不同果酒酵母發酵血橙果酒的發酵規律及香氣成分的比較

羅佳麗，王孝榮，王雪瑩，蔣和體

(西南大學食品科學學院，重慶400715)

血橙(Citrus sinensis)屬于甜橙類，果肉呈紫紅色或暗紅色［1］，富含維生素C、維生素E、β-胡蘿卜素、花色苷和類黃酮等營養物質［2］，是柑橘中唯一含有花青素的品種，具有抗氧化［3-4］、抗癌和防止心血管疾病［5］等作用。果酒以水果為原料經酵母釀制而成，營養豐富，適量飲用有益身體健康，同時可以提高水果的附加值［6］。血橙果酒不僅保留了血橙所具有的營養物質，而且低酒度、低含糖量符合現代人健康、天然、綠色的觀念，具有廣闊開發前景。目前，國內外對血橙的栽培技術［7］、果實果汁的品質［8］、花色苷［9-10］和類黃酮［11］等研究的較多，而對血橙的深加工卻研究較少。根據相關資料，尹禮國等［12］人主要研究了血橙果酒發酵工藝，而對于血橙果酒發酵規律變化的研究卻少見報道。本文以血橙為原料，進行果酒發酵實驗，通過不同果酒酵母對發酵過程中理化參數變化規律的研究、發酵后果酒香氣成分的對比分析及發酵動力模型的建立，以期為血橙的深加工提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

血橙 購于重慶市北碚區永輝超市;果酒酵母1383 中科院微生物研究所;(SY)果酒干酵母 安琪酵母股份有限公司;果膠酶(2000U/g) 諾維信生物技術有限公司;其他試劑均為分析純。

ZG140榨汁機 廣州振興實業有限公司;HWT-10C恒溫水浴搖床 天津市恒澳科技發展有限公司; HH.BLL.600-S恒溫培養箱 上海躍進醫療器械廠;酒精計;PHC-3S酸度計 成都市世紀方舟科技有限公司;FA2004A電子天平 上海精天電子儀器廠; UV-2450紫外可見分光光度計、QP2010氣相色譜-質譜聯用儀日本島津公司;Supleco固相微萃取裝置、100μm PDMS(聚二甲基硅氧烷)萃取頭 美國Supelco公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程

參照尹禮國［12］等的加工工藝，略作修改。取鮮榨血橙果汁適量，加入0.05%果膠酶，42℃下酶解2h。過濾后調糖度為21°Brix，添加100mg/L K2S2O5抑制雜菌。種子液經0.1MPa滅菌30m in后接入果酒酵母1383進行擴大培養［13］，按體積分數8%接種;果酒干酵母(0.13g/L果汁)于 10倍體積的溫水(35～40℃)中，攪拌溶解后倒入發酵液中混合均勻。于25℃，發酵5d，每隔12h測定果酒酒度、還原糖、花色苷、總酸。倒桶，20～22℃陳釀1個月，澄清滅菌后測定果酒香氣。

1.2.2 果酒理化指標測定 殘糖、總酸、酒精度參照GB/T15038葡萄酒、果酒通用分析方法測定。

花色苷采用pH差示法測定［14］:取2m L的血橙果酒分別用pH1.0(0.2mol/L NaCl、0.2mol/L HCl)緩沖溶液、pH4.5(0.2mol/L NaAc、0.2 mol/L HAc)緩沖液稀釋一定倍數，于510nm測定吸光值。結果表示為C(mg/L)=(ApH1.0-ApH4.5)×484.82×1000/24825 ×DF。其中484.82為矢車菊-3-葡糖糖苷的分子量，24825為矢車菊-3-葡糖糖苷的分子量的消光因子，DF為稀釋倍數。

1.2.3 果酒香氣成分分析

1.2.3.1 香氣物質提取［15］取果酒6m L于20m L樣品瓶中，加1.8g NaCl，40℃水浴平衡15min，插入經老化的萃取頭(250℃老化40m in)，頂空萃取35mim后，將萃取頭插入GC進樣口，解析5m in。

1.2.3.2 GC-MS條件 色譜條件:色譜柱DB-5MS (30m×0.25mm，0.25um)，進樣口溫度250℃;升溫程序:35℃保持4m in，以10℃/min升至110℃，保持6m in，以5℃升至150℃，保持2min，以7℃/m in升至230℃，保持4min;載氣:高純He，載氣流量1.0m L/min;進樣量1μL。電離方式EI;電子能量70eV;離子源溫度230℃;質量掃描范圍m/z 35～500。

5．試做填空。聽力材料播放完后，學生要進行歸納總結，判斷是否聽懂并明白大概意思，在明白的基礎上，作相關方面的練習，以修正學生的聽力，提升他們對學習材料的理解。

1.2.3.3 香氣成分分析 分析結果運用計算機譜庫(NIST/W ILEY)進行初步檢索及資料分析，再結合文獻進行人工譜圖解析。

1.2.4 果酒發酵動力模型建立 果酒在發酵過程中酒精的形成與酵母的生長有關，酒精的形成呈現S曲線，果酒發酵動力學方程可由 Origin8.0軟件的Slogistic3模型擬合［16］。

2 結果與分析

2.1 兩種酵母發酵過程中酒精度變化比較及動力學模型建立

發酵過程中酒精度的變化如圖1所示，從圖中可以看出，兩種酵母發酵血橙果酒酒精生成曲線均是S型，與尹立國［12］等研究的酒精生成趨勢相似。果酒干酵母與果酒酵母1383相比起酵時間短，前者在12～36h內酒精生成較快，而后者在發酵24～72h后酒精生成速度加快。

圖1 發酵過程中血橙果酒酒精度的變化Fig.1 Changes of alcohol content of blood orange wines during fermentation process

圖2 不同酵母發酵血橙果酒酒精含量擬合曲線Fig.2 Fitting curve of alcohol content of blood orange wines fermented with different species of yeast strains

果酒中殘糖含量變化如圖3所示，從圖中可以看出在發酵前期果酒干酵母發酵果酒中殘糖下降比果酒酵母1383迅速，與酒精生成趨勢相符，糖一部分提供酵母生長所需的能力，一部分發酵生成酒精。實驗結束果酒酵母1383發酵的果酒殘糖含量降至4g/L，而果酒干酵母發酵的果酒殘糖含量在8.7g/L，果酒干酵母酒精轉化能力不及果酒酵母1383。

2.3 兩種酵母發酵過程中酸度變化比較

圖3 發酵過程血橙果酒殘糖含量的變化Fig.3 Changes of residual sugar of blood orange wines during fermentation process

圖4 發酵過程中血橙果酒總酸含量的變化Fig.4 Changes of total acid of blood orange wines during fermentation process

2.4 兩種酵母發酵過程中花色苷的變化比較

血橙是柑橘類中唯一含有花色苷的品種，血橙中花色苷不穩定［1］。果酒中花色苷含量在發酵過程中的變化如圖5所示，從圖中可以看出兩種酵母發酵的果酒花色苷在發酵的前12h中急劇下降，12～48h內緩慢下降，而后趨于平緩，含量維持在11mg/L左右，兩種酵母發酵血橙果酒花色苷的損失均較大。

圖5 發酵過程中血橙果酒花色苷的變化Fig.5 Changes of anthocyanins of blood orange wines during fermentation process

2.5 兩種酵母發酵的果酒香氣比較

2.5.1 兩種酵母發酵的果酒香氣成分 GC-MS分析 圖6為葡萄酒活性干酵母、釀酒酵母1383釀造的血橙果酒香氣的GC-MS總離子色譜圖，各組分鑒定結果如表1所示。從表中可以看出，采用HSSPME技術在2種酒樣中共檢出47種香氣成分，這些成分主要是醇類9種，酯類29種，醛類4種，烯類和烷類2種，酚類1種。

圖6 不同酵母發酵的血橙果酒香氣成分的GC-MS總離子色譜圖Fig.6 Total ion chromatograms of blood orange wines fermented with different species of yeast strains

在釀酒酵母1383釀造的血橙果酒中，共檢出39中香氣成分，醇類占6.65%，酯類占83.23%，醛類占0.53%，烯類占6.98%，其他占2.62%。主要香氣物質為癸酸乙酯、辛酸乙酯、反式-4-癸烯酸乙酯、乙酸異戊酯、月桂酸乙酯，相對含量分別為25.76%、18.18%、8.62%、7.54%、6.45%。

在葡萄酒活性干酵母釀造的血橙果酒中，共檢出36中香氣成分，醇類占13.49%，酯類占81.81%，醛類占1.28%，烯類占2.56%，其他占0.86%。主要香氣物質為癸酸乙酯、辛酸乙酯、1-戊醇、月桂酸乙酯、肉桂酸乙酯，相對含量分別為24.97%、21.17%、10.13%、9.05%、6.46%。

2.5.2 兩種酵母發酵的果酒中醇類組分比較 2種血橙果酒中共檢出醇類物質9種，共有的4種，但含量差距較大。含量最多的醇類為1-戊醇，果酒酵母1383釀造的果酒中相對含量為4.18%，而葡萄酒活性干酵母中為10.13%，其次為苯乙醇相對含量分別為1.08%、2.13%，然后為芳樟醇相對含量分別為0.35%、0.51%，在釀酒酵母1383釀造的果酒還檢出橙花叔醇、(E)-香芹醇、香葉基芳樟醇等香氣物質。苯乙醇具有新鮮面包香和清甜的玫瑰花香;芳樟醇具有鈴蘭、紫丁香和玫瑰花的香氣，并具有木香果香氣息;橙花叔醇呈現玫瑰和蘋果的香氣。這些物質含量雖不高，但感官閾值低，對血橙果酒的香氣組成

起著不可忽視的作用。

表1 不同酵母發酵的血橙果酒主要香氣成分Table1 Aromatic composition of blood orange wines fermented with different species of yeast strains

2.5.3 兩種酵母發酵的果酒中酯類組分比較 酯類物質是果酒的主要香氣成分，2種血橙果酒中共檢出酯類物質29種，2種果酒共有的20種，酯類物質占果酒酵母1383釀造的果酒相對含量83.23%，占果酒干酵母釀造的果酒為81.81%，其中含量最多的為癸酸乙酯，其次為辛酸乙酯。酯類物質大多具有花、果香氣，如癸酸乙酯具有葡萄酒的香氣，辛酸乙酯具有白蘭地酒香氣，乙酸異戊酯具有類似于香蕉、梨水果香味。

2.5.4 兩種酵母發酵的果酒中其他組分比較 2種果酒中檢出4種醛類物質，共有的有2種為壬醛和癸醛，在葡萄酒活性干酵母釀造的血橙果酒中還檢出十二醛和十三醛。2種果酒中檢出其他香氣物質5種，共有的2種，2，3-二甲基-2，3-二苯基丁烷和環辛四烯。

3 結論

3.1 在血橙果酒發酵過程中，果酒中的理化參數會隨著酵母菌的生長繁殖而發生變化，不同的酵母發酵果酒理化參數變化略有差異。對不同酵母發酵血橙果酒的發酵過程中發酵規律的研究結果表明:果酒干酵母比果酒酵母1383起酵時間短，發酵后期后者的酒度略高于前者;果酒干酵母發酵果酒中殘糖含量下降較果酒酵母1383快;發酵前期兩種酵母發酵的血橙果酒花色苷含量下降迅速，后期變化平緩;發酵過程中，總酸含量呈現先上升后下降的趨勢。

3.3 采用頂空固相微萃取，通過GC-MS分析不同酵母發酵的血橙果酒的香氣成分，兩種酒中共檢出香氣成分47種，果酒酵母1383和果酒干酵母發酵的果酒中檢出39、36種香氣成分，共有26種相同的香氣成分。果酒酵母1383和果酒干酵母發酵的果酒中主要的香氣成分均為癸酸乙酯和辛酸乙酯，前者的相對含量分別為25.76%和18.18%，后者的相對含量分別為24.97%和21.17%。

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