不同酵母發(fā)酵對(duì)石榴果酒香氣成分的影響分析

楊群娜 林巧 何劭英 柏苑苑 鄭雲(yún)丹 林曉宇

摘 要：本文采用氣相色譜-質(zhì)譜（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）聯(lián)用儀，以不同酵母發(fā)酵的石榴果酒為原料，結(jié)合感官評(píng)價(jià)、理化指標(biāo)分析、定性分析等方法對(duì)3種酵母發(fā)酵的石榴果酒的香氣成分進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，石榴果酒中的香氣成分主要為醇類、酯類、酸類及少量的酚類物質(zhì)等，其中以醇類和酯類為主，以SP、L13、LAB發(fā)酵的石榴果酒分別檢測出23種、11種、12種香氣成分。呈香效果的差異說明香氣成分的種類在石榴果酒的感官評(píng)價(jià)中起關(guān)鍵性作用。

關(guān)鍵詞：石榴果酒；氣相色譜-質(zhì)譜；香氣成分；酵母

Analysis of the Effect of Different Yeast Fermentation on the Aroma Components of Pomegranate Fruit Wine

YANG Qunna， LIN Qiao*， HE Shaoying， BAI Yuanyuan， ZHENG Yundan， LIN Xiaoyu

（College of Agricultural Sciences， Xichang University，? Liangshan 615000， China）

Abstract： In this paper， gas chromatography-mass spectrometry was used for analysis of pomegranate fruit wine fermented by different yeasts， sensory evaluation， physicochemical index analysis， qualitative analysis and other methods were combined to compare the aroma components of pomegranate fruit wine fermented by three types of yeast. The results showed that the aroma components in pomegranate fruit wine were mainly alcohols， esters， acids and a small amount of phenolic substances， among which alcohols and esters were the main ones.The pomegranate wine fermented by SP， L13 and LAB detected 23，11 and 12 aroma components， respectively. The difference in aromatic effect suggests that the type of aroma component plays a key role in the organoleptic quality of pomegranate fruit wine.

Keywords： pomegranate fruit wine; gas chromatography-mass spectrometry; aroma components; yeast

石榴果酒營養(yǎng)價(jià)值豐富，具有抗衰老、預(yù)防心臟病、美容養(yǎng)顏及生津止渴等功效。但目前我國石榴的深加工產(chǎn)品較少，涼山州會(huì)理縣是我國主要的石榴生產(chǎn)基地，每年有大量的鮮果滯銷，造成大量損失。對(duì)石榴果酒進(jìn)行深入研究，提升石榴果酒的品質(zhì)，進(jìn)一步提高其市場占有率和競爭力，能有效解決石榴鮮果滯銷的問題。

呈香物質(zhì)在果酒的口感和酒質(zhì)方面起關(guān)鍵性作用。嗅覺和味覺器官受到芳香物質(zhì)刺激并產(chǎn)生感覺，從而得出對(duì)石榴果酒質(zhì)量的感官評(píng)價(jià)[1]。國內(nèi)對(duì)葡萄酒中呈香物質(zhì)的研究較為全面，但關(guān)于不同酵母對(duì)石榴果酒香氣成分影響的報(bào)道較少。李美萍等[2]利用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀研究了石榴酒中的揮發(fā)性成分。本實(shí)驗(yàn)采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)石榴果酒中香氣成分進(jìn)行檢測，并結(jié)合感官評(píng)價(jià)等方法，將3種酵母發(fā)酵所得石榴果酒的香氣成分進(jìn)行對(duì)比，篩選出最適合制作石榴果酒的酵母。

1 材料與方法

1.1 材料

突尼斯石榴，四川省涼山州會(huì)理縣；SP酵母、L13酵母、LAB酵母，法國LAMOTHE ABIET；果膠酶，廣東康達(dá)生物科技有限公司；二氧化硫（400 mg·L-1），廈門海標(biāo)科技有限公司；葡萄糖，阜豐生物科技有限公司；乙酸正戊酯（內(nèi)標(biāo)物質(zhì)），滕州中科普分析儀器有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

臺(tái)式氣相色譜（四極）質(zhì)譜聯(lián)用儀，北京東西分析儀器有限公司；CPWAX57CB毛細(xì)管柱（50 m×0.25 mm，0.20 μm），美國Agilent公司；數(shù)顯糖度計(jì)，杭州陸恒生物科技有限公司；酒精度計(jì)，衡水創(chuàng)紀(jì)儀器儀表有限公司；pH-828 pH計(jì)，希瑪儀表集團(tuán)有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 石榴果酒的釀造

帶籽發(fā)酵工藝流程為石榴無損壞→清洗→去皮去隔膜→取石榴籽→破碎榨汁→石榴混汁→加硫→酶解→調(diào)糖→接種酵母→主發(fā)酵→過濾→后發(fā)酵→澄清→裝瓶[3]。

帶籽發(fā)酵工藝的操作要點(diǎn)為挑選成熟且表皮無損傷的新鮮石榴，洗凈后手動(dòng)去皮去隔膜，取石榴籽，將石榴籽破碎后平均分為3份入罐（用于添加3種酵母）。3組分別添加80 mg·L-1二氧化硫防止氧化，靜置30 min后各加入30 mg·L-1果膠酶，18 ℃條件下酶解15 h[4]。初始糖度為11.5 °Brix，加入一定量白砂糖調(diào)整總糖質(zhì)量濃度為200 g·L-1。石榴果酒酵母的接種量為0.2 g·L-1，稱量好所需酵母后，加入體積為酵母添加量10倍的蒸餾水，在37 ℃的恒溫水浴鍋中活化30 min，倒入石榴混合汁中攪拌均勻。主發(fā)酵溫度為20 ℃，主發(fā)酵結(jié)束后，將石榴果酒進(jìn)行初過濾，置于24 ℃恒溫箱中進(jìn)行后發(fā)酵。

1.3.2 石榴果酒的感官評(píng)價(jià)

將3種酵母釀造所得的石榴原酒樣品放在通風(fēng)良好、無任何氣味的房間內(nèi)，由果酒品鑒人員從色澤、澄清度、香氣、滋味和典型性5個(gè)方面參照表1的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打分，然后綜合考慮評(píng)優(yōu)[3]。

1.3.3 主要理化指標(biāo)測定

根據(jù)《葡萄酒、果酒通用分析方法》（GB/T 15038—2006）中的數(shù)顯糖度計(jì)法測定總糖、指示劑法測定總酸、酒精度計(jì)測定酒精度、滴定法測定揮發(fā)酸、密度瓶法測定干浸出物、氣相色譜法測定甲醇以及pH-828 pH計(jì)測定pH值。

1.3.4 香氣成分的提取

將蒸餾后的石榴果酒樣品存放于-18 ℃的冰柜中待用。使用時(shí)取出樣品，在37 ℃的水浴中加熱解凍，隨后精確量取10 mL放入15 mL的頂空瓶中，加入10 μL內(nèi)標(biāo)物（乙酸正戊酯），用PTFE/硅橡膠隔墊密封壓緊，進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜分析。

1.4 儀器條件

1.4.1 氣相色譜條件

CPWAX57CB石英毛細(xì)管柱（50 m×0.25 m，0.20 μm）；載氣為高純氦氣，恒定流量為1 mL·min-1；分流比為40∶1，載氣壓力為50 kPa。柱溫箱升溫程序：從41 ℃開始，保持2 min，以10 ℃·min-1升溫到200℃，保持10 min；自動(dòng)進(jìn)樣，進(jìn)樣口溫度210 ℃；檢測電壓為350 V。

1.4.2 質(zhì)譜條件

電子轟擊離子源，離子源溫度為200 ℃，發(fā)射電流為200 μA，電子能量為70 eV，掃描方式Scan，起始真空度為1.27×10-3 Pa。

1.5 香氣成分的定性分析

石榴果酒中的香氣成分經(jīng)過氣相色譜分離后，不同物質(zhì)形成各自的色譜峰，通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行分析鑒定。

1.6 數(shù)據(jù)處理

測定理化指標(biāo)及香氣成分所得的數(shù)據(jù)利用SPSS Statistics 27.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；整理后的數(shù)據(jù)利用Hi plot（ORG）網(wǎng)站進(jìn)行繪圖。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理采用z-score。

2 結(jié)果與分析

2.1 石榴果酒感官分析

由圖1可知，在石榴果酒的色澤方面，SP酵母發(fā)酵的酒樣呈現(xiàn)的效果最好，有一定光澤，L13酵母呈現(xiàn)效果較差；在澄清度方面，L13酵母和SP酵母發(fā)酵的酒樣呈現(xiàn)效果最好；在香氣方面，L13酵母和LAB酵母發(fā)酵的酒樣呈現(xiàn)效果明顯，果香及酒香濃郁和諧，無不良?xì)馕叮辉谧涛斗矫?，LAB酵母發(fā)酵的酒樣口感最好，酒質(zhì)柔順，回味悠長，SP酵母酒質(zhì)略微酸澀，口味平淡；在典型性方面，3種酵母發(fā)酵酒樣的效果均不理想，略帶石榴果酒特有的風(fēng)味，但典型性較為缺乏。

2.2 理化指標(biāo)分析

3種酵母在同一釀造條件下進(jìn)行發(fā)酵，測定不同酵母釀造的石榴果酒中的理化指標(biāo)得到表2。3種酵母發(fā)酵所得的石榴果酒總糖含量在3.76～4.53 g·L-1，其中以L13酵母較為突出，含量最高，SP酵母與LAB酵母差異不大，果酒含糖量會(huì)影響到某些重要香氣物質(zhì)的合成，從而影響果酒的風(fēng)味及口感；總酸含量在7.21～9.54 g·L-1，L13酵母釀造的石榴果酒的總酸明顯高于SP酵母與LAB酵母；三者的酒精度無明顯差異，度數(shù)在9.6°～10.0°；揮發(fā)酸含量在0.23～0.32 g·L-1，揮發(fā)酸作為評(píng)價(jià)果酒質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，含量過高具有損害性[5]；干浸出物的含量在19.04～19.32 g·L-1，其中L13酵母釀造的石榴果酒干浸出物含量最高，LAB酵母釀造的石榴果酒干浸出物含量最低，干浸出物是體現(xiàn)果酒酒質(zhì)好壞的重要標(biāo)志之一[6]；甲醇含量在145.23～152.87 mg·L-1，均小于400 mg·L-1，符合《葡萄酒、果酒通用分析方法》（GB/T 15038—2006）中的規(guī)定；三者的pH值也無明顯差異，為3.35～3.43。

為進(jìn)行后續(xù)分析比較，需對(duì)石榴果酒中的理化指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理（z-score）[7]，見表3，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理后所的數(shù)據(jù)可做進(jìn)一步的聚類分析。

2.3 理化指標(biāo)聚類分析

將3種酵母發(fā)酵所得石榴果酒的理化指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，繪制聚類熱圖，如圖2所示。根據(jù)圖2可將3種酵母聚為兩類，其中L13酵母單獨(dú)為一類，SP酵母和LAB酵母為一類。理化指標(biāo)中甲醇、干浸出物、總酸、總糖、pH值和揮發(fā)酸先聚為一類，再與酒精度聚為一類。

2.4 不同酵母發(fā)酵的石榴果酒的氣相色譜-質(zhì)譜分析

3種酵母發(fā)酵所得的石榴果酒樣品經(jīng)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析后，分別得到各自的總離子流圖，3種酵母的譜圖比較類似，其中主要香氣成分如表4所示。

2.5 主要香氣成分比較

由圖3可知，3種酒樣中總共檢測出34種香氣物質(zhì)，其中3種為三者共有，酵母SP發(fā)酵的酒樣中特有的香氣成分有15種，酵母L13發(fā)酵的酒樣和酵母LAB發(fā)酵的酒樣中特有的香氣成分均為5種。由圖4可知，石榴果酒中的香氣成分主要分為醇類、酯類、酸類、醚類、醛酮類、酚類和烷烴類，符合石榴果酒中香氣成分的組成[8]。從SP酵母發(fā)酵得到的石榴果酒檢測出23種香氣成分，相對(duì)含量為82.98%，種類豐富，含量最高；由L13酵母發(fā)酵所得的石榴果酒檢測出11種香氣成分，相對(duì)含量為77.41%，其中醇類和醛酮類的種類較多，含少數(shù)酚類等；由LAB酵母發(fā)酵所得的石榴果酒檢測出12種香氣成分，相對(duì)含量為57.64%，含量最低，其中醇類和醛酮類的種類較多，含少數(shù)酯類和酸類等。

3 結(jié)論

通過對(duì)3種酵母發(fā)酵所得石榴果酒的感官質(zhì)量、理化指標(biāo)、主要香氣成分進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)3種酵母發(fā)酵石榴果酒中的主要香氣成分較為相似，其中SP酵母的呈現(xiàn)效果最好。采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)3種不同酵母發(fā)酵的石榴果酒的香氣成分進(jìn)行分析，可客觀地反映出在不同酵母發(fā)酵出的石榴果酒之間香味物質(zhì)的差異，為客觀評(píng)價(jià)石榴酒香氣質(zhì)量及優(yōu)化工藝提供理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]李景明，于靜，吳繼紅，等.不同酵母發(fā)酵的赤霞珠干紅葡萄酒香氣成分研究[J].食品科學(xué)，2009，30（2）：185-189.

[2]李美萍，苗瀟瀟，張生萬.HS-SPME-GC-MS分析石榴酒中易揮發(fā)性成分[J].食品科學(xué)，2014，35（8）：263-268.

[3]李濤，李昀哲，馮翰杰，等.不同發(fā)酵工藝對(duì)石榴酒香氣質(zhì)量的影響[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2023，49（8）：137-147.

[4]朱玉章，王俊人，李西子，等.低高級(jí)醇石榴酒的酵母篩選及發(fā)酵工藝優(yōu)化[J].現(xiàn)代食品科技，2021，37（4）：64-71.

[5]張晶，左勇，謝光杰，等.發(fā)酵條件對(duì)桑椹果酒中揮發(fā)酸的影響[J].食品工業(yè)科技，2018，39（1）：117-121.

[6]黃志芬，李循媛，黃夢婷.葡萄酒酒精度及干浸出物的快速測定[J].現(xiàn)代食品，2021，27（7）：179-182.

[7]付勛，張海彬，聶青玉，等.獼猴桃品質(zhì)指標(biāo)差異分析及GC-IMS分析果汁中揮發(fā)性物質(zhì)[J].食品科學(xué)，2022，43（10）：247-254.

[8]張卜升，高杏，閆昕，等.基于GC-IMS技術(shù)分析石榴果酒釀制過程中揮發(fā)性風(fēng)味成分的變化[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2022，48（7）：252-257.