不同催陳方式對椪柑果酒品質與香氣成分的影響

李沖,余佶,鄒海英,麻成金*

1(吉首大學，林產化工工程湖南省重點實驗室，湖南 吉首，427000) 2(吉首大學，食品科學研究所，湖南 吉首，416000)

近年來，隨著生活水平的不斷提高，人們更加追求飲食的安全、營養、健康，水果發酵酒因其豐富的營養及保健功能，逐漸受到人們的青睞[1-2]。椪柑是我國南方主產水果之一，出汁率高、營養豐富，加工而成的果酒也兼具其營養和保健功能，受到消費者喜愛[3-4]。新釀制的椪柑果酒口味較苦澀、不夠醇厚，可通過催陳來改善其品質[5-6]。盡管自然陳釀下的椪柑果酒風味較好，但生產周期長，給生產帶來諸多問題[6]。

目前，微氧熟化[7]、超聲波[8]、冷熱處理[9]、化學助催劑[10]、電磁場[11]、輻射[12]、高壓脈沖[13]等人工快速催陳方法在不同種類的果酒陳釀過程中得到應用，催陳效果比較明顯。國內外關于果酒催陳技術的研究多集中于葡萄酒[14-16]，椪柑果酒的相關聯合催陳技術未見報道。本實驗將超聲波、化學催陳法結合不同陳釀容器對椪柑果酒進行聯合催陳，通過分析催陳后的品質變化及香氣成分，旨在為椪柑果酒的生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

椪柑新酒：酒精發酵后過濾、澄清，由湖南邊城生物科技有限公司提供，經測定，酒精度為12.5%vol，總酸含量為8.3 g/L，總酯含量為6.1 g/L，色度為0.23。

橡木桶、陶瓷罐，器型基本相同，容量均為3 L；法國進口橡木片，長9～12 mm，寬5～9 mm，厚1～2 mm，中度烘烤；H2O2、NaOH、酚酞、H2SO4、乙醇、NaOH、鄰苯二甲酸氫鉀，均為國產AR級。

1.2 儀器與設備

JA2003型電子天平，上海舜宇恒平儀器有限公司；酒精計(規格0～30)，上海醫用儀表廠；SPX-250B-Z型生化培養箱，上海博訊實業有限公司；PHS-25 數字式 pH 計，上海雷磁儀廠；85-2A數顯恒溫測速磁力攪拌器，金壇市白塔新寶儀器廠；DCTC-2000“弘祥隆”多用途恒溫超聲提取機，北京弘祥隆生物技術開發有限公司；UV-2550型紫外可見分光光度計，日本Shimadzu公司；7890A-5975C氣相色譜-質譜聯用儀，美國Agilent公司；固相微萃取進樣器及萃取纖維頭，美國Supelco公司。

1.3 實驗方法

FAO/WHO聯合食品添加劑專家委員會根據過氧化氫毒性試驗報告規定，大鼠的皮內注射LD50為0.7 g/kg[27-28]。實驗取2.7 L未經催陳的椪柑果酒于三角瓶中，添加H2O2(0.1 mol/L)后用木塞封口，于25 ℃水浴中處理2 h，后測得H2O2殘留量為0.015 mol/L，在食品添加劑允許使用范圍內。因此，H2O2添加量選擇0.1 mol/L。

將超聲波催陳法、化學催陳法(H2O2)結合橡木桶、橡木片、陶瓷罐對椪柑果酒進行聯合催陳，具體聯合催陳方式見表1。

表1 椪柑果酒的不同催陳方式Table 1 The different aging methods of Ponkan fruit wine

對照組：椪柑新酒，經酒精發酵后過濾，未經催陳處理，作為對照組，置于20 ℃的恒溫箱中，密封避光，在玻璃容器中陳釀3個月；

處理A：取2.7 L未經催陳的椪柑果酒，裝入橡木桶(預留約10%容積，下同)，封口，置于20 ℃的恒溫箱中，密封避光催陳3個月。即橡木桶催陳，以XM表示；

處理B：取2.7 L未經催陳的椪柑果酒，裝入陶瓷罐中，再加入橡木片(2 g/L)[19]，封口，置于20 ℃的恒溫箱中，密封避光催陳3個月，仿橡木桶催陳效果。即陶瓷-橡木片催陳，以TX表示；

處理C：取2.7 L未經催陳的椪柑果酒于三角瓶中，添加H2O2(0.1 mol/L)[10]，后用木塞封口，于25 ℃水浴中處理2 h，再按照處理B操作。即H2O2-陶瓷-橡木片催陳，以HTX表示；

處理D：取2.7 L未經催陳的椪柑果酒進行超聲處理，超聲波頻率20 kHz，處理溫度40 ℃，超聲波功率600 W，處理時間30 min[20]，再按照處理B操作。即超聲波-陶瓷-橡木片催陳，以CTX表示。

1.4 評價指標測定

1.4.1 感官及理化指標

感官評價：評價小組由10位經過培訓的本專業人員(男女各半，年齡在25～35歲之間)及2位專業品酒師(男女各一)組成，參照GB/T 15038—2006 葡萄酒、果酒通用分析方法，對椪柑果酒從外觀、香氣、滋味進行評價。

酒精度、總酸測定：參照GB/T 15038—2006 葡萄酒、果酒通用分析方法；總酯的測定：參照GB/T 10345—2007 白酒分析方法。

色度的測定：參考相關文獻[23]，部分參數略有調整。取椪柑果酒樣品離心(4 000 r/min，10 min)，取上清液裝入1 cm比色杯中，于波長450、550、650 nm處分別測其吸光度值，三者相加即為椪柑果酒色度。

1.4.2 香氣成分

(1)樣品處理

量取8 mL的椪柑果酒，裝入15 mL頂空瓶中，添加1.2 g NaCl，密封，45 ℃下在磁力攪拌器上平衡20 min，插入50/30 μm的DVB/CAR/PDMS(老化后)萃取纖維頭吸附30 min，于進樣口解析3 min，后采集數據。對照組處理相同。

(2)GC-MS檢測條件

氣相色譜條件：Agilent190191S-433型石英毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，進樣口溫度250 ℃，載氣(He)：流量1.0 mL/min，不分流進樣，程序升溫：起始溫度40 ℃，保持3 min，以3 ℃/min升至160 ℃，保持2 min，以8 ℃/min升至220 ℃，保持3 min；質譜條件：離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃，離子化方式EI，電子能量70 eV，分辨率1 000，質量范圍30～500 u/s。

(3)數據處理

將催陳后的椪柑果酒經過GC-MS檢測，各組分的質譜圖通過計算機譜庫(NIST 11)初步檢索，再結合已有文獻進行定性分析，對照氣相色譜分析結果，按照峰面積歸一化法定量計算出各檢出組分的相對百分含量。

2 結果與討論

2.1 不同催陳方式對椪柑果酒感官品質的影響

感官品評對果酒的品質鑒定非常重要，包括外觀、香氣、滋味等方面[6]，結果見表2。

未經催陳處理(對照組)的椪柑果酒顏色較淺，具有明顯的酵母香氣和酒精香氣，苦澀味較重，經不同催陳處理后的椪柑果酒顏色有不同程度的加深，苦澀味有明顯的改善。對比橡木桶(XM)的催陳效果，陶瓷-橡木片(TX，仿橡木桶效果)處理后的果酒顏色較淺，橡木香氣較弱，整體香氣沒有橡木桶處理后的香氣復雜、濃郁，口感也欠柔和、飽滿，效果并不理想。通過對陶瓷-橡木片(TX)增加前處理方式，即超聲波-陶瓷-橡木片(CTX)和H2O2-陶瓷-橡木片(HTX)催陳方式，發現椪柑果酒從色澤、氣味、滋味都有明顯改善，其中H2O2-陶瓷-橡木片(HTX)處理后的椪柑果酒顏色淺赤金黃色、有光澤，具有橡木香氣，酒香、果香優雅、濃郁，酒體豐滿、口味醇厚，略苦澀。超聲波-陶瓷-橡木片(CTX)處理效果次之。綜上，H2O2-陶瓷-橡木片(HTX)處理后的椪柑果酒整體感官品質最優，甚至優于橡木桶的處理效果，成本更低，可作為橡木桶的替代選擇。

表2 不同催陳方式對椪柑果酒感官品質的影響Table 2 The sensory evaluation of Ponkan fruit wine in different aging methods

2.2 不同催陳方式對椪柑果酒主要理化指標的影響

2.2.1 不同催陳方式對椪柑果酒酒精度的影響

由圖1可知，4種催陳方式對椪柑果酒的酒精度影響不明顯。其中，H2O2-陶瓷-橡木片處理后的酒精度為12.0%，比原酒下降了0.5%，橡木桶、陶瓷-橡木片及超聲波-陶瓷-橡木片處理后的酒精度分別為12.4、12.3、12.2%，變化很小。

圖1 不同催陳方式對椪柑果酒酒精度的影響Fig.1 The effect of different aging methods on alcohol degree of Ponkan fruit wine

2.2.2 不同催陳方式對椪柑果酒總酸的影響

由圖2可知，4種催陳方式對椪柑果酒的總酸影響程度不同，其中H2O2-陶瓷-橡木片與超聲波-陶瓷-橡木片處理后的椪柑果酒總酸降低明顯。原果酒總酸含量為8.3 g/L，酸澀感明顯，口感不協調，經過H2O2-陶瓷-橡木片處理后總酸降低至5.8 g/L，超聲波-陶瓷-橡木片處理后的酸度降低至6.2 g/L，表明裝桶之前的過氧化氫及超聲波處理方式對椪柑果酒的總酸影響較大。超聲波的空化作用能夠提高酒體各組分的活化能，促進其發生一系列積極的物理、化學變化[6]；H2O2具有較強的氧化能力，促進醇-水體系的締合作用，提高分子間的有效碰撞率，加速締合、酯化、氧化還原等反應[29]；各種有機酸也參與氫鍵的締合作用及其他酯化反應，進而加速了新酒的陳釀進程，促進其風味的形成[10,22]。而橡木桶與陶瓷-橡木片催陳方式均未經前處理，因此總酸含量較前者下降并不明顯。

圖2 不同催陳方式對椪柑果酒總酸的影響Fig.2 The effect of different aging methods on total acid of Ponkan fruit wine

2.2.3 不同催陳方式對椪柑果酒總酯的影響

由圖3可知，4種催陳方式對椪柑果酒的總酯含量影響各不相同。橡木桶與H2O2-陶瓷-橡木片處理后的總酯含量上升最高且較為接近，陶瓷-橡木片與超聲波-陶瓷-橡木片處理后的總酯含量略有提升。其中，橡木桶處理后的總酯含量由6.15 g/L(原酒)提升至7.8 g/L，H2O2-陶瓷-橡木片處理后的總酯含量為7.83 g/L，橡木片與酒體的接觸面積比橡木桶比例更大、控制更精確、成本低廉，同時橡木中的各類成分浸提作用更明顯，與橡木桶對提高椪柑果酒總酯含量的效果基本一致。

圖3 不同催陳方式對椪柑果酒總酯的影響Fig.3 The effect of different aging methods on total ester of Ponkan fruit wine

2.2.4 不同催陳方式對椪柑果酒色度的影響

由圖4可知，4種催陳方式對椪柑果酒色度的影響不同。H2O2-陶瓷-橡木片處理后的色度提升明顯高于橡木桶、陶瓷-橡木片及超聲波-陶瓷-橡木片處理方式，果酒色度由0.23(原酒)提升至0.52；超聲波-陶瓷-橡木片處理后色度提升至0.44。表明超聲波及過氧化氫前處理方式對椪柑果酒的色度有明顯提升效果，原因可能是椪柑果酒中的呈色物質對超聲波、過氧化氫比較敏感，以及氧化作用導致了椪柑果酒的色度加深[6,14,21]。對比發現，經過H2O2-陶瓷-橡木片處理后的椪柑果酒呈現出更加誘人的色澤。

圖4 不同催陳方式對椪柑果酒色度的影響Fig.4 The effect of different aging methods on chromaticity of Ponkan fruit wine

橡木桶、陶瓷-橡木片、H2O2-陶瓷-橡木片、超聲波-陶瓷-橡木片4種催陳方式下的酒精度變化不大， H2O2-陶瓷-橡木片處理下的總酸含量降低最明顯，橡木桶與H2O2-陶瓷-橡木片處理對椪柑果酒的總酯含量提升接近，但H2O2-陶瓷-橡木片處理方式更經濟。色度提升上，H2O2-陶瓷-橡木片處理方式有利于呈色物質的變化，椪柑果酒的色澤最佳。

綜上，H2O2-陶瓷-橡木片處理后的椪柑果酒酒精度為12.0%，沒有明顯變化；總酸含量降低至5.8 g/L，降酸效果顯著；總酯含量提高至7.83 g/L，與橡木桶改善能力相當；色度由0.23提升至0.52，提升最高，呈現出誘人的色澤。因此，H2O2-陶瓷-橡木片對椪柑果酒的催陳效果在4種所選擇的方式中最優。

2.3 不同催陳方式對椪柑果酒香氣成分的影響

使用50/30 μm的DVB/CAR/PDMS萃取頭對椪柑果酒的香氣成分萃取并進行GC-MS分析。對照組及實驗組總離子色譜圖見圖5、圖6。

圖6 不同催陳方式下椪柑果酒香氣成分總離子流色譜圖Fig.6 The total ion chromatogram of Ponkan fruit wine in different aging methods

由圖5、圖6及表3可知，對照組椪柑果酒檢測到9種香氣成分，其中烴類1種，相對含量1.05%，醇類物質2種，相對含量12.02%，酯類物質6種，相對含量86.93%。橡木桶催陳后的椪柑果酒中檢測到13種香氣物質，其中烴類4種，相對含量22.09%，醇類2種，相對含量15.02%，酯類5種，相對含量47.59%，酮類2種，相對含量1.19%。陶瓷-橡木片催陳后的椪柑果酒檢測出13種香氣成分，烴類5種，相對含量11.44%，醇類3種，相對含量17.57%，酯類4種，相對含量58.83%，酮類1種，相對含量1.38%。H2O2-陶瓷-橡木片催陳后的椪柑果酒檢測出16種香氣成分，其中烴類4種，相對含量為17.42%，醇類4種，相對含量為56.54%，酯類7種，相對含量為18.18%，酮類1種，相對含量為0.42%。超聲波-陶瓷-橡木片催陳后的椪柑果酒檢測出15種香氣成分，其中烴類6種，相對含量27.85%，醇類2種，相對含量48.17%，酯類7種，相對含量20.96%。

影響椪柑果酒中的香氣成分主要是醇類及酯類化合物，與康明麗[4]、劉韜[24]、袁敏[25]等對果酒的相關研究結果類似。在陳釀過程生成多種醇類物質，從而賦予果酒優雅、多變的香氣，苯乙醇與異戊醇是含量較多的高級醇，也是柑橘類果酒的主要特征風味物質[17,18]。酯類化合物中，苯甲酸乙酯、乙酸苯乙酯、葵酸乙酯、辛酸乙酯、月桂酸乙酯是椪柑果酒的主要酯類物質。超聲波、化學法可以加速酯化、氧化、縮合等反應的進行[15,26]，進而促進新的酯類生成[21]；而橡木片制品相比于橡木桶有更高的利用效率[6,19]。對比發現，H2O2-陶瓷-橡木片催陳后的椪柑果酒中酯類、醇類化合物較多，其中，苯乙醇、異戊醇、苯甲酸乙酯、乙酸苯乙酯、葵酸乙酯、月桂酸乙酯含量較高。

表3 不同催陳方式下椪柑果酒香氣成分的GC-MS分析結果Table 3 Relative contents of aroma compounds of Ponkan fruit wine in different aging methods

續表3

分類序號化合物對照組XMTXHTXCTX酮類14-羥基-2-丁酮00.8200023,5-雙-三甲基甲硅烷基-2,4,6-環庚三烯-1-酮0000.42033,5-雙-三甲基甲硅烷基-2,4,6-環庚三烯-1-酮001.380043-苯基-4-苯胺-4,5(1H)-二氫-1,2,4-三唑-5-酮00.37000

3 結論

通過4種不同催陳方式對椪柑果酒進行催陳的實驗發現，H2O2-陶瓷-橡木片(HTX)處理后的椪柑果酒呈淺赤金黃色、有光澤，果香、酒香及橡木香氣優雅、濃郁，酒體豐滿、醇厚，略苦澀，整體感官評價優于其余3種催陳方式。橡木桶催陳對提升椪柑果酒總酯含量較明顯；陶瓷-橡木片催陳方法降酸效果不明顯，總酯含量和色度有一定程度提升；超聲波-陶瓷-橡木片催陳方法對總酯含量、色度均有改善，也能夠降低部分酸度，但效果不如H2O2-陶瓷-橡木片催陳方法。對比發現，H2O2-陶瓷-橡木片催陳效果最好，總酸含量降低至5.8 g/L，總酯含量的提升達到7.83 g/L，同時色度提升到0.52，呈現淺赤金黃色。

橡木桶、陶瓷-橡木片、H2O2-陶瓷-橡木片、超聲波-陶瓷-橡木片4種催陳方法下分別檢測出13、13、16、15種香氣化合物，有烴類、醇類、酯類、酮類。其中，醇類、酯類是主要的風味物質，占整個香氣化合物總量的60%以上。苯乙醇、苯甲酸乙酯、葵酸乙酯是4種催陳方式下共同香氣成分，與異戊醇、乙酸苯乙酯、辛酸乙酯、月桂酸乙酯共同構成椪柑果酒的主要香氣成分。因此，采用H2O2-陶瓷-橡木片聯合催陳椪柑果酒，不僅優于橡木桶的處理效果，同時經濟成本更低，可考慮作為橡木桶貯藏陳釀的替代選擇。