3種酵母發酵橄欖酒的發酵規律及香氣分析

蔣一鳴，李紀濤，吳雪瑩，束俊霞，程麗萍，蔣和體

（西南大學食品科學學院，重慶 400716）

3種酵母發酵橄欖酒的發酵規律及香氣分析

蔣一鳴，李紀濤，吳雪瑩，束俊霞，程麗萍，蔣和體*

（西南大學食品科學學院，重慶 400716）

以橄欖為原料，分別利用三種酵母對橄欖酒進行發酵，研究橄欖酒整個發酵過程中酒精度、還原糖及酸度的變化規律；采取頂空固相微萃取和氣相色譜質譜聯用法對橄欖酒的香氣成分進行分析比較。結果表明：三種酵母發酵過程中橄欖酒酒精度均逐漸上升，還原糖含量逐漸降低，酸度先上升后下降；果酒干酵母發酵周期最短，最終果酒酵母1383所釀橄欖酒酒精度最高，殘留還原糖含量最低，酸度最低；同時果酒酵母1383、果酒干酵母和果酒酵母1596發酵的橄欖酒分別檢出50、49、52種香氣成分，其中相同的有35種，三種酒樣的主要香氣成分均為異戊醇。初步確定果酒酵母1383釀制的橄欖酒最優。

橄欖酒，酵母，發酵規律，香氣成分

橄欖（Canavium album）又名青果，果實呈青綠色，是一種硬質肉果，原產于中國南部地區，四川、重慶等地也有野生的橄欖分布。橄欖富含多種礦物質[1]及維生素，特別是鈣質和維生素C，還有豐富的酚類物質[2]，具有清熱解毒、利咽生津等功效，又可治療消化不良[3]。近來研究表明橄欖具有抗氧化[4]、護肝[5]、抗病毒[6-7]等功效。果酒主要以水果為原料發酵而來，營養豐富，飲后有益身體健康。橄欖酒是將橄欖去核打漿后，帶渣發酵而來，也屬于果酒的一種。橄欖酒營養價值高、酒度低、含糖低，符合現代人健康養生的觀念，擁有巨大的市場潛力。

目前國內對橄欖的利用方法主要是果脯及榨汁[8]，釀酒較少。根據相關資料，趙翾等[9]主要研究了橄欖酒的釀酒工藝，而對于橄欖酒的發酵規律報道甚少。本文以橄欖為原料，進行發酵實驗，通過不同酵母對橄欖酒發酵過程中理化參數變化規律的研究及香氣成分的分析比較，以期為橄欖酒的生產及改善橄欖酒的風味，提高橄欖酒的品質提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

橄欖、二梭子 選自重慶市江津區橄欖基地；（SY）果酒干酵母 安琪酵母股份有限公司；果酒酵母1383、果酒酵母1596 中科院微生物研究所；其他試劑 均為分析純。

HR2070飛利浦攪拌機 飛利浦電子香港有限公司；FA2004電子天平 上海精天電子儀器廠；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；98-1-B電子調溫電熱套 天津市泰斯特儀器有限公司；酒精計 河北省武強縣同輝儀表廠；QP2010氣相色譜-質譜聯用儀 日本島津公司；手動固相微萃取進樣器 美國鉑金-埃爾默公司；100μm PDMS萃取頭 美國Supelco公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 橄欖酒的工藝流程

操作要點：取新鮮橄欖進行篩選，選取飽滿、無病害、出汁率高的果實，將其去核、打漿，制到橄欖渣待發酵液，并調糖至240g/L，以備帶渣發酵[10]。將果酒酵母1383、果酒酵母1596分別進行擴大培養，搖床培養24h后 按 體 積 分 數8%接 種[11]；將 果 酒 干 酵 母 置 于36℃溫水中活化15min，以0.13g/L接種[11]。待發酵液接種后，在30℃下發酵7d，每隔1d（24h）測定橄欖酒各項指標。發酵完成后，經過濾、陳釀、巴氏滅菌得到橄欖酒成品[12]，并測定香氣成分。

1.2.2 橄欖酒理化指標測定

1.2.2.1 還原糖含量的測定 滴定法[13]

1.2.2.2 總酸的測定 電位滴定法[13]

1.2.2.3 酒精度的測定 酒精計法[13]

1.2.3 橄欖酒香氣物質提取 采用頂空固相微萃取法[14]。取酒樣6mL于20mL的樣品瓶中，加入1.0g NaCl，45℃水浴平衡15min，插入經老化的萃取頭（250℃，老化40min），頂空萃取30min后，將萃取頭插入GC-MS進樣口，解析6min。

1.2.4 橄欖酒香氣成分的GC-MS分析

1.2.4.1 色譜條件 色譜柱：DB-5MS（30mm×0.25mm，0.25μm），進樣口溫度250℃；升溫程序：35℃保持4min，以10℃/min升 至 110℃ ，保 持6min，以5℃ 升 至150℃，保持2min，以7℃/min升至230℃，保持6min；載氣（He）：流量1.00mL/min，壓力53.3kPa，進樣口的溫度250℃，進樣量1μL；進樣口不分流[15]。

1.2.4.2 質 譜 條 件 電 子 轟 擊（EI）離 子 源 ；電 子 能量：70eV；離子源溫度：230℃；質量掃描范圍m/z 35～500；掃描速度：769u/s[15]。

1.2.4.3 香氣成分分析 分析結果運用計算機譜庫（NIST/WILEY）進行初步檢索及資料分析，再結合文獻進行人工譜圖解析，并用氣相色譜峰面積歸一化定量計算出各香氣成分的相對含量。

2 結果與分析

2.1 三種酵母發酵過程中酒精度的變化

圖1 不同酵母發酵橄欖酒過程中酒精度的變化Fig.1 Changes in alcohol content of olive wine with different species of yeast strains

如圖1所示，三種酵母發酵橄欖酒的酒精生成曲線基本趨向于S型，在發酵前5d，酒精度逐漸上升；在發酵后期（5~7d），酒精度基本不變化，主要在于前期發酵液中酵母可利用的營養豐富，可產生大量酒精，酒精度上升較快，而后期營養不足以及乙醇的反饋抑制，且大量酵母處于衰退期，發酵基本終止。同時如圖1所示，三種酵母產生酒精的能力又有所差異，其中果酒干酵母能快速產生酒精，發酵周期最短，到第4d發酵基本完成。而最終發酵所得的三種橄欖酒中，酒精度最高的為果酒酵母1383（12.7%Vol），然后為 果 酒 酵 母1596（12.5%Vol），最 低 的 為 果 酒 干 酵 母（12.2%Vol）。

2.2 三種酵母發酵過程中還原糖含量變化

圖2 不同酵母發酵橄欖酒過程中還原糖含量的變化Fig.2 Changes in reducing sugar content of olive wine with different species of yeast strains

如圖2所示，在發酵前期，還原糖含量快速下降，主要原因在于發酵前期酵母能大量利用糖分促進自身生長繁殖，并生成酒精；發酵后期還原糖含量基本不變，原因在于此時糖分含量極低，酵母又進入衰退期，同時產生的酒精具有反饋抑制作用，殘糖無法被利用，含量不變。由三種酵母利用糖分的曲線可知，果酒干酵母利用糖分速度最快，至第4d還原糖含量基本無變化。發酵完畢后，果酒酵母1383釀制的橄欖酒還原糖含量最低，可達7.2g/L，果酒酵母1596釀制的橄欖酒次之（8.9g/L），果酒干酵母釀制的橄欖酒最高，為11.1g/L，這與三種酵母的酒精生成曲線基本相符。

2.3 三種酵母發酵過程中總酸含量變化

圖3 不同酵母發酵橄欖酒過程中總酸含量的變化Fig.3 Changes in total acidity content of olive wine with different species of yeast strains

如圖3所示，三種酵母在發酵橄欖酒的過程中酸度均是呈先上升后下降的趨勢，其主要原因在于發酵前期酵母通過自身代謝，產生了大量有機酸，酸度上升，而在發酵后期，一部分有機酸又被轉化為低級醇類，導致酸度下降[16]。在產酸規律及能力方面，三種酵母又有所不同，果酒干酵母產酸時間較早，前期速度較快，主要原因在于其代謝旺盛。最終，果酒酵母1596所發酵的橄欖酒酸度最高，為14.1g/L，果酒干酵母次之，為13.6g/L，而果酒酵母1383最低，為12.9g/L。

2.4 三種酵母發酵的橄欖酒香氣比較

2.4.1 不同酵母發酵的橄欖酒香氣成分GC-MS分析 圖4分別為果酒酵母1383、果酒干酵母、果酒酵母1596發酵所得的橄欖酒香氣的GC-MS總離子色譜圖，表1為各組分的分析鑒定結果。由表1可知，采用HP-SPME和GC-MS技術在3種酒樣中共鑒定出67種香氣成分，共有的有35種。這些成分主要是醇類11種，酯類21種，酸類3種，烯烴類13種，醛類4種，酮類3種，其他12種。

在果酒酵母1383釀造的橄欖酒中，共檢出50種香氣成分，醇類占50.71%，酯類占29.51%，酸類占0.42%，烯烴類占8.45%，醛類占3.49%，酮類占0.89%，其他6.54%，主要香氣成分為異戊醇、4-萜烯醇、辛酸乙酯、乙酸異戊酯、癸酸乙酯，相對含量分別為28.69%、12.33%、8.88%、5.02%、3.85%。

在果酒干酵母釀造的橄欖酒中，共檢出49種香氣成分，醇類占48.88%，酯類占33.16%，酸類占0.82%，烯烴類占5.21%，醛類占4.68%，酮類占1.01%，其他6.24%，主要香氣成分為異戊醇、4-萜烯醇、辛酸乙酯、己酸乙酯、癸酸乙酯，相對含量分別為31.08%、12.31%、10.25%、5.75%、5.06%。

在果酒酵母1596釀造的橄欖酒中，共檢出52種香氣成分，醇類占31.34%，酯類占50.43%，酸類占0.28%，烯烴類占10.73%，醛類占0.86%，酮類占0.72%，其他5.64%，主要香氣成分為異戊醇、癸酸乙酯、辛酸乙酯、十八酸乙酯、十六酸乙酯，相對含量分別為19.95%、12.65%、11.24%、9.83%、3.85%。

2.4.2 不同酵母發酵的橄欖酒主要香氣成分比較

圖4 不同酵母發酵的橄欖酒香氣成分的GC-MS總離子色譜圖Fig.4 Total ion chromatogram of aromatic in components olive wines fermented with different species of yeast strains

2.4.2.1 醇類香氣組分比較 在醇類方面，3種酒樣共檢出11種香氣物質，共有的8種，相對含量最多的均為異戊醇，果酒酵母1383所釀酒為28.69%，果酒干酵母所釀酒為31.08%，果酒酵母1596所釀酒為19.95%，其次果酒酵母1596所釀酒為苯乙醇，相對含量為3.06%，而果酒酵母1383所釀酒和果酒干酵母所釀酒中為4-萜烯醇，相對含量分別為12.33%，12.31%，同時這兩種酒樣中也檢出了苯乙醇，相對含量分別為3.59%，2.12%。研究表明，某些醇類物質具有不愉快氣味，而異戊醇具有蘋果與香蕉的香氣，苯乙醇具有茉莉花香，玫瑰香，紫羅蘭香等多種風味[17]，同時3種酒樣中也檢出了多種萜類醇，如α-松油醇、橙花叔醇等，該類物質具有植物香氣[18]。

2.4.2.2 酯類香氣組分比較 3種酒樣共檢出21種酯類香氣物質，共有的11種。果酒酵母1383所釀酒中含量最多的為辛酸乙酯8.88%，其次為乙酸異戊酯5.02%和癸酸乙酯3.85%；果酒干酵母釀酒中含量最多為辛酸乙酯10.25%，其次為己酸乙酯5.75%和癸酸乙酯5.06%；果酒酵母1596釀酒中含量最多為癸酸乙

酯12.65%，其次為辛酸乙酯11.24%和十八酸乙酯9.83%。大多數酯類具有明顯的花果香，如辛酸乙酯具有白蘭地酒的香氣，癸酸乙酯具有葡萄酒的香氣等。

表1 不同酵母發酵的橄欖酒香氣成分的鑒定結果Table 1 Identification of aromatic components in olive wine fermented with different species of yeast strains

續表

2.4.2.3 烯烴類香氣組分比較 除了對香氣貢獻最突出的醇類和酯類外，3種酒樣中還檢出了烯烴類香氣物質13種，共有的2種，這其中主要是萜烯類物質，但種類差異較大，這可能在于其含量較低，在鑒定分析中存在一定的誤差。在酵母1383所釀酒中檢出了1，5，5-三甲基-3-亞甲基-環己烯、4-甲基-1-（1-甲基乙基）-環己烯、萜品烯；果酒干酵母所釀酒中檢出了1，5，5-三甲基-3-亞甲基-環己烯、長葉烯、α-柏木烯；果酒酵母1596所釀酒中檢出了（+）-α-長葉烯、1-石竹烯、丁香烯。此類萜烯類物質，大多具有比較清爽的花香及果香，雖然含量較低，但對橄欖酒起著重要修飾作用。

2.4.2.4 酸醛酮及其他香氣組分的比較 3種酒樣中共檢出酸類物質3種，共有的1種；醛類物質4種，共有的3種；酮類物質3種，共有的1種；其他12種，共有的9種。三種酒樣中檢出的壬醛具有玫瑰香氣，α-環檸檬醛具有柑桔樣果香和馬鞭草樣香韻，香葉基丙酮具有青香、果香、蠟香、木香，并有生梨、番石榴、蘋果、香蕉、熱帶水果香韻。

3 結論

3.1 對不同酵母發酵橄欖酒的發酵規律研究。結果表明，三種酵母在發酵橄欖酒的過程中，相對應的3種酒樣的酒精度，還原糖含量及酸度變化趨勢大致相同，酒精度均是逐漸上升，還原糖含量逐漸降低，酸度先上升后下降。但是由于酵母品種不同，其生長繁殖特性及發酵能力都有所不同，導致三者的發酵規律曲線也略有差異，果酒干酵母發酵周期比果酒酵母1383、果酒酵母1596要短，其發酵前期代謝較旺盛，各項指標變化較快，發酵結束時間較早。發酵完成后，在三種酵母相對應的三種酒樣中，酒精度由高到低依次為果酒酵母1383、果酒酵母1596、果酒干酵母所釀制的酒；還原糖含量由高到低依次為果酒干酵母、果酒酵母1596、果酒酵母1383所釀制的酒；酸度由高到低依次為果酒酵母1596、果酒干酵母、果酒酵母1383所釀制的酒，初步確定果酒酵母1383釀制的橄欖酒最優。通過對不同酵母發酵規律的研究，可以把握不同酵母發酵過程中橄欖酒主要指標的演變規律，并加以嚴格的控制，避免因染菌或環境因素而使發酵中變化曲線出現偏離，導致發酵不正常的現象出現。后續研究應針對發酵規律進行橄欖酒發酵的分段控制，從而達到最佳效果。

3.2 采用頂空固相微萃取，通過GC-MS分析不同酵母發酵橄欖酒的香氣成分，三種酒樣中共檢出香氣成分67種，果酒酵母1383、果酒干酵母和果酒酵母1596發酵的橄欖酒共檢出香氣成分50、49、52種，其中相同的有35種，并用氣相色譜峰面積歸一化定量計算出各香氣成分分別在3種酒樣中的相對含量，果酒酵母1383、果酒干酵母和果酒酵母1596發酵的橄欖酒主要香氣成分均為異戊醇，相對含量分別為28.69%、31.08%、19.95%，說明三者在主要香氣成分組成上的一致性，其余香氣組分類別及含量都有所差異，這就構成了3種酒樣不同的香氣特征。對于橄欖酒特征香氣組分的鑒定以及香氣質量的評價還需有人體嗅覺感官分析的參與才能夠完成。

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Analysis of fermentation rule and aromatic composition of olive wine fermented with different species of yeast strains

Olive was used as raw materials，the variations of alcohol degree，reducing sugar and total acidity were tracked during the whole fermentation of olive wines fermented with three different species of yeast strains.The aromatic compositions of olive wines were extracted.The results showed that alcohol degree increased gradually，reducing sugar decreased gradually and total acidity increased then decreased during the whole fermentation process fermented with three different species of yeast strains.The fermentation cycle of alcohol active dry yeast was shortest.In the olive wine fermented with Saccharomyces cerevisia 1383，alcohol degree was highest， reducing sugar was least and total acidity was least.50 ， 49 ， 52 kinds of aromatic compounds were identified in olive wines fermented with the Saccharomyces cerevisia 1383 ，alcohol active dry yeast and Saccharomyces cerevisia 1596，respectively，and 35 kinds of aromatic compounds were same in the there olive wines.The main aromatic compositions were isopentanol.It was initially identified that olive wine fermented with the Saccharomyces cerevisia 1383 was best.

olive wine；yeast strain；fermentation rule；aromatic composition

TS262.7

A

1002-0306（2014）22-0203-06

10.13386/j.issn1002-0306.2014.22.036

2014－02－26

蔣一鳴（1989-），男，碩士研究生，研究方向：食品生物技術。

* 通訊作者：蔣和體（1963-），男，博士，教授，研究方向：果蔬加工技術。