野生酵母和商品酵母發(fā)酵葡萄酒中揮發(fā)性成分差異研究

劉峻溪,姜?jiǎng)P凱,韓愛芹,李蕊蕊,趙新節(jié),孫玉霞,王世平

(1.齊魯工業(yè)大學(xué)山東省微生物工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東濟(jì)南 250353;2.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品研究所,山東省農(nóng)產(chǎn)品精深加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東濟(jì)南 250100)

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野生酵母和商品酵母發(fā)酵葡萄酒中揮發(fā)性成分差異研究

劉峻溪1,2,姜?jiǎng)P凱1,2,韓愛芹1,李蕊蕊1,2,趙新節(jié)1,孫玉霞2,*,王世平2

(1.齊魯工業(yè)大學(xué)山東省微生物工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東濟(jì)南 250353;2.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品研究所,山東省農(nóng)產(chǎn)品精深加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東濟(jì)南 250100)

采用頂空固相微萃取(HS-SPME)和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)技術(shù)對(duì)5株商品釀酒酵母和7株野生釀酒酵母所釀葡萄酒中的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行分析。結(jié)果表明,各葡萄酒中揮發(fā)性物質(zhì)的組成成分相差不大,但在含量上存在差異,野生釀酒酵母所釀造的葡萄酒中主要揮發(fā)性物質(zhì)的總含量要高于商品釀酒酵母。對(duì)于葡萄酒中主要由酵母代謝產(chǎn)生的3類揮發(fā)性物質(zhì)—酯類、醇類和酸類,其含量最高的均為用野生釀酒酵母釀造的葡萄酒,其中以W2和W7最為突出。感官分析結(jié)果表明,C1、C2和W2的果香、花香較為突出,C4和W2具有明顯的草本味,C2和W1的胡椒味較強(qiáng)。

釀酒酵母,葡萄酒,揮發(fā)性物質(zhì),HS-SPME,GC-MS

Agro-Products Processing Technology of Shandong,Ji’nan 250100,China)

葡萄酒中的揮發(fā)性物質(zhì)是葡萄酒獨(dú)特風(fēng)味的形成基礎(chǔ),主要包括醇類、酯類、酸類和揮發(fā)性酚類物質(zhì)等。這些物質(zhì)的形成與許多因素有關(guān),包括葡萄品種、釀造工藝、酵母和陳釀等[1]。在這些因素中,酵母的作用最為關(guān)鍵,酵母在將糖轉(zhuǎn)化為酒精的同時(shí),生成的代謝產(chǎn)物可以直接或者間接地參與到揮發(fā)性物質(zhì)的合成中[2]。與酒精發(fā)酵有關(guān)的酵母種屬很多,其中最主要也最重要的是釀酒酵母。釀酒酵母參與了發(fā)酵的整個(gè)過(guò)程,直到發(fā)酵結(jié)束,而非釀酒酵母只在發(fā)酵的前兩天存在活力[3]。因此,釀酒酵母影響著葡萄酒的風(fēng)味,決定著葡萄酒的品質(zhì)[4]。

目前,我國(guó)葡萄酒面臨的一個(gè)重大問(wèn)題就是同質(zhì)化嚴(yán)重,其原因之一是由于過(guò)多的依賴進(jìn)口商品活性干酵母,導(dǎo)致各產(chǎn)區(qū)產(chǎn)地所釀葡萄酒缺乏地域特色。因此,選擇適合本土葡萄的野生釀酒酵母成為近幾年研究的熱點(diǎn),許多學(xué)者針對(duì)我國(guó)各主要產(chǎn)區(qū)進(jìn)行了相應(yīng)的野生釀酒酵母篩選研究[5-7]。但這些研究都主要側(cè)重于野生酵母的耐受性,而對(duì)于野生釀酒酵母的釀酒特性和對(duì)葡萄酒香氣影響的研究很少。山東煙臺(tái)產(chǎn)區(qū)受海洋氣候的影響,有著優(yōu)越的地理環(huán)境和氣候條件,是我國(guó)葡萄酒釀造歷史最為悠久的區(qū)域。本研究以煙臺(tái)赤霞珠葡萄為原料,分別接種商品活性干酵母和野生釀酒酵母釀造紅葡萄酒,對(duì)各菌株的耐受性以及各葡萄酒的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行分析比較,以期獲得合適的野生釀酒酵母,并為野生釀酒酵母的實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

野生酵母本實(shí)驗(yàn)室從成熟赤霞珠葡萄表面分離純化的7株野生釀酒酵母,編號(hào)為W1～W7;商品酵母購(gòu)于上海杰兔工貿(mào)有限公司的5株商品活性干酵母BDX、BM4×4、D254、L2323和RC212,編號(hào)為C1～C5;葡萄山東煙臺(tái)萊山成熟赤霞珠葡萄,2014年10月采收,總糖含量:239.39 g/L,可滴定酸含量:4.10 g/L;YPD培養(yǎng)基1%酵母浸粉,2%葡萄糖,2%蛋白胨,115 ℃滅菌30 min;乙酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸-2-苯乙酯、癸酸乙酯、月桂酸乙酯、異丁醇、異戊醇、己醇、2-苯乙醇、2,3-丁二醇、乙酸、3-甲基丁酸、己酸、辛酸美國(guó)Sigma公司;4-甲基-2-戊醇色譜純(98%),美國(guó)Aldrich公司。

SW-CJ-1FD型超凈工作臺(tái)蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司;LDZM-80KCS型立式壓力蒸汽滅菌器上海申安醫(yī)療器械廠;SPL-250型生化培養(yǎng)箱天津萊玻特瑞儀器設(shè)備有限公司;ZHWY-200H型恒溫振蕩培養(yǎng)箱上海智城分析儀器制造有限公司;C-MAG HS7 digital型恒溫加熱磁力攪拌器德國(guó)IKA公司;SPME手動(dòng)進(jìn)樣手柄、DVB/CAR/PDMS萃取頭(50/30 μm)美國(guó)Supelco公司;GC-7890B/MS-5977A氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、VF-WAXms(30 m×0.32 mm×0.25 μm)色譜柱美國(guó)Agilent公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1酵母發(fā)酵力實(shí)驗(yàn)將YPD培養(yǎng)基和杜氏發(fā)酵管放于試管中,滅菌后接入各酵母,28 ℃條件下靜止培養(yǎng),觀察杜氏發(fā)酵管中氣泡的形成情況,記錄氣泡開始形成和充滿整個(gè)杜氏發(fā)酵管所用的時(shí)間。各酵母菌株均進(jìn)行三次平行實(shí)驗(yàn)。

1.2.2酵母酒精耐受性實(shí)驗(yàn)將YPD培養(yǎng)基和杜氏發(fā)酵管放于試管中,滅菌后添加無(wú)水乙醇,使其含量達(dá)到12%。接入各酵母,28 ℃下靜止培養(yǎng)1周,觀察杜氏發(fā)酵管中氣泡的形成情況。將能夠產(chǎn)生氣泡的酵母菌株再依次接入乙醇含量為14%、16%、18%和20%的YPD培養(yǎng)基中,觀察杜氏發(fā)酵管中氣泡的形成情況。各酵母菌株均進(jìn)行三次平行實(shí)驗(yàn)。

1.2.3酵母SO2耐受性實(shí)驗(yàn)將YPD培養(yǎng)基和杜氏發(fā)酵管放于試管中,滅菌后添加亞硫酸,使其總SO2的含量為400 mg/L,接入各酵母,28 ℃下靜止培養(yǎng)1周,觀察杜氏發(fā)酵管中氣泡的形成情況。將能夠產(chǎn)生氣泡的酵母菌株再依次接入總SO2含量為500、600、700 mg/L的YPD培養(yǎng)基中,觀察杜氏發(fā)酵管中氣泡的形成情況。各酵母菌株均進(jìn)行三次平行實(shí)驗(yàn)。

1.2.4紅葡萄酒釀造實(shí)驗(yàn)將7株野生酵母和5株商品酵母分別接種于盛有50 mL YPD培養(yǎng)基的三角瓶中,于25 ℃,150 r/min條件下培養(yǎng)12 h。培養(yǎng)結(jié)束后,各取1 mL分別轉(zhuǎn)接到盛有50 mL澄清葡萄汁(已滅菌)的250 mL三角瓶中,25 ℃,150 r/min條件下培養(yǎng)12 h。

赤霞珠葡萄除梗后果?；旌暇鶆?分別稱取4.5 kg置于12個(gè)5 L的廣口瓶中,手工破碎。添加SO2至濃度為60 mg/L,浸漬12 h后接入酵母,恒溫條件下(25 ℃)進(jìn)行酒精發(fā)酵。發(fā)酵結(jié)束后取自流汁,調(diào)整葡萄酒中SO2的濃度至40 mg/L,以抑制其蘋果酸-乳酸發(fā)酵(避免葡萄酒香氣在蘋果酸-乳酸發(fā)酵后發(fā)生變化),酒樣裝瓶避光貯存待測(cè)。

1.2.5揮發(fā)性物質(zhì)的提取準(zhǔn)確量取6 mL葡萄酒酒樣于15 mL頂空瓶中,加入1.5 g NaCl促進(jìn)揮發(fā)性物質(zhì)的揮發(fā),再加入30 μL內(nèi)標(biāo)4-甲基-2-戊醇以及磁力轉(zhuǎn)子,立即用帶有聚四氟乙烯(PTFE)墊片的蓋子蓋緊。加熱溫度為40 ℃,轉(zhuǎn)速為100 r/min,預(yù)熱10 min。然后用固相微萃取頭在40 ℃加熱條件下萃取吸附50 min。待吸附平衡后進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜分析。各葡萄酒酒樣均進(jìn)行三次平行實(shí)驗(yàn)。

1.2.6氣相色譜-質(zhì)譜條件程序升溫為:35 ℃保持1 min,以3 ℃/min的速度升至160 ℃,以5 ℃/min的速度升至200 ℃,以10 ℃/min的速度升至220 ℃,保持5 min。載氣:He(純度99.999%),流速1.0 mL/min。檢測(cè)器溫度280 ℃,前進(jìn)樣口溫度280 ℃,采用不分流進(jìn)樣。

采用EI電子轟擊式離子源;電子能量為70 eV,分辨率500;離子源溫度為230 ℃;全掃描模式,掃描范圍:30～500 amu。

1.2.7揮發(fā)性物質(zhì)的定性定量分析

1.2.7.1定性分析采用氣相色譜-質(zhì)譜-計(jì)算機(jī)聯(lián)用儀進(jìn)行分析鑒定。對(duì)于已有標(biāo)樣的揮發(fā)性物質(zhì),根據(jù)已建立的相同色譜條件下該物質(zhì)的保留指數(shù)和質(zhì)譜信息進(jìn)行定性;對(duì)于沒(méi)有標(biāo)樣的揮發(fā)性物質(zhì),根據(jù)計(jì)算機(jī)譜庫(kù)NIST11對(duì)比結(jié)果進(jìn)行半定性。

1.2.7.2定量分析用色譜級(jí)乙醇配制12%(v/v)的乙醇水溶液,酒石酸調(diào)pH至3.6,模擬葡萄酒溶液。按照葡萄酒中揮發(fā)性物質(zhì)的濃度水平,分別稱取各標(biāo)樣用乙醇溶解,混合配制標(biāo)準(zhǔn)母液,連續(xù)梯度稀釋5個(gè)不同濃度,建立主要揮發(fā)性物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線。對(duì)于已有標(biāo)樣的揮發(fā)性物質(zhì),利用已建立的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)曲線定量;對(duì)于沒(méi)有標(biāo)樣的揮發(fā)性物質(zhì),采用半定量法定量。

1.2.8酒樣感官分析各葡萄酒樣放在通風(fēng)良好、無(wú)任何氣味和噪音的房間中,由專業(yè)人員采用定量分析描述法對(duì)各酒樣進(jìn)行感官分析[8]。感官評(píng)定人員先各自對(duì)樣品進(jìn)行品評(píng),記錄能反映酒樣感官特征的描述性詞匯。由品評(píng)組長(zhǎng)匯總?cè)吭~匯,再經(jīng)小組討論,確定最終的描述性詞匯為:果香、花香、胡椒、草本、香草、酵母味和脂肪味。

品評(píng)采用的標(biāo)度為一條長(zhǎng)10 cm的直線,品評(píng)人員在直線上標(biāo)出能代表某種感官特征強(qiáng)度的標(biāo)志,從左向右強(qiáng)度逐漸增加。品評(píng)結(jié)束后,用直尺把各強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為數(shù)值,輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.3數(shù)據(jù)處理

各酒樣的測(cè)定均重復(fù)3次,應(yīng)用Excel和SPSS數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2　結(jié)果與討論

2.1酵母的發(fā)酵力

酵母的發(fā)酵力是指酵母啟動(dòng)發(fā)酵和到達(dá)發(fā)酵高峰所用的時(shí)間,所用時(shí)間越短說(shuō)明酵母的發(fā)酵力越強(qiáng),發(fā)酵周期也會(huì)相應(yīng)縮短,這有利于提高葡萄酒生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。表1表明,釀酒酵母一般在接種后的6.0～8.0 h啟動(dòng)發(fā)酵,在11.0～12.0 h達(dá)到發(fā)酵的高峰,其中C2、C5和W7的發(fā)酵力強(qiáng)于其他酵母。

表1　酵母發(fā)酵力實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2酵母的酒精耐受性

在發(fā)酵過(guò)程中,酵母將糖轉(zhuǎn)化為酒精,但當(dāng)酒精達(dá)到一定濃度時(shí),又會(huì)對(duì)酵母本身產(chǎn)生抑制作用,主要表現(xiàn)在抑制酵母的生長(zhǎng)、存活和發(fā)酵力3個(gè)方面[9]。釀酒酵母對(duì)高濃度酒精的耐受性是葡萄酒生產(chǎn)中的重要特性,釀酒酵母對(duì)高濃度酒精的強(qiáng)耐受性可以提高設(shè)備利用率和生產(chǎn)效率。各釀酒酵母對(duì)不同濃度酒精的耐受性實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2，結(jié)果表明,商品酵母和野生酵母都能耐受12%酒精,野生酵母在14%酒精中的生長(zhǎng)情況普遍強(qiáng)于商品酵母,但當(dāng)酒精濃度進(jìn)一步提高時(shí),大多數(shù)野生酵母的耐受性弱于商品酵母,野生酵母W6的酒精耐受性較為突出。

表2　酵母的酒精耐受性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

注:“-”表明杜氏管中沒(méi)有氣泡,“+”表明杜氏管中氣泡較小,“++”表明杜氏管中氣泡占到一半,“+++”表明杜氏管中氣泡超過(guò)一半,“++++”表明杜氏管中充滿氣泡;表3同。

2.3酵母的SO2耐受性

在葡萄酒釀造過(guò)程中,需要多次添加SO2,酒中總SO2濃度一般不超過(guò)250 mg/L,其主要目的是對(duì)發(fā)酵微生物的選擇作用、抗氧化作用和澄清作用等[10]。SO2在發(fā)揮作用的同時(shí)也會(huì)對(duì)酵母產(chǎn)生抑制作用,因此釀酒酵母對(duì)高濃度SO2的耐受性也是葡萄酒生產(chǎn)中的重要參數(shù),是葡萄酒品質(zhì)的保證。各釀酒酵母對(duì)不同濃度SO2的耐受性實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3,表明商品酵母和野生酵母的SO2耐受性均滿足釀造要求,且都能耐受400 mg/L的濃度,但隨著SO2濃度的逐步提高,商品酵母對(duì)SO2的耐受性明顯強(qiáng)于野生酵母。這可能與商品酵母的馴化有關(guān)。

表3　酵母的SO2耐受性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.4各酵母所釀葡萄酒的基本理化指標(biāo)

表4　不同酵母所釀葡萄酒基本理化指標(biāo)

注:同列標(biāo)有不同小寫字母表示差異達(dá)到顯著水平(p<0.05)。

用各釀酒酵母進(jìn)行葡萄酒釀造實(shí)驗(yàn),發(fā)酵結(jié)束后葡萄酒的pH、總酸、殘?zhí)呛途凭葴y(cè)定結(jié)果見表4。各酒樣的pH均在3.7左右,W7最低為3.59。W7酒樣的總酸最高(8.27 g/L),其次是W6(7.85 g/L),其他酒樣的總酸均低于7.50 g/L,C3最低為6.41 g/L。各酒樣的殘?zhí)蔷陀? g/L,其中W1的殘?zhí)亲畹?2.56 g/L)。各酒樣的酒精度相差不大,C5酒精度最高(12.88%),W1酒精度最低(12.36%)。

表5　各葡萄酒中揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)含量

續(xù)表

注:nd:未檢出。

2.5各葡萄酒中的揮發(fā)性物質(zhì)

采用HS-SPME和GC-MS聯(lián)用方法對(duì)各葡萄酒中的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行提取并檢測(cè),結(jié)果見表5,其中,相對(duì)含量是指該酒樣中某揮發(fā)性物質(zhì)含量占總揮發(fā)性物質(zhì)含量的比例。共檢測(cè)出了58種揮發(fā)性物質(zhì),酯類26種、醇類19種、酸類6種以及其他類7種,葡萄酒中比較常見的揮發(fā)性物質(zhì)在各酒樣中均能檢測(cè)到。檢測(cè)到揮發(fā)性物質(zhì)最多和最少的葡萄酒都是由野生酵母釀造,W7最多52種,W3最少37種。

各酒樣均能檢測(cè)到的揮發(fā)性物質(zhì)共有35種,結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道[11-12],其中15種為與酵母代謝密切相關(guān)的揮發(fā)性物質(zhì),它們的總峰面積均占各葡萄酒中揮發(fā)性物質(zhì)總峰面積的86.40%以上,因此把這15種物質(zhì)作為葡萄酒中主要揮發(fā)性成分進(jìn)行研究。對(duì)這15種主要揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行定量計(jì)算,計(jì)算結(jié)果見表6,表7。

表6　各商品酵母葡萄酒主要揮發(fā)性物質(zhì)含量(mg/L,n=3)

表7　各野生酵母葡萄酒主要揮發(fā)性物質(zhì)含量(mg/L,n=3)

在商品酵母所釀造的紅葡萄酒中,主要揮發(fā)性物質(zhì)總量最高的是C1(305.62 mg/L),最低的是C3(217.64 mg/L);而野生酵母中,主要揮發(fā)性物質(zhì)總量最高的是W2(326.84 mg/L),最低的是W1(267.68 mg/L)。

2.5.1酯類物質(zhì)在檢測(cè)出來(lái)的揮發(fā)性物質(zhì)中,酯類物質(zhì)的種類最多。酯類主要是在酵母代謝過(guò)程中形成的,能夠賦予葡萄酒以新鮮的水果香氣,是葡萄酒中果香的主要來(lái)源[13]。酯類的感覺(jué)閾值很低,易于被感知,另外,酯類物質(zhì)之間會(huì)相互影響,形成協(xié)同作用[14]。酯類物質(zhì)含量在不同酵母之間存在顯著性差異(p<0.05),最高的是W2(19.09 mg/L),其次是W7(18.93 mg/L),含量最低的是W5(10.87 mg/L)。不計(jì)W5,除W4略低于C3外,其他野生酵母釀造的葡萄酒的酯類含量均大于商品酵母。C3是酯類含量最高的商品酵母(16.24 mg/L)。酯類物質(zhì)按其結(jié)構(gòu)可以分為乙酸酯和脂肪酸乙酯兩類,W3的乙酸酯含量明顯高于其他,而脂肪酸乙酯含量較高的是W7、W6和W2。野生酵母生成脂肪酸乙酯的含量高于商品酵母的現(xiàn)象與Torrens[15]的報(bào)道一致,但關(guān)于乙酸酯的報(bào)道卻相反,這恰恰說(shuō)明了野生酵母的特異性差異。

2.5.2醇類物質(zhì)高級(jí)醇在主要揮發(fā)性物質(zhì)中所占的比例最大,均占92%以上。高級(jí)醇主要是通過(guò)酵母的氨基酸降解途徑生成[16],當(dāng)葡萄酒中高級(jí)醇的含量低于300 mg/L時(shí),會(huì)增加香氣的復(fù)雜性,對(duì)葡萄酒的品質(zhì)有積極作用[17]。高級(jí)醇含量在不同酵母之間存在顯著性差異(p<0.05),W2和C1的高級(jí)醇含量最高,分別是306.94、289.05 mg/L,C3的含量最低(200.36 mg/L)。大多數(shù)野生酵母和商品酵母C5的高級(jí)醇含量都在260～270 mg/L。Callejon研究了4株野生酵母和1株商品酵母,發(fā)現(xiàn)生成高級(jí)醇含量最高的是野生酵母,最低的是商品酵母[18]。異丁醇、異戊醇和2-苯乙醇都是比較重要的高級(jí)醇[11]。異丁醇具有青草的香氣,W6的含量最高(23.14 mg/L),W1含量最低(12.39 mg/L)。異戊醇在所有揮發(fā)性物質(zhì)中的含量最高,這與Sangeeta的研究一致[19],有苦杏仁味,是構(gòu)成葡萄酒香氣骨架的主要物質(zhì)[20]。異戊醇含量最高和最低的分別是W2(274.85 mg/L)和C3(177.67 mg/L)。2-苯乙醇有著玫瑰花的香味,C1的含量最高(20.86 mg/L),C3的含量最低(8.19 mg/L)。

2.5.3酸類物質(zhì)有機(jī)酸在主要揮發(fā)性物質(zhì)中占的比例較低,但對(duì)葡萄酒香氣的平衡非常重要,是構(gòu)成葡萄酒香氣的基礎(chǔ)[21]。葡萄酒中的有機(jī)酸主要有兩個(gè)來(lái)源:葡萄果實(shí)和酵母合成,酵母生成的有機(jī)酸主要是偶數(shù)碳的直鏈脂肪酸[11]。有機(jī)酸含量最高的是W6(1.15 mg/L),最低的是W5(0.52 mg/L)。這與有關(guān)報(bào)道中商品酵母產(chǎn)酸高的現(xiàn)象不一致[4]。在商品酵母中,C3的有機(jī)酸含量最高(1.04 mg/L)。辛酸對(duì)有機(jī)酸的貢獻(xiàn)最大,占到40%左右,而另外3種有機(jī)酸所占比例差不多。酸類物質(zhì)往往帶有不舒適的氣味,辛酸具有刺鼻的陳腐味。W7的辛酸含量最高(0.58 mg/L),W5最低(0.19 mg/L)。

以上數(shù)據(jù)分析顯示,各酒樣在揮發(fā)性物質(zhì)種類和主要揮發(fā)性物質(zhì)含量上都存在差異。實(shí)驗(yàn)用于釀造各葡萄酒的原料和工藝條件是一致的,不同之處在于所接種的釀酒酵母不同,因此可以認(rèn)為差異是由釀酒酵母引起的。釀酒酵母通過(guò)多種方式影響著葡萄酒的風(fēng)味:a.代謝可產(chǎn)生一系列揮發(fā)性物質(zhì);b.釋放葡萄果實(shí)中的一些揮發(fā)性物質(zhì)前體;c.酵母細(xì)胞自身作用[22]。葡萄酒中的酯類、高級(jí)醇和揮發(fā)酸等物質(zhì)主要是在發(fā)酵階段由酵母產(chǎn)生的[23-24]。酯類物質(zhì)是由醇類和酰基輔酶A在酶的催化作用下合成的[25];高級(jí)醇主要是通過(guò)降解代謝途徑和合成代謝途徑合成[26];揮發(fā)酸則是高級(jí)脂肪酸裂解或醇、醛氧化的產(chǎn)物[27]。這些物質(zhì)的合成反應(yīng)都需要酵母體內(nèi)相關(guān)酶的參與,這些酶的數(shù)量和活性可能決定著產(chǎn)物的生成量,進(jìn)而決定著葡萄酒中揮發(fā)性物質(zhì)的成分和含量。

2.6感官品評(píng)

品評(píng)人員對(duì)各葡萄酒的感官特征進(jìn)行定量描述分析,數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見圖1。從圖1中可以看出,各酒樣在7個(gè)感官特征中所表達(dá)的強(qiáng)度不同。果香和草本在各葡萄酒中均表現(xiàn)的最為強(qiáng)烈,其次是胡椒和花香。對(duì)于果香,C1、C2、C5和W2、W7的強(qiáng)度明顯高于其他;而對(duì)于草本,C4和W2、W3的強(qiáng)度較大;花香特征強(qiáng)度較大的是C1、C2和W2;胡椒特征強(qiáng)度較大的是C2和W1、W5。香草、酵母味和脂肪味在各葡萄酒之間的差異性不大。W2的果香和花香都比較明顯,這與其酯類含量最高的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相符;草本味則與高級(jí)醇有關(guān),W2的高級(jí)醇含量最高,故其草本味較明顯;酸類物質(zhì)在葡萄酒中所占比例較小,其感官特征不易察覺(jué),但酸類物質(zhì)往往與脂肪味有關(guān)[28],品評(píng)結(jié)果中脂肪味較明顯的正是脂肪酸含量高的W6。由此可見葡萄酒香氣的儀器分析數(shù)據(jù)與感官分析結(jié)果有一定的相關(guān)性,但葡萄酒的香氣是各種揮發(fā)性物質(zhì)共同作用的結(jié)果,是許多復(fù)雜過(guò)程的最終產(chǎn)物,尚需要更加深入的研究去明確兩者之間的關(guān)系。

圖1　各葡萄酒感官分析數(shù)據(jù)圖Fig.1　Sensory analysis data of wines

3　結(jié)論

通過(guò)對(duì)5株商品釀酒酵母(C1～C5)和7株野生釀酒酵母(W1～W7)的發(fā)酵特性、耐受性和各葡萄酒基本指標(biāo)的比較分析,結(jié)果表明,當(dāng)酒精度為14%時(shí),野生釀酒酵母的耐受性強(qiáng)于商品釀酒酵母,但當(dāng)酒精度進(jìn)一步提高時(shí),野生釀酒酵母的耐受性不如商品釀酒酵母;野生釀酒酵母的SO2耐受性明顯不如商品釀酒酵母;用各釀酒酵母所釀葡萄酒的基本指標(biāo)差別不大。

采用HS-SPME和GC-MS聯(lián)用技術(shù)對(duì)各葡萄酒的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行定量定性分析,結(jié)果表明,各葡萄酒中揮發(fā)性物質(zhì)的組成成分相差不大,但在含量上存在差異,野生釀酒酵母主要揮發(fā)性物質(zhì)的總含量要高于商品釀酒酵母。對(duì)于葡萄酒中的3類主要揮發(fā)性物質(zhì)—酯類、醇類和酸類,其含量最高的均為用野生釀酒酵母釀造的葡萄酒,其中W2和W7最為突出。感官分析結(jié)果表明,C1、C2和W2的果香、花香較為突出,C4和W2具有明顯的草本味,C2和W1的胡椒味較強(qiáng)。另外,本實(shí)驗(yàn)還證明了野生釀酒酵母應(yīng)用的可行性,為野生釀酒酵母的進(jìn)一步實(shí)用提供了理論依據(jù)。

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Study on volatile components of wine fermented with wild and commercialSaccharomycescerevisiaeyeasts

LIU Jun-xi1,2,JIANG Kai-kai1,2,HAN Ai-qin1,LI Rui-rui1,2,ZHAO Xin-jie1,SUN Yu-xia2,*,WANG Shi-ping2

(1.Shandong Key Laboratory of Microbial Engineering,Qilu University of Technology,Ji’nan 250353,China;2.Institute of Agro-Food Science and Technology,Shandong Academy of Agricultural Sciences,Key Laboratory of

The volatile components of the red wine fermented with 5 commercialSaccharomycescerevisiaeyeast strains and 7 wildSaccharomycescerevisiaeyeast strains were determined by head space solid phase microextraction(HS-SPME)followed by the gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS). The results showed that the compositions of volatile components among different wines under different yeast strains were similar,while the contents of volatile components were significant different,and the total content of major volatile components in wine under wild yeast was higher than that under commercial yeast. Furthermore,the content of esters,alcohols and acids in wines fermented with wild yeast strains,which were three kinds of major volatile components of wine,were higher than wines under commercial yeast strains,especially W2 and W7. The sensory evaluation showed that the fruity and floral aroma of C1,C2 and W2 were outstanding,the herbal odour of C4 and W2 were obvious,whereas the peppery odour of C2 and W1 were strong.

Saccharomycescerevisiae;wine;volatile components;HS-SPME;GC-MS

2015-12-28

劉峻溪(1991-)，男，在讀碩士研究生，研究方向：現(xiàn)代釀酒技術(shù)，E-mail：liujunxi91@163.com。

孫玉霞(1973-)，女，副研究員，研究方向：釀酒技術(shù)和酒類風(fēng)味物質(zhì)的研究，E-mail：sunyuxia1230@163.com。

山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2015GNC113010)；山東省農(nóng)業(yè)重大應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新課題；山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系水果產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(SDAIT-03-021-12)；泰山學(xué)者工程專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)。

TS261.1

A

1002-0306(2016)12-0226-08

10.13386/j.issn1002-0306.2016.12.035