基于混菌發(fā)酵改善火龍果酒品質(zhì)

胡陸軍 ，陳曉蝶，曹雨瀾，趙長(zhǎng)青，王佐軍，趙志峰

（1.四川輕化工大學(xué) 生物工程學(xué)院，四川 宜賓 644005；2.四川輕化工大學(xué) 釀酒生物技術(shù)及應(yīng)用四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 宜賓 644005；3.四川大學(xué)輕工科學(xué)與工程學(xué)院，四川 成都 610000）

火龍果（HylocereusundulatusBritt）又名仙人果，一般基于果皮和果肉的顏色分為紅皮紅心、紅皮白心、黃皮白心3 種，以紅皮白心和紅皮紅心為上品[1]。紅心火龍果含有多種生物活性物質(zhì)，如酚類化合物、多糖和萜類化合物，這些化合物的抗氧化活性可保護(hù)身體免受氧化損傷，具有重要的功能特性[2]?；瘕埞銡猹?dú)特，顏色鮮艷，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，這些特點(diǎn)使得火龍果成為一種優(yōu)良的釀酒原料。但是，目前火龍果酒多采用市售商業(yè)酵母[3]，菌種相對(duì)單一，發(fā)酵產(chǎn)生的有機(jī)酸、酯類等香氣成分含量偏低，導(dǎo)致其風(fēng)味單調(diào)，難以充分反映火龍果酒的復(fù)雜性和典型性。

近年來(lái)，報(bào)道證明非釀酒酵母在果酒發(fā)酵過(guò)程中可以產(chǎn)生多種風(fēng)味物質(zhì)，這在很大程度上有助于改善火龍果酒品質(zhì)。非釀酒酵母能產(chǎn)生果膠酶、β-葡萄糖苷酶等多種胞外酶，這為火龍果酒獨(dú)特香氣成分的形成提供了可能[4]。此外，基于菌種之間互補(bǔ)作用，釀酒酵母（Saccharomycescerevisiae）和非釀酒酵母組合發(fā)酵對(duì)改善火龍果酒的感官特性具有重要作用[5]。Lin 等[6]利用巴氏酵母（S.bayanus）和梅奇酵母（Metschnikowiaagaves）共同發(fā)酵紅心火龍果酒，發(fā)現(xiàn)混菌發(fā)酵可以增加火龍果酒風(fēng)味物質(zhì)的種類。有研究證明庫(kù)德里阿茲威畢赤酵母（Pichiakudriavzevii）能夠產(chǎn)生更多的甘油、琥珀酸或一些雜醇及其相應(yīng)的酯[7]，能豐富果酒的香氣，但關(guān)于庫(kù)德里阿茲威畢赤酵母在火龍果酒發(fā)酵中的應(yīng)用研究鮮見。

從一定意義上來(lái)說(shuō)，消費(fèi)者對(duì)果酒的喜愛程度受酸度影響較大。研究表明乳酸菌在果酒發(fā)酵過(guò)程中能夠通過(guò)蘋果酸-乳酸發(fā)酵（malolactic fermentation，MLF）將蘋果酸轉(zhuǎn)化為乳酸，為果酒帶來(lái)順滑、飽滿的口感[8]。不僅如此，MLF 在一定程度上也能夠增加發(fā)酵果酒中微生物穩(wěn)定性[9]。酒酒球菌（Oenococcusoeni）和植物乳植桿菌（Lactiplantibacillusplantarum）常被作為降酸發(fā)酵劑用于果酒發(fā)酵的研究[10-11]，但目前較少用于火龍果酒降酸的研究。

基于此，本研究以紅心火龍果為原料，利用釀酒酵母、庫(kù)德里阿茲威畢赤酵母和植物乳植桿菌混合發(fā)酵火龍果酒，通過(guò)探究混菌發(fā)酵對(duì)發(fā)酵火龍果酒理化性質(zhì)、抗氧化性、風(fēng)味物質(zhì)、感官特性等影響的研究，以期為提高火龍果酒品質(zhì)及產(chǎn)品開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紅心火龍果：市售；釀酒酵母SCFF201、庫(kù)德里阿茲威畢赤酵母SCFF163、植物乳植桿菌SCFF195：四川輕化工大學(xué)發(fā)酵食品實(shí)驗(yàn)室；果酒釀酒酵母：安琪酵母股份有限公司。

食用小蘇打、焦亞硫酸鉀、果膠酶（30 000 U/mL）、白砂糖、無(wú)水檸檬酸：日照金禾博源生化有限公司；氫氧化鈉、磷酸氫二鉀、無(wú)水乙酸鈉：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；酵母膏、蛋白胨：北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司；超氧陰離子檢測(cè)試劑盒、羥自由基清除能力檢測(cè)試劑盒：生工生物工程（上海）股份有限公司。以上化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

GI54DWS 立式自動(dòng)壓力蒸汽滅菌鍋：廈門致微儀器有限公司；BSP-250 生化培養(yǎng)箱：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；MITR-50ATC 糖度計(jì)、MITR-80ATC酒精計(jì)：長(zhǎng)沙米琪儀器設(shè)備有限公司；PhS-10 酸度計(jì)：成都世紀(jì)方舟科技有限公司；UV-1900I 紫外可見分光光度計(jì)：蘇州烏津儀器有限公司；TSQ 8000 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國(guó)賽默飛世爾科技公司；LC1100 高效液相色譜儀：美國(guó)安捷倫科技有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)組合

本研究試驗(yàn)分組如表1 所示，酵母菌接種量為6%，釀酒酵母和非釀酒酵母的菌種數(shù)量按照1∶1 的比例進(jìn)行接種，酵母菌和植物乳植桿菌的菌種數(shù)量按照2∶1 的比例進(jìn)行接種。

表1 發(fā)酵火龍果酒混菌組合Table 1 Mixed strains combination for the fermentation of pitaya wine

1.3.2 火龍果酒發(fā)酵條件

1.3.2.1 工藝流程

火龍果酒發(fā)酵工藝流程如圖1 所示。

圖1 火龍果酒發(fā)酵工藝流程Fig.1 Technological process for the fermentation of pitaya wine

1.3.2.2 操作要點(diǎn)

新鮮火龍果去皮打成漿，在果漿中添加60 mg/kg焦亞硫酸鉀和3 g/100 kg 果膠酶，于20 ℃條件下酶解24 h，然后再用白砂糖調(diào)節(jié)糖度至23?Bx。首先，將植物乳植桿菌接種于MRS 固體培養(yǎng)基中培養(yǎng)24 h（37 ℃），然后再將其接種于MRS 液體培養(yǎng)基中進(jìn)行活化，制成發(fā)酵種子液。采用同樣的方式活化并制備釀酒酵母和庫(kù)德里阿茲威畢赤酵母種子液（YPD 培養(yǎng)基）。本研究中火龍果酒發(fā)酵溫度保持在20 ℃，每間隔2 d 對(duì)發(fā)酵樣品理化指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，當(dāng)還原糖含量不再發(fā)生變化或變化不明顯時(shí)認(rèn)為火龍果酒發(fā)酵結(jié)束。發(fā)酵完成后對(duì)其過(guò)濾，并于4 ℃條件下陳釀。

1.3.3 火龍果酒理化指標(biāo)的測(cè)定

1.3.3.1 常規(guī)理化指標(biāo)測(cè)定

發(fā)酵火龍果酒總酸、還原糖含量、酒精度等指標(biāo)根據(jù)GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》測(cè)定[12]。采用pH 計(jì)測(cè)定樣品pH 值。每個(gè)指標(biāo)重復(fù)測(cè)定3 次。

1.3.3.2 甜菜紅素含量測(cè)定

參照肖默艷等[13]的方法，按以下公式以甜菜苷計(jì)算出甜菜紅素的含量（H，mg/L）。

式中：D為稀釋倍數(shù)；A536為波長(zhǎng)在536 nm 處的吸光度；L為比色皿的光路長(zhǎng)度，1 cm；M為甜菜苷摩爾分子質(zhì)量，550.46 g/mol；ε 為標(biāo)準(zhǔn)甜菜苷摩爾消光系數(shù)，60 600 L/（mol?cm）。

1.3.3.3 總酚含量測(cè)定

總酚含量根據(jù)Khalili 等[14]的方法進(jìn)行測(cè)定，并稍作修改。從0~0.8 mL 每間隔0.1 mL 吸取沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.1 mg/mL）到不同的容量瓶中，分別加入2.0 mL福林酚試劑和8.0 mL 的碳酸鈉溶液（60 g/L），加蒸餾水定容至25 mL，測(cè)量其吸光度（OD760）。以沒食子酸濃度作為橫坐標(biāo)，以樣品吸光度作為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，求出回歸方程和相關(guān)系數(shù)。精確量取待測(cè)樣品1.0 mL，定容至10.0 mL，按上述方法測(cè)定發(fā)酵樣品吸光度（OD760），發(fā)酵樣品總酚含量根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程y=12.699x+0.082（R2=0.999 2）進(jìn)行計(jì)算。

1.3.4 火龍果酒抗氧化性檢測(cè)

1.3.4.1 羥自由基清除率檢測(cè)

按照試劑盒說(shuō)明書步驟測(cè)定發(fā)酵火龍果酒樣品的羥自由基清除率。依據(jù)下列公式對(duì)羥自由基清除率（D，%）進(jìn)行計(jì)算。

式中：A0為空白管吸光度；A1為對(duì)照管吸光度；A2為測(cè)定管吸光度。

1.3.4.2 超氧陰離子含量測(cè)定

按照超氧陰離子檢測(cè)試劑盒比色法說(shuō)明書步驟測(cè)定超氧陰離子含量。

1.3.5 火龍果酒風(fēng)味物質(zhì)測(cè)定

1.3.5.1 有機(jī)酸測(cè)定

有機(jī)酸參考Peng 等[15]的方法測(cè)定，采用95% 磷酸二氫鉀（pH2.4）為流動(dòng)相A 溶液，5% 甲醇為流動(dòng)相B溶液。使用Agilent ZORBAX SB-Aq 色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm），紫外檢測(cè)器檢測(cè)波長(zhǎng)設(shè)定為210 nm。待測(cè)樣品進(jìn)樣量設(shè)定為15 μL，流速設(shè)定為0.4 mL/min，柱溫設(shè)定為25 ℃。

1.3.5.2 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)檢測(cè)

風(fēng)味物質(zhì)鑒定和定量主要參照Mustafa 等[16]的方法。該方法進(jìn)樣口溫度設(shè)定為250 ℃，離子源溫度設(shè)定為200 ℃，接口溫度設(shè)定為250 ℃。采用的色譜柱為SH-Rxi-5Sil MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）。載氣選擇氦氣，流速設(shè)定為1.5 mL/min，進(jìn)樣量設(shè)定為1 μL，進(jìn)樣方式選擇不分流進(jìn)樣。升溫方式：首先保持在50 ℃條件下保留1 min；隨后以25 ℃/min 的速度升溫至125 ℃；其次以10 ℃/min 速度升溫至300 ℃，最后在300 ℃條件下保留10 min。

1.3.6 感官評(píng)價(jià)

遴選10 名食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生并做感官評(píng)價(jià)培訓(xùn)，根據(jù)劉琨毅等[17]的評(píng)價(jià)方法對(duì)不同發(fā)酵樣品的色澤、口感、香氣和典型性進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表2 所示。

表2 火龍果酒感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation criteria of pitaya wine

1.4 數(shù)據(jù)分析

本研究數(shù)據(jù)分析采用IBM SPSS Statistics 26.0 軟件，結(jié)果差異分析利用單因素方差分析和Duncan 法，繪圖利用GraphPad Prism 6.0 軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同發(fā)酵火龍果酒基本理化指標(biāo)

2.1.1 pH 值和總酸含量

pH 值和總酸含量的變化是有機(jī)酸、無(wú)機(jī)酸等多種酸類物質(zhì)分解和合成交替進(jìn)行的結(jié)果，是體現(xiàn)發(fā)酵火龍果酒品質(zhì)的關(guān)鍵參數(shù)，對(duì)發(fā)酵過(guò)程中微生物的代謝以及火龍果酒的口感和色澤等感官品質(zhì)影響較大[18]?；瘕埞瓢l(fā)酵樣品pH 值和總酸含量變化如圖2 所示。

圖2 不同火龍果酒發(fā)酵組pH 值和總酸含量變化Fig.2 Changes in pH and total acid contents in different fermentation groups of pitaya wine

在發(fā)酵前期pH 值呈上升趨勢(shì)，可能是微生物在早期利用火龍果汁中的有機(jī)酸、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[19]；發(fā)酵14 d 時(shí)，Aq 組pH 值最低（P<0.05），可能是因?yàn)榉轻劸平湍干L(zhǎng)代謝的能力較弱，無(wú)法利用火龍果酒中的大分子酸類物質(zhì)，導(dǎo)致酸度過(guò)高，這可能導(dǎo)致火龍果酒感官的下降[20]。各發(fā)酵組的總酸含量均呈現(xiàn)出先上升后降低的趨勢(shì)，并在第8 天達(dá)到最大值，除了火龍果中的酸性成分，還可能含有酵母菌自身代謝而產(chǎn)生的酸類物質(zhì)[19]，以及微生物在高濃度糖的刺激下，發(fā)生了對(duì)糖的應(yīng)激效應(yīng)而形成的酸[21]。在發(fā)酵過(guò)程中，Zw組總酸含量變化波動(dòng)大于Sk 組和Aq 組，可能是因?yàn)榻湍傅捏w積和質(zhì)量更大，酵母菌比植物乳植桿菌更快地吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，產(chǎn)生了菌種之間對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（如有機(jī)酸、糖等）的競(jìng)爭(zhēng)，因此Zw 組的總酸含量變化波動(dòng)較大[20]。但在發(fā)酵后期Zw 組相比于其他組，總酸含量一直處于最低水平（P<0.05），可能是因?yàn)楹笃诮湍复x產(chǎn)生了一部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，刺激了植物乳植桿菌的生長(zhǎng)代謝，從而降低了火龍果酒的酸度[22]。

2.1.2 糖度、還原糖含量和酒精度

酵母菌等微生物可借助糖酵解方式分解糖類物質(zhì)形成乙醇及其他產(chǎn)物，酵母菌等微生物對(duì)糖的發(fā)酵效率是衡量其發(fā)酵特性的關(guān)鍵參數(shù)[23]。不同發(fā)酵樣品糖度、還原糖含量的變化如圖3 所示，酒精度變化如圖4 所示。

圖3 不同火龍果酒發(fā)酵組糖度、還原糖含量的變化Fig.3 Changes in sugar and reducing sugar contents in different fermentation groups of pitaya wine

圖4 不同火龍果酒發(fā)酵組的酒精度Fig.4 Alcohol contents in different fermentation groups of pitaya wine

不同菌種在單獨(dú)發(fā)酵和混合發(fā)酵過(guò)程中，由于微生物的利用，糖度和還原糖含量總體上一直呈下降趨勢(shì)。在第4 天時(shí)各發(fā)酵樣品的糖度下降幅度較小，同時(shí)各火龍果酒發(fā)酵樣品還原糖有一定程度的升高，其原因可能是由于火龍果肉的浸漬作用或分泌的果膠酶分解了火龍果中的果膠類物質(zhì)[24]。在火龍果酒發(fā)酵中后期，相較于其他火龍果酒發(fā)酵組，Sn 組對(duì)糖的利用效率最低（P<0.05），最終的還原糖濃度高達(dá)（37.84±0.09）g/L，而Zw 組對(duì)糖的利用效率相對(duì)較高（P<0.05），最終含量?jī)H為（5.27±0.02）g/L，其原因可能是因?yàn)榻湍妇尫帕司S生素、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，這些物質(zhì)在一定程度上加速了植物乳植桿菌的生長(zhǎng)繁殖，從而在整體上促進(jìn)了混菌發(fā)酵組（Zw 組）對(duì)糖的利用程度[25]。

由圖3 和圖4 可知，火龍果發(fā)酵產(chǎn)生的酒精度的高低與微生物對(duì)糖的利用率有非常緊密的聯(lián)系。Zw組發(fā)酵體系對(duì)糖度的利用程度最高，其酒精度最高為（12.47±0.06）% vol（P<0.05）；而Sn 組在火龍果酒發(fā)酵過(guò)程中對(duì)糖的利用率最差，產(chǎn)酒精能力也最差，酒精度最低為（6.7±0.1）% vol（P<0.05）。這表明混菌發(fā)酵相對(duì)于單菌發(fā)酵在糖利用方面的效率得到明顯提升。

2.2 甜菜紅素

甜菜紅素是存在于火龍果中的一種天然色素，其含量會(huì)對(duì)火龍果酒的顏色等感官造成較大影響，其穩(wěn)定性較低，較易受到氧氣、光照、酶等多種因素的影響[26]。不同發(fā)酵組中甜菜紅素含量的變化如圖5 所示。

圖5 不同火龍果酒發(fā)酵組甜菜紅素含量的變化Fig.5 Changes of betacyanin contents in different fermentation groups of pitaya wine

在發(fā)酵過(guò)程中，甜菜紅素含量整體上呈降低趨勢(shì)，主要原因可能是火龍果酒中的多種降解酶（如β-葡萄糖苷酶、多酚氧化酶等）和微生物之間的相互作用造成的[27]。而在發(fā)酵前期和末期，甜菜紅素含量都有一定的增加，在發(fā)酵前期火龍果肉通過(guò)浸漬的作用將果肉中一部分甜菜紅素釋放出來(lái)[24]，而后期可能是因?yàn)槲⑸锿ㄟ^(guò)細(xì)胞自溶釋放出細(xì)胞壁吸附的一小部分甜菜紅素[23]。從整體上來(lái)看，發(fā)酵后Zw 組的甜菜紅素含量最高，為（84.84±0.18）mg/L，Sn 組最低，為（70.67±0.18）mg/L，各組間存在顯著差異（P<0.05），說(shuō)明在火龍果酒的發(fā)酵中添加植物乳植桿菌，可以有效減少甜菜紅素的損失。

2.3 抗氧化性

總酚是決定發(fā)酵果酒品質(zhì)的重要參數(shù)，在一定程度上對(duì)果酒的顏色、苦澀味等感官特性有較大影響[28]。不同火龍果酒發(fā)酵樣品的總酚含量、超氧陰離子含量和羥自由基清除率如圖6 所示。

圖6 不同火龍果酒發(fā)酵組的總酚含量、超氧陰離子含量和羥自由基清除率Fig.6 Total Phenol content，superoxide anion content and hydroxyl radical scavenging rate in different fermentation groups of pitaya wine

由圖6（a）可知，在發(fā)酵過(guò)程中，微生物通過(guò)自身新陳代謝會(huì)產(chǎn)生多種次級(jí)代謝產(chǎn)物，這些物質(zhì)可與酚類物質(zhì)發(fā)生氧化、聚合和沉淀等多種反應(yīng)，從而降低各發(fā)酵樣品中的總酚含量[29]。由圖6（b）可知，與對(duì)照組（JP 組）相比，其他火龍果酒發(fā)酵組超氧陰離子含量和羥自由基清除率明顯下降，其原因可能是因?yàn)榛瘕埞募?xì)胞壁在微生物酶催化下分解形成蛋白質(zhì)、糖苷等物質(zhì)[30]。不同發(fā)酵樣品中，Aq 組多酚含量最高，為（570.67±4.16）mg/L，而三菌發(fā)酵火龍果酒組（Zw 組）超氧陰離子含量最高，為（44.36±0.24）μmol/mL，而羥自由基清除率略低于Aq 組。綜合來(lái)看，Zw 組的抗氧化能力最優(yōu)（P<0.05），其原因可能是由于植物乳植桿菌代謝改善了混菌發(fā)酵體系的抗氧化性[10]。

2.4 不同發(fā)酵體系風(fēng)味物質(zhì)分析

2.4.1 不同發(fā)酵火龍果酒樣品有機(jī)酸比較

有機(jī)酸也在很大程度上對(duì)火龍果酒品質(zhì)有較大影響，它不僅影響火龍果酒的酸度和苦澀味等口感，而且對(duì)火龍果酒的色澤、化學(xué)穩(wěn)定性和保存品質(zhì)等因素也有顯著影響[31]。不同微生物菌種代謝有機(jī)酸的能力有較大差異，有機(jī)酸的變化對(duì)某些酯類、揮發(fā)性脂肪酸等風(fēng)味物質(zhì)的變化會(huì)產(chǎn)生重要影響[32]。不同發(fā)酵體系有機(jī)酸含量對(duì)比結(jié)果如圖7 所示。

圖7 不同發(fā)酵體系有機(jī)酸含量Fig.7 Organic acid contents in different fermentation systems of pitaya wine

由圖7 可知，在所有火龍果酒發(fā)酵樣品中，酒石酸和檸檬酸含量較低，其原因可能是由于發(fā)酵過(guò)程中酒石酸被微生物降解或形成了酒石酸氫鉀沉淀[32]；而檸檬酸被微生物分解產(chǎn)生乙酸等其他物質(zhì)[33]?；瘕埞浦兄饕挠袡C(jī)酸是乳酸和乙酸，一般認(rèn)為，過(guò)高的乙酸濃度會(huì)導(dǎo)致火龍果酒產(chǎn)生難聞的氣味[34]。Sc 組乙酸相對(duì)含量最高，為8.99%，這可能會(huì)影響火龍果酒的口感。而三菌發(fā)酵火龍果酒組（Zw 組）的乙酸相對(duì)含量最低，為1.66%，其原因可能是因?yàn)橹参锶橹矖U菌分解己糖，規(guī)范了火龍果酒發(fā)酵，減少了乙酸的產(chǎn)生[35]。因此，三菌混合發(fā)酵的方式可以在一定程度上減少火龍果酒難聞氣味的形成，同時(shí)植物乳植桿菌表現(xiàn)出明顯的降低酸度的作用。

蘋果酸可經(jīng)由丙酮酸的固定和草酰乙酸的還原生成[36]。低含量的蘋果酸具有青蘋果的香味，若含量高會(huì)帶來(lái)刺鼻的氣味。Sk 組和Aq 組蘋果酸相對(duì)含量較高，分別為1.83% 和1.82%，可能會(huì)對(duì)火龍果酒的香氣帶來(lái)負(fù)面影響。并且在相同條件下，Sk 組的蘋果酸相對(duì)含量高于Zw 組，這可能是發(fā)生了植物乳植桿菌主導(dǎo)的蘋果酸-乳酸發(fā)酵。

相對(duì)于蘋果酸來(lái)說(shuō)，乳酸在口感上更加柔和，在果酒發(fā)酵過(guò)程中可通過(guò)丙酮酸的還原或蘋果酸的分解產(chǎn)生[36-37]。由圖7 可知，所有火龍果發(fā)酵樣品的乳酸相對(duì)含量均較高，與低含量的蘋果酸具有一定對(duì)應(yīng)關(guān)系。與兩菌發(fā)酵火龍果酒組（Sk 組）相比，含有植物乳植桿菌的三菌發(fā)酵火龍果酒組（Zw 組）乳酸相對(duì)含量較低，從而使發(fā)酵產(chǎn)生的火龍果酒酸度較低，口感更加柔和。

綜上來(lái)看，三菌混合發(fā)酵火龍果酒組（Zw 組）總有機(jī)酸含量顯著低于其他發(fā)酵組，這與前文總酸分析結(jié)果相對(duì)應(yīng)，表明含有植物乳植桿菌的混菌發(fā)酵有利于降低火龍果酒的酸度，改善了口感。

2.4.2 不同發(fā)酵火龍果酒樣品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)比較

果酒揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)形成受發(fā)酵菌種影響較大。不同火龍果酒發(fā)酵樣品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)如表3 所示。

表3 不同火龍果酒發(fā)酵組揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)Table 3 Volatile flavor substances in different fermentation groups of pitaya wine

由表3 可以看出，5 組發(fā)酵火龍果酒樣品中共鑒定出63 種香氣化合物，醇類化合物27 種，酯類化合物20 種，酸類化合物有8 種，酮類化合物有8 種。

揮發(fā)性酸類物質(zhì)是形成酯類物質(zhì)不可缺少的前提物質(zhì)，適應(yīng)濃度的酸類物質(zhì)可使果酒口感清爽，當(dāng)酸類物質(zhì)濃度過(guò)高時(shí)則會(huì)導(dǎo)致果酒產(chǎn)生尖酸難聞的氣味[38]。Aq 組揮發(fā)性酸種類較多、相對(duì)含量較高，Sn 組相對(duì)含量較低，這可能是果酒釀酒酵母與庫(kù)德里阿茲威畢赤酵母代謝能力差異造成的。相對(duì)于其他發(fā)酵組，三菌發(fā)酵火龍果酒組（Zw 組）的酸類物質(zhì)的含量較低，其原因可能是植物乳植桿菌分泌的脂肪酶在火龍果酒的發(fā)酵過(guò)程中分解了揮發(fā)性脂肪酸[39]。

高級(jí)醇對(duì)火龍果酒中的風(fēng)味貢獻(xiàn)較大，乙醇、2，3丁二醇、異戊醇、苯乙醇等是火龍果酒的主要醇類物質(zhì)。乙醇在各發(fā)酵組中的相對(duì)含量最高，可為火龍果酒提供柔和、愉快的玫瑰香氣[40]。此外，Zw 組和Sn 組苯乙醇和異戊醇相對(duì)含量較高，苯乙醇可以賦予火龍果酒良好的花果香，異戊醇可以賦予其酒香，有助于增加酒體的復(fù)雜性[41]。但是，相對(duì)于其他發(fā)酵組，三菌發(fā)酵火龍果酒組（Zw 組）高級(jí)醇相對(duì)含量較高，說(shuō)明多菌株聯(lián)合發(fā)酵有助于改善火龍果酒香味物質(zhì)，而產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是由于菌株的代謝不同造成的。研究發(fā)現(xiàn)2，3-丁二醇在釀酒酵母SCFF201 發(fā)酵組（Sc組）和三菌發(fā)酵火龍果酒組（Zw 組）的相對(duì)含量最高。2，3-丁二醇作為食用香料乙偶姻的還原產(chǎn)物，在果酒中會(huì)帶來(lái)青香味，而它的含量在很大程度上受火龍果酒的氧化還原電位以及依賴還原型輔酶Ⅱ（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH）的雙乙酰還原酶和丙酮還原酶的活性影響[42-43]。

酯類化合物大多具有怡人的揮發(fā)性氣味，有助于改善火龍果酒的感官價(jià)值。本試驗(yàn)各發(fā)酵組酯類分布各不相同，與Gong 等[44]的研究結(jié)果差異較大，可能是因?yàn)闄z測(cè)方法存在差異。乙酸乙酯在各組中占比最多，主要為火龍果酒帶來(lái)甜香；乳酸乙酯、己酸乙酯等具有果香和奶油香氣[45]，在混菌發(fā)酵體系Sk 組有一定占比，而在Sn 組、Sc 組和Zw 組中未檢測(cè)出該物質(zhì)，但Sn 組的酯種類最多，說(shuō)明庫(kù)德里阿茲威畢赤酵母在一定程度上能促進(jìn)這些酯的產(chǎn)生，有利于提升火龍果酒的感官特征。

2.5 不同發(fā)酵火龍果酒樣品的感官評(píng)價(jià)

火龍果酒的品質(zhì)與其顏色、香味、口感等因素有關(guān)，而這些指標(biāo)與菌種、甜菜紅素含量、pH 值、總酸含量等密切相關(guān)。在pH 值為4~7 時(shí)，甜菜紅素呈現(xiàn)紫紅色，穩(wěn)定性好[26]，火龍果酒感官評(píng)價(jià)結(jié)果如表4 所示。

表4 火龍果酒感官評(píng)價(jià)結(jié)果Table 4 Sensory evaluation results of pitaya wine

由表4 可知，Sn 組的色澤與其他組有顯著差異，Zw 組得分最高，Sn 組得分最低，與前文pH 值和甜菜紅素含量變化相對(duì)應(yīng)；Zw 組的口感得分最高，酸味較柔，有明顯的花香、果香味，與苯乙醇、異丁醇、2，3-丁二醇相對(duì)含量較高有關(guān)。總體上Zw 組混菌發(fā)酵的火龍果酒降酸優(yōu)勢(shì)明顯，顏色鮮艷，風(fēng)格獨(dú)特，口感更加柔和，更受歡迎。

3 結(jié)論

本研究以釀酒酵母、庫(kù)德里阿茲威畢赤酵母和植物乳植桿菌單菌或聯(lián)合發(fā)酵火龍果酒為基礎(chǔ)，分析不同發(fā)酵火龍果酒的發(fā)酵特性及產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)的差異。與單菌發(fā)酵相比，釀酒酵母、庫(kù)德里阿茲威畢赤酵母和植物乳植桿菌三菌組合發(fā)酵提高了糖的利用率，在一定程度上減少了甜菜紅素?fù)p失和抗氧化能力降低的程度。在總酸、有機(jī)酸方面，三菌發(fā)酵的總酸、有機(jī)酸含量明顯低于其他組，說(shuō)明植物乳植桿菌在降酸方面有顯著優(yōu)勢(shì)。結(jié)合風(fēng)味物質(zhì)種類及相對(duì)含量來(lái)看，三菌發(fā)酵產(chǎn)高級(jí)醇的種類和相對(duì)含量?jī)?yōu)于其他組。感官評(píng)價(jià)顯示，三菌發(fā)酵的火龍果酒顏色鮮艷，香氣濃郁，口感酸甜適中。因此，利用釀酒酵母、庫(kù)德里阿茲威畢赤酵母和植物乳植桿菌聯(lián)合發(fā)酵的方式明顯改善了火龍果酒品質(zhì)，為火龍果酒品質(zhì)調(diào)控和產(chǎn)品開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。