不同酵母發酵對石榴果酒香氣成分的影響分析

楊群娜，林 巧，何劭英，柏苑苑，鄭雲丹，林曉宇

（西昌學院 農業科學學院，四川涼山 615000）

石榴果酒營養價值豐富，具有抗衰老、預防心臟病、美容養顏及生津止渴等功效。但目前我國石榴的深加工產品較少，涼山州會理縣是我國主要的石榴生產基地，每年有大量的鮮果滯銷，造成大量損失。對石榴果酒進行深入研究，提升石榴果酒的品質，進一步提高其市場占有率和競爭力，能有效解決石榴鮮果滯銷的問題。

呈香物質在果酒的口感和酒質方面起關鍵性作用。嗅覺和味覺器官受到芳香物質刺激并產生感覺，從而得出對石榴果酒質量的感官評價[1]。國內對葡萄酒中呈香物質的研究較為全面，但關于不同酵母對石榴果酒香氣成分影響的報道較少。李美萍等[2]利用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用儀研究了石榴酒中的揮發性成分。本實驗采用氣相色譜-質譜聯用儀對石榴果酒中香氣成分進行檢測，并結合感官評價等方法，將3 種酵母發酵所得石榴果酒的香氣成分進行對比，篩選出最適合制作石榴果酒的酵母。

1 材料與方法

1.1 材料

突尼斯石榴，四川省涼山州會理縣；SP 酵母、L13 酵 母、LAB 酵 母， 法 國LAMOTHE ABIET；果膠酶，廣東康達生物科技有限公司；二氧化硫（400 mg·L-1），廈門海標科技有限公司；葡萄糖，阜豐生物科技有限公司；乙酸正戊酯（內標物質），滕州中科普分析儀器有限公司。

1.2 儀器與設備

臺式氣相色譜（四極）質譜聯用儀，北京東西分析儀器有限公司；CPWAX57CB 毛細管柱（50 m×0.25 mm，0.20 μm），美國Agilent 公司；數顯糖度計，杭州陸恒生物科技有限公司；酒精度計，衡水創紀儀器儀表有限公司；pH-828 pH 計，希瑪儀表集團有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 石榴果酒的釀造

帶籽發酵工藝流程為石榴無損壞→清洗→去皮去隔膜→取石榴籽→破碎榨汁→石榴混汁→加硫→酶解→調糖→接種酵母→主發酵→過濾→后發酵→澄清→裝瓶[3]。

帶籽發酵工藝的操作要點為挑選成熟且表皮無損傷的新鮮石榴，洗凈后手動去皮去隔膜，取石榴籽，將石榴籽破碎后平均分為3 份入罐（用于添加3 種酵母）。3 組分別添加80 mg·L-1二氧化硫防止氧化，靜置30 min 后各加入30 mg·L-1果膠酶，18 ℃條件下酶解15 h[4]。初始糖度為11.5 °Brix，加入一定量白砂糖調整總糖質量濃度為200 g·L-1。石榴果酒酵母的接種量為0.2 g·L-1，稱量好所需酵母后，加入體積為酵母添加量10 倍的蒸餾水，在37 ℃的恒溫水浴鍋中活化30 min，倒入石榴混合汁中攪拌均勻。主發酵溫度為20 ℃，主發酵結束后，將石榴果酒進行初過濾，置于24 ℃恒溫箱中進行后發酵。

1.3.2 石榴果酒的感官評價

將3 種酵母釀造所得的石榴原酒樣品放在通風良好、無任何氣味的房間內，由果酒品鑒人員從色澤、澄清度、香氣、滋味和典型性5 個方面參照表1的感官評價標準進行打分，然后綜合考慮評優[3]。

表1 石榴果酒感官評價標準

1.3.3 主要理化指標測定

根據《 葡萄酒、 果酒通用分析方法》（GB/T 15038——2006）中的數顯糖度計法測定總糖、指示劑法測定總酸、酒精度計測定酒精度、滴定法測定揮發酸、密度瓶法測定干浸出物、氣相色譜法測定甲醇以及pH-828 pH 計測定pH 值。

1.3.4 香氣成分的提取

將蒸餾后的石榴果酒樣品存放于-18 ℃的冰柜中待用。使用時取出樣品，在37 ℃的水浴中加熱解凍，隨后精確量取10 mL 放入15 mL 的頂空瓶中，加入10 μL 內標物（乙酸正戊酯)，用PTFE/硅橡膠隔墊密封壓緊，進行氣相色譜-質譜分析。

1.4 儀器條件

1.4.1 氣相色譜條件

CPWAX57CB 石 英 毛 細 管 柱（50 m×0.25 m，0.20 μm）；載氣為高純氦氣，恒定流量為1 mL·min-1；分流比為40 ∶1，載氣壓力為50 kPa。柱溫箱升溫程序：從41 ℃開始，保持2 min，以10 ℃·min-1升溫到200℃，保持10 min；自動進樣，進樣口溫度210 ℃；檢測電壓為350 V。

1.4.2 質譜條件

電子轟擊離子源，離子源溫度為200 ℃，發射電流為200 μA，電子能量為70 eV，掃描方式Scan，起始真空度為1.27×10-3Pa。

1.5 香氣成分的定性分析

石榴果酒中的香氣成分經過氣相色譜分離后，不同物質形成各自的色譜峰，通過氣相色譜-質譜聯用儀進行分析鑒定。

1.6 數據處理

測定理化指標及香氣成分所得的數據利用SPSS Statistics 27.0 進行數據處理；整理后的數據利用Hi plot（ORG）網站進行繪圖。數據標準化處理采用z-score。

2 結果與分析

2.1 石榴果酒感官分析

由圖1 可知，在石榴果酒的色澤方面，SP 酵母發酵的酒樣呈現的效果最好，有一定光澤，L13 酵母呈現效果較差；在澄清度方面，L13 酵母和SP 酵母發酵的酒樣呈現效果最好；在香氣方面，L13 酵母和LAB 酵母發酵的酒樣呈現效果明顯，果香及酒香濃郁和諧，無不良氣味；在滋味方面，LAB 酵母發酵的酒樣口感最好，酒質柔順，回味悠長，SP 酵母酒質略微酸澀，口味平淡；在典型性方面，3 種酵母發酵酒樣的效果均不理想，略帶石榴果酒特有的風味，但典型性較為缺乏。

圖1 3 種不同石榴果酒的感官分析

2.2 理化指標分析

3 種酵母在同一釀造條件下進行發酵，測定不同酵母釀造的石榴果酒中的理化指標得到表2。3 種酵母發酵所得的石榴果酒總糖含量在3.76 ～4.53 g·L-1，其中以L13 酵母較為突出，含量最高，SP 酵母與LAB酵母差異不大，果酒含糖量會影響到某些重要香氣物質的合成，從而影響果酒的風味及口感；總酸含量在7.21 ～9.54 g·L-1，L13 酵母釀造的石榴果酒的總酸明顯高于SP 酵母與LAB 酵母；三者的酒精度無明顯差異，度數在9.6°～10.0°；揮發酸含量在0.23 ～0.32 g·L-1，揮發酸作為評價果酒質量的重要指標之一，含量過高具有損害性[5]；干浸出物的含量在19.04 ～19.32 g·L-1，其中L13 酵母釀造的石榴果酒干浸出物含量最高，LAB 酵母釀造的石榴果酒干浸出物含量最低，干浸出物是體現果酒酒質好壞的重要標志之一[6]；甲醇含量在145.23 ～152.87 mg·L-1，均小于400 mg·L-1，符合《葡萄酒、果酒通用分析方法》（GB/T 15038——2006）中的規定；三者的pH 值也無明顯差異，為3.35 ～3.43。

表2 不同酵母發酵石榴果酒的理化指標比較

為進行后續分析比較，需對石榴果酒中的理化指標數據進行標準化處理（z-score）[7]，見表3，經標準化處理后所的數據可做進一步的聚類分析。

表3 不同石榴果酒理化指標標準化數據

2.3 理化指標聚類分析

將3 種酵母發酵所得石榴果酒的理化指標數據進行標準化處理后，繪制聚類熱圖，如圖2 所示。根據圖2 可將3 種酵母聚為兩類，其中L13 酵母單獨為一類，SP 酵母和LAB 酵母為一類。理化指標中甲醇、干浸出物、總酸、總糖、pH 值和揮發酸先聚為一類，再與酒精度聚為一類。

圖2 不同酵母發酵酒樣的理化指標聚類熱圖

2.4 不同酵母發酵的石榴果酒的氣相色譜-質譜分析

3 種酵母發酵所得的石榴果酒樣品經氣相色譜-質譜聯用儀分析后，分別得到各自的總離子流圖，3 種酵母的譜圖比較類似，其中主要香氣成分如表4所示。

表4 不同酵母發酵石榴果酒主要香氣成分

2.5 主要香氣成分比較

由圖3 可知，3 種酒樣中總共檢測出34 種香氣物質，其中3 種為三者共有，酵母SP 發酵的酒樣中特有的香氣成分有15 種，酵母L13 發酵的酒樣和酵母LAB 發酵的酒樣中特有的香氣成分均為5 種。由圖4 可知，石榴果酒中的香氣成分主要分為醇類、酯類、酸類、醚類、醛酮類、酚類和烷烴類，符合石榴果酒中香氣成分的組成[8]。從SP 酵母發酵得到的石榴果酒檢測出23 種香氣成分，相對含量為82.98%，種類豐富，含量最高；由L13 酵母發酵所得的石榴果酒檢測出11 種香氣成分，相對含量為77.41%，其中醇類和醛酮類的種類較多，含少數酚類等；由LAB酵母發酵所得的石榴果酒檢測出12種香氣成分，相對含量為57.64%，含量最低，其中醇類和醛酮類的種類較多，含少數酯類和酸類等。

圖3 3 種酵母發酵酒樣中香氣成分的比例韋恩圖

圖4 3 種酵母發酵酒樣中各類香氣成分相對含量

3 結論

通過對3 種酵母發酵所得石榴果酒的感官質量、理化指標、主要香氣成分進行比較，發現3 種酵母發酵石榴果酒中的主要香氣成分較為相似，其中SP酵母的呈現效果最好。采用氣相色譜-質譜聯用儀對3 種不同酵母發酵的石榴果酒的香氣成分進行分析，可客觀地反映出在不同酵母發酵出的石榴果酒之間香味物質的差異，為客觀評價石榴酒香氣質量及優化工藝提供理論依據。