不同釀酒酵母對脆紅李果酒品質的影響

廖麗，毛曉云，王秋蓉，魯敘彤，孔燕，姜林君，陳安均

(四川農業大學 食品學院，四川 雅安，625000)

脆紅李(PrunussalicinaLindl. c.v. Cuihongli)屬薔薇科(Rosaceae)李屬(Prunus)[1]核果類水果，是中國李選育實生后代的晚熟品種，主要種植在川、渝、黔等西南地區。脆紅李不僅富含多種維生素、氨基酸、有機酸、礦物質等有益人體的物質，還含有原花青素、花青素、黃酮苷等多種多酚類物質，有較強的抗氧化作用。目前李子主要被加工成果脯、蜜餞、果醬、果汁等產品[2]。近年來，對李子果酒香氣成分的研究已有報道，如劉永衡等[3]采用溶劑萃取法對3種酵母發酵的幸運李子果酒香氣成分進行了分析，但采用頂空固相微萃取法(solid phase micro-extraction, SPME)和氣相色譜-質譜聯用技術(gas chromatography mass spectrometry, GC-MS)分析不同酵母菌株對脆紅李果酒揮發性風味物質影響的研究尚處于空白階段。

酵母菌株是影響果酒香氣成分的重要因素[4]。果酒釀造對菌株的要求較為嚴格，需有穩定的生長速率，不產生明顯的異味，更重要的是需要保留水果中特征性的香氣成分[5]。因此試驗選用同一種脆紅李，8種不同釀酒酵母，同一種工藝進行發酵，采用頂空固相微萃取法和氣相色譜-質譜聯用儀對8種釀酒酵母發酵后的果酒揮發性風味物質進行測定，并結合感官評定選取優良的釀酒酵母。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料

脆紅李，市購；釀酒酵母AC、KD、RC212、2323、D254、安琪、BRG、DV10，安琪酵母股份有限公司和帝伯士股份有限公司；環己酮(色譜純)，上海阿拉丁試劑公司；乙醇(色譜純)、NaOH、葡萄糖、CuSO4·5H2O(分析純)，成都市科隆化學品有限公司；偏重亞硫酸鉀(食品級)，浙江一諾生物科技有限公司司。

1.1.2 儀器與設備

GC-MS-2010氣相色譜質譜聯用儀(7890A/59750)，美國Agilent Technologies公司；50/30 μm PDMS/ DVB/CAR固相微萃取頭(57328U)，上海安譜實驗科技股份限公司；SPME手動進樣柄(57330-U)，美國sigma公司；電熱恒溫水浴鍋 (XMTD-7000)，北京市永光明儀器有限公司；HP-5MS色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，美國Agilent公司。

1.1.3 酒樣

篩選出成熟完好的新鮮脆紅李，清洗后將脆紅李切塊去核去梗，用打漿機打漿，然后進行離心處理(8 000 r/min，離心10 min)得到脆紅李汁。清液中添加蔗糖調整糖度至21 °Bx。再加入偏重亞硫酸鉀調整SO2質量濃度至80 mg/L。將酵母菌株(0.03%)置于溫水(35±1)℃中活化20 min后接種至脆紅李汁中，在20 ℃下發酵14 d后倒灌，在20 ℃下陳釀1個月。

1.2 試驗方法

1.2.1 理化指標的測定

依據GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》對酒精度、還原糖、總糖、總酸等理化指標進行測定[6]。

1.2.2 香氣成分分析

1.2.2.1 頂空固相微萃取

取5 mL原酒樣于15 mL頂空瓶中，加入1 g NaCl和20 μL環己酮(27.337 g/L)，在水浴鍋中50 ℃平衡10 min后，插入已老化好的萃取頭(270 ℃老化30 min)，在50 ℃頂空吸附40 min后，插入GC-MS進樣，解吸5 min[7]。

1.2.2.2 GC-MS條件

GC條件：HP-5MS色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，不分流進樣，柱溫采用程序升溫，40 ℃保持8 min，以5 ℃/min升至75 ℃保持1 min，再以3.5 ℃/min升至125 ℃，再以5 ℃/min升至185 ℃保持1 min，再以10 ℃/min升至230 ℃保持20 min，進樣溫度260 ℃，檢測器溫度250 ℃，載氣He[7]。

MS條件：電離方式EI，電離電壓70 eV，燈絲電流0.25 mA，電子倍增器電壓1 500 V，掃描范圍m/z30～350。

定性方法：對檢測到的脆紅李果酒的風味物質在普庫NIST11.L進行檢索，選取匹配度在80%以上的物質確認為香氣物質。

定量方法：采取半定量的方式進行計算，計算各揮發性成分的含量，如公式(1)所示[8]：

(1)

1.2.3 感官評價

挑選20位具有評審經驗的師生組成評審小組，評分標準參照GB/T 15037—2006 《葡萄酒》[9]，主要從色澤、香氣、口感、風格4個方面進行評價，具體標準如表1所示。感官評價得分以平均值計，滿分100分[10]。

表1 脆紅李酒感官評定表Table 1 Sensory evaluation of table Prunus salicinaLindl.c.v.Cuihongli wine

1.4 數據處理與統計

每個樣品做3個平行，測量實驗平行測量3次，最終數據以平均值±標準偏差表示。通過Microsoft Excel 2010軟件進行分析；采用SPSS 22.0進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 基礎理化指標

不同酵母菌發酵的脆紅李果酒基礎理化指標檢測結果如表2所示，8株酵母菌發酵的脆紅李果酒在酒精度、總酸、揮發酸、總糖、甲醇等各項指標中均存在顯著性差異(P<0.05)。各菌株發酵的脆紅李果酒酒精度>10.72%vol，其中菌株KD、D254、DV10發酵的脆紅李果酒酒精度高于其他菌株。8株酵母菌發酵的脆紅李果酒中總糖質量濃度<3 g/L，還原糖質量濃度<2 g/L，說明這些菌株降解糖能力強，發酵徹底。在總酸方面，總酸質量濃度<8.20 g/L，低于國家標準(4～9 g/L)[11]，菌株2323、安琪、AC、RC212、DV10、D254總酸含量無顯著差異，BRG酵母菌株發酵的脆紅李果酒，總酸含量最高，為8.17 g/L，其次是KD，總酸質量濃度為7.65 g/L。甲醇是果酒中有害的物質，其本身具有一定的毒性，飲用甲醇超標的果酒，會損害中樞神經系統和視網膜，嚴重可能會導致失明甚至死亡[12]。因此，果酒中的甲醇含量必須嚴格控制。在本試驗條件下，8種脆紅李果酒甲醇質量濃度<110 mg/L，遠低于國家限量標準(≤400 mg/L)[13]，其中KD酵母菌發酵的脆紅李果酒甲醇含量最高，為109.66 mg/L。SO2在脆紅李果酒釀制過程中，能抑制雜菌生長，同時還具有抗氧化的作用，國家標準規定果酒中SO2質量濃度≤250 mg/L[14]，本實驗中，8種脆紅李果酒總SO2質量濃度<100 mg/L，在國家規定范圍內。

表2 不同酵母菌株發酵的脆紅李果酒的理化指標Table 2 Physico-chemical indexes of Prunus salicina Lindl. c. v. Cuihongli wine fermented by different yeast strains

2.2 不同酵母發酵的脆紅李果酒中揮發性風味物質的分析

揮發性風味物質是決定果酒風味、品質和典型性的重要因素[15-16]。脆紅李果酒揮發性風味物質的組成直接影響其感官品質，是評價脆紅李果酒品質的一個重要指標。表3和表4為8種酵母菌株釀制的脆紅李果酒，共檢測出73種揮發性風味物質，其中酯類29種，醇類12種，醛酮類7種，酸類5種，酚類4種，烴類13種，其他類3種。不同脆紅李果酒含揮發性風味物質種類依次為AC(49種)>KD(46種)=RC212(46種)>D254(42種)>2323(39種)>DV10(38種)=安琪(38種)>BRG(37種)。AC、D254、KD、RC212、BRG、DV10、2323、安琪8種酵母發酵的脆紅李果酒揮發性風味物質總質量濃度分別為107 704.05、207 007.72、183 646.37、123 092.74、115 400.35、189 192.71、129 319.26、112 301.24 μg/L。由圖1可知，酯類物質含量最高，其次是醇類，其中烴類含量最低。

圖1 不同酵母菌株發酵的脆紅李果酒揮發性風味物質質量濃度Fig.1 Content of volatile flavor compounds in Prunus salicina Lindl. c. v. Cuihongli wine fermented by different yeast strains

表3 不同酵母菌株發酵的脆紅李果酒揮發性成分及質量濃度 單位：μg/L

續表3

表4 不同酵母菌株發酵的脆紅李果酒揮發性成分及質量濃度 單位：μg/L

續表4

2.2.1 酯類物質分析

酯類物質是脆紅李果酒中最主要的一類揮發性芳香物質，是酵母發酵的副產物[17]。8種脆紅李果酒共檢測出29種酯類物質，其中有17種酯類物質在各脆紅李果酒都有檢出。其酯類物質總質量濃度64 000.00～170 000.00 μg/L，分別占各酒樣揮發性風味物質總量的60.25%、84.01%、68.89%、66.38%、66.50%、61.12%、69.82%、77.30%。酯類物質中辛酸乙酯質量濃度最高，達到63 085.22 μg/L，但只存在于D254酵母菌發酵的脆紅李酒中，占其總酯類物質的30.47%；乙基9-癸烯酸酯、癸酸乙酯是脆紅李果酒中含量較高的揮發性酯類物質，乙基9-癸烯酸酯分別占各酒樣酯類物質總量的17.24%、12.20%、17.00%、15.68%、27.14%、18.39%、16.18%、25.32%；癸酸乙酯分別占各酒樣酯類物質總量的15.10%、15.54%、17.47%、24.19%、15.10%、15.27%、18.65%、22.88%。大多數酯類物質具有花、果香氣，如辛酸乙酯具有令人愉快的花果、杏子香氣[18]；癸酸乙酯具有菠蘿水果香、花香、甜香等[19]。

2.2.2 醇類物質分析

醇類物質是果酒中豐富的風味物質，賦予酒體水果香氣，通常來源于糖類的分解代謝和氨基酸的脫氨、脫羧反應[20]。醇類化合物是酒的醇甜和助香劑的重要來源，是酯類化合物的前驅物質，其香氣特征主要是水果香和花香[21]。8種脆紅李果酒總共檢測出12種醇類物質，其中3種醇類物質在各脆紅李果酒都有檢出。醇類物質總質量濃度為13 000.00～49 000.00 μg/L，分別占各酒樣揮發性風味物質總量的24.21%、9.40%、19.02%、21.20%、20.97%、26.04%、17.66%、12.10%。苯乙醇是脆紅李果酒中含量最高的醇類物質，分別占各酒樣醇類物質總量的20.99%、8.17%、17.86%、19.03%、17.04%、24.51%、15.43%、8.53%。其中DV10發酵的脆紅李果酒中苯乙醇含量最高，達到46 378.98 μg/L，安琪酵母發酵的脆紅李果酒中苯乙醇含量最低，為9 576.71 μg/L。苯乙醇的香味獨特，具有玫瑰香、紫羅蘭香、茉莉花香等多樣風味[22]。

2.2.3 酸類物質分析

在酒類中，酸類物質主要來源于酒精發酵，其含量取決于發酵條件、營養物質含量和酵母的使用[23]，能為果酒增添酸爽的口感。試驗總共鑒定出5種酸類物質，包括辛酸、癸酸、反,反-西基乙酸、十八碳九烯酸、月桂酸。酸類物質總質量濃度為5 000.00～14 000.00 μg/L，分別占各酒樣揮發性風味物質總量的7.21%、2.87%、6.67%、5.43%、4.64%、7.75%、7.26%、4.70%。酸類物質含量最高的是KD和DV10發酵的脆紅李果酒，分別達到了12 240.91、14 659.42 μg/L。辛酸是脆紅李果酒中含量最豐富的揮發性酸類物質，能賦予酒體果味、桃子味、草莓味、菠蘿味和糖果味等多種風味[23]。辛酸在DV10發酵的脆紅李果酒中含量最高，達到14 551.57 μg/L，在BRG發酵的脆紅李酒中最低，為5 279.98 μg/L。

2.2.4 醛酮類物質分析

果酒發酵過程中，不飽和脂肪酸能夠在脂氧合酶的作用下代謝產生醛和酮[24]。試驗總共檢測出1種醛類物質和6種酮類物質，包括2-壬酮、大馬酮、大馬士酮、香葉基丙酮、甲基壬基甲酮、β-紫蘭羅酮、苯甲醛。醛酮類物質總質量濃度為1 500.00～370 0.00 μg/L，分別占各酒樣揮發性風味物質總量的1.65%、0.75%、2.06%、1.63%、2.37%、1.93%、1.48%、2.96%。8種脆紅李果酒中苯甲醛總量在240.00～280 0.00 μg/L，安琪酵母發酵的脆紅李果酒中苯甲醛含量高，AC酵母發酵的脆紅李果酒中苯甲醛含量最低，苯甲醛具有杏仁香和焦甜香[25]。

2.2.5 烴類物質分析

8種脆紅李果酒總共檢測出13種烴類化合物，包括4-甲氧基苯乙烯、3,4-二甲氧基苯乙烯、(6E)-2,6-二甲基辛-2,6-二烯、(E)-β-金合歡烯、反式-β-金合歡烯、D-檸檬烯、萜品油烯、戊基環丙烷、正丁基環己烷、戊基環乙烷、二十八烷、茶香螺烷、1-甲基-4-(1-甲基乙烯基)苯。其中8種脆紅李果酒都有檢出(6E)-2,6-二甲基辛-2,6-二烯。釀酒酵母KD發酵釀制的脆紅李果酒中特有的物質是D-檸檬烯、萜品油烯、二十八烷、1-甲基-4-(1-甲基乙烯基)苯；茶香螺烷只存在于D254酵母釀制的脆紅李果酒中；正丁基環己烷為AC酵母菌所釀脆紅李果酒所獨有；戊基環乙烷僅見于RC212酵母菌所釀制的脆紅李果酒；反式-β-金合歡烯存在于BRG酵母釀制的脆紅李酒中。

2.2.6 酚類物質和其他物質的分析

8種脆紅李果酒中共檢測出4種酚類物質和3種其他物質，包括2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,4-二叔丁基苯酚、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、丁香酚、茴香腦、2,6-二叔丁基苯醌、甲氧基苯基-肟。KD酵母發酵的脆紅李酒中2,4-二叔丁基苯酚質量濃度最高，達到2 249.26 μg/L，BRG發酵的脆紅李酒中2,4-二叔丁基苯酚質量濃度最低，為780.17 μg/L。其他3種物質含量相對較低，對整體香氣影響不大。

2.3 脆紅李果酒感官評價

香氣是評價果酒品質的一個重要因素。通過GC-MS能夠精確地測定果酒中揮發性風味物質的組成與含量，但是果酒的各種揮發性風味物質的含量、感官閾值和相互作用決定其最終的香氣特征，因此特征組分的鑒定還需人體嗅覺感官分析才能夠完成[26]。

由表5可知，8株菌株感官評分由高到低依次為RC212、AC、D254、2323、安琪、DV10、BRG、KD。綜合揮發性風味物質總量、感官評價，釀酒酵母D254發酵的脆紅李酒酒色清澈透明，色澤穩定，口感圓潤柔和，香氣持久迷人，具有脆紅李酒的典型風格。本試驗中RC212感官評分最高，但揮發性風味物質總量較低。D254雖然感官評分較RC212低1.02分，但揮發性風味物質總量最高，因此選擇D254為脆紅李酒的發酵菌株。

表5 不同酵母菌株發酵的脆紅李果酒感官評價Table 5 Sensory evaluation of Prunus salicina Lindl.c.v.Cuihongli wine fermented by different yeast strains

3 結論

通過GC-MS分析了8株酵母發酵的脆紅李果酒的揮發性風味物質的成分及含量。研究結果表明釀酒酵母對脆紅李果酒中揮發性風味物質的成分及含量有較大影響。本試驗總共檢測出了73種揮發性風味物質，其中有27種物質在8種脆紅李果酒中均有檢出。D254酵母釀制的脆紅李果酒揮發性風味物質的總質量濃度最高，達到了207 007.72 μg/L，其次是RC212，為183 646.37 μg/L，安琪酵母釀制的脆紅李果酒揮發性風味物質的質量濃度最低，為112 301.24 μg/L。8種脆紅李果酒的揮發性風味物質主體成分相接近，都含有正己酸乙酯、乙酸芐酯、乙酸己酯、苯乙醇、葉醇、辛酸等，但相對含量差異較大(P<0.05)。8種脆紅李果酒中也有獨有的香氣物質，如茶香螺烷只存在于D254酵母釀制的脆紅李果酒中。在感官方面，RC212感官評分最高，但根據儀器測定和感官評價綜合判斷，釀酒酵母菌株D254發酵的脆紅李果酒揮發性風味物質含量最高、風味較好，具有脆紅李果酒的典型風格。因此，酵母D254更適合于脆紅李果酒的發酵。8株菌株釀制的脆紅李果酒中，甲醇質量濃度(<110 mg/L)均遠低于GB 15037—2006要求；總糖、還原糖、總酸及揮發酸含量的檢測結果均符合GB 15037—2006。