不同外加糖源对桑葚果酒品质及香气的影响

桑葚（Fructus mori），又名桑果，桑枣，桑实等，属于桑科桑葚属植物的果实，是一种椭圆形的聚合浆果[1-2]。桑葚营养丰富，风味独特，果实中含有丰富的矿物质、氨基酸、花青素、黄酮和酚酸等化合物，也是我国重要的药食同源果品之一[3-5]。近年来，我国桑葚种植面积和桑果产量逐年提高[6]，但由于桑葚果实在储运及销售过程中容易变质，造成了较大的资源浪费。因此，提高桑果资源利用率对桑葚产业发展具有重要意义。目前桑葚果实精深加工产品主要有桑葚蜜饯、桑葚果酒、桑葚果醋、桑葚膏、桑葚酵素等[7-9]。其中，桑葚酒是以桑葚为原料，经发酵酿制或调配而成的果酒产品[10]，既保留了桑葚丰富的营养价值，又获得了怡人的果酒产品，具有较大发展潜力。

选择优质桑葚原料，调整糖含量16～18°Bx[11-12]，调节初始发酵pH值在3.8～4.2[13]，接种酵母0.1～0.2 g/L，添加亚硫酸30～60 mg/L[13-14]，控制发酵温度在18～26 ℃[13，15]，发酵结束后使用0.8 g/L聚乙烯吡咯烷酮（polyvinylpyrrolidone，PVPP）或0.08 g/L壳聚糖进行澄清处理[16]，即可获得酒香浓郁、澄清透亮、酒精度为8.6%vol～11.2%vol的桑葚酒。尽管学者们已对桑葚果实前处理、桑葚酒发酵工艺、生产菌株、澄清工艺等进行了优化，但单一桑葚果酒酿造仍存在酒精度、总酸含量较低，风味单一等问题[17-19]，使得桑葚酒的储藏期和产品品质受到较大影响。

外加糖源可提高果酒酒精度并增加糖度、总酸含量、风味物质等，对果酒品质具有重要影响[20-23]。唐梅霖等[20]研究发现，蜂蜜和蓝莓组合发酵能够提升蓝莓酒中酚类物质的含量和抗氧化性能，改善酒体色泽，其感官评分也高于其他处理组。高璐等[21]研究表明，以糯米为糖源发酵的青梅酒更能够提高发酵青梅酒的品质，具有青梅酒典型性和酒体协调。姚静等[22]研究表明，与蔗糖相比，以蜂蜜为糖源酿制的发酵型玫瑰酒中总酚和总黄酮含量显著较高，所酿制的玫瑰酒口感柔和，香气浓郁且协调，整体饱满爽口。谢克林等[23]也证实了外源糖源的添加（果糖、麦芽糖、葡萄糖、蔗糖）可改善葡萄酒挥发性香气成分，且不同糖源影响效果不同。

尽管外源糖源对果酒理化参数和感官品质影响的研究已有报道，但利用不同天然糖源改善桑葚果酒化学成分及感官品质影响的研究还鲜有提及。为此，本研究拟以蔗糖、蜂蜜、苹果汁、葡萄汁和沙棘汁为外加糖源酿造桑葚果酒（添加蔗糖、蜂蜜、苹果汁、葡萄汁和沙棘汁的酒样分别编号为ZT、FM、PG、PT、SJ），并分析不同糖源对桑葚果酒理化指标、颜色参数、感官及香气品质的影响，以期改善单一桑葚果酒酿造时存在的酒精度不足、总酸含量较低、风味单一等问题，为高品质桑葚果酒的酿造提供一定的理论和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 材料

桑葚（产地甘肃陇南康县）：兰州国际高原夏菜副食品采购中心；蔗糖（食品级）：山东晨雨糖业有限公司；蜂蜜（洋槐蜜）（糖含量（79±1）%）：甘肃陇南两当县土特产公司；沙棘原浆（糖含量68.5 g/L，pH 2.84）：甘肃陇源红生物科技有限公司；浓缩苹果汁（糖含量65°Bx，总酸含量7 g/L）：天水长城果汁集团有限公司；品丽珠葡萄（糖含量21.7°Bx，总酸含量4.53 g/L）：2023年9月采摘于甘肃凉州农业生态科技园区。

1.1.2 化学试剂

EX-V果胶酶、偏重亚硫酸钾、Enoferm CSM商品活性干酵母（Saccharomyces cerevisiae）：法国Lallemand公司；2-辛醇（色谱纯）：美国Sigma公司；柠檬酸（食品级）：潍坊英轩实业有限公司；氯化钠、氢氧化钠、甲醇、没食子酸、碳酸钠（均为分析纯）：天津市光复精细化工研究所。

1.2 仪器与设备

CP 214电子分析天平、HX-PB1058破壁机：上海奥豪斯仪器有限公司；HH-S6A恒温水浴锅：北京科伟永兴仪器有限公司；TRACE1310-ISQ气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）联用仪、Genesis 10S型紫外-可见光光度仪：美国Thermo Scientific公司；SPME Fiber固相微萃取头：美国Surpelco公司；PAL-X 手持数显糖度计：日本Atago公司。

1.3 方法

1.3.1 桑葚果酒加工工艺流程及操作要点

桑葚鲜果→挑选清洗→打浆→外加糖源→成分调整→接种发酵→终止发酵→倒罐→澄清→过滤→陈酿→澄清→灌装→成品

操作要点：白砂糖和蜂蜜用纯净水溶解待用（可溶性固形物20°Bx，并用柠檬酸调节pH 值至4.0），浓缩苹果汁稀释3倍（稀释至可溶性固形物为20°Bx）；沙棘原浆稀释3倍（用蔗糖调整可溶性固形物为20°Bx）；品丽珠葡萄压榨取汁（除梗破碎，加入20 mg/L果胶酶室温浸渍4 h，分离清汁待用），桑葚果实破碎后将桑葚醪与其他外加糖源溶液按质量比1∶1混合后装入5 L玻璃发酵罐中。添加80 mg/L偏重亚硫酸钾，接种200 mg/L活性干酵母（在30 ℃水浴锅中水浴活化15 min），发酵温度25 ℃，每8 h摇瓶1次，当残糖量＜4 g/L时，加入40 mg/L偏重亚硫酸钾终止发酵，用纱布过滤分离桑葚果渣，倒罐、自然澄清后灌装至750 mL棕色玻璃瓶中，放入（15±2）℃酒窖中储存即得桑葚果酒成品。

1.3.2 分析检测

（1）理化指标测定

总酸、挥发酸、还原糖含量的测定：参照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中直接滴定法、指示剂法和直接碘量法；酒精度的测定：按照GB 5009.225—2023《食品安全国家标准酒和食用酒精中乙醇浓度的测定》；pH值的测定：用pH计。

总酚含量采用福林-酚比色法[24]测定。根据没食子酸标准曲线回归方程（y=0.000 4x+0.1820，相关系数R2=0.995 7）计算出样品中总酚含量（以没食子酸计），重复测定3次。总黄酮含量参照孙永蓉等[25]的方法测定，根据芦丁标准曲线回归方程（y=0.003 3x-0.001 2，相关系数R2=0.999 1）计算出总黄酮含量（以芦丁计），重复测定3次。

（2）颜色参数的测定

参照强文乐等[26]的方法。移取1 mL经0.45 μm水系滤膜过滤后的酒样于10 mL 容量瓶中，定容，取稀释后的酒样置于比色皿中，分别测定其在450 nm、520 nm、570 nm、630 nm波长处的吸光度值，计算各样品的明亮度（L*）、红绿色调（a*）、黄蓝色调（b*）、色度（C*）、色调（H*）、色差（ΔE*）值，重复测定3次。

（3）挥发性香气物质的测定

HS-SPME条件：采用顶空固相微萃取技术（headspace solid-phase microextraction，HS-SPME）-GC-MS测定桑甚果酒中的挥发性风味物质，将5 mL酒样置于顶空瓶中，依次加入1 g的NaCl和10 μL的2-辛醇（200 mg/L），加转子密封，置于40 ℃磁力搅拌器水浴平衡30 min，顶空萃取30 min，萃取结束后，将萃取头插入气相色谱进样口解吸10 min。

气相色谱条件：DB-WAX毛细管色谱柱（60 m×2.5 mm×0.25μm）；升温程序为40 ℃（5 min），3.5 ℃/min升至200 ℃（6 min）；载气为高纯氦气（He），流速1 mL/min，进样口温度230 ℃，不分流进样。

质谱条件：电子电离（electronic ionization，EI）源；电子能量70 eV；连接杆温度180 ℃；离子源温度250 ℃；质谱扫描范围50～350 m/z。

定性定量方法：参考马腾臻等[27]的方法，采用保留指数和美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）及香精香料谱库检索比对，定性匹配度＞800香气成分。采用内标法定量；各香气成分质量浓度（μg/L）=各组分的峰面积×内标样质量浓度（μg/L）/内标样的峰面积

（4）香气轮廓分析

参考葡萄酒香气轮盘[28]分类，试验酒样的香气物质可分为5种类型（花香、果香、植物味、化学味、脂肪味），将酒样中气味特征相近的挥发性物质归为同类，并计算该类的气味活性值（ordor activity values，OAV）（OAV=香气化合物质量浓度/阈值）总和，从而对酒样的香气轮廓进行模拟[29]。

（5）感官评价

参照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》，并略作调整。由7名经过专业培训的人员组成感官评价小组，分别从外观（色泽&澄清度）、香气（浓郁度、复杂性、优雅性、持久性）、口感（协调性、层次变化、醇厚感、回味）和典型性十个方面进行评分，每项10分，满分共100分。

1.3.3 数据处理

采用IBM SPSS Statistics 24.0进行数据的差异显著性分析（P＜0.05），试验结果均以“平均值±标准差”表示，使用Microsoft Office Excel 2016和Origin 2021对试验所得数据进行整理计算和生成雷达图，采用Hiplot软件绘制热图进行分析，使用SIMCA 14.1软件通过正交偏最小二乘回归分析（orthogonal partial least squares-discriminant analysis，OPLS-DA）评价不同样品的香气特征并进行差异香气物质分析。对于每个样品组，分析3个平行样品。

2 结果与分析

2.1 不同外加糖源对桑葚果酒理化指标的影响

不同外加糖源发酵所得桑葚果酒的理化指标测定结果见表2。

由表2可知，不同酒样的酒精度介于7.00%vol～8.02%vol之间，其中PT酒样的酒精度（8.02%vol）显著高于其他酒样（P＜0.05），SJ酒样酒精度最低（7.00%vol），这可能是由于总酸含量和pH的不同可抑制酵母菌的发酵速率，使其糖类物质转换受阻所致[30]。SJ酒样的总酸含量较高（6.80 g/L），其挥发酸含量也较高（0.98 g/L），FM酒样总酸含量较低（4.34 g/L），PT酒样的挥发酸含量较低（0.62 g/L）；FM酒样中还原糖含量（6.13 g/L）显著高于其他酒样（1.33～3.74 g/L）（P＜0.05）。酒样FM、GP、PT、SJ的总酚含量和总黄酮含量均高于酒样ZT，PT酒样的总酚和总黄酮含量最高（分别为546.25 mg/L和85.31 mg/L），SJ和PG酒样总酚和总黄酮含量次之，这可能与天然糖源中本身含有的酚类物质有关，混合发酵时，可增加所得桑葚酒中的总酚和总黄酮含量[31]。

2.2 不同外加糖源对桑葚果酒颜色的影响

由表3可知，不同外加糖源所得桑葚发酵酒中，与ZT酒样相比，PG酒样的L*值最低，其次为PT酒样和SJ酒样，且差异显著（P＜0.05）；FM酒样L*值最高，但与ZT酒样相比差异不显著（P＞0.05）。C*值反映了酒样颜色的深浅，与L*值变化相反，PG酒样最高，其次为PT酒样，SJ和FM酒样最低，但二者差异不显著（P＞0.05）。试验所得酒样的a*值介于29～38，均呈现红色色调，其中PG酒样a*值最高，其次为PT酒样，SJ酒样最低，且与其他酒样相比差异显著（P＜0.05）；与之相对应的b*值，SJ酒样显著高于其他处理组（P＜0.05），PT酒样次之，FM酒样和PG酒样较低，但二者差异不显著（P＞0.05）。本试验所得桑葚酒样的H*值范围为0.37～0.58，均呈红色色调，PG酒样色调值最高，且与其他酒样相比差异显著（P＜0.05）。综合上述颜色参数分析结果，PG和PT酒样色度深、亮度低，红色色调较高，具有较好的色泽品质，这可能与外加糖源中所含的成色物质和基质成分有关[33]。上述结果也在ΔE*值中得到验证，ΔE*值代表色差值，反映不同颜色刺激大脑产生的视觉差别[34]，当ΔE*值＞3时，说明两组样品之间的颜色差异具有肉眼可辨识的差异[35]。试验所得酒样中，PG、PT、SJ和FM酒样色泽明显优于ZT酒样。

2.3 桑葚果酒香气物质分析

对5种不同外加糖源酿造所得桑葚果酒的挥发性风味成分进行分析，结果见表4。由表4可知，所有酒样共鉴定出61种挥发性风味物质，其中酯类29种、醇类14种、酸类5种、醛酮类6种、其他类7种。不同外加糖源对桑葚果酒挥发性风味物质的影响不同，其中PT酒样中挥发性风味物质最多（54种），SJ酒样和ZT酒样中共检出挥发性风味物质相对较多，分别有50种和45种，FM酒样中共检出挥发性风味物质最少（27种）。就香气物质总量而言，PT和SJ酒样较高，分别为3 618.02 μg/L和3 672.75 μg/L，显著高于FM和PG酒样的香气物质含量（1 825.34 μg/L和1 876.43 μg/L）（P＜0.05）。

酯类化合物是桑葚酒中种类最丰富的一种挥发性风味化合物[36]。本试验中，ZT酒样酯类含量最高（2 720.63 μg/L），其次是SJ酒样（2 549.97 μg/L）。5种外加糖源酒样中主要酯类物质为乙酸乙酯、乙酸异丁酯、丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、乙酸异戊酯、己酸乙酯、棕榈酸乙酯等。乙酸乙酯具有葡萄、苹果、樱桃样果香，该香气物质在SJ酒样中其含量高达2 026.56 μg/L，PT酒样中其含量为1 118.58 μg/L。乙酸异戊酯具有玫瑰花香、果香；己酸乙酯具有苹果样果香。PT酒样中乙酸异戊酯、己酸乙酯、乙酸异丁酯、丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、庚酸乙酯、己酸甲酯、乙酸己酯、乳酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸庚酯等含量最高，分别为237.39 μg/L、133.52 μg/L、22.44 μg/L、24.14 μg/L、7.40 μg/L、10.12 μg/L、1.40 μg/L、8.81 μg/L、117.68 μg/L、158.41 μg/L、2.58 μg/L。

醇类物质是桑葚酒中主要香气成分之一，是酵母细胞分解氨基酸或糖类物质产生的次级产物[37]。由表4可知，试验酒样中的异戊醇和苯乙醇含量最高，分别为199.78～488.29 μg/L和193.37～427.63 μg/L。异戊醇在ZT酒样中含量最高，为488 μg/L，具有香蕉、奶酪等香气特征。苯乙醇在PT酒样中含量最高，为427.63 μg/L，具有玫瑰、蜂蜜等香气特征。其中异丁醇（苹果、生青味）、异戊醇（香蕉、奶酪味）、1-壬醇（生青、玫瑰香味）和2,3-丁二醇（黄油、乳酪味）OAV＞1，分别为1.99～11.09和2.08～3.13，可为桑葚果酒提供显著香气，而异丁醇和1-壬醇在PT酒样中均有较高含量，可为桑葚果酒提供葡萄特有的生青味。

适量的酸类物质可使桑葚酒口感清爽的同时抑制大部分引起果酒腐败变质的有害微生物的繁殖[38]。试验酒样中，正己酸、辛酸含量较高，少量脂肪酸存在时可以赋予桑葚酒乳酪香味，增加香气复杂性，这也与张新蕊等[39]研究结果一致。醛酮类化合物在桑葚酒中起不可或缺的协调作用，如表4所示，3-羟基-2-丁酮、椰子醛、正壬醛含量在酒样中较高，且正壬醛OAV＞1，其中各酒样共有的醛酮类物质仅为椰子醛，可为桑葚酒带来杏仁味、椰子味等，使桑葚酒风味呈现多样性和丰富性。萜烯类物质主要来源于桑葚果实，也是桑葚酒中一类重要的香气物质，可赋予桑葚酒花香、果香等感官特征[40]。由表4可知，芳樟醇、4-松油醇（OAV＞1）、大马士酮（OAV＞1）分别赋予桑葚酒花香、果香。

2.4 基于香气成分酒样的OPLS-DA结果

为实现不同糖源桑葚果酒香气的有效区分，试验以61个香气组分作为因变量，外加不同糖源的桑葚酒作为自变量，进行OPLS-DA分析，结果见图1。

由图1A可知，本次分析中的自变量拟合指数（R2X）为0.961，因变量拟合指数（R2Y）为0.966，模型预测指数（Q2）为0.742，R2和Q2接近1，表明此模型有良好的可拟合度和预测能力，外加不同糖源所得酒样的显著性差异主要来源于第一主成分，可能是由A8（己酸甲酯）、A10（乙酸己酯）、B3（正庚醇）、B9（正己醇）等物质所致。PT、PG、SJ酒样第二主成分具有显著差异，其中可能是由A1（乙酸乙酯）、A7（戊酸乙酯）、A8（己酸甲酯）、A10（乙酸己酯）、A27（乙酸丙酯）、A29（癸酸甲酯）、B3（正庚醇）、B9（正己醇）、B14（正丁醇）、D1（3-羟基-2-丁酮）等物质所致。由图1B可知，经过200次置换检验，模型没有过拟合现象，适用于对样本进行判别分析。由图1C可知，进一步根据变量重要性投影（variable important in the projection，VIP）值＞1筛选差异香气成分，共筛选出13种差异香气物质，其中有酯类8种，醇类2种，酸类1种，醛酮类2种。ZT酒样中果香味的A17（癸酸乙酯）、A18（丁二酸二乙酯）、A21（乙酸苯乙酯）含量突出，PT酒样中玫瑰味的A5（乙酸异戊酯）、B8（苯乙醇）和生青味的D5（癸醛）含量突出，此外，PT酒样中还有果香味的A11[（-）-乳酸乙酯]、A12（辛酸乙酯）、A9（己酸乙酯）含量突出。SJ酒样中突出的是果香味的A1（乙酸乙酯）和奶酪味的C3（辛酸）含量。

2.5 桑葚果酒酒样香气轮廓模拟分析

对不同外加糖源酿造桑葚果酒香气化合物的风味特征进行分类，试验所得桑葚酒样的香气特征可划分为化学味、脂肪味、植物味、花香、果香5个类型。根据各香气类型的OAV绘制香气轮廓图见图2。由图2可知，不同外加糖源酿造所得桑葚酒样的香气轮廓较为相似，明显特性是果香、植物味和花香，其中以PT酒样的香气轮廓最为突出，SJ、ZT酒样次之，表明外加糖源可提高桑葚酒的果香、植物味和花香特性。

基于不同糖源酿造所得桑葚酒样中的13种差异香气物质（VIP值＞1）进行聚类分析，结果见图3。由图3可知，PG、FM、SJ酒样聚为一类，PT、ZT酒样聚为一类。就酒样类型而言，PT酒样中4-松油醇、大马士酮、乙酸己酯异丁醇等物质含量显著较高。就挥发性香气化合物而言，各酒样中2-甲基丁酸乙酯、乙酸异丁酯、棕榈酸乙酯、乙酸异戊酯、己酸乙酯、异丁醇、1-壬醇、4-松油醇和大马士酮等物质的差异明显，表明这些物质可能对桑葚酒的特征香气有较大贡献。

2.6 桑葚果酒感官评价

不同外加糖源酿造桑葚果酒感官评价雷达图见图4。由图4可知，试验所得5种酒样均有较好的色泽、浓郁度、复杂性和典型性。其中PT酒样在色泽、浓郁度、优雅性、持久性、回味、醇厚感有出色表现，FM酒样在典型性、醇厚感、回味等方面有较好表现；PG酒样在复杂性和层次变化最高。综上所述，PT酒样感官品质最优（感官评分为77.43分）。

3 结论

不同外源糖源添加可影响所得桑葚果酒的理化指标、颜色参数、香气物质和感官品质。PT酒样酒精度（8.02%vol）、总酚含量（546.25 mg/L）和总黄酮含量（85.31 mg/L）最高；SJ酒样总酸含量（6.8 g/L）、FM酒样还原糖含量（6.13 g/L）分别最高。所有酒样中共检出61种挥发性风味物质，其中PT酒样中最多（54种），FM酒样中最少（27种），基于香气活性值（OAV＞1）和OPLS-DA（VIP＞1）可分别筛选出不同桑葚果酒中的15种关键香气物质和13种差异香气物质；各酒样的香气轮廓主要表现为果香、花香和植物味，但PT酒样香气强度最高。感官分析表明外源糖源的添加对桑葚果酒感官品质有较明显的提升效果，其中PT酒样感官评分最高（77.43分），有较好的色泽、香气浓郁度和典型性，回味悠长，表明葡萄汁可作为桑葚果酒酿造的良好外加糖源。

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Effects of different additional carbohydrate sources on the quality and aroma of mulberry wine

CAO Yutong,QIANG Wenle,FU Hao,MA Chenglong,TIAN Haoyang,LI Kaian,ZHANG Hongsong,MA Tengzhen*
(Research and Development Center of Wine Industry in Gansu Province,College of Food Science and Engineering,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China)

Abstract：In order to explore the effects of different additional carbohydrate sources on quality and volatile components of mulberry wine,using mulberry as raw material and adding sucrose, honey, apple juice, grape juice and seabuckthorn juice as additional carbohydrate sources, mulberry wine(numbered as ZT, FM, PG, PT, SJ, respectively) was brewed.The effects of different carbohydrates on physiochemical indexes, color parameters,aroma and sensory quality of mulberry wine were analyzed.Based on volatile aroma components,orthogonal partial least squares discriminant analysis(OPLS-DA)was performed.The results showed that the alcohol content(8.02%vol), total phenols(546.25 mg/L) and total flavonoids(85.31 mg/L)were the highest in wine PT.A total of 61 volatile compounds were detected in all the wine samples, and wine PT sample had the most aroma substances(54 kinds).Based on odor activity value(OAV)＞1 and OPLS-DA analysis with variable importance projection(VIP)value＞1,15 key aroma compounds and 13 differential volatile flavor compounds were screened.Aroma outline of mulberry wines was mainly characterized with fruity,plant and floral flavors by aroma wheel analysis, among which wine PT had the highest aroma activity.The addition of exogenous carbohydrate sources showed significant promotion effect on sensory quality of mulberry wine,wine PT sample had the highest sensory score(77.43),with good color,aroma intensity,typicality,and aftertaste.Therefore,grape juice could be used as a potential carbohydrate source for mulberry wine production.

Key words：mulberry wine;additional carbohydrate source;physiochemical indexes;volatile flavor components;sensory quality

中图分类号：TS262.7

文章编号：0254-5071（2024）08-0162-08

doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2024.08.023

引文格式：曹雨桐，强文乐，付灏，等.不同外加糖源对桑葚果酒品质及香气的影响[J].中国酿造，2024，43（8）：162-169.

收稿日期：2024-05-19

修回日期：2024-06-25

基金项目：甘肃农业大学省级大学生创新创业训练计划项目（S202310733041）；甘肃省省级引导科技创新发展以奖代补项目（QZ20181221）

作者简介：曹雨桐（2002-），女，本科生，研究方向为果酒化学。

*通讯作者：马腾臻（1989-），男，副教授，博士，研究方向为葡萄酒、果酒化学与酿造。