不同原料蘋果酒的釀造特性研究

閔 卓，蔣 媛，賈偉豪，鞠延侖，房玉林，張 陽*

（1.茅臺學院 釀酒工程系，貴州 遵義 564500；2.寧夏食品檢測研究院 國家市場兼管重點實驗室，寧夏 銀川 750000；3.西北農林科技大學 葡萄酒學院，陜西 楊凌 712100）

蘋果酒是以蘋果或蘋果汁為主要原料，發酵而成的富含氨基酸、有機酸、酚類物質、維生素等多種營養成分的低酒精度飲品[1-2]，近年來，憑借其良好的口感和較高的保健價值而深受消費者喜愛，是僅次于葡萄酒的世界第二大果酒[3]。

我國雖是蘋果生產的第一大國，但蘋果酒產業起步較晚，主要的推廣品種大多為鮮食品種，其風味與英、法、美等歐洲國家的釀酒品種截然不同。近年來，為了提高蘋果酒的品質，研究者們在蘋果原料[4]、釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的篩選[5-6]、釀酒工藝的優化[7-9]等方面進行了大量研究工作。其中，釀酒原料的種類和品質直接影響蘋果酒的品質和質量。ZHENG H Z等[10]研究表明，蘋果的品種特性、基本成分（硬度、糖度、酸度、多酚含量）和成熟度等因素都影響著最終蘋果酒的品質。王玉瑩等[11]研究發現，不同品種（系）蘋果所釀酒的品質評價指標與果汁的組成成分密切相關。蘋果酒的酒精度與原料蘋果汁的含糖量呈正相關，蘋果酒的單寧含量和色差值與原料蘋果汁的單寧含量和色差值也呈正相關。用于蘋果酒釀造蘋果汁包括蘋果鮮汁和蘋果濃縮汁，但長期研究和生產實踐證明，蘋果鮮汁在發酵特性、發酵成品感官等方面存在明顯優勢，因此蘋果酒的釀造以蘋果鮮汁為宜[12]。國外蘋果酒的釀造傾向于采用專用的釀酒蘋果為原料，這些釀酒蘋果大多果實較小，糖、酸含量較高，蘋果香氣濃郁，理想的釀酒蘋果汁糖含量為15%、蘋果酸含量為0.4%、單寧含量為0.2%。但我國缺乏釀酒專用蘋果品種，只能在現有蘋果品種的基礎上選擇成分和發酵特性接近釀酒專用蘋果的品種進行蘋果酒的釀造。李國薇[13]以陜西省的主栽鮮食品種‘金世紀’、‘富士’、‘秦冠’、‘喬納金’、‘玉華早富’和‘紅星’為材料釀造蘋果酒，結果表明，‘富士’這一蘋果品種的發酵特性相對較穩定，可得到感官較佳的蘋果酒，但整體而言理化指標上與專用的釀酒品種存在一定的差距。因此，可采用精選優勢品種進行混合的方法來彌補單一品種的不足。

‘金世紀’作為西北農林科技大學2009年選育的蘋果新品種，肉質細脆、酸甜可口，風味濃郁，目前在陜西渭北地區大面積推廣種植[14]。‘嘎啦’蘋果原產新西蘭，其肉質致密，細脆、汁多，味甜微酸，陜西渭北旱塬是符合其生態適宜指標的最佳區域[15]。‘澳洲青蘋’原產澳大利亞，果肉綠白色，充分成熟后為白色，肉質中粗、致密、硬脆。汁液較多，味酸，是一種鮮食和加工兼用的優良蘋果品種[16]。

本研究分別以產自陜西本地的‘金世紀’單一蘋果品種和‘金世紀’、‘嘎啦’和‘澳洲青蘋’三個混合蘋果品種（1∶1∶1）為原料，利用葡萄汁有孢漢遜（Hanseniaspora uvarum）云-268酵母，采用傳統工藝釀造蘋果酒，通過對所獲得的兩種蘋果酒的理化指標、酚類物質及香氣成分進行測定，并進行感官品評，比較單一蘋果品種和混和蘋果品種釀造蘋果酒的特點，旨在開拓蘋果酒市場，促進蘋果加工業的發展。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

‘嘎啦’蘋果、‘金世紀’蘋果、‘澳洲青蘋’：陜西楊凌農貿市場；葡萄汁有孢漢遜（Hanseniaspora uvarum）云-268酵母、果膠酶（酶活8 600 U/g）：丹麥維諾釀公司；皂土：法國LAFFORT公司；多酚標準物（沒食子酸、原花青素B1、原兒茶酸、綠原酸、兒茶素、原花青素B2、龍膽酸、表兒茶素、咖啡酸、反式對香豆酸、蘆丁、虎杖苷、反式阿魏酸、槲皮素-3-D-β-葡萄皮糖苷、楊梅素、根皮苷、白藜蘆醇、槲皮素、芹菜素、山奈酚）（均為色譜純）：美國Sigma Aldrich公司。其余試劑均為國產分析純。

1.2 儀器與設備

AUX320分析天平：日本島津公司；UPLC1-Class超高效液相色譜儀：美國Waters公司；KH-500DE超聲波清洗儀：昆山合創超聲儀器有限公司；Gary-60紫外可見分光光度計：安捷倫科技（中國）有限公司；TRACE1310-ISQLT氣相色譜質譜聯用（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）儀：賽默飛世爾科技（中國）有限公司；RHB手持折光儀：廣州立辰科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 蘋果酒釀造工藝及操作要點

操作要點：

選擇成熟度好、無腐爛的蘋果進行清洗和分選，切塊后放入抗氧化劑（1.5%檸檬酸和0.05%異抗壞血酸混合溶液）中浸泡15 min進行護色處理，護色后撈出蘋果塊，快速控水并榨汁。獲得的蘋果汁和果漿液加入至發酵罐中并按照120 mg/L的質量濃度添加二氧化硫（偏重亞硫酸鉀）防止氧化。果漿入罐后添加60 mg/L果膠酶并放置在-4 ℃冷庫中靜置24 h。靜置后對果漿進行第二次壓榨，把果渣和果汁分離，取上層清液發酵。每組酒樣按照0.2 g/L酵母量添加釀酒酵母。整個發酵過程保證溫度控制在18 ℃左右以獲得更好的口感，每日監測比重值和含糖量并記錄發酵液的顏色、香氣和口感，當殘糖降至45 g/L時終止發酵，此時比重在1.025～1.030之間。發酵結束后，添加二氧化硫和山梨酸鉀以終止發酵，轉罐后放入4 ℃冷庫中，防止蘋果酒因含糖量過高產生二次發酵。靜置后加入皂土進行澄清處理后再次轉罐，在4 ℃酒窖陳釀12個月，經過巴氏殺菌后無菌灌裝，即得蘋果酒。

1.3.2 試驗設計

根據蘋果品種的不同，共進行兩組發酵試驗。選用‘金世紀’單一品種蘋果進行發酵；選用‘嘎啦’、‘金世紀’、‘澳洲青蘋’三個蘋果品種，以1∶1∶1的比例混合發酵，兩組蘋果酒的發酵工藝相同。

1.3.3 分析檢測

蘋果酒中的還原糖、酒精度、總酸參照王華[17]的方法進行測定；可溶性固形物采用手持折光儀進行測定，pH采用精密酸度計進行測定；酚類組成的測定參考曹銘等[18]的高效液相色譜法，香氣物質的測定參考荊思思等[19]的GC-MS方法。

1.3.4 感官品評

由20位有果酒品鑒經驗并受過相關培訓的人員組成品鑒組，參照山東省蘋果酒地方標準DB37/T 804—2007《蘋果酒》[20]，按照評價表1感官評分標準，分別從色澤、澄清度、香氣、風味平衡、回味和總體評價等六個方面進行打分，各項滿分均為10分，總分60分。

表1 蘋果酒感官評價標準Table 1 Sensory evaluation standards of cider

1.3.5 數據處理

采用Microsoft Office Excel 2010和GraphPad Prism 7.0分別進行數據處理和作圖；IBM SPSS Statistics 21.0進行顯著性分析，不同字母表示存在顯著性差異（P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 兩種蘋果酒基本理化指標的比較

用于釀造蘋果酒的理想蘋果汁，糖含量應為15%以上，滴定酸含量應在3～5 g/L之間[13]。由表2可知，兩種蘋果鮮汁中，總糖含量均在14%～15%之間，滴定酸分別為3.23 g/L和3.43 g/L，基本符合釀造蘋果酒的要求。經過發酵，兩款蘋果酒的總糖含量顯著降低（P＜0.05）：可溶性固形物含量降低至4.97%和4.57%，說明葡萄汁中的糖得到了充分的利用，被轉化為酒精，酒精度分別為7.18%vol和7.42%vol；另外，在發酵過程中，產生大量有機酸，如乳酸、檸檬酸、乙酸、琥珀酸，使得滴定酸的含量顯著升高[21]。總的來說，混合蘋果果汁和金世紀蘋果果汁及其所釀造的蘋果酒均符合山東省蘋果酒地方標準，二者的可溶性固形物、滴定酸、還原糖含量雖有差異，但差異均不顯著（P＞0.05）。

表2 兩種蘋果酒的基本理化指標測定結果Table 2 Determination results of basic physicochemical indexes of two kinds of ciders

2.2 兩種蘋果酒酚類物質種類和含量的比較

不同蘋果品種蘋果果汁和果酒中酚類物質含量測定結果見表3。

表3 不同蘋果品種蘋果果汁和果酒中酚類物質含量測定結果Table 3 Determination results of phenolic contents in apple juice and ciders of different apple varieties

由表3可知，蘋果酒樣中共檢測出7種酚類物質，分別為酚酸類的沒食子酸、原兒茶酸、綠原酸、咖啡酸和黃酮類的兒茶素、原花青素B2和表兒茶素，與李國薇等[13]關于‘金世紀’蘋果酒的研究結果相比，所檢測出的酚類物質數量一致，但種類不完全一致，該研究表明，以‘金世紀’為原料的樣品中主要多酚為表兒茶素、綠原酸和咖啡酸，而本研究中主要的多酚為綠原酸、表兒茶素和原花青素B2，這可能是由于釀酒酵母菌株不同，其在發酵過程中的代謝差異導致的。沒食子酸含量在果汁中差異不顯著（P＞0.05），但在混合蘋果品種發酵蘋果酒中的含量顯著高于單一蘋果品種發酵蘋果酒（P＜0.05），推測在酵母菌和果膠酶的共同作用下，蘋果酒中的沒食子酰基酚被酶解而生成沒食子酸，從而使混合蘋果品種發酵釋放出更多的沒食子酸成分[22]；原兒茶酸、兒茶素、原花青素、表兒茶素和綠原酸五種多酚類物質在果汁和酒中均呈現顯著差異，其中，沒食子酸、兒茶素、原花青素和表兒茶素含量均顯著高于單一蘋果品種發酵蘋果酒（P＜0.05），尤其是原花青素雖在‘金世紀’蘋果果汁中未檢測到，但在‘金世紀’蘋果酒中其含量升至7.72 mg/L；咖啡酸與沒食子酸類似，在果汁中未見顯著差異，但在酒中呈現顯著差異，另外，在果汁中，咖啡酸含量混合蘋果品種發酵蘋果汁、蘋果酒中的含量低于‘金世紀’蘋果單獨發酵，而綠原酸正好相反，這與曹銘等[15]研究結果一致，可能是由于蘋果酒發酵過程中，一部分綠原酸和其他一些縮酚酸被酶水解，轉化為咖啡酸的結果[17]。從酚類物質含量來看，混合品種釀制的蘋果酒更好，因其總酚含量高于單一品種釀制蘋果酒，酚類物質具有較強的抗氧化功能，被證明具有抗炎癥、調節腸道微生物菌群及抗衰老等多種功能[23-24]，因此混合品種釀制的蘋果酒的營養保健功能更強。

2.3 兩種蘋果酒香氣成分的比較

兩種蘋果酒的香氣成分測定結果見表4。由表4可知，‘金世紀’蘋果單獨發酵蘋果酒中共檢測出香氣成分48種，香氣物質總含量為26.67 mg/L，包括酯類9種、醇類15種、酸類9種、萜烯類2種及其他類13種，其中含量較高的香氣成分包括乙酸丙酯（5.16 mg/L）、異戊醇（78.85 mg/L）、2-苯乙醇（12.99 mg/L）、乙酸（27.24 mg/L）、異丁醇（19.17 mg/L）、1-丁醇（5.28 mg/L）等，與王洋洋等[25]的結果相吻合。混合蘋果品種發酵蘋果酒共檢測出香氣成分51種，香氣總量為15.49 mg/L，包括酯類10種、醇類16種、酸類9種、萜烯類2種及其他類14種，其中相對含量較高的香氣成分包括乙酸乙酯（61.45 mg/L）、乙酸丙酯（13.05 mg/L）、異戊醇（216.83 mg/L）、正己醇（8.16 mg/L）、2-苯乙醇（45.43 mg/L）、乙酸（149.44 mg/L）、（E）-3-己烯-1-醇（10.81 mg/L）、異丁醇（50.16 mg/L）等。結合已報道的感覺閾值和香氣描述相關文獻計算香氣物質的香氣值，據此確定樣品的特征香氣成分。香氣活度值（ordor activity value，OAV）是香氣物質濃度與其香氣閾值之比。OAV＞1的香氣物質可被認定為特征香氣[26]。如表4所示，‘金世紀’單一品種所釀蘋果酒的特征香氣物質包括乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸異戊酯、乙酸己酯、異戊醇、正己醇、2-甲基-3-丁烯-2-醇、1-辛烯3-醇、己酸、辛酸等，而混合品種所釀蘋果酒的特征香氣物質包括乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、異戊醇、正己醇、2-苯乙醇、乙酸、異丁酸、己酸、辛酸，二者共有的特征香氣物質有乙酸乙酯、乙酸丙酯、異戊醇、正己醇、己酸、辛酸6種物質，其他物質賦予兩款蘋果酒以獨特的風味，其中，乙酸丁酯、2-苯乙醇、異丁酸僅在混合品種釀制的蘋果酒中OAV＞1，說明混合品種釀制蘋果酒相比于‘金世紀’單一品種蘋果酒具有更濃郁的香蕉、菠蘿、草莓香、玫瑰花、蜂蜜香及奶酪味。另外，相對于‘金世紀’單一品種所釀蘋果酒，混合品種蘋果酒中檢測到乳酸乙酯和糠醛，雖然其OAV＜1，但其同樣能夠增加酒體的香氣和協調性，上述兩種物質分別賦予混合品種蘋果酒以奶油味和烘烤味。

表4 兩種蘋果酒的香氣成分測定結果Table 4 Determination results of aroma compounds in two kinds of ciders

續表

醇類香氣是蘋果酒中最豐富的風味物質，賦予酒體水果香味，主要來自于酒精發酵，是糖類和氨基酸由酵母菌代謝產生的物質[27-29]。兩種蘋果酒中共檢出17種醇類物質，共有的醇類有13種，其中異戊醇、苯乙醇、異丁醇、正己醇、（E）-3-己烯-1-醇占主要部分，異戊醇是2種蘋果酒中含量最高的醇類物質，這與王洋洋等[25]的結果一致。異戊醇在混合蘋果品種發酵蘋果酒中含量顯著高于‘金世紀’蘋果單獨發酵蘋果酒（P＜0.05），可能是三個品種疊加的結果，而且在兩種酒中的含量均高于其嗅聞閾值（30 mg/L）[30]，賦予蘋果酒白蘭地香氣和辛辣味[25]。另外，苯乙醇也是兩種蘋果酒中含量較高的醇類物質，它是莽草酸類的衍生物，在混合蘋果品種發酵蘋果酒中的含量也顯著高于‘金世紀’單獨發酵蘋果酒（P＜0.05），且遠高于其嗅聞閾值（14 mg/L）[31]，賦予蘋果酒濃郁的玫瑰香味[32]。

酯類香氣作為兩組蘋果酒中的第二大香氣成分，是由高級醇和脂肪酸在酶的催化作用下形成的，使蘋果酒具有豐富的果香和花香。‘金世紀’單獨發酵蘋果酒中共檢出10種酯類，混合蘋果品種發酵蘋果酒中共檢出9種酯類。各組分含量呈現出差異，其中乙酸乙酯、乙酸丙酯、乳酸乙酯和乙酸己酯是主要的酯類物質，前三者在混合蘋果品種發酵蘋果酒中均顯著高于‘金世紀’單獨發酵蘋果酒（P＜0.05），賦予其草莓、香蕉香味、蘋果、梨子和樹莓等果香味[33]，而乙酸己酯在‘金世紀’酒中含量顯著高于復合果酒（P＜0.05）。

酸類物質通常賦予葡萄酒以奶酪氣息，兩組中均檢測到10種酸類物質，主要是異丁酸、異戊酸、己酸和辛酸等，這些酸在混合蘋果品種發酵蘋果酒中的含量均顯著高于‘金世紀’單獨發酵蘋果酒（P＜0.05），使得混合蘋果品種發酵蘋果酒的香氣更加復雜。

萜烯類香氣物質，作為植物的次生代謝物，其香氣閾值較低，在濃度較低時對酒體香氣的貢獻也較大[34]。在本實驗中的兩種蘋果酒中，共檢測到香茅醇、芳樟醇兩種萜烯類物質，香茅醇賦予蘋果酒丁香花和薔薇花香[28]。通過對香氣物質的對比和分析，可以看出‘金世紀’單獨發酵蘋果酒由于是單品種發酵，其香氣物質的種類和大多數香氣物質的含量均少于混合蘋果品種發酵蘋果酒，并且其香氣主要以果香為主，而混合蘋果品種發酵蘋果酒除了具有更加濃郁的果香、花香等，還富含酸類、酯類等物質，具有烘烤、奶油等發酵香氣，表明混合蘋果品種所釀蘋果酒的香氣復雜度更高。

2.4 蘋果酒的感官品鑒結果

品鑒小組對兩款蘋果酒進行品評分析，結果見圖1。由圖1a可知，兩款蘋果酒各有特點，總體上酒液澄清，色澤飽滿，口感為半甜型，酸度適中，較為清爽。混合蘋果品種釀造的蘋果酒在澄清度、回味、香氣、風味平衡方面得分（分別為10.0分、8.6分、8.1分和8.2分）均高于‘金世紀’單獨發酵蘋果酒（分別為9.5分、8.1分、7.5分和7.8分），混合蘋果品種發酵蘋果酒總體評分（8.9分）高于‘金世紀’單獨發酵蘋果酒（7.7分）僅在色澤方面得分（8.2分）略低于‘金世紀’單一品種所釀蘋果酒（8.6分）。由圖1b可知，‘金世紀’單獨發酵蘋果酒的香氣以熱帶水果和仁果香氣比較突出，柑橘類和花香也較明顯，而混合蘋果品種發酵蘋果酒的香氣更復雜一些，比較突出的香味除了柑橘類、花香之外，還具有明顯的烘烤類和植物類香氣，這與上述對于香氣的測定結果相一致。

圖1 兩種蘋果酒感官評價（a）及香氣特征（b）雷達圖Fig.1 Radar map of sensory evaluation (a) and aroma characteristics (b) of two kinds of ciders

3 結論

總體來說，混合蘋果品種發酵蘋果酒與‘金世紀’單獨發酵蘋果酒的基本理化指標均符合蘋果酒的釀造質量標準，但二者差異不顯著；兩款蘋果酒中均檢測到7種酚類物質，7種物質在二者所釀蘋果酒中均呈現顯著差異。香氣方面，混合蘋果品種發酵蘋果酒與‘金世紀’單獨發酵蘋果酒中分別檢測出51種、48種香氣物質，其中醇類和酯類物質最為豐富，大多數香氣物質在前者中高于后者。混合蘋果品種發酵蘋果酒在澄清度、回味、香氣、風味平衡方面得分均高于‘金世紀’單一品種所釀蘋果酒，僅在色澤方面得分略低。結果表明，混合蘋果品種更適合蘋果酒釀造，但顏色方面，還需進一步改善，后期研究應著重探索不同蘋果品種的發酵適性，根據各自特點，有針對性的對混合品種的種類、比例及發酵工藝進行優化，來釀出口感更好的蘋果酒，增加其保健功能以及香氣的濃郁度和復雜度。