不同發(fā)酵工藝對(duì)香水梨酒品質(zhì)指標(biāo)及香氣成分的影響

馬 爍，趙 華*

（天津科技大學(xué) 生物工程學(xué)院工業(yè)發(fā)酵微生物教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 天津市工業(yè)微生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 天津市微生物代謝與發(fā)酵過(guò)程控制技術(shù)工程中心，天津 300457）

香水梨（Pyrus ussuriensisMaxim），又名軟兒梨、消梨、凍梨。主要產(chǎn)地分布于甘肅蘭州、青海以及寧夏等地[1]。香水梨樹(shù)形高大，枝條茂盛，適應(yīng)性和抗逆性強(qiáng)，不怕嚴(yán)寒冷凍，久存不易腐爛，成熟時(shí)果實(shí)顏色是黃中帶綠，果味略酸，貯存至翌年解凍再食，口感明顯改善，口感更為甜美可口，食如甘蜜，且汁液增多，香氣濃郁，營(yíng)養(yǎng)豐富，有潤(rùn)肺止咳、清胃泄火等功效[2]。

香水梨酒風(fēng)味是指對(duì)香氣和味道成分的總體印象。香氣通常與有氣味的揮發(fā)性化合物有關(guān)。酒的香味是指由于發(fā)酵、提升和陳釀而形成的更復(fù)雜的風(fēng)味化合物[3]。從最廣泛的意義上講，除了芳香梨品種中的萜烯和草本品種中的烷氧基吡嗪外，感知到的味道是許多這些相互作用化合物的絕對(duì)數(shù)量和特定比例的結(jié)果，而不是歸因于單一的“影響”化合物。香水梨酒風(fēng)味是根據(jù)不同化合物的來(lái)源進(jìn)行分類的。這包括品種風(fēng)味（源自香水梨的風(fēng)味化合物）、偏好風(fēng)味（在提取和調(diào)節(jié)過(guò)程中形成的化合物），發(fā)酵味（酒精和蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵期間由酵母和細(xì)菌產(chǎn)生）和發(fā)酵后味（通過(guò)木材或瓶子中的酶或物理化學(xué)作用在老化過(guò)程中出現(xiàn)的化合物）[4-5]。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，檢測(cè)梨酒中香氣物質(zhì)的方法主要有氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatographymass spectrometry，GC-MS）、氣相色譜-嗅聞（gas chromatography olfactometry，GC-O）以及電子鼻方法[6]。目前國(guó)內(nèi)外大多對(duì)梨酒的釀造工藝以及抗氧化能力進(jìn)行了深入研究。李麗梅等[7]對(duì)梨酒抗氧化能力進(jìn)行了研究，而鮮通過(guò)不同發(fā)酵工藝對(duì)梨的香氣成分進(jìn)行研究報(bào)道。本研究以香水梨鮮汁、熟汁和清汁為原料，通過(guò)不同發(fā)酵工藝釀造果酒，并對(duì)不同發(fā)酵工藝?yán)婢频目偹帷⑦€原糖、酒精度、總酚、褐變抑制率以及揮發(fā)性物質(zhì)成分進(jìn)行分析，以便更好地了解不同工藝對(duì)香水梨酒的整體影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

無(wú)蟲(chóng)害新鮮香水梨：寧夏回族自治區(qū)中衛(wèi)市海原縣；白砂糖（食品級(jí)）：昆明家鄉(xiāng)堡電子商務(wù)有限公司；果膠酶（3 000 U/g）：濟(jì)南曼森商貿(mào)有限公司；釀酒活性干酵母（SY）：安琪酵母股份有限公司；福林酚：上海如吉生物科技有限公司；無(wú)水碳酸鈉：濟(jì)寧博誠(chéng)化工有限公司；檸檬酸：日照金禾博源生化有限公司；抗壞血酸（純度≥99.7%）：天津福晨化學(xué)試劑有限公司；亞硫酸：天津市百世化工有限公司。試驗(yàn)所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-5100型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：天津億諾科學(xué)儀器有限公司；QE-300型萬(wàn)能粉碎機(jī)：浙江屹立工貿(mào)有限公司；C21-IH50E型電磁爐：浙江蘇泊爾股份有限公司；ME204型電子天平：梅特勒-托利多國(guó)際貿(mào)易（上海）有限公司；LB10T型手持測(cè)糖儀：上海蒲春計(jì)量有限公司；5975C/7890A氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國(guó)安捷倫科技公司；PHS-3C型pH計(jì)：北京能克工程有限公司；SY-1-2型可調(diào)型恒溫水浴鍋：天津市歐諾儀器儀表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 清汁、熟汁及鮮汁發(fā)酵梨酒的加工工藝流程及操作要點(diǎn)

香水梨挑選→清洗→去皮、去核→護(hù)色→榨汁→添加果膠酶→過(guò)濾→調(diào)pH值→添加白砂糖→接種酵母→發(fā)酵→過(guò)濾→殺菌→清汁梨酒

香水梨挑選→清洗→去皮、去核→護(hù)色→榨汁→添加果膠酶→煮沸后冷卻→調(diào)pH值→添加白砂糖→接種酵母→發(fā)酵→過(guò)濾→殺菌→熟汁梨酒

香水梨挑選→清洗→去皮、去核→護(hù)色→榨汁→添加果膠酶→調(diào)pH值→添加白砂糖→接種酵母→發(fā)酵→過(guò)濾→殺菌→鮮汁梨酒

操作要點(diǎn)：

將無(wú)蟲(chóng)害的香水梨清洗干凈，去皮、去核。將梨削塊浸泡在5%的檸檬酸和2%的抗壞血酸護(hù)色液30 min；將梨塊放入榨汁機(jī)榨汁得到梨漿，并添加60 mg/L的亞硫酸。為改善梨酒香氣，提高梨酒澄清度，向香水梨汁中添加0.2%的果膠酶，充分?jǐn)嚢韬笾糜?0 ℃條件下水浴2 h；清汁發(fā)酵工藝使用100目的濾布將鮮汁過(guò)濾。熟汁發(fā)酵梨酒需加熱煮沸，將酶解后的梨漿加熱至沸騰，并在沸騰狀況下維持10 min，再冷卻至常溫。向梨汁或梨漿中添加NaHCO3調(diào)節(jié)pH值至3.5左右，加蔗糖至20°Bx。按0.2%接種量稱取釀酒活性干酵母于37 ℃條件下水浴活化20 min，活化過(guò)程中添加少量梨汁，使釀酒酵母適應(yīng)其環(huán)境。將活化好的酵母接入到預(yù)先準(zhǔn)備的梨汁或梨漿中，在28 ℃條件下，發(fā)酵7 d左右直至糖度不再發(fā)生變化，結(jié)束發(fā)酵。將發(fā)酵結(jié)束的梨酒用120目濾布過(guò)濾得到澄清的梨酒。將發(fā)酵結(jié)束的梨酒進(jìn)行巴氏殺菌（65 ℃、30 min）。

1.3.2 感官評(píng)價(jià)

香水梨酒感官評(píng)價(jià)依據(jù)GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[8]，邀請(qǐng)10名經(jīng)過(guò)感官培訓(xùn)人員對(duì)本試驗(yàn)的香水梨酒的色澤、澄清度、典型性、香氣和滋味5個(gè)方面進(jìn)行感官評(píng)定，滿分100分，香水梨酒感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 香水梨酒感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of fragrant pear wine

1.3.3 基礎(chǔ)理化指標(biāo)測(cè)定方法

酒樣的酒精度、總酸、還原糖的測(cè)定：采用國(guó)標(biāo)GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[8]。

總酚測(cè)定[9]：采用福林酚法。在波長(zhǎng)765 nm條件下測(cè)定樣品的吸光度值（A765nm），以沒(méi)食子酸含量（x）為橫坐標(biāo)，吸光度值（y）為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。按照標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程y=0.010 7x+0.022 2（R2=0.999 1）計(jì)算樣品中總酚含量。

1.3.4 香水梨酒香氣成分的測(cè)定

香水梨酒香氣成分的測(cè)定采用GC-MS法。

香氣成分的提?。喝? mL發(fā)酵結(jié)束后的梨酒酒樣放入20mL頂空瓶中，加入2.0gNaCl和20μL質(zhì)量濃度為20mg/mL的2-辛醇溶液作為內(nèi)標(biāo)，密封好后置于50 ℃水浴，將手動(dòng)進(jìn)樣器的萃取頭插入樣品瓶上部頂空中，推出萃取頭，不能碰到梨酒，頂空萃取40 min后，縮回萃取頭，并迅速插入氣相色譜儀器進(jìn)樣，解吸10 min。

GC-MS條件：參照周繼亙等[10]的方法并略有修改。色譜條件：HP-INNOWAX色譜柱（30 mm×0.25 mm，0.25 μm），程序升溫50 ℃保留2 min，然后以5 ℃/min升至220 ℃保留5 min，進(jìn)樣口溫度250 ℃，載氣為氦氣（He），流速1 mL/min，不分流進(jìn)樣。質(zhì)譜條件：電子電離（electronic ionization，EI）源，四級(jí)桿溫度230 ℃，離子溫度230 ℃，掃描范圍20～500 m/z。

定性與定量方法：由GC-MS 分析所得的樣品質(zhì)譜圖經(jīng)計(jì)算機(jī)在美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所（national institute of standards and technology，NIST）、Wiley數(shù)據(jù)庫(kù)檢索比對(duì)及資料參考，進(jìn)行定性分析。各成分的含量采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行半定量分析。各香氣成分含量計(jì)算公式如下：

式中：Xi為待測(cè)成分的質(zhì)量濃度，μg/L；CS為內(nèi)標(biāo)2-辛醇的質(zhì)量濃度，μg/L；AS為內(nèi)標(biāo)物的峰面積；Ai為待測(cè)物的峰面積。

1.3.5 褐變抑制率的測(cè)定

參考李鶴等[11]的方法，取適量香水梨酒，4 000 r/min離心20 min，用分光光度計(jì)于波長(zhǎng)420 nm處測(cè)定吸光度值，以吸光度值反映褐變程度，吸光度值越大表明褐變程度越大。重復(fù)平行測(cè)定3次，取平均值，經(jīng)過(guò)護(hù)色處理3種梨酒為實(shí)驗(yàn)組，未經(jīng)護(hù)色處理的三種梨酒為對(duì)照組，褐變抑制率計(jì)算公式如下：

式中：R為褐變率抑制率，%；Am為實(shí)驗(yàn)組梨酒的吸光度值；A0為對(duì)照組梨酒的吸光度值。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理

SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，所有試驗(yàn)重復(fù)平行測(cè)定3次，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。采用Origin 8.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同工藝對(duì)香水梨果酒理化指標(biāo)的影響

分別采用清汁、熟汁及鮮汁發(fā)酵制備梨酒，不同工藝對(duì)香水梨果酒理化指標(biāo)的影響結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知，3種不同的工藝釀造的香水梨酒測(cè)得總酸、還原糖、酒精度、總酚以及褐變抑制率有差異。清汁、鮮汁及熟汁發(fā)酵梨酒的總酸含量分別為8.82 g/L、8.25 g/L、6.87 g/L，其中熟汁發(fā)酵酒總酸含量最低。清汁、鮮汁及熟汁發(fā)酵梨酒的還原糖含量分別為9.75 g/100 mL、10.32 g/100 mL、10.53 g/100 mL，其中清汁發(fā)酵酒還原糖含量最低，經(jīng)分析清汁發(fā)酵梨酒在發(fā)酵過(guò)程中糖分更容易得到釋放，因此糖發(fā)酵更為徹底，使得其酒精度更高，還原糖含量較低。清汁、鮮汁及熟汁發(fā)酵梨酒的總酚含量分別為4.63 g/L、5.67 g/L、6.41 g/L，其中熟汁發(fā)酵梨酒中總酚含量最高，這與張秀玲等[12]結(jié)論一致，原因可能是因?yàn)槔婢圃诟邷丨h(huán)境下其本身的酚類物質(zhì)得到更好的釋放，而多酚氧化酶等酶類活性降低，從而使果肉中的酚類物質(zhì)得到了保留。

表2 不同制作工藝對(duì)香水梨果酒理化指標(biāo)的影響Table 2 Effect of different production process on physical and chemical indexes of fragrant pear wine

清汁、鮮汁及熟汁發(fā)酵梨酒的褐變抑制率分別為70.44%、67.49%、74.27%，其中熟汁發(fā)酵褐變抑制率最高，可能原因是在加熱過(guò)程中多酚氧化酶活性降低，從而使抑制效果最佳。從理化指標(biāo)來(lái)綜合分析，清汁發(fā)酵的梨酒工藝更適合。

2.2 不同工藝對(duì)香水梨果酒的揮發(fā)性香氣成分影響

分別采用清汁、熟汁及鮮汁發(fā)酵制備梨酒，GC-MS分析不同工藝對(duì)香水梨果酒揮發(fā)性香氣成分，總離子流色譜圖見(jiàn)圖1，揮發(fā)性香氣成分測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。

由圖1和表3可知，不同釀造工藝的梨酒樣品共檢出31種香氣成分，香水梨酒揮發(fā)性化合物主要分為酯類、醇類、酸類、醛類4種，其中清汁發(fā)酵梨酒、熟汁發(fā)酵梨酒、鮮汁發(fā)酵梨酒揮發(fā)性香氣成分分別共檢出21種、17種、23種。清汁發(fā)酵梨酒揮發(fā)性香氣成分中酯類占16.8%，醇類占75.3%，酸類占1.7%，醛類占1.29%，其他類占1.72%；熟汁發(fā)酵梨酒揮發(fā)性香氣成分中酯類占64.8%，醇類占31.6%，酸類占1%，醛類占1.86%，鮮汁發(fā)酵梨酒揮發(fā)性香氣成分中酯類占51.33%，醇類占43.5%，酸類占4.75%，醛類占1.82%。

表3 三種不同工藝香水梨果酒中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)比較Table 3 Comparison of volatile flavor substances in fragrant pear wine with three different processes

圖1 不同發(fā)酵工藝香水梨酒揮發(fā)性香氣成分GC-MS分析總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatogram of volatile components in fragrant pear wine with different fermentation process analysis by GC-MS

醇類物質(zhì)是由酵母發(fā)酵或氨基酸轉(zhuǎn)化而來(lái)，是影響梨酒香氣最重要物質(zhì)之一，具有新鮮面包香、清甜的玫瑰花香[13]。三種不同的發(fā)酵工藝檢測(cè)出醇類含量較高的為異戊醇和苯乙醇，為酒體增添了醇香和玫瑰香氣。苯乙醇是梨酒中重要的揮發(fā)性香氣成分和香氣前體物質(zhì)，其天然存在于香水梨中，也可以利用酵母將天然存在的前體物質(zhì)轉(zhuǎn)化成揮發(fā)性物質(zhì)成分。苯乙醇是由酵母菌在發(fā)酵過(guò)程中通過(guò)轉(zhuǎn)化發(fā)酵液中的苯丙氨酸產(chǎn)生的，即苯丙酮途徑和艾氏途徑所產(chǎn)生[14-15]。香水梨酒中酯類揮發(fā)性物質(zhì)含量最為豐富，賦予了梨酒怡人的酒香氣味[16]。在三種不同發(fā)酵工藝中檢測(cè)鮮汁發(fā)酵同比清汁發(fā)酵和鮮汁發(fā)酵酯類種類最為豐富，為10種，其中乙酸乙酯、乙酸異戊酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯以及異戊酯相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，很好的形成香水梨酒的典型風(fēng)味。其分別代表較強(qiáng)的蘋(píng)果、梨、香蕉皮香；香蕉、梨香；菠蘿香、香蕉香；白蘭地酒香氣；椰子香、酒香；蘋(píng)果香、香蕉香[17-20]。香水梨果酒中酯類的主要是在酵母菌體內(nèi)進(jìn)行，生成的產(chǎn)物最終通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入酒體。從而使得酒體醇香濃郁[21]。通過(guò)氣質(zhì)檢測(cè)清汁發(fā)酵香水梨酒中酸類有辛酸、庚酸和癸酸三種，含量分別為1.34 μg/L、1.72 μg/L、6.21 μg/L。熟汁發(fā)酵中檢測(cè)出酸類化合物只有辛酸，含量為0.89 μg/L。鮮汁發(fā)酵梨酒中檢測(cè)出辛酸和庚酸兩種，含量分別為2.86 μg/L、1.02 μg/L。酸主要是增加酒體后味，平衡口感，減少刺激味道，并有利于酯類物質(zhì)生成[22-24]。醛類物質(zhì)大多數(shù)能產(chǎn)生使人愉悅的香味[25]，但是該香水梨酒檢測(cè)出的醛類物質(zhì)種類較少且含量低，清汁發(fā)酵檢測(cè)出的醛類有苯甲醛和辛醛兩種，含量分別為1.53 μg/L、3.10 μg/L。熟汁發(fā)酵和鮮汁發(fā)酵的梨酒只有苯甲醛一種，含量分別為1.48 μg/L、1.49 μg/L。從揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)來(lái)看，鮮汁發(fā)酵制備梨酒化合物種類最豐富，優(yōu)于其他兩種。

2.3 不同工藝對(duì)香水梨果酒的感官品質(zhì)的影響

清汁發(fā)酵梨酒感官品評(píng)得分為83.7分，其呈淡黃色，澄清透明，具有悅?cè)说睦婀逑憔企w協(xié)調(diào)。熟汁發(fā)酵梨酒感官品評(píng)得分為75.1分，該酒呈淡黃色，光澤度好，澄清透明，梨香和酒香平衡性較好。鮮汁發(fā)酵梨酒感官品評(píng)得分為81.0分，該酒呈暗黃色，澄清透明，香氣濃郁。從感官評(píng)價(jià)來(lái)看，清汁發(fā)酵梨酒表現(xiàn)最佳。

表4 三種不同工藝香水梨果酒感官評(píng)價(jià)結(jié)果Table 4 Results of sensory evaluation of fragrant pear wine withthree different processes

3 結(jié)論

本研究采用了3種不同工藝釀造香水梨酒，并比較了清汁發(fā)酵、熟汁發(fā)酵和鮮汁發(fā)酵梨酒的理化性質(zhì)和香氣成分。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出清汁發(fā)酵的香水梨酒酒精度數(shù)最高，為10.53%vol。三種不同釀造工藝的梨酒共檢出31種成分，主要有酯類、醇類、酸類和醛類。鮮汁發(fā)酵的香水梨酒共檢出23種香氣成分，其中酯類含量最豐富，占51.33%。清汁發(fā)酵梨酒中共檢出21種香氣成分，其中醇類相對(duì)含量最高，占75.3%。熟汁發(fā)酵梨酒中共檢出17種香氣成分，其中酯類物質(zhì)相對(duì)含量最高，占64.8%。清汁、熟汁、鮮汁發(fā)酵梨酒感官評(píng)分分別為83.7分、75.1分、81.0分。清汁發(fā)酵梨酒呈淡黃色，澄清透明，具有悅?cè)说睦婀逑?，酒體協(xié)調(diào)。熟汁發(fā)酵梨酒呈淡黃色，光澤度好，澄清透明，梨香和酒香平衡性較好。鮮汁發(fā)酵梨酒呈暗黃色，澄清透明，香氣濃郁。清汁發(fā)酵香水梨酒在總酸含量、酒精度、褐變抑制率、感官評(píng)分等方面優(yōu)于其他兩種，揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)較為豐富，因此，清汁發(fā)酵梨酒整體品質(zhì)較佳。