枸杞(Lycium barbarum L.)属于茄科枸杞属植物的成熟果实[1],是我国特有的药食同源两用资源,主要分布在宁夏、新疆、内蒙古、河北等地区,而宁夏是枸杞的主产地和发源地[2]。枸杞具有延缓衰老、增强免疫力,降低血压和保护视力等多种保健作用[3-5],深受大众喜爱。枸杞酒是枸杞加工的主要产品形式之一,是以枸杞鲜果或干果为原料,经过酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)发酵而成的一款酒,具有营养丰富、香气明显、酒精含量低等特点[6]。在果酒的酿造过程中,酵母菌的选择是决定果酒品质优劣的关键因素之一。李亚辉等[7]从新鲜枸杞自然发酵液中筛选枸杞内生酵母,筛选出G1和G8为性能优良的酵母菌,发酵得到的枸杞酒香气浓郁、具有枸杞典型风味。赵苗苗等[8]从枸杞汁自然发酵液和枸杞果表面获得酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)M-23,通过诱变选育出酿酒酵母菌株M-23-7-14,提高了酒体醇厚性和风味物质含量;WU Y Z等[9]利用非酿酒酵母和酿酒酵母混合接种发酵,可以改善苹果酒的风味。
为解决发酵枸杞酒香气不足、风味物质不明确等问题,本研究采用10种商业酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)(编号分别为BA、DE、LA-RA、LA-MA、LEC、SY、XR、FTH、STR、TXL)酿造鲜果枸杞酒,通过测定枸杞酒的基本理化指标,采用模糊数学综合评价法进行感官评价,采用电子舌、电子鼻和顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(headspace solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrography,HS-SPME-GC-MS)技术分析不同枸杞酒的滋味及挥发性风味成分,并对结果进行主成分分析(principal component analysis,PCA),旨在筛选出适合酿造枸杞酒的商业酿酒酵母,为发酵枸杞酒的产业化生产提供借鉴。
1.1.1 原料与菌株
宁夏枸杞7号鲜果:8月份采摘于宁夏中卫市海原县三河镇六窑村枸杞基地。
商业酿酒酵母BA、DE、LA-RA:烟台帝伯仕自酿机有限公司;商业酿酒酵母LA-MA、LEC、SY:安琪酵母股份有限公司;商业酿酒酵母XR、FTH、STR、TXL:法国LAMOTHEABTET公司。
1.1.2 试剂
果胶酶(10 000 U/g):法国LAMOTHE-ABIET公司;福林酚(分析纯):上海麦克林生化科技有限公司;4-甲基-2-戊醇(分析纯):南京东方之珠工贸有限公司;无水柠檬酸(分析纯):苏州旷世化工有限公司。
1.1.3 培养基
酵母浸出粉胨葡萄糖(yeast peptone dextrose agar,YPD)琼脂培养基、WL鉴别培养基、赖氨酸(lysine,LYS)培养基:青岛海博生物技术有限公司。
以上培养基灭菌条件:121 ℃高压蒸气灭菌15~20 min。
SW-CJ2D超净工作台:苏州净化设备有限公司;PEN3电子鼻:盈盛恒泰科技有限责任公司;ASTREE电子舌:法国Alpha M.O.S公司;DB-WAX色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)、8860-5977B气相色谱-质谱联用仪:美国安捷伦公司;CIELAB色差仪:深圳林上科技有限公司。
1.3.1 枸杞酒的酿造工艺流程及操作要点
操作要点:
枸杞鲜果汁的制备:剔除鲜果枸杞中的霉果、烂果,冲洗干净,沥干水分,鲜果枸杞按照料水比1∶3(g∶mL)加入超纯水,常温下打浆2 min,制得鲜果枸杞汁。
酶解、过滤、调整成分:枸杞汁中添加40 mg/kg果胶酶,45 ℃恒温水浴酶解4 h,使用2~4层纱布过滤去渣,白砂糖调节糖度至25.0°Bx,无水柠檬酸调节pH至3.2~3.5。
巴氏杀菌:枸杞汁在85 ℃条件下杀菌15 min。
酵母活化、接种:按照0.2 g/L的接种量,分别称取酵母(TXL、LA-RA、SY、FTH、STR、DE、LA-MA、LEC、XR、BA),在10倍5%的葡萄糖水溶液中,37 ℃活化30 min,将活化后的酵母按照2%的接种量加入杀菌后的枸杞汁中。
发酵:接种后枸杞汁置于20 ℃恒温发酵,待发酵液不再产气、糖度不再降低时终止发酵,200目滤网过滤,室温放置30 d,即得枸杞酒成品。
1.3.2 枸杞酒分析检测
(1)基本理化指标
枸杞酒的酒精度、总酸、总糖、pH值参照国标GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》测定。
(2)颜色与澄清度
采用CIELAB色差仪检测[10]枸杞酒的颜色参数L*值、a*值、b*值,C值及h值。L*值为明亮度,范围从0~100,L*值=0表示黑色,L*值=100表示白色;a*值为红绿色,a*>0时,表示红色,a*<0时,b*值为黄蓝色,表示绿色;b*值>0时,表示黄色,b*值<0,表示蓝色。色度角(h)范围为0°~180°,红酒一般在0~90°之间。C值表示颜色饱和度,C值越大,颜色饱和度越高。
采用紫外可见分光光度计在波长680 nm处测定枸杞酒的透光率,作为评价枸杞酒澄清度的指标[11]。
(3)电子舌检测
参照于恒和等[12-13]的方法,使用电子舌技术对接种不同酵母的酒样进行检测。电子舌系统包含7个化学传感器阵列,分别为ZZ、BA、BB、CA、GA、HA、JB,每个传感器对酸甜咸苦4种味道都有敏感性,敏感程度不同。取5 mL枸杞酒样,稀释至100 mL,放入电子舌专用烧杯,样品分类做好标记,将蒸馏水作为洗液,按待检液—洗液—待检液的交替顺序放入电子舌进样器,单个样品采集时间为120 s,清洗时间为10 s,对每个样品重复检测7次,取后3次数据进行试验分析。
(4)模糊数学感官评价
挑取不同年龄阶段、身体健康、无感知缺陷、食品科学与工程专业的学生和老师10位(5男5女)组成评价小组,依照感官评分标准对其香气、口感、色泽、澄清度及风格进行评价,满分100分,参照叶林林[14]的方法制定感官评价标准,见表1。
表1 枸杞酒感官评分标准
Table 1 Sensory evaluation standards of Lycium barbarum wine
等级(得分/分)香气口感色泽风格极好(90)好(80)一般(70)差(60)具有枸杞酒特有的酒香,醇香浓郁有枸杞酒香气,有醇香有醇香,但不浓郁缺乏枸杞酒应有的香气苦味、涩味淡,柔和浓郁有枸杞酒香气,有醇香苦味、涩味适中有苦味且持久,涩味过浓且伴有酸味色泽明亮有光泽,黄色甚至接近金黄色色泽明亮,黄色苦味、涩味适中淡褐色整体柔和,优雅独特,酒体协调色泽明亮,黄色整体适中整体缺乏独特的优雅度,入口不协调
模糊数学感官评价方法的建立[15]:评定因素集用U来表示,U={u1,u2,u3,u4}={香气,口感,色泽,风格},评语集可用等级V表示,计为V={v1,v2,v3,v4}={极好,好,一般,差}。评价等级集的确定:试验中给极好、好、一般、差4个等级分别赋予90分、80分、70分和60分,则感官评价等级集K={90,80,70,60}。权重集的确定[16]:各因素在感官评分中的占比为:香气(0.15)、口感(0.30)、色泽(0.40)、风格(0.15),则记权重集为W={W1,W2,W3,W4}={0.15,0.30,0.40,0.15},且W1+W2+W3+W4=1。确定模糊关系数字矩阵R,计算样品各个综合隶属度,Y=W×R=(C1,C2,C3…Cn),获得所有枸杞酒样品评价结果Y1~Yn,可得枸杞酒感官质量综合评判集,则感官评分总分T=Y×K。
(5)电子鼻检测
参照鲍薪羽等[17]的方法,使用电子鼻技术对接种不同酵母的酒样进行检测。其10个化学传感器对不同物质灵敏,W1C对芳香族化合物成分灵敏,W5S对氮氧化合物灵敏,W3C对氨类、芳香成分灵敏,W6S对氢类(氢化物)有选择性,W5C对烷烃类、芳香成分和弱极性化合物灵敏,W1S对甲基类物质灵敏,W1W对无机硫化物和萜烯、吡嗪类化合物灵敏,W2S对乙醇类、醛酮类灵敏,W2W对芳香化合物和有机硫化物灵敏,W3S对长链烷烃灵敏。测定条件:采样时间1 s/组、传感器清洗时间300 s、传感器归零时间10 s、样品准备时间5 s、进样流量300 mL/min、分析采样时间为30 s、选取57~60 s时获取的稳定信号进行分析;各枸杞酒样品重复操作3次。
(6)挥发性风味成分的测定
根据潘思弋等[18]的方法对挥发性化合物进行测定,使用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(HS-SPME-GC-MS)法,对不同试验处理的酒样中挥发性风味成分进行检测。
HS-SPME条件:取5 mL枸杞酒将其加入20 mL含NaCl(1.5 g)的顶空瓶中,再加入内标物(4-甲基-2-戊醇,10 μL,质量浓度为1 008.3 mg/L),置于顶空加热炉内,加热平衡30 min。将在250 ℃下老化10 min的SPME纤维头插入顶空瓶中,吸附30 min。分析物从SPME纤维中的热解吸是通过无分叉注射实现的,在240 ℃下经过SPME纤维热解吸10 min。
GC条件:DB-WAX色谱柱(60 m×25 mm×0.25 μm),进样口温度为250 ℃,保持1 min;载气为高纯氦气(He),流速为1.0 mL/min。程序升温条件:柱温箱初始温度40 ℃,以10 ℃/min的速率增加到150 ℃,保持30 min;以10 ℃/min的速率增加到240 ℃。
MS条件:电子电离(electronic ionization,EI)源,电子能量70 eV;传输温度230 ℃;质量扫描范围:40~450 m/z。
定性与定量:采用保留指数(retention index,RI)和美国国家标准技术研究所(National Institute of Standards and Technology,NIST)14数据库检索比对进行定性分析,列出匹配度>80%的结果。采用内标法进行半定量分析。各成分含量计算公式如下:
式中:Xi为待测成分的质量浓度,μg/L;Cs为内标的质量浓度,μg/L;As为内标物的峰面积;Ai为待测物的峰面积。
气味活性值(odor activity value,OAV)计算公式如下:
OAV是物质浓度与其相应嗅觉阈值的比值,是评价单一香气化合物对枸杞酒中整体香气贡献程度的指标。
1.3.3 数据处理
利用Microsoft Excel 2019软件处理实验数据,SPSS Statistics 26.0软件进行数据分析,Origin 2022软件制图。
不同酿酒酵母酿造的枸杞酒的酒精度、总糖、总酸及pH见表2。
表2 不同商业酿酒酵母发酵枸杞酒基本理化指标测定结果
Table 2 Determination results of basic physicochemical indexes of Lycium barbarum wine fermented by different commercial Saccharomyces cerevisiae
注:同一列不同字母表示差异显著(P<0.05),下同。
酵母种类酒精度/%vol总糖/(g·mL-1)总酸/(g·mL-1)pH值TXL LA-RA SY FTH STR DE LA-MA LEC XR BA 13.8±0.42ab 13.55±0.21ab 13.50±0.57ab 13.10±0.57bc 14.30±0.28a 13.10±0.42bc 12.20±0.42c 13.30±0.57ab 13.60±0.57ab 14.25±0.35a 10.28±0.02g 16.32±0.73a 10.21±0.26h 16.01±0.15b 11.80±0.09f 15.91±0.01c 11.94±0.53e 8.48±0.34j 15.27±0.02d 8.57±0.11i 3.90±0.05cd 4.09±0.06ab 3.50±0.13e 4.20±0.06a 4.02±0.08abc 4.09±0.05ab 3.93±0.06bcd 3.81±0.02d 4.05±0.1abc 3.89±0.09cd 3.92±0.01b 3.94±0.03b 4.00±0.01ab 3.97±0.01ab 3.97±0.01ab 3.94±0.01b 3.96±0.05b 4.15±0.08a 3.99±0.01ab 3.97±0.01ab
由表2可知,10种商业酵母发酵的枸杞酒酒精度为12.2%vol~14.3%vol,其中酵母STR所酿枸杞酒的酒精度最高,为14.3%vol,说明其发酵最为彻底。总糖为8.57~16.32 g/mL,总酸为3.5~4.2 g/mL,pH值为3.92~4.15。10种酵母所酿枸杞酒理化指标均符合国标GB/T41405.1—2022《果酒质量要求第一部分:枸杞酒》的规定要求。从理化指标结果来看,商业酵母STR酿造的枸杞酒最佳。
不同商业酿酒酵母酿造的枸杞酒色泽分析见表3。由表3可知,酵母STR、XR发酵的枸杞酒L*值最大,为92.08、86.06,色泽较为明亮;a*值为正值,酒体颜色偏向红色,酵母STR发酵的枸杞酒a*值最大,说明酵母STR发酵的枸杞酒颜色偏红,而酵母TXL发酵的枸杞酒a*值为负值,枸杞酒偏向绿色;b*值为正值,酒体颜色偏向黄色,其中酵母LEC、DE发酵的枸杞酒b*值较大,说明这2种酵母发酵的枸杞酒颜色整体偏黄;从枸杞酒饱和度(C值)可知,酵母STR发酵的枸杞酒饱和度最大,枸杞酒的颜色纯度较高;根据色度角(h值)可知,枸杞酒颜色由橙黄色至黄色。从颜色参数结果来看,酵母STR发酵的枸杞酒色泽最优。透光率结果表明,不同商业酿酒酵母发酵的枸杞酒透光率呈显著性差异(P<0.05),其中酵母STR、XR发酵的枸杞酒透光率较高,为分别为88.26%和87.9%,酒体的澄清度较好[19],酵母LA-MA发酵的枸杞酒透光率最低,为75.83%。不同酵母菌因自身絮凝沉降能力差异会对发酵液澄清度产生不同程度的影响[20],从澄清度结果来看,酵母STR的絮凝能力最强,其发酵后的枸杞酒澄清度最好,其次是酵母XR,酵母LA-MA发酵的枸杞酒絮凝能力最差,透光率最低,导致酒体混浊。
表3 不同商业酿酒酵母发酵枸杞酒色泽和透光率
Table 3 Color and light transmittance of Lycium barbarum wine fermented by different commercial Saccharomyces cerevisiae
酵母种类L*值a*值b*值C 值h 值透光率/%TXL LA-RA SY FTH STR DE LA-MA LEC XR BA 80.50±0.54a 81.76±7.35c 83.50±1.32ab 66.83±3.55e 92.08±3.78d 80.47±4.58c 70.71±0.62de 85.00±1.97bc 86.06±1.54e 84.08±5.67c-9.06±0.41g 15.05±0.27b 7.84±0.78ef 11.27±1.58cd 24.51±5.56a 5.99±0.95f 9.10±1.42de 6.07±0.02f 13.25±0.21bc 14.98±2.92b 78.88±5.63c 89.54±8.09ab 77.88±4.22c 92.77±7.67a 92.22±1.94ab 93.45±5.69a 86.04±3.97b 94.51±3.18a 87.93±2.96b 90.83±1.36ab 79.40±5.55e 90.80±8.03ab 78.27±4.28e 93.45±7.81a 95.51±0.45a 93.64±5.74ab 86.53±3.80c 94.71±3.18ab 88.92±2.89bc 92.07±1.82abc 83.42±0.76b 81.22±0.44c 84.26±0.26b 83.57±1.08b 75.11±3.53e 86.55±0.64a 84.74±0.87b 86.51±0.15a 81.43±0.42c 80.90±2.02c 81.60±0.10g 87.00±0.10b 76.20±0.10c 86.10±0.10c 88.26±0.35a 83.00±0.1ef 75.83±0.15h 85.30±0.10d 87.90±0.10a 82.40±0.43f
不同商业酿酒酵母(TXL、LA-RA、SY、FTH、STR、DE、LA-MA、LEC、XR、BA)酿造枸杞酒的电子舌传感器雷达图,见图1。传感器的响应值同时代表着传感器对特定物质浓度的响应[21]。由图1可知,不同商业酿酒酵母酿造的枸杞酒在对传感器HA、ZZ和BB的响应最为敏感,普遍对传感器JB、JE、GA和CA响应度低,说明不同酿酒酵母发酵的枸杞酒风味物质存在差异,可以用来较好地区分酒样。
图1 不同商业酿酒酵母发酵枸杞酒的电子舌响应值雷达图
Fig.1 Radar diagram of electronic tongue response values of Lycium barbarum wine fermented by different commercial Saccharomyces cerevisiae
为进一步了解不同商业酿酒酵母发酵的枸杞酒滋味差异,结合PCA对其滋味成分进行比较分析,结果见图2。
图2 基于电子舌响应值的主成分分析
Fig.2 Principal component analysis based on the response values of electronic tongue
由图2可知,第1主成分(PC1)方差贡献率为50.8%,第2主成分(PC2)方差贡献率为23.9%,累计方差贡献率为74.7%,可信度较高,可以有效地反映出不同酵母发酵枸杞酒的整体滋味信息。在PC1方向上,酵母BA、LA-RA、FTH发酵枸杞酒距离较远,说明三者滋味较其他7种差异明显,其他7种样品距离较近,具有相似滋味。在PC2方向上,酵母XR、FTH、STR发酵枸杞酒距离相近,位于下方;酵母BA、LEC、LA-MA、SY、LA-RA、DE发酵枸杞酒距离相近,位于中间;酵母TXL位于上方。同种酵母发酵的枸杞酒酒样滋味相近,表明该酒样的重复性较好;不同商业酵母发酵的枸杞酒滋味相距较远,表明基于电子舌响应值结果可以对不同商业酵母酿造的枸杞酒进行有效区分。
不同商业酿酒酵母发酵枸杞酒的感官评价投票结果见表4。
表4 不同商业酿酒酵母发酵枸杞酒的感官评价票数
Table 4 Sensory evaluation votes of Lycium barbarum wine fermented by different commercial Saccharomyces cerevisiae
序号种类评价因素U香气U1 V1V2V3口感U2 V1V2V3色泽U3 V1V2V3 V4V4V4风格U4 V1V2V3V4 1234567891 0 TXL LA-RA SY FTH STR DE LA-MA LEC XR BA 5005880077 2312213232 3573015701 0220002100 6005960087 1212132211 3773017612 0120001200 2003770077 6317333332 2670006601 0120001100 7007870077 1311223223 2422014510 0370003300
以酵母TXL发酵的枸杞酒为例,U香气的评语集票数依次为:5票较好、2票好、一般和差分别为3票和0票,则U1=(0.5,0.2,0.3,0);同理U2=(0.6,0.1,0.3,0)、U3=(0.2,0.6,0.2,0)、U4=(0.7,0.1,0.2,0),对评定结果归一化处理可得酵母TXL发酵枸杞酒的模糊矩阵R1,按上述方法可依次得到其他酵母发酵酒样的模糊矩阵。
由表4可知,模糊数学感官评价的方法得到10种商业酿酒酵母酿造枸杞酒的评分如下:
同理:Y2=(0,0.270,0.585,0.145),Y3=(0,0.10,0.70,0.27),Y4=(0.450,0.385,0.165,0),Y5=(0.87,0.130,0,0),Y6=(0.505,0.140,0.210,0.145),Y7=(0,0.270,0.585,0.145),Y8=(0,0.24,0.60,0.16),Y9=(0.730,0.225,0.045,0),Y10=(0.545,0.115,0.170,0.170)。则酵母TXL发酵枸杞酒的模糊综合感官评分T1=Y1×K={0.440,0.315,0.245,0}×|90,80,70,60|=81.95分,同理,计算得T2=71.25分,T3=69.00分,T4=82.85分,T5=88.70分,T6=80.05分,T7=71.25分,T8=70.80分,T9=86.25分,T10=80.30分。结合模糊数学感官评分,商业酿酒酵母STR发酵枸杞酒的感官评分最高(88.7分),酵母XR发酵枸杞酒的感官评分次之(86.25分)。因此,对这两种商业酵母发酵的枸杞酒滋味及挥发性风味物质进行电子鼻与HS-SPME-GCMS测定。
商业酿酒酵母STR与XR发酵枸杞酒滋味电子鼻分析见表5。
表5 商业酿酒酵母STR与XR发酵枸杞酒的电子鼻响应值
Table 5 Electronic nose response value of Lycium barbarum wine fermented by commercial Saccharomyces cerevisiae STR and XR
传感器STR枸杞酒XR枸杞酒W1C W5S W3C W6S W5C W1S W1W W2S W2W W3S 0.034±0.00e 50.18±0.73c 0.220±0.00e 1.388±0.01e 0.269±0.00e 79.16±1.2b 46.85±0.27c 107.40±2.27a 41.74±0.44d 1.76±0.02e 0.033±0.00d 50.810±0.17c 0.216±0.01d 1.403±0.01d 0.265±0.00d 81.75±2.48b 47.04±0.01c 109.80±1.13a 42.26±0.30c 1.78±0.01d
由表5可知,传感器W2S、W1S、W5S、W1W、W2W的响应值比其他传感器响应值高,说明两种酵母发酵枸杞酒的主要风味物质为无机硫化物、萜烯类物质、碳氢化合物、醇类、酮类和脂肪酸类等;传感器W3S、W6S、W5C、W3C、W1C的响应值较小,说明两种酵母发酵的枸杞酒中的氨类、芳香成分、烷烃与弱极性化合物含量较少[22]。
进一步对两种酵母发酵枸杞酒样的电子鼻检测结果进行主成分分析,结果见图3。
图3 商业酿酒酵母STR与XR发酵枸杞酒电子鼻响应值的主成分分析结果
Fig.3 Principal component analysis results of electronic nose response values detection of Lycium barbarum wine fermented by commercial Saccharomyces cerevisiae STR and XR
由图3可知,第1成分(PC1)方差贡献率为98.3%,第2主成分(PC2)方差贡献率为1.5%,累计方差贡献率为99.8%,说明主成分1和主成分2已包含主要信息,具有较高的代表性,可以有效地反映出两种酿酒酵母发酵枸杞酒的整体气味信息,PC1的方差贡献率远高于PC2,说明枸杞酒样气味在PC1上差距比PC2大。表明基于电子鼻响应值主成分分析可有效区分酵母STR与XR发酵枸杞酒。
商业酿酒酵母STR与XR发酵枸杞酒中挥发性风味物质HS-SPME-GC-MS检测结果见表6。由表6可知,酵母STR发酵枸杞酒中共检出挥发性风味物质50种,其中酯类20种,醇类8种,酸类8种,醛酮类6种,萜烯类2种及其他类6种,总含量为87 107.249 μg/L。酵母XR发酵枸杞酒中共检出挥发性风味物质33种,其中酯类17种、醇类4种、酸类6种、醛酮类2种、萜烯类2种及其他类2种,总含量为93 506.19 μg/L。
表6 商业酿酒酵母STR与XR发酵枸杞酒中挥发性风味物质测定结果
Table 6 Determination results of volatile flavor substances of Lycium barbarum wine fermented by commercial Saccharomyces cerevisiae STR and XR
含量/(μg·L-1)XR枸杞酒STR枸杞酒化合物RI阈值气味描述[24,26]乙酸乙酯丁酸乙酯乙酸异戊酯正己酸乙酯乙酸庚酯乳酸乙酯辛酸乙酯3-羟基己酸乙酯癸酸乙酯辛酸戊酯乙酸橙花酯癸酸异丁酯乙酸苯乙酯月桂酸乙酯2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯丙位癸内酯对叔丁基苯乙酸甲酯乙酸壬酯十一碳烯酸乙酯苹果酯环丙基甲酸乙酯586 785 820 984 1 083 848 1 183 1 146 1 381 1 481 1 352 1 516 1 259 1 580 1 605 1 383 1 487 1 282 1 471 1 178 787 2 034.86±0.90--醚类、酒香菠萝、香蕉、苹果215.82±0.65 358.02±0.55 119.34±0.99 437.93±0.78-674.87±0.52 174.36±0.59-219.34±0.70 12 270 20 30 14//1 167.28±1.06 596.64±4.98 16 439.81±99.71 1 408.51±9.9 81.50±0.62 8 052.54±0.51 16 480.09±30.33 99.57±1.31 162.42±2.60 801.03±2.58 94.82±2.17 67.25±1.48 3 377.96±2.65 1 607.65±9.86 62.75±0.84 217.15±1.03 633.26±9.79 186.36±1.00 102.64±0.86 125.91±1.16-//600/200///--908.83 337.23±0.69//——-0.08 805.76±0.48/////呈草药、玫瑰和杏香咖啡、草莓、覆盆子香水果香(苹果、菠萝)水果香椰子香水果、鸢尾样香气橙花和玫瑰香/玫瑰花香、威士忌香水果香/椰子香和桃子果香木质樟脑的香气水果香奶油香新鲜苹果香/
续表
注:“/”表示未找到相关文献,“-”表示未检测到。
含量/(μg·L-1)XR枸杞酒STR枸杞酒化合物RI阈值气味描述[24,26]丁二酸二乙酯甲基-γ-丁内酯乙酸戊酯癸酸3-甲基丁酯酞酸二乙酯十三烷酸乙酯酯类合计正丁醇4-甲基-2-戊醇异戊醇正己醇(2R,3R)-(-)-2,3-丁二醇(Z)-6-壬烯-1-醇丙三醇1-十一醇(S)-(+)-3-甲基-1-戊醇环十二醇醇类合计庚酸己酸辛酸壬酸癸酸10-十一烯酸9-癸烯酸月桂酸酸类合计壬醛3-糠醛紫罗兰酮二氢查耳酮4-羟基-2-丁酮对甲基苯甲醛醛酮类合计芳樟醇2,4-二叔丁基苯酚萜烯类合计3-甲基-1-己烯丙二醇甲醚1-氨基蒽2,3-二氢苯并呋喃1-石竹烯2-乙氧基丁烷正十八炔戊基苯其它类合计1 151 886 884 1615 1 639 1 680 107.81±0.71 906.9±1.00 755.17±0.71 102.89±0.62 1 440.79±0.92 5 884.89±0.77 22 509.18——--/10//水果香///662 716 697 860 743 1 167 967 1 357 796 1 627---//////有酒气味/水果香和花香1 389.64±0.53 30 000 1 100--43 831.94 82.20±5.02 1 007.55±0.69 23 961.65±81.31 1 134.12±4.47 859.26±1.77 59.98±1.17 218.39±0.72 187.54±0.74////2 842.56±1.08-41 682.27±0.62 19 270.43±0.68 63 795.26-1 472.94±0.86 160.69±0.85 273.59±1.46 2 188.94±0.99-207.17±0.73 553.77±0.98 4 857.10 142.67±0.97-894.85±1.43柠檬香--////////1 073 974 1 173 1 272 1 372 1 461 1 362 1 570 13 800 2 520 2 701 15 000///脂肪样气味,有恶臭味奶酪和椰子油气味黄油奶酪味、有汗臭味/黄油奶酪味水果的特殊香味蜡香、略有果香和乳香微有月桂油香气1 104 831 1 429 1 801 798 1 095 122.45玫瑰花香、李子香---////杏仁香以及温柔的花香1 082 1 555 1 037.52 458.94±0.62 536.40±1.24 995.34/8///1 5/27 510.69 120.28±1.38 1 134.12±4.47 4 005.91±58.28 141.45±2.27 1.58±0.55 309.43±1.87 226.63±0.67 318.96±2.05 6 258.36 167.4±0.82 111.47±1.26 139.68±0.79 159.14±1.27 124.89±1.37 87.10±0.73 789.68 45.27±0.49 1 173.69±46.74 1 218.969 512.40±0.64 477.62±21.99 200独特的花香643 657 2 094 1 036 1 494 629 1 808 1 191--160.13±0.90 151.66±1.09--////——////6 4///木香、柑橘香、丁香226.63±0.67 386.56±0.62 86.07±0.47 5 808.29±23.37 7 497.61//芳香气味311.79
酵母STR发酵枸杞酒中酯类物质有20种,含量为43 831.94 μg/L。XR发酵枸杞酒中的酯类物质有17种,含量为22 509.18 μg/L。与XR发酵枸杞酒相比,STR发酵枸杞酒更多具有菠萝香且使酒体爽口的丁酸乙酯[23](596.64 μg/L)、具有花果香并伴有甜味的辛酸乙酯[25](16 480.09 μg/L)以及具有花香和果香的乳酸乙酯[27](8 052.54 μg/L)。因此,STR发酵枸杞酒酯类物质含量更高,具有更丰富的花果香气。
酵母STR发酵枸杞酒中醇类物质有8种,含量为27 510.69 μg/L。XR发酵枸杞酒中的醇类物质有4种,含量为63 795.26 μg/L。与XR发酵枸杞酒相比,STR发酵枸杞酒更多具有花果香气的异戊醇,含量为23 961.65 μg/L,异戊醇是果酒中最常见的高级醇,适量异戊醇可调节酒体的协调度[28]。因此,STR发酵枸杞酒醇类物质含量更高,滋味更加香甜。
酸类物质是果酒中主要的呈味物质,可与其他呈味物质共同构成果酒特有的芳香气味[29],STR发酵枸杞酒中酸类物质有8种,含量为6 258.36 μg/L。XR发酵枸杞酒中酸类物质有6种,含量为4 857.10 μg/L。STR发酵枸杞酒中辛酸含量高于癸酸,对枸杞酒的香气具有积极作用,适量的酸类可以修饰果酒口感,但浓度过高时会导致负面气味[30-31];枸杞酒主要的挥发酸中有己酸和辛酸,具有奶酪味,在STR发酵枸杞酒中的含量高于XR发酵枸杞酒,因此,STR枸杞酒具有更丰富的奶酪香味。
枸杞中的萜烯类物质主要来自于枸杞果实,赋予果酒特殊的花香与果香[32],在这两种商业酿酒酵母所酿枸杞酒中检测到2种萜烯类化合物,分别为芳樟醇和2,4-二叔丁基苯酚。STR发酵枸杞酒中的萜烯类物质含量为1 218.969 μg/L,XR发酵枸杞酒中萜烯类物质含量为995.34 μg/L,STR发酵枸杞酒萜烯类物质含量高于XR发酵枸杞酒中萜烯类物质含量,使枸杞酒香气更为特殊。综上,STR比XR所发酵的枸杞酒中挥发性风味物质种类更丰富,含量更高。
通过计算枸杞酒中挥发性风味物质的气味活度值(odor activity value,OAV)来判断关键挥发性物质。一般认为,OAV>1的物质可视为关键挥发性风味物质。商业酿酒酵母STR与XR发酵枸杞酒中的关键挥发性风味物质见表7。
表7 商业酿酒酵母STR与XR发酵枸杞酒中的关键挥发性风味物质
Table 7 Key volatile flavor substances of Lycium barbarum wine fermented by commercial Saccharomyces cerevisiae STR and XR
关键挥发性风味物质STR枸杞酒含量/(μg·kg-1)XR枸杞酒含量/(μg·kg-1)乙酸乙酯丁酸乙酯乙酸异戊酯正己酸乙酯辛酸乙酯癸酸乙酯乙酸苯乙酯丙位癸内酯甲基-γ-丁内酯异戊醇正己醇庚酸-0.165 84 29.832 547.993 7 100.607 9 27.466 82 0.812 1 3.716 823 2 714.375/0.798 722 1.031 018-//15.415 71 0.729 883 3.374 35//90.69/1.263 309/
续表
注:“/”表示OAV=0;“-”表示OAV<0.1。
关键挥发性风味物质STR枸杞酒含量/(μg·kg-1)XR枸杞酒含量/(μg·kg-1)己酸辛酸癸酸壬醛芳樟醇2,4-二叔丁基苯酚1-石竹烯0.450 048 1.483 121-1.367 089 3.018 5.868 45 3.541 094 0.584 5-0.145 929 1.165 186 30.596 2.682/
由表7可知,酵母STR枸杞酒、XR枸杞酒中关键挥发性风味物质分别有12种、7种。
通过计算OAV>1得到,酵母STR比XR发酵枸杞酒中的关键风味物质多6种,分别为丁酸乙酯、乙酸异戊酯、乙酸苯乙酯和丙位癸内酯、辛酸和1-石竹烯,赋予枸杞酒菠萝香、玫瑰花香、椰子香、桃子果香、黄油奶酪味和木香[33]。因此,酵母STR发酵的枸杞酒风味物质更丰富。
本试验从10种商业酿酒酵母中筛选适合枸杞酒生产的酵母菌。通过基本理化指标测定,酵母STR所酿的枸杞酒发酵彻底、颜色纯度较高且透光率最好(88.26%);经电子舌检测,10种商业酿酒酵母所酿枸杞酒的滋味物质有较大差异;结合模糊数学感官评价,酵母STR发酵枸杞酒的感官评分最高,为88.7分,XR发酵枸杞酒的感官评分次之,为86.25分;进一步将酵母STR发酵的枸杞酒滋味进行电子鼻检测,显示其主要滋味物质为无机硫化物、萜烯类物质、碳氢化合物、醇类、酮类和脂肪酸类等;经HS-SPME-GCMS检测,酵母STR发酵枸杞酒的挥发性风味物质种类最多,共50种,含量最高,为87 107.249 μg/L。因此,商业酿酒酵母STR更适合酿造枸杞酒。
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Quality analysis of Lycium barbarum wine fermented by different commercial Saccharomyces cerevisiae