發(fā)生變化，不同的酵母發(fā)酵果酒理化參數(shù)變化略有差異。對不同酵母發(fā)酵血橙果酒的發(fā)酵過程中發(fā)酵規(guī)律的研究結(jié)果表明:果酒干酵母比果酒酵母1383起酵時間短，發(fā)酵后期后者的酒度略高于前者;果酒干酵母發(fā)酵果酒中殘?zhí)呛肯陆递^果酒酵母1383快;發(fā)酵前期兩種酵母發(fā)酵的血橙果酒花色苷含量下降迅速，后期變化平緩;發(fā)酵過程中，總酸含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。

3.3 采用頂空固相微萃取，通過GC-MS分析不同酵母發(fā)酵的血橙果酒的香氣成分，兩種酒中共檢出香氣成分47種，果酒酵母1383和果酒干酵母發(fā)酵的果酒中檢出39、36種香氣成分，共有26種相同的香氣成分。果酒酵母1383和果酒干酵母發(fā)酵的果酒中主要的香氣成分均為癸酸乙酯和辛酸乙酯，前者的相對含量分別為25.76%和18.18%，后者的相對含量分別為24.97%和21.17%。

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