不同釀酒酵母發(fā)酵的干紅櫻桃酒酒體成分及感官質(zhì)量分析

劉文麗，孫舒揚(yáng)，貢漢生，車長(zhǎng)遠(yuǎn)，金成武

(魯東大學(xué) 食品工程學(xué)院，山東 煙臺(tái)，264025)

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不同釀酒酵母發(fā)酵的干紅櫻桃酒酒體成分及感官質(zhì)量分析

劉文麗，孫舒揚(yáng)*，貢漢生，車長(zhǎng)遠(yuǎn)，金成武

(魯東大學(xué) 食品工程學(xué)院，山東 煙臺(tái)，264025)

為選擇適宜櫻桃酒釀造的專用酵母，測(cè)試和對(duì)比了7株市售商業(yè)化釀酒酵母對(duì)櫻桃酒的發(fā)酵過程、酒體成分以及感官質(zhì)量的影響。研究發(fā)現(xiàn)，菌株D254發(fā)酵效率高，能夠高效萃取櫻桃果漿中的生物活性物質(zhì)(如多酚、花色苷等)，且賦予櫻桃酒較佳的感官品質(zhì)，使其香氣馥郁協(xié)調(diào)、酒體圓潤(rùn)，因而是適宜櫻桃酒釀造的優(yōu)良釀酒酵母菌株。

櫻桃酒；釀酒酵母；篩選；酒體成分；感官分析

櫻桃營(yíng)養(yǎng)豐富、味道鮮美，含有多種礦物質(zhì)和維生素，具有良好的藥用價(jià)值及保健療效[1-2]。然而，隨著我國(guó)引種栽培規(guī)模的不斷擴(kuò)大，鮮櫻桃已出現(xiàn)供過于求的局面。在常見的櫻桃品種中，中國(guó)櫻桃較不耐貯藏，它于每年四五月份集中上市，由于其成熟期短，保鮮技術(shù)不完善，因此非常容易腐敗變質(zhì)，造成的經(jīng)濟(jì)損失每年達(dá)上億元[2]。在櫻桃深加工的產(chǎn)品中，開發(fā)櫻桃果酒是較為理想的選擇。櫻桃果酒富含礦物質(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，能夠有效地減少櫻桃腐敗、提高櫻桃的附加值[3-5]。

櫻桃酒的釀造是一個(gè)復(fù)雜的微生物學(xué)過程，它利用酵母菌將櫻桃內(nèi)的大部分糖轉(zhuǎn)化為乙醇和CO2，同時(shí)生成甘油、高級(jí)醇等代謝產(chǎn)物，直接影響果酒的色澤、香氣及口感[4-5]。要獲得優(yōu)良品質(zhì)的果酒，釀酒酵母的選擇至關(guān)重要[6-9]。性能優(yōu)良的酵母菌在整個(gè)發(fā)酵過程中具有生長(zhǎng)速率快、耐高糖、耐SO2、酒精產(chǎn)率高、發(fā)酵完全、最終代謝產(chǎn)物能賦予酒類特有風(fēng)味等優(yōu)點(diǎn)，且能保證酒類的質(zhì)量安全[20]。本研究利用商業(yè)化酵母發(fā)酵生產(chǎn)櫻桃酒，通過對(duì)其發(fā)酵力及其對(duì)酒體成分和感官品質(zhì)的影響進(jìn)行測(cè)試，篩選出各項(xiàng)性能優(yōu)秀的菌株，為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)櫻桃酒提供參考。

1　材料與方法

1.1材料

實(shí)驗(yàn)用櫻桃品種為長(zhǎng)把紅，采自山東萊陽，2014年5月成熟并采集?；净瘜W(xué)成分：總糖 169 g/L，可溶性固形物17.3%，可滴定酸5.8 g/L，pH 4.08。

1.2菌種

7株釀酒酵母分別購于加拿大Lallemand公司(菌株BM 4×4、QA23、D254、RHST和EC1118)和法國(guó)Laffort公司(菌株F33和FX10)。

1.3試劑

亞鐵氰化鉀，天津市濱?？频匣瘜W(xué)試劑有限公司；酒石酸鉀鈉、次甲基藍(lán)，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；亞硝酸鈉，山東萊陽市雙雙化工有限公司；二甲花翠素-3-葡萄糖苷、單寧酸、沒食子酸、兒茶素、美國(guó)Sigma公司；其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.4儀器

附溫度計(jì)密度瓶(25 mL)，德國(guó)Isolab公司；721G型分光光度計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司；pB-10型pH計(jì)，新銳儀表儀器有限公司；ZD-2A自動(dòng)電位滴定儀，上海高致精密儀器有限公司。

1.5實(shí)驗(yàn)方法

1.5.1櫻桃酒發(fā)酵工藝

櫻桃果實(shí)采摘后清洗、破碎，輸入發(fā)酵罐中，102 ℃滅菌10 min，加入50 mg/L的SO2抑制果漿氧化，而后通過壓榨和皮渣分離，得到櫻桃果漿，再加入30 mg/L的果膠酶反應(yīng)6 h。添加釀酒酵母之前，調(diào)整櫻桃果漿的總糖濃度，添加適量蔗糖使糖度達(dá)到210 g/L，然后接種釀酒酵母(300 mg/L)，并于25℃持續(xù)發(fā)酵7～8 d。

酒精發(fā)酵過程中，監(jiān)測(cè)果漿糖度和溫度變化，定期攪拌循環(huán)；當(dāng)櫻桃果酒的總糖含量小于4 g/L時(shí)，離心分離出釀酒酵母，終止酒精發(fā)酵，得到櫻桃酒。

1.5.2分析方法

酒精度、還原糖、總酸、揮發(fā)酸的測(cè)定方法參照《葡萄酒、果酒通用分析方法》(GB/T 15038—2006)執(zhí)行。其中，酒精度采用密度瓶法測(cè)定；還原糖采用斐林氏劑直接滴定法測(cè)定，以葡萄糖計(jì)；揮發(fā)酸和總酸采用氫氧化鈉滴定法測(cè)定，分別以乙酸和蘋果酸計(jì)。pH 采用酸度計(jì)測(cè)定?？偡?、單寧、花色苷、黃酮的測(cè)定參考XIAO方法測(cè)定[16]；總酚含量采用Folin-Ciocalteu法進(jìn)行測(cè)定，以沒食子酸計(jì)；單寧采用福林-丹尼斯法進(jìn)行測(cè)定，以單寧酸計(jì)；花色苷濃度利用pH示差法測(cè)定，以二甲花翠素-3-葡萄糖苷計(jì)；黃酮含量采用比色法測(cè)定，以兒茶素計(jì)。

酵母活細(xì)胞數(shù)采用稀釋平板法測(cè)定。在發(fā)酵過程中，每隔12 h取樣，用無菌水梯度稀釋至10-3～10-6，涂布于酵母膏胨葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(YPD)，于25 ℃好氧條件下培養(yǎng)72 h后計(jì)數(shù)[17]。

1.5.3樣品感官質(zhì)量分析

對(duì)具有食品專業(yè)背景的46人按照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)查，初篩出具有興趣、健康良好、時(shí)間充裕等符合品評(píng)要求的33人，再通過調(diào)查表篩選、敏銳性實(shí)驗(yàn)、排序/打分實(shí)驗(yàn)，最終通過綜合面試篩選出11人，包括6男5女，年齡20～35歲之間。進(jìn)行5輪為期5周的培訓(xùn)。

正式實(shí)驗(yàn)過程在標(biāo)準(zhǔn)品評(píng)室完成(單間小格90 cm×100 cm，噪音低于40 dB，通風(fēng)良好，周圍無雜物及產(chǎn)異味物等)。將以3位數(shù)字隨機(jī)編號(hào)的20 mL左右的櫻桃酒樣品呈遞給品評(píng)人員。品評(píng)杯具為透明郁金香酒杯，樣品隨機(jī)放置。品評(píng)者將對(duì)樣品的香氣特征、顏色特征及味道屬性進(jìn)行描述強(qiáng)度選擇與各項(xiàng)打分，實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。所有感官評(píng)價(jià)均采用定量描述分析法(quantitative descriptive analysis, QDA)，選取 10 點(diǎn)制標(biāo)度：0-9(香氣：0=沒氣味，9=氣味最強(qiáng)；顏色：0=無顏色，9=顏色最深；味道：0=沒味道，9=味道最強(qiáng))。

2　結(jié)果與分析

2.1不同酵母在櫻桃酒中的發(fā)酵進(jìn)程

分別取7株商業(yè)化釀酒酵母，包括BM 4×4、F33、QA23、D254、RHST、FX10和EC1118，經(jīng)過活化后接種到櫻桃汁中，25 ℃恒溫培養(yǎng)，每間隔12 h定期測(cè)定酵母總數(shù)和還原糖含量，待還原糖質(zhì)量濃度低于4 g/L，終止酵母發(fā)酵。

7株釀酒酵母的生長(zhǎng)情況如圖1所示。通過觀察發(fā)現(xiàn)，接種24 h后，多數(shù)釀酒酵母均能快速啟動(dòng)，特別是EC1118、BM 4×4和D254，僅F33和RHST啟動(dòng)稍緩慢。發(fā)酵72 h后，各發(fā)酵液中酵母活細(xì)胞數(shù)幾乎達(dá)到最大。在隨后的發(fā)酵過程中，隨著酒精度逐漸升高，部分釀酒酵母的活力受到一定的抑制，發(fā)酵速度減緩，活細(xì)胞數(shù)也出現(xiàn)了一定程度的減少。

圖1　7株釀酒酵母在櫻桃酒中的發(fā)酵進(jìn)程Fig.1　The evolution of seven S. cerevisiae strains during cherry wine-making

發(fā)酵果酒殘?zhí)橇康淖兓^程如圖2所示。在整個(gè)發(fā)酵過程中，大多數(shù)櫻桃酒的還原糖的含量出現(xiàn)急劇下降，特別是BM 4×4和EC1118，僅需5天就使果酒中的還原糖質(zhì)量濃度降至4 g/L以下，說明此2株釀酒酵母較其他菌株的發(fā)酵能力更強(qiáng)。菌株RHST適應(yīng)櫻桃汁的時(shí)間較長(zhǎng)，需要1周或更長(zhǎng)的時(shí)間才能將果汁中的還原糖完全降解。其他酵母菌株，如QA23、FX10等表現(xiàn)相似。

圖2　接種不同酵母的櫻桃酒的還原糖分解進(jìn)程Fig.2　The consumption of reducing sugars by different S. cerevisiae strains during cherry wine-making

以上結(jié)果說明各種釀酒酵母在發(fā)酵速度上存在明顯差異，其中BM 4×4、EC1118、D254的發(fā)酵效率較高，可以考慮作為櫻桃果酒的發(fā)酵菌株。

2.2不同酵母對(duì)櫻桃酒理化指標(biāo)的影響

發(fā)酵結(jié)束后，去除發(fā)酵殘?jiān)@得澄清酒體，櫻桃酒的各種基本理化指標(biāo)見表1。

各品種櫻桃酒殘?zhí)呛烤? g/L及其以下，符合干紅櫻桃酒的要求。酒精度都在10.5%～11.2%，說明各個(gè)釀酒酵母轉(zhuǎn)化葡萄糖生成乙醇的能力相當(dāng)，其中轉(zhuǎn)化能力最強(qiáng)的菌株是D254和BM 4×4，而相對(duì)稍弱的菌株是FX10。

表1　接種不同酵母的櫻桃酒基本理化指標(biāo)

滴定酸含量均在5.33～5.72 g/L之間，較發(fā)酵前均有一定程度的降低。非揮發(fā)性的有機(jī)酸雖然不是櫻桃酒的香氣成分，但其是主要的呈味物質(zhì)，而且含量必須控制在適當(dāng)范圍之內(nèi)[21]。根據(jù)研究結(jié)果，試驗(yàn)中所用的釀酒酵母均具備一定的分解有機(jī)酸的能力，其中降酸能力最強(qiáng)的菌株是D254，由最初的可滴定酸5.8 g/L降至5.33 g/L，降幅達(dá)0.47 g/L，降酸程度最小的菌株是FX10和RHST。

另外，根據(jù)葡萄酒的國(guó)標(biāo)規(guī)定，揮發(fā)酸的質(zhì)量濃度必須低于1.2 g/L，否則視為不合格產(chǎn)品。本研究中EC1118發(fā)酵的櫻桃酒揮發(fā)酸質(zhì)量濃度為0.47 g/L，其他櫻桃果酒的揮發(fā)酸質(zhì)量濃度均低于0.36 g/L，說明所有樣品均發(fā)酵成功，符合果酒的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[22]。

2.3不同酵母對(duì)櫻桃酒生物活性成分的影響

本研究對(duì)不同酵母發(fā)酵生產(chǎn)的櫻桃酒中重要的生物活性成分：總酚、黃酮、單寧和花色苷含量進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果如表2所示。

表2　接種不同酵母的櫻桃酒生物活性組分的含量

酚類化合物是櫻桃酒的骨架成份，多酚不僅與櫻桃酒的色澤、風(fēng)味等品質(zhì)指標(biāo)密切相關(guān)，而且適量攝入能夠降低心血管疾病、動(dòng)脈粥樣硬化、血小板聚集和癌癥等多種疾病的發(fā)病率[4-5,16]。如表2所示，7株釀酒酵母萃取萊陽長(zhǎng)把紅櫻桃中多酚類物質(zhì)的能力差異顯著。接種D254的櫻桃酒中總酚含量最高，達(dá)到724.5 mg/L，而接種QA23和BM 4×4的櫻桃酒中的總酚含量最低，僅分別為592.1 mg/L和599.3 mg/L。其他櫻桃酒樣中多酚含量介于642～683 mg/L之間。

單寧是櫻桃酒中的一種多酚類化合物，在紅櫻桃酒中含量較多，它是組成櫻桃酒骨架的重要組分，對(duì)櫻桃果實(shí)的色澤、風(fēng)味，櫻桃酒的色澤、滋味和口感及櫻桃酒的陳釀老化等都具有很重要的作用[4,5,16]。如果果酒中的單寧含量過高，會(huì)直接影響其口感屬性和整體質(zhì)量[23]。如表2所示，7株釀酒酵母萃取櫻桃單寧的能力差異顯著，在75.98～126.28 mg/L之間。接種D254的櫻桃酒中的單寧含量最高，接種F33的櫻桃酒次之，能夠賦予櫻桃酒醇厚的口感；而接種QA23和BM 4×4的櫻桃酒中的單寧含量較低，均低于80 mg/L，可能會(huì)造成櫻桃酒酒體單薄、口感寡淡。

黃酮類化合物尤其是兒茶酸、花色苷、黃酮醇在櫻桃酒質(zhì)量中起著重要的作用。它們賦于櫻桃酒的感官特征主要是顏色和收斂性，同時(shí)還具有廣泛的生物化學(xué)與藥理作用，如抗癌、抗動(dòng)脈硬化、消炎、抗菌、抗氧化作用等[24]。接種D254的櫻桃酒中的黃酮含量最高(0.96 mg/L)，而接種QA23和BM 4×4的櫻桃酒中的黃酮含量最低，分別僅為0.71 mg/L和0.73 mg/L。

花色苷是櫻桃酒中重要的呈色物質(zhì)，不僅影響櫻桃酒的顏色和口感，還能在酒體中發(fā)揮重要的抗氧化作用，如清除自由基和螯合金屬離子等作用[16]。在整個(gè)釀酒過程中，櫻桃中的花色苷會(huì)因?yàn)轷惨盒再|(zhì)的變化而發(fā)生一定的變化[25]，因此，櫻桃酒中花色苷的研究對(duì)于櫻桃酒生產(chǎn)具有非常重要的意義。7株釀酒酵母萃取長(zhǎng)把紅中花色苷的能力差異顯著，在0.71～1.16 mg/L之間。接種D254的櫻桃酒中花色苷含量最高，RHST、EC1118次之；而接種BM 4×4的櫻桃酒花色苷含量最低，可能會(huì)導(dǎo)致酒體顏色黯淡，外觀色澤欠佳。

7株釀酒酵母萃取多酚、單寧、黃酮和花色苷的能力差異較大，其中D254的萃取能力最強(qiáng)，能夠賦予果酒醇厚的口感；而QA23和BM 4×4等酵母的萃取能力相對(duì)較弱，可能會(huì)造成果酒口感淡薄，因而不適宜作為櫻桃果酒的出發(fā)菌株。

2.4不同酵母對(duì)櫻桃酒感官品質(zhì)的影響

定量描述分析(QDA)是美國(guó)Targon公司于20世紀(jì)70年代創(chuàng)立的感官分析方法，利用統(tǒng)計(jì)方法對(duì)感官測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，是一種定性和定量結(jié)合的描述分析檢驗(yàn)方法。QDA適用于新產(chǎn)品開發(fā)與測(cè)評(píng)，有利于控制產(chǎn)品質(zhì)量，是有較強(qiáng)實(shí)用性的感官評(píng)定方法[26-27]。

正式實(shí)驗(yàn)之前，經(jīng)過多輪檢驗(yàn)和討論，已確定了櫻桃酒的6個(gè)主要香氣特征，分別是花香、果香、甜香味、生青氣味、醇香和發(fā)酵香。4個(gè)主要的味道屬性，分別是酸、甜、苦、澀。3個(gè)主要的顏色特征分別是紅色、黃色和棕色。所有感官評(píng)價(jià)均采用定量描述分析法，選取 10 點(diǎn)制標(biāo)度。11名感官評(píng)定人員對(duì)7株不同釀酒酵母發(fā)酵的櫻桃酒的香氣特征、色澤以及滋味等感官指標(biāo)進(jìn)行描述分析，并對(duì)各描述特征強(qiáng)度取平均值，如表3所示，并形成風(fēng)味剖面圖(圖3)。

表3　接種不同酵母的櫻桃酒的各項(xiàng)感官屬性平均得分表

圖3　接種7株酵母的櫻桃酒的感官分析結(jié)果Fig.3　Results obtained during sensory analyses for cherry wines fermented by seven S. cerevisiae strains

就香氣屬性而言，接種D254和EC1118的櫻桃酒的果香最濃郁，BM 4×4發(fā)酵的櫻桃酒的果香得分最低。接種BM 4×4、FX10的櫻桃酒的醇香最強(qiáng)烈，而F33發(fā)酵櫻桃酒卻醇香寡淡。發(fā)酵香氣在各櫻桃酒間差異較大，以BM 4×4得分最高，而EC1118得分最低。生青氣味在部分酒樣中較濃郁，如FX10。

就色澤屬性而言，D254、RHST發(fā)酵的櫻桃酒色澤紅艷或紫紅，紅色調(diào)突出，外觀感覺較好。而接種BM 4×4的櫻桃酒顏色較淺，有黃色和棕色色調(diào)，外觀質(zhì)量一般。

就味道屬性而言，D254和EC1118發(fā)酵的櫻桃酒酒體圓潤(rùn)、豐滿，酸甜適中，爽口，后味干凈，單寧、黃酮引起的苦澀感中等，因而總體評(píng)價(jià)位于各發(fā)酵櫻桃酒前列。接種RHST和QA23的3種櫻桃酒的總體評(píng)價(jià)中等，雖然入口舒順、滋味純正、爽凈，但是較之D254其酸味、苦澀感偏少，降低了酒體的醇厚感。接種QA23、BM 4×4的櫻桃酒的各種味覺屬性均得分較低，特別是苦味和澀感，因而感覺酒體單薄，口感寡淡。

綜合各種感官屬性，D254發(fā)酵的櫻桃酒獲得了最優(yōu)的評(píng)價(jià)結(jié)果，其顏色紅艷，香氣馥郁協(xié)調(diào)，入口舒順，酒體圓潤(rùn)，滋味純正、爽凈，屬于上乘的櫻桃酒。

3　結(jié)論

以市售的商業(yè)化釀酒酵母為研究對(duì)象，通過對(duì)比7株酵母的發(fā)酵性能、萃取生物活性物質(zhì)，以及對(duì)櫻桃酒感官品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)釀酒酵母D254不僅在發(fā)酵過程中表現(xiàn)卓越，發(fā)酵速度快、轉(zhuǎn)化效率高，而且具備一定的降解果酒中的有機(jī)酸和較強(qiáng)的萃取多酚和單寧的能力，因而能夠賦予櫻桃果酒鮮艷的色澤、適宜的酸澀度和口感。而且該菌株為產(chǎn)香濃郁的酵母菌，能夠增強(qiáng)櫻桃酒的果香、花香等香氣特征，使酒樣香氣馥郁協(xié)調(diào)?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，本研究選定D254為發(fā)酵起始菌株，負(fù)責(zé)櫻桃果酒的酒精發(fā)酵。本課題的研究結(jié)果可為進(jìn)一步優(yōu)化櫻桃酒發(fā)酵工藝及櫻桃酒的生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)。

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The compositional profile and sensory analysis of cherry wines fermented by differentSaccharomycescerevisiaestrains

LIU Wen-li, SUN Shu-yang*,GONG Han-sheng,CHE Chang-yuan,JIN Cheng-wu

(College of Food Engineering,Ludong University,Yantai 264025,China)

Wine yeasts have a significant effect on the quality of cherry wines. In order to select an appropriate yeast for cherry wines fermentation, seven commercialSaccharomycescerevisiaestrains were assayed and compared. Results demonstrated that D254 strain showed better performance during the alcoholic fermentation, and was able to efficiently extract many biological active substances from the cherry musts, such as polyphenols and anthocyanins. In addition, the cherry wines fermented by D254 obtained the highest score during the sensory analysis, presenting a harmonious flavor and texture. Therefore, D254 was selected as the most suitable yeast starter for production of cherry wines.

cherry wine;Saccharomycescerevisiae; screening; compositional profile; sensory analysis

博士，講師(孫舒揚(yáng)副教授為通訊作者,E-mail：sysun81@aliyun.com)。

山東省高?？萍及l(fā)展計(jì)劃(J13LE10)；國(guó)家自然科學(xué)基金(31501577)

2015-08-21，改回日期：2015-10-14