嘉寶果酒自然發酵過程中品質及抗氧化分析

摘 要：為探究嘉寶果酒在自然發酵下的品質及特征香氣變化，對不同發酵階段嘉寶果酒的理化性質、總酚含量、體外抗氧化能力以及揮發性物質進行分析。結果表明，隨著發酵時間的增加，嘉寶果酒酒精度逐步上升，總糖含量逐漸下降，總酸、總二氧化硫和游離二氧化硫含量在發酵前期顯著升高，中后期趨于平穩。發酵37 d后嘉寶果酒的總酚含量、總抗氧化能力和清除DPPH能力均高于發酵前。主要揮發性物質由酯類、醇類、酸類、烯類組成，與原汁相比，發酵末期揮發性物質的種類增加。香氣活度值（OAV）和主成分分析（PCA）結果表明，異戊醇、正己酸乙酯等是嘉寶果酒的主要風味化合物。自然發酵改善了嘉寶果酒的理化性質，提升了抗氧化活性，也賦予了特征性香氣。

關鍵詞：嘉寶果酒；自然發酵；理化性質；抗氧化活性；揮發性物質

中圖分類號：TS262.6 文獻標志碼：A 文章編號：1008-1038（2024）07-0034-08

DOI：10.19590/j.cnki.1008-1038.2024.07.007

Analysis on Quality and Antioxidation during Spontaneous

Fermentation of Jaboticaba Wine

Abstract： To investigate the quality and characteristic aroma changes of jaboticaba wine under spontaneous fermentation， the physical and chemical properties， total phenolic content， in vitro antioxidant capacity and the dynamics of volatile substances were analyzed for different fermentation stages of jaboticaba wine. As the fermentation time increased， the alcohol content of jaboticaba wine was gradually increased， the total sugars were gradually decreased， and the total acid， total sulphur dioxide and free sulphur dioxide levels increased significantly in the first part of the fermentation and leveled off in the middle and last part. The total phenolic content， total antioxidant capacity and scavenging capacity of 1，1-phenyl-2-picrylhydrazyl radical （DPPH） were higher than before fermentation after 37 d of fermentation. The main volatile substances were esters， alcohols， acids and alkenes， and the variety of volatile substances increased at the end of fermentation compared to the original juice. The calculation of OAV and PCA showed that substances such as isoamyl alcohol and ethyl hexanoate were the main compounds providing flavor to jaboticaba wine. The physicochemical properties of jaboticaba wine were improved， the antioxidant activity was boosted， and characteristic aromas were imparted.

Keywords： Jaboticaba wine; spontaneous fermentation; physicochemical properties; antioxidant activity; volatile component

嘉寶果（Myrciaria cauliflora）又稱樹葡萄，廣泛種植于福建、廣東、云南等地，是具有經濟價值的果樹品種。嘉寶果含有碳水化合物、有機酸、維生素等營養成分[1]，果皮具有獨特的芳香味[2-3]，還含有豐富的花青素、類黃酮等酚類物質，對人體十分有益[4-5]。此外，嘉寶果具有顯著的抗氧化活性[6-8]，其果皮提取物可作為小鼠的降血糖劑和抗氧化劑[9-10]。

國內外對嘉寶果的研究主要集中在栽培、初加工及營養分析等方面[4，11]，精深加工產品的研究報道較少。嘉寶果為漿果，鮮果保存期短，其主要加工產品為果酒[4，12]。研究表明，酚類物質在果酒中占據重要地位，它不僅具有抗氧化、抗菌等作用，還影響陳釀香氣的形成和果酒的結構感官[13-14]。富含酚類化合物的嘉寶果酒抗氧化活性較強，在治療心血管疾病方面具有一定的應用潛能[15]。有報道稱相較于法國和國產部分品牌的紅酒[16-17]，嘉寶果酒中多酚、花青素、L-抗壞血酸、檸檬酸等功能成分含量顯著高于普通紅酒，且體外抗氧化活性極高，可以清除體內自由基，延緩衰老。揮發性物質能夠賦予嘉寶果酒獨特的香氣，是評價酒類質量的一個重要指標。丁吉星等[16]對嘉寶果起泡酒進行了研究，表明其香氣特征主體為草莓等果香和玫瑰等花香。陳燕霞等[18]發現嘉寶果浸泡酒中的主要揮發性物質包括醇類、烴類、酯類和醛酮類，其中醇類物質含量最高。

本研究對嘉寶果酒不同發酵階段的理化性質、總抗氧化能力、清除DPPH自由基能力及其揮發性物質含量進行測定，為進一步揭示嘉寶果酒發酵過程中品質特性和風味物質變化，改進嘉寶果酒的釀造技術提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

嘉寶果，品種為‘沙巴’，福建莆田臺創農業綜合開發有限公司提供。

偏重亞硫酸鉀，法國LAMOTHE-ABIET公司；苯酚、濃硫酸、氫氧化鈉、碘化鉀、碘、淀粉、氯化鈉（均為分析純）、環己酮（色譜純），國藥集團化學試劑有限公司；福林酚，分析純，北京索萊寶生物科技有限公司；DPPH，上海源葉生物科技有限公司；總抗氧化能力測定試劑盒，南京建成生物工程研究所。

1.2 儀器與設備

MJ-BL25B26榨汁機，美的集團有限公司；果酒發酵桶，帝伯仕釀酒設備有限公司；HJ-9集熱式磁力攪拌器，金壇市易晨儀器制造有限公司；Synergy HT多功能酶標儀，美國BIO-TEK公司；固相微萃取頭（2 cm～50/30 μm DVB/CAR/PDMS），美國Suplco公司；7890B/5977B氣相色譜-質譜聯用儀，美國Agilent公司。

1.3 試驗條件

1.3.1 嘉寶果酒的釀造工藝流程和操作要點

新鮮嘉寶果→除梗破碎→調糖→主發酵→分汁→后發酵→裝瓶。

挑選新鮮嘉寶果，洗凈、去除果梗，在榨汁機中破碎，置于發酵桶中，加入白糖，調糖度至30 Brix，按0.1 g/kg添加偏重亞硫酸鉀，混勻，22 ℃發酵，7 d后將果渣與汁液分離，向汁液中添加60 mg/L偏重亞硫酸鉀。于發酵桶22 ℃發酵30 d后，再次分離沉淀，將嘉寶果酒裝瓶，于18 ℃保存。

分別取發酵前的原汁、發酵7 d、發酵22 d、發酵37 d的發酵液，定義為原汁（YZ）、發酵前期（QQ）、發酵中期（ZQ）、發酵末期（MQ）四個階段進行分析。

1.3.2 理化性質分析

酒精度的測定參考《GB 5009.225—2016 酒中乙醇濃度的測定》[19]；總糖（以還原糖計）的測定參考劉志明等[20]的方法；總酸（以酒石酸計）、總二氧化硫及游離二氧化硫的測定參考《GB/T 15038—2006 葡萄酒、果酒通用分析方法》[21]。

1.3.3 總酚含量測定

分別吸取1 mL濃度為 0、10、20、30、40、50 μg/mL的一水合沒食子酸標準溶液到10 mL比色管中，分別加入5 mL蒸餾水、1 mL福林酚顯色劑、3 mL 7.5%碳酸鈉溶液，混勻，室溫下避光反應2 h，于765 nm波長下測定吸光度。以一水合沒食子酸質量濃度（x）為橫坐標，吸光度值（y）為縱坐標，繪制沒食子酸標準曲線。最后得到回歸方程 （R2=0.999 6）。嘉寶果酒試樣按上述同樣方法處理，測定吸光度值，根據回歸方程計算總酚含量。

1.3.4 抗氧化能力分析

（1）DPPH自由基清除能力測定

參考付平等[22]的方法并進行修改。將1 mL 0.2 mmol/L的DPPH乙醇溶液和2 mL無水乙醇混合搖勻，即為空白組；將1 mL DPPH乙醇溶液、2 mL無水乙醇和1 mL樣液混合搖勻，即為測定組；將3 mL無水乙醇和1 mL樣液混合搖勻，即為對照組。三組同時避光反應30 min后在517 nm波長下測定吸光度。DPPH自由基清除率按公式（1）計算。

式中，A0、As、Aj分別為空白組、測定組和對照組所測得的吸光度。

（2）總抗氧化能力測定

使用總抗氧化能力試劑盒進行測定。

1.3.5 揮發性風味物質的測定

參照Castilhos等[23]的方法并略加修改，采用頂空固相微萃取富集揮發性成分，通過氣相色譜-質譜聯用儀鑒定，樣品中揮發性物質各組分經計算機譜庫（NIST 17）檢索及分析得到。

（1）樣品處理

取10 mL的嘉寶果酒于15 mL的頂空進樣瓶，加入3.0 g氯化鈉，并加入10 mg/L的環己酮50 μL作為內標，加蓋密封，先在50 ℃水浴預熱5 min，再萃取吸附30 min，最后進樣解析。

（2）氣相色譜-質譜條件

色譜柱選擇Agilent 19091S-4331UI（60 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣：氦氣，流速：1.0 mL/min，進樣口溫度為250 ℃，傳輸線230 ℃。初始溫度為45 ℃，保持5 min，以2 ℃/min升溫至60 ℃，保持5 min，再以3 ℃/min升溫至150 ℃，保持10 min，最后以5 ℃/min的速率上升至220 ℃，保持10 min。電子電離（EI）源，電子能量為70 eV，發射電流100 μA，檢測器電壓為1.4 kV。掃描范圍35～550 amu，離子源溫度為230 ℃，進樣模式：不分流；進樣量：1 μL。

1.3.6 氣味活度值（OAV）的測定

通過查閱文獻資料，找出揮發性化合物的閾值，并按公式（2）計算OAV。

式中，Ci為揮發性風味物質的含量，μg/L；Qi為該風味物質的氣味閾值，μg/L。

1.4 數據處理

數據處理采用SPSS 20.0和Prism 8.0進行。所有結果以“平均值±標準差”表示，多組之間的比較用SPSS中的Turkey檢驗進行單因素方差分析評估。主成分分析圖使用R語言繪制。

2 結果與分析

2.1 嘉寶果酒發酵過程中理化性質及體外抗氧化能力的動態變化

分別取四個階段的嘉寶果發酵液，測定酒精度、總糖、總酸、二氧化硫、總二氧化硫濃度、清除DPPH能力及總抗氧化能力，結果見表1。

由表1可知，隨著嘉寶果酒發酵時間延長，酒精度逐步顯著上升，QQ到ZQ發酵能力較強，酒精度增長速度較快，而ZQ已接近發酵終點，酒精度與MQ較為接近。YZ調整糖度后，總糖含量在YZ到QQ時顯著增加，但隨著發酵進程逐漸顯著下降，QQ到ZQ段消耗較為明顯，MQ比較平緩；總酸的含量隨著發酵進行，發酵前期顯著升高，ZQ和MQ趨于平穩；總二氧化硫和游離二氧化硫有著相同的趨勢，總體含量變化趨于平穩。總酚含量先快速增加，但QQ和ZQ相差不大，到MQ時稍有下降?？偪寡趸芰颓宄鼶PPH能力有相同的趨勢，YZ和QQ差異不顯著，但ZQ顯著增強，且ZQ要高于MQ?？傮w來看，4個時期的理化指標有顯著差異，嘉寶果酒在發酵過程中理化性質發生了明顯改變。

2.2 嘉寶果酒發酵過程中揮發性物質的動態變化

揮發性風味物質是果酒的重要組成部分，也是評價風味的重要指標[24]。本研究分析了嘉寶果酒發酵不同時期的揮發性物質成分組成，結果見表2。

由表2可知，嘉寶果酒的揮發性物質可分為酯類、醇類、酸類、烯類四大類。在嘉寶果酒的發酵不同階段，揮發性物質存在明顯差異。在YZ時期烯類占比最高，為50%；QQ時期醇類占比最高，為47%；ZQ和MQ酯類占比最高，分別為78%和58%。相較于YZ，QQ、ZQ和MQ的揮發性物質更為豐富。YZ共檢測到8種物質，QQ檢測到17種，增加了112.5%；ZQ檢測到18種，增加了125%；MQ檢測到19種，增加了137.5%。由此可見，發酵能給嘉寶果帶來更豐富的風味層次。

嘉寶果酒的揮發性物質中醇類、酯類比例較高，能夠為嘉寶果酒提供多種香味特征[25]。為了確定嘉寶果酒中揮發性物質對風味的貢獻值，結合其閾值和含量對所檢測到的揮發性物質進行香氣活度值（OAV）分析，OAVgt;1認為該物質對風味有重要作用，OAV值越大則對風味的貢獻越大。篩選出嘉寶果酒中OAVgt;1的香氣活性成分，結果如表3所示。

由表3可知，共有20種化合物的OAV值大于1，說明這20種化合物是嘉寶果酒風味的主要貢獻者。其中正己酸乙酯的OAV最高，其次是肉桂酸乙酯和癸酸乙酯，另外OAV較高的還有苯丙酸乙酯、乙酸苯乙酯和芳樟醇等。正己酸乙酯能提供青蘋果、草莓香氣，癸酸乙酯能提供椰子型香氣，乙酸苯乙酯能提供玫瑰花香和蜂蜜香氣，異戊醇能夠提供水果香，月桂酸能夠提供月桂油、松木香氣[32]。這些揮發性物質賦予嘉寶果酒酒香、水果香和奶香等多種香氣。

此外，YZ檢測到的揮發性物質較少，占比最多的是烯類物質，主要呈現果香味。隨著發酵的進行，嘉寶果酒的揮發性物質逐漸豐富且香氣活性成分數量增加，說明嘉寶果酒經過發酵后，擁有了更豐富的風味層次，香氣更為濃郁、復雜。

2.3 不同發酵時期的關鍵揮發性物質分析

為進一步探究不同發酵時期的關鍵揮發性物質，根據郭營營等[33]的方法對四個主要發酵時期以及20種香氣活性成分（OAVgt;1）進行了主成分分析（principle component analysis，PCA），結果見圖1。

由圖1可知，PC1、PC2的方差貢獻率分別為57.76%、32.10%，累積貢獻率為89.86%，2個主成分能夠代表20種香氣活性成分89.86%的綜合信息。由圖1A可知，YZ和QQ位于同一象限但不聚攏，并且與ZQ和MQ均處于不同象限，說明四個發酵時期的香氣活性物質具有明顯的差異，這與表3的結果一致，不僅說明不同發酵時期嘉寶果酒的揮發性物質組成不同，在通過對OAVgt;1的關鍵揮發性物質進行PCA分析后，更進一步說明了不同發酵時期的香氣活性成分也存在差異。由圖1B可知，20種香氣活性成分根據其與2個主成分之間的關系被分成了不同的區域。

結合圖1A和圖1B可知，α-蒎烯是YZ提供主要風味的化合物；苯甲酸甲酯是QQ提供主要風味的化合物；乙酸異戊酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、月桂酸乙酯、正己酸乙酯、3-苯丙酸乙酯、辛酸3-甲基丁酯、己酸-2-苯乙酯、異戊醇是ZQ提供主要風味的化合物；苯甲酸乙酯、乙酸苯乙酯、反式-肉桂酸甲酯、肉桂酸乙酯、苯乙醇、月桂酸和辛酸是MQ提供主要風味的化合物。由此發現，不同發酵階段的香氣活性物質不同，這可能與發酵的程度有關。發酵前，主要風味為果實中的果香，其主要作用的香氣活性物質是α-蒎烯；發酵前期屬于酒和果汁的過渡階段，處于風味較為復雜的階段，其主要作用的香氣活性物質是苯甲酸甲酯；發酵中期和發酵末期已發酵為酒類，提供主要風味的是醇類和酯類，其主要作用的香氣活性物質是異戊醇、辛酸乙酯等。同時證明了發酵影響了嘉寶果酒的風味物質。

3 結論

以嘉寶果為原料制作發酵果酒，對不同發酵時期的酒的理化性質、抗氧化活性和揮發性物質成分進行分析。結果表明，隨著發酵的進行，嘉寶果酒的酒精度逐步上升，總糖逐漸下降，總酸、總二氧化硫和游離二氧化硫在發酵前期顯著升高，總抗氧化能力、清除DPPH自由基能力與總酚含量隨發酵時間的延長而增加，在發酵中期達到峰值。同時，嘉寶果酒不同發酵階段的揮發性物質有較為明顯的差異，隨著發酵的進行，香氣活性成分也發生相應的變化，嘉寶果酒的風味逐漸豐富。另外，通過PCA分析可知在不同階段中提供主要風味的化合物也存在差異。但總的來說，所檢測到OAV值高的異戊醇、正己酸乙酯等化合物賦予了嘉寶果花香和果香等香氣特征。

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