不同發(fā)酵時間獼猴桃米酒品質(zhì)變化的研究

張頂坤，鄧秋紅，岳 秦，王艷芳，龔 兵，黃譯生，胡 鑫，黃 特，王啟會，王海燕*

（1.湖北文理學(xué)院 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院·化學(xué)工程學(xué)院 鄂西北傳統(tǒng)發(fā)酵食品研究所，湖北 襄陽 441053；2.湖北科技學(xué)院 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，湖北 咸寧 437100；3.江西師范大學(xué) 附屬醫(yī)院，江西 南昌 330022）

獼猴桃（Actinidia chinensis）又稱猴梨、藤梨、羊桃等，屬獼猴桃科植物[1]，主要分布在我國中南部，目前發(fā)現(xiàn)的獼猴桃屬植物有60多種，適合人食用的大概有20多種[2]。獼猴桃口感清香[3]，果肉鮮嫩，甜度高、富含多種維生素和微量元素[4]，其中維生素C（vitamin C，VC）含量比其他水果高幾十倍[5]，被稱為“水果之王”[6]。研究發(fā)現(xiàn)，獼猴桃具有抗氧化[7]、促進有毒物質(zhì)排出[8]、預(yù)防心臟病[9]以及抗癌等功效[10]。我國目前的獼猴桃加工產(chǎn)品主要包括果汁[11]、果脯[12]、果醬[13]、果酒[14]等。米酒是我國傳統(tǒng)食品，是以糯米為主要釀酒原料，經(jīng)過淘洗、浸泡、蒸煮，拌曲、糖化發(fā)酵制作而成，是一種高蛋白、低脂肪、醇香、柔和爽口的低度酒精飲料。米酒中富含維生素、礦物質(zhì)和多種氨基酸，很容易被人體吸收，具有強健脾胃，溫寒補虛、提神解乏、解渴消暑、促進血液循環(huán)、潤膚等功效，是補氣養(yǎng)血的佳品[15]。米酒還具有抗氧化性，其與多酚含量存在一定的相關(guān)性[16]。為了改善米酒的制作工藝、風(fēng)味和營養(yǎng)價值實現(xiàn)米酒產(chǎn)品的多樣化，已有多項研究將黑米[17]、香梨[18]、黑豆[19]、紫薯[20]等代替一部分糯米作為發(fā)酵原料進行新型米酒的研究，但是對于獼猴桃米酒研究的報道目前尚少。

本研究將營養(yǎng)價值極高的獼猴桃作為發(fā)酵的原料，和糯米一起蒸熟，再拌入酒曲進行發(fā)酵制備獼猴桃米酒。采用密度瓶法、pH計、電子舌、電子鼻、色度儀分析發(fā)酵過程中獼猴桃米酒的酒精度、pH值、滋味、氣味、色度等品質(zhì)指標(biāo)的變化，并對結(jié)果進行主成分分析（principal component analysis，PCA），以期為開發(fā)新型獼猴桃米酒產(chǎn)品提供重要參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

糯米、獼猴桃：市售；安琪甜酒曲：安琪酵母股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

PEN3型便攜式電子鼻：德國Airsense公司；SA402B味覺分析系統(tǒng)：日本Insent公司；密度瓶（25/50 mL）：上?；茖嶒炂鞑挠邢薰荆籋UNTERLAB色度儀：上海信聯(lián)創(chuàng)作電子有限公司；pHs-25 pH計：上海雷磁儀器有限公司；3-18k離心機：德國SIGMA股份有限公司；250B數(shù)顯生化培養(yǎng)箱：金壇市經(jīng)達(dá)儀器制造有限公司；DKB-8A電熱恒溫水槽：上海精宏實驗設(shè)備有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 獼猴桃米酒的制備

稱取12份糯米各500 g，淘洗2～3次。糯米與水按照1∶2（g∶mL）料水比加水浸泡6 h。將獼猴桃去皮切成小塊，稱取12份各50 g分別加入12份浸泡好的糯米中拌勻，蒸煮30 min，冷卻到28～30 ℃，加入2 g安琪甜酒曲、250 g去離子水?dāng)嚢杈鶆蜓b于發(fā)酵罐中搭窩，密封，28 ℃條件下發(fā)酵得到獼猴桃米酒。分別于0、6 h、12 h、18 h、24 h、30 h、36 h、42 h、48 h、54 h、66h和78h取米酒樣品于樣品瓶中密封，置于-20℃冷藏備用。

1.3.2 分析檢測

（1）電子舌測定

獼猴桃米酒樣品50 g加入150 mL去離子水，4 000 r/min離心10 min取上清液，用電子舌對米酒的酸味、苦味、澀味、咸味、鮮味五個基本味覺指標(biāo)，苦的回味、澀的回味和豐度三個回味指標(biāo)進行檢測[21]。

（2）電子鼻測定

參照趙寧等[22]的方法，準(zhǔn)確稱取15 g獼猴桃米酒樣品于電子鼻樣品瓶中，密封，使用PEN3型便攜式電子鼻對樣品進行檢測，選定49 s、50 s、51 s 3個時間點的平均值為檢測值。

（3）pH值的測定

50 g獼猴桃米酒發(fā)酵樣品中加入150 mL去離子水?dāng)嚢杈鶆颍? 000 r/min離心10 min取上清液，用pH計測其pH值，做3組平行試驗取平均值。

（4）色度的測定

參照王玉榮等[23]的實驗方法，將獼猴桃米酒樣品適量裝入50 mm×50 mm比色皿中，采用色度儀對其色度進行測定，測試模式為反射，讀數(shù)以CIEl976色度空間值L*值（暗→亮：0→100），a*值（綠-→紅+），b*值（藍(lán)-→黃+）表示。

（5）酒精度的測定

根據(jù)國標(biāo)GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中密度瓶法測定樣品酒精的含量。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

采用主成分分析（PCA）和顯著性分析對12 個不同發(fā)酵時間獼猴桃米酒樣品的品質(zhì)進行分析。采用Origin 9.0軟件進行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同發(fā)酵時間獼猴桃米酒品質(zhì)的變化

2.1.1 不同發(fā)酵時間獼猴桃米酒的酒精度、pH值與色度的變化

不同發(fā)酵時間對獼猴桃米酒的酒精度、pH值與色度的影響見表1。

表1 不同發(fā)酵時間獼猴桃米酒的酒精度、pH值與色度的變化Table 1 Changes of alcohol content,pH and colour of kiwi fruit rice wine at different fermentation time

由表1可以看出，隨著發(fā)酵時間的延長，米酒酒精度在逐漸升高，與對照組相比，自發(fā)酵18 h開始具有一定差異，發(fā)酵42 h達(dá)到最高（P＜0.05），隨著發(fā)酵時間的繼續(xù)延長，酒精度有所降低。隨著發(fā)酵時間的延長，獼猴桃米酒pH值有下降趨勢，30 h達(dá)最低值。米酒樣品的L*值有不同程度的降低，致使顏色稍暗。發(fā)酵24 h、78 h米酒樣品具有最高的a*值和b*值。簡言之，米酒酒精度在發(fā)酵達(dá)42 h之前糖分被利用產(chǎn)生越來越多的酒精，之后由于糖分的減少致使酒精度有所降低；發(fā)酵24 h、78 h米酒樣品的a*值和b*值達(dá)到最高值，使獼猴桃米酒顏色趨向于紅-黃色。

2.1.2 不同發(fā)酵時間獼猴桃米酒氣味的變化

PEN3型電子鼻傳感器由10種金屬氧化物傳器感構(gòu)成[24]，其性能分別為：W1C（對芳香型化合物敏感）、W5S（對氮氧化物敏感）、W3C（對芳香族化合物敏感）、W6S（對氫類敏感）、W5C（對烷烴、芳香族化合物敏感）、W1S（對甲烷敏感）、W1W（對有機硫化物和萜類敏感）、W2S（對乙醇敏感）、W2W（對有機硫化物敏感）、W3S（對烷烴敏感）。不同發(fā)酵時間獼猴桃米酒氣味的變化見表2。

從表2可看出，發(fā)酵6 h的米酒樣品芳香族揮發(fā)性氣體的含量最高，而硫化物類等不良?xì)怏w含量最低。發(fā)酵30 h的米酒樣品具有最高的萜類化合物，而萜類物質(zhì)是獼猴桃果酒的特征香氣[25]。發(fā)酵78 h的米酒樣品具有最高的氮氧化物、氫類、甲烷、硫化物等不良?xì)怏w以及最低的芳香性揮發(fā)性氣體。結(jié)果表明，發(fā)酵開始6 h，獼猴桃米酒散發(fā)出濃郁的芳香族揮發(fā)性香氣；隨著發(fā)酵時間延長到30 h，米酒樣品富有獼猴桃特有的萜類化合物的香氣；而發(fā)酵時間達(dá)到78 h獼猴桃米酒的品質(zhì)則明顯降低。

表2 不同發(fā)酵時間獼猴桃米酒氣味的變化Table 2 Changes of odor of kiwi fruit rice wine at different fermentation time

2.1.3 不同發(fā)酵時間獼猴桃米酒滋味的變化

不同發(fā)酵時間對獼猴桃米酒滋味的影響見表3。

由表3可以看出，12個米酒樣品中，發(fā)酵6 h的獼猴桃米酒具有最高豐度、咸味；發(fā)酵24 h的獼猴桃米酒具有最高的酸味以及最低的豐度；發(fā)酵時間達(dá)到30 h的獼猴桃米酒具有最低咸味；54 h的米酒鮮味最低。隨著發(fā)酵時間0～30 h的延長，米酒中苦味逐漸降低，發(fā)酵48 h的米酒苦味達(dá)到最低值。

表3 不同發(fā)酵時間獼猴桃米酒滋味的變化Table 3 Changes of taste of kiwi fruit rice wine at different fermentation time

2.2 獼猴桃米酒主成分分析和綜合評價

對不同發(fā)酵時間的獼猴桃米酒的23個品質(zhì)指標(biāo)進行主成分分析并對其整體品質(zhì)進行評價，結(jié)果分別見表4、表5。

由表4和表5可知，前4個主成分的累計方差貢獻率為87.28%，因此可以認(rèn)為這4個主成分的數(shù)據(jù)就可以代表獼猴桃米酒的信息。第一主成分的方差貢獻率為60.67%，主要綜合了酒精度、L*值、酸味、咸味、W5C、W3C、pH、W1C、W1W、鮮味、W2W、W1S、W5S、W2S、W6S、W3S、豐度的信息。其中酒精度、酸味、W1W、W2W、W1S、W5S、W2S、W6S、W3S在第一主成分上呈正向分布，L*值、咸味、W5C、W3C、pH、W1C、鮮味、豐度在第一主成分上呈負(fù)向分布。即PC1取值大時，米酒的酒精度、酸味、揮發(fā)性氣體中的硫化物、萜烯、烷烴類含量高，而明亮度、鮮味、咸味、豐度、pH值和揮發(fā)性氣體中的芳香族化合物含量低，主要反映了米酒的口感品質(zhì)和氣味品質(zhì)。第二主成分的方差貢獻率為11.25%，主要綜合了苦味和澀味的信息，苦味和澀味在第二主成分上均呈正向分布。即當(dāng)PC2取值大時，米酒的苦味和澀味越濃郁，也反映了米酒的口感品質(zhì)。第三主成分的貢獻率為9.60%，主要綜合了后味A、后味B、b*值的信息，且這三個信息在第三主成分上均呈正向分布。這三個指標(biāo)對PC3的取值產(chǎn)生了重要影響，同時也反映了米酒的口感品質(zhì)和色度品質(zhì)。第四主成分的方差貢獻率為5.76%，主要綜合了a*值的信息，米酒的紅綠度在第四主成分上呈負(fù)向分布。即當(dāng)?shù)谒闹鞒煞秩≈翟酱髸r，a*值越低，主要反映了獼猴桃米酒中獼猴桃綠色素的變化。

表4 獼猴桃米酒的品質(zhì)指標(biāo)的主成分分析Table 4 Principal component analysis of quality indexes of kiwi fruit rice wine

續(xù)表

表5 主成分相關(guān)系數(shù)矩陣Table 5 Correlation coefficient matrix of principal components

2.2.1 獼猴桃米酒主成分得分及排名

在主成分分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)綜合評價計算不同發(fā)酵時間獼猴桃米酒的綜合得分和排名見表6。

表6 獼猴桃米酒主成分得分及排名Table 6 Main component score and ranking of kiwi fruit rice wine

由表6可知，發(fā)酵78 h、66 h、30 h、54 h、36 h獼猴桃米酒樣品綜合得分分別位居前5，說明這5個時間的獼猴桃樣品的綜合品質(zhì)表現(xiàn)較好[26]。發(fā)酵0 h、6 h綜合得分靠后，說明這兩個發(fā)酵時間段的獼猴桃米酒的綜合品質(zhì)表現(xiàn)較差。而綜合表5和表6來看，PC1、PC2得分越高，米酒的苦味、澀味和米酒揮發(fā)性氣體中的芳香族化合物越少；而隨著發(fā)酵時間的延長，PC1的得分是逐漸增大的，說明隨著時間的延長，米酒的香氣是逐漸減弱的，但硫化物等影響米酒香氣的氣體含量逐漸增多。而排名靠前的幾個米酒樣品PC2得分也較高，此時米酒的苦味和澀味含量也較濃郁。因此米酒樣品的發(fā)酵情況還需進一步分析。

2.2.2 獼猴桃米酒主成分分析

不同發(fā)酵時間獼猴桃米酒PC1與PC2、PC1與PC3、PC1與PC4因子得分圖見圖1，因子載荷圖見圖2。

圖1 不同發(fā)酵時間獼猴桃米酒PC1與PC2（a）、PC1與PC3（b）、PC1與PC4（c）因子得分圖Fig.1 Factor score diagram of PC1 and PC2 (a),PC1 and PC3 (b),PC1 and PC4 (c) of kiwi fruit rice wine at different fermentation time

圖2 不同發(fā)酵時間獼猴桃米酒PC1與PC2（a）、PC1與PC3（b）、PC1與PC4（c）因子載荷圖Fig.2 Factor loading diagrams of PC1 and PC2 (a),PC1 and PC3 (b),PC1 and PC4 (c) of kiwi fruit rice wine at different fermentation time

結(jié)合圖1a與圖2a可知，發(fā)酵時間0～18 h的米酒樣品均在PC1的負(fù)向區(qū)間（第二象限和第三象限），PC1上得分較低，且在此區(qū)間內(nèi)，W5C、W3C、W1C、鮮味、L*值、豐度等優(yōu)良感官品質(zhì)載荷量較高，但酒精度較低；發(fā)酵時間24～78 h的米酒樣品均在PC1的正向區(qū)間，PC1上得分較高，且在此區(qū)間內(nèi)，W3S、W6S、W2S、W1S、W5S、W2W、W1W、酸味等不良感官品質(zhì)載荷量較高；值得一提的是，除了發(fā)酵30 h的米酒樣品之外的其余米酒樣品在PC1上的得分有逐漸增加趨勢，而發(fā)酵30 h的米酒樣品在PC1 上的得分驟增，原因可能是在此時間段內(nèi)米酒中的酵母菌開始利用獼猴桃中的糖分，致使獼猴桃的風(fēng)味成分被破壞；且發(fā)酵66 h、78 h的米酒樣品開始聚集，在PC2上的得分有明顯增高趨勢，可能是此時獼猴桃及大米中的糖分已被消耗殆盡，米酒的澀味、苦味等不良滋味增強。

由圖1b與圖2b、圖1c與圖2c可知，PC1與PC3因子得分圖和PC1與PC4因子得分圖得出的結(jié)論和PC1與PC2因子得分圖得出的結(jié)論基本相似，有所不同的是，PC1與PC3中，發(fā)酵30 h的米酒樣品在PC3上的得分明顯降低，在后味A、后味B等不良品質(zhì)上的載荷量較低，這可能是當(dāng)獼猴桃中的糖分被利用時有助于抑制這些不良滋味；PC1與PC4中，發(fā)酵18 h、24 h的米酒樣品在PC4上的得分明顯降低，a*值增高，這可能是由于發(fā)酵初期產(chǎn)生的酒精開始溶解獼猴桃中的色素。

綜上可得，發(fā)酵30 h以后隨著時間推移，獼猴桃米酒的感官品質(zhì)逐漸變差，猜測在30 h時間內(nèi)，獼猴桃中的糖分開始被利用的短時間內(nèi)，有助于抑制后味A、后味B等不良風(fēng)味，且獼猴桃尚未被利用時可能溶解出綠色色素，因此，嚴(yán)格控制發(fā)酵時間在30 h，有助于獼猴桃米酒整體品質(zhì)的提升。

3 結(jié)論

本研究以獼猴桃、糯米為原料制備獼猴桃米酒，采用密度瓶法、pH計、電子鼻、電子舌等對不同發(fā)酵時間點的獼猴桃米酒的酒精度、pH值、滋味、氣味、色度等品質(zhì)指標(biāo)進行檢測，并對結(jié)果進行主成分分析。結(jié)果表明，米酒在發(fā)酵時間大于30 h之后隨著發(fā)酵時間延長苦味、澀味等影響米酒口感的不良滋味品質(zhì)開始升高，而發(fā)酵30 h米酒中pH最低，此時的酸味濃郁，苦味、澀味、后味指標(biāo)均偏低且萜烯類物質(zhì)含量最高，綜合以上指標(biāo)得出發(fā)酵30 h后的獼猴桃米酒風(fēng)味是逐漸降低的，所以將發(fā)酵時間控制在30 h有助于提升獼猴桃米酒的風(fēng)味。