山楂(Crataegus pinnatifida Bunge)属于蔷薇科山楂属植物,作为一种常见的药食同源水果,富含各种营养成分[1-2]。如多酚、黄酮类、花青素、有机酸、维生素等[3-4],具有降血脂、健胃消食、预防心脑血管疾病等保健功效[5-6]。目前关于山楂制品的研究有山楂果脯、山楂果汁、山楂醋、山楂果酒等[7-8]。
发酵型山楂酒是一种以山楂为原料,接种一定量的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae),在无氧条件下将葡萄糖和果糖经过酒精发酵获得的果酒,相比于配制型山楂酒有更丰富的香气成分[9-11]。胡冀太等[12]研究发现,发酵型山楂酒感官品质较高,受果酒酵母种类及发酵条件的影响较大;周枫等[13]研究表明,酿酒酵母与毕赤酵母(Pichia)协同发酵会明显提升山楂酒风味。当前企业主要使用市售活性葡萄酒干酵母使得山楂酒的同质化比较严重,产品风格单一[14]。目前国外对山楂酒的研究仅局限于工艺优化和理化指标等方面的研究,所以选用山楂专用菌株优化发酵工艺成为山楂酒开发的重中之重[15]。
本课题组前期分离获得了多株风味独特、产酒性能稳定的酵母菌,其中马克思克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)能利用多种碳源生产乙醇[16],在发酵乳制品和面包等食品中可以产生独特的香味[17-19],然而利用其酿造山楂酒却少有研究。因此,本研究以新鲜山楂为原料,采用单因素及响应面试验,探究并优化低果胶山楂汁制备工艺。以安琪葡萄酒-果酒专用酵母为对照,将4株马克思克鲁维酵母分别接种于低果胶山楂汁中酿造低醇山楂酒,并评价不同马克思克鲁维酵母菌株(编号为1572、1953、30125、33373)对低醇山楂酒品质的影响。旨在开发出一款品质较高的低醇山楂酒,促进山楂副产物高值化利用的同时对保健型山楂酒的开发具有深远意义。
1.1.1 原料与菌株
山楂(鲜果):河北省秦皇岛市农贸市场;葡萄酒-果酒专用酵母:安琪酵母股份有限公司;马克思克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)菌株(编号为1572、1953、30125、33373):河北科技师范学院食品科技学院实验室保藏。
1.1.2 试剂
食用酒精(体积分数95%):河南汉永酒精有限公司;咔唑-乙醇试剂:广检(广州)检测科技有限公司;福林酚(分析纯)、没食子酸、芦丁标准品(纯度均>98%):上海源叶生物科技有限公司。
1.1.3 培养基
酵母浸出粉胨葡萄糖(yeast extract peptone dextrose,YEPD)培养基:蛋白胨20 g/L,酵母浸粉10 g/L,葡萄糖20 g/L,蒸馏水1 000 mL。121 ℃高压蒸汽灭菌20 min。
N-1100旋转蒸发仪:上海爱朗仪器有限公司;LDZF-50L-I立式高压蒸汽灭菌器:上海申安医疗器械厂;UV-5500可见分光光度计:上海元析仪器有限公司;ZQPL-200双层全温振荡培养箱:常州金坛精达仪器制造有限公司;OptiClean 1300超净工作台:力康精密科技(上海)有限公司;DR401数显折射仪:东海县追胜电子商务有限公司;SMY-2000色差仪:北京盛名扬科技开发有限责任公司。
1.3.1 低果胶山楂汁的制备工艺流程及操作要点
山楂→清洗→除梗去核→称量→加水→浸提→打浆→加食用酒精→静置→抽滤→滤液→回收食用酒精→离心→补水→灭菌→低果胶山楂汁
操作要点:挑选无霉变无虫蛀的新鲜山楂,清水清洗后除梗、去核,称量一定质量,按山楂与水的质量比为1∶2加水,在一定温度条件下浸提一定时间后打浆2 min,加入一定体积的食用酒精,静置4 h后用100目尼龙网抽滤10 min,将滤液旋转蒸发回收食用酒精后,以5 000 r/min离心15 min,补加蒸馏水至初始山楂和水的总质量,115 ℃高压蒸汽灭菌15 min即得低果胶山楂汁。
1.3.2 低果胶山楂汁制备工艺优化
(1)单因素试验
在1.3.1的基础上,以山楂汁果胶含量为评价指标,采用单因素试验考察不同山楂与水质量比(1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5)、浸提温度(20 ℃、40 ℃、60 ℃、80 ℃、100 ℃)、浸提时间(5 min、10 min、15 min、20 min、25 min)、山楂浆与食用酒精体积比(1.0∶1.0、1.0∶1.5、1.0∶2.0、1.0∶2.5、1.0∶3.0)对低果胶山楂汁果胶含量的影响。
(2)响应面试验
在单因素试验的基础上,以浸提温度(A)、浸提时间(B)、山楂浆与食用酒精的体积比(C)为自变量,山楂汁的果胶含量(Y)为响应值,进行响应面试验设计,响应面试验因素与水平见表1。
表1 低果胶山楂汁制备工艺优化响应面试验因素与水平
Table 1 Factors and levels of response surface experiments for preparation process optimization of low-pectin hawthorn juice
因素-1水平0 1 A 浸提温度/℃ B 浸提时间/min C 山楂浆与食用酒精的体积比60 10 1.0∶2.0 80 15 1.0∶2.5 100 20 1.0∶3.0
1.3.3 山楂酒酿酒菌株的筛选
菌悬液的制备:将实验室保藏的4株马克思克鲁维酵母1572、1953、30125、33373分别接种至YEPD培养基中,30 ℃静置培养18h后用无菌水洗涤菌种后以5000r/min离心5min,弃去上清液,重复洗涤3次制备成所需菌悬液。
以安琪葡萄酒-果酒专用酵母作为对照,将马克思克鲁维酵母1572、1953、30125、33373分别以4%接种量接种至灭菌(115 ℃灭菌15 min)后的低果胶山楂汁中,27 ℃恒温发酵9 d后终止发酵(以发酵过程中不产生气泡,同时测定总糖含量不发生变化后终止发酵),测定各组理化指标并进行感官评价,选择优良菌株。
1.3.4 分析检测
(1)果胶含量测定
采用咔唑比色法[20]。分别向1 mL不同质量浓度的半乳糖醛酸溶液中加入0.2 mL 1.5 g/L咔唑-乙醇溶液,不断摇晃试管,再小心缓慢地沿着试管壁加入6.0 mL浓硫酸,盖好塞子,立即将试管放入85 ℃水浴中,反应10 min后取出避光冷却15 min,然后以空白作为参比调零立即在波长530 nm处测定吸光度值,以半乳糖醛酸质量浓度(x)为横坐标,吸光度值(y)为纵坐标,绘制半乳糖醛酸标准曲线,得到线性回归方程y=0.006 8x+0.007 1,相关系数R2=0.999 5。 将山楂汁稀释100倍,取1.0 mL稀释液,置于25 mL具塞刻度试管中,加入0.2 mL 1.5 g/L咔唑-乙醇溶液,产生白色絮状沉淀,不断摇晃试管,再小心缓慢地沿着试管壁加入6.0 mL浓硫酸,立即将试管放入85 ℃水浴中,反应10 min后取出避光冷却15 min,然后立即在波长530 nm处测定吸光度值,按照半乳糖醛酸标准曲线回归方程计算样品中果胶含量。
(2)甲醇含量测定
采用亚硫酸品红比色法[21]。以甲醇含量(x)为横坐标,吸光度值(y)为纵坐标,绘制甲醇标准曲线,得到甲醇标准曲线线性回归方程y=1.388 2x-0.0.048 2,相关系数R2=0.997 9。按照标准曲线回归方程计算酒样中甲醇含量。
(3)酒精度测定
使用果酒用酒精计测定酒精度。
(4)总酸含量测定
参照GB 12456—2021《食品安全国家标准食品中总酸的测定》[22]测定总酸含量。
(5)总糖含量测定
使用3,5-二硝基水杨酸(dinitrosalicylic acid,DNS)法测定总糖含量。
(6)颜色参数测定
色度、色调测定:将酿造的山楂酒离心后,吸取2 mL上清液,用相同pH的缓冲溶液稀释至25 mL,以蒸馏水调零,分别测定波长420 nm、520 nm、620 nm下的吸光度值,将3个波长条件下的吸光度值相加为低果胶山楂酒的色度;420 nm波长条件下的吸光度值与520 nm波长条件下的吸光度值之比为低果胶山楂酒的色调。
明亮度L*值(正数表示偏白,负数表示偏黑)、红绿度a*值(正数表示偏红,负数表示偏绿)、黄蓝度b*值测定(正数表示偏黄,负数表示偏蓝):使用色差仪测定。
(7)总酯的测定
参照GB/T 10345—2022《白酒分析方法》稍作修改[23]。准确移取25 mL山楂酒样品于250 mL锥形瓶中,加入2滴酚酞指示剂,加入过量0.1 mol/L NaOH溶液,至溶液呈现粉红色,无需记录加碱体积。 再准确用滴定管加入0.1 mol/L NaOH溶液20mL,摇晃均匀后置于沸水浴中冷凝回流30min,取下锥形瓶,冷却至室温后准确用滴定管加入0.1 mol/L H2SO4溶液20 mL,用0.05 mol/L NaOH标准滴定溶液滴定至原来的粉红色为其终点,记录消耗体积。同时以25 mL蒸馏水代替样品做空白试验。总酯含量根据公式(1)计算:
式中:X为总酯含量(以乙酸乙酯计),g/L;V1为皂化后样品消耗NaOH标准溶液的体积,mL;V0为空白试验皂化后样品消耗NaOH标准溶液的体积,mL;c为NaOH标准溶液的浓度,mol/L;V为取样体积,mL;0.088 1为消耗1 mL 1 mol/L NaOH标准溶液相当于乙酸乙酯的质量,g/mmol;1 000为换算系数。
(8)总酚含量的测定
总酚含量的测定采用福林-酚法[24]。以没食子酸标准溶液质量浓度(x)为横坐标,吸光度值(y)为纵坐标,绘制没食子酸标准曲线,得到标准曲线回归方程y=0.003 9x+0.027 9,相关系数R2=0.999 1。按照标准曲线回归方程计算样品中总酚含量,结果以没食子酸当量(gallicacidequivalent,GAE)计。
(9)总黄酮含量的测定
总黄酮含量的测定采用分光光度法[24]。以芦丁标准溶液质量浓度(x)为横坐标,吸光度值(y)为纵坐标,绘制芦丁标准曲线,得到标准曲线回归方程y=0.001 1x-0.003 7,相关系数R2=0.999 2。 按照标准曲线回归方程计算样品中总黄酮含量,结果以芦丁当量(rutin equivalent,RE)计。
1.3.5 模糊数学感官评价
根据感官评判能力、灵敏度和表达能力来挑选10名不同年龄、不同性别的食品专业和酿酒专业评价员。 将需要评价的样品统一盛入相同大小的透明玻璃瓶中,保证各瓶中样品高度一致,以随机出现的方式评价。
模糊数学感官评价的确定:评价因素集U=(u1,u2,u3,u4,u5),u1~u5分别表示色泽、风味、口感、澄清度和整体接受性5个评价指标;建立评价集V=(v1,v2,v3),v1~v3分别代表优、中、差,3个评分等级,采用9分制,并赋予相应的分值(W)。各评价指标对山楂汁感官评价的影响程度不同,因此根据5个评价指标建立权重集(K),K=(K1,K2,K3,K4,K5),其中K1=0.25,K2=0.20,K3=0.30,K4=0.15,K5=0.10,K1+K2+K3+K4+K5=1。参考国标GB/T 10221—2021《感官分析 术语》等[25-26]方法,制定评分标准见表2。 评价员根据评价标准对样品进行评价,然后将结果中好、中、差的数量除以评价员人数,即得出评价因素集中好、中、差所占比例从而建立样品的模糊矩阵(R),Y表示感官评分结果,再依据公式Y=K×R×W计算各样品的模糊数学感官评价结果。
表2 低醇山楂酒模糊数学感官评价标准
Table 2 Fuzzy mathematical sensory evaluation standards of low-alcohol hawthorn wine
等级 分值/分评价标准色泽 风味 口感 澄清度 整体接受度优987红色,有怡人的光泽,颜色均匀一致 山楂果香和酒香协调 酸甜可口,口感细腻,无异味 澄清,无沉淀和杂质 可以接受,整体很舒适
续表
等级 分值/分评价标准色泽 风味 口感 澄清度 整体接受度中颜色较淡,有光泽,颜色均匀一致山楂味淡,酒香不明显偏酸,口感较细腻,无异味较澄清,有少量沉淀尚可接受,整体还行差654321颜色异常,无光泽,颜色不均匀气味刺鼻,无山楂味和酒香口感粗糙,有苦味浑浊,沉淀和杂质很多不能接受
1.3.6 数据处理
每份样品设置3次平行试验,试验数据均以“平均值±标准差”表示,响应面试验设计与分析使用Design-Expert 13.0软件,使用WPS Office和SPSS 27.0软件对试验数据进行处理分析。使用Origin 2022绘图。
2.1.1 单因素试验结果
山楂汁中的果胶含量是影响后续山楂酒酿造过程中甲醇产生的关键性因素[27]。 本研究探究山楂与水质量比、山楂浆与食用酒精的体积比、浸提温度和浸提时间对山楂汁果胶含量的影响,结果见图1。
图1 低果胶山楂汁制备工艺优化单因素试验结果
Fig.1 Results of single-factor experiments for preparation process optimization of low-pectin hawthorn juice
不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。
由图1A可知,当山楂与水质量比为1∶1~1∶2时,果胶含量随之快速下降;当山楂与水质量比为1∶2~1∶3时,果胶含量随之缓慢下降;当山楂与水质量比为1∶3~1∶5时,果胶含量基本稳定。 山楂与水质量比比较低时,山楂浆较为黏稠,山楂中的果胶未充分溶出与食用酒精接触产生沉淀,提高山楂与水质量比后山楂中的果胶溶出到水相中,山楂汁中的果胶含量随之下降,继续增加山楂与水质量比还会造成后续食用酒精的添加量变多进而增加成本。 因此,确定最佳山楂与水的质量比为1∶2。由图1B可知,当山楂浆与食用酒精的体积比为1.0∶1.0~1.0∶2.5时,果胶含量快速下降;当山楂浆与食用酒精的体积比为1.0∶2.5~1.0∶3.0时,果胶含量基本稳定。 当食用酒精添加较少时,果胶沉淀率不完全,随着食用酒精添加量的增加,果胶沉淀率增加,果胶含量降低,当山楂浆与食用酒精的体积比高于1.0∶2.5后,山楂中的果胶基本已经沉淀完全,继续添加食用酒精基本不影响山楂汁中的果胶含量。因此,确定最佳山楂浆与食用酒精的体积比为1.0∶2.5。 由图1C可知,当浸提温度在20~80 ℃时,果胶含量快速下降;当浸提温度>80 ℃后,果胶含量基本稳定。 因此确定最佳浸提温度为80 ℃。 由图1D可知,当浸提时间在5~15 min时,果胶含量随之快速下降;当浸提时间>15 min之后,果胶含量基本稳定。因此,最佳浸提时间为15 min。
2.1.2 响应面试验
在单因素试验基础上,固定山楂与水的质量比为1∶2,以浸提温度(A)、浸提时间(B)、山楂浆与食用酒精的体积比(C)为自变量,以山楂汁果胶含量(Y)为响应值,进行Box-Behnken响应面试验,响应面试验设计及结果见表3,方差分析结果见表4。
表3 低果胶山楂汁制备工艺优化响应面试验设计及结果
Table 3 Design and results of response surface experiments for preparation process optimization of low-pectin hawthorn juice
试验号 A B C Y 果胶含量/(g·kg-1)1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 0 0-1-1 0 0 -1 0 1 1 --1 0-1-1 1 1 1 0 0 0 0 0 -1 1 0 0 0 -0 1 1 -11 12 13 14 15 1 0 1 -1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 -1 0 0.024 0.103 0.129 0.106 0.047 0.047 0.147 0.123 0.050 0.017 0.029 0.085 0 0.150 0.070
表4 回归模型方差分析
Table 4 Variance analysis of regression model
注:“*”表示对结果影响显著(P<0.05);“**”表示对结果影响极显著(P<0.01)。
来源 平方和 自由度 均方 F 值 P 值 显著性模型ABCA B******AC BC A2 B2 C2 36.04 31.81 6.28 59.36 2.45 21.53 17.39 58.86 9.70 136.40 0.000 5 0.002 4 0.054 0 0.000 6 0.178 6 0.005 6 0.008 7 0.000 6 0.026 4<0.000 1*********残差失拟项纯误差总和0.029 8 0.002 9 0.000 6 0.005 5 0.000 2 0.002 0 0.001 6 0.005 4 0.000 9 0.012 5 0.000 5 0.000 2 0.000 3 0.030 3 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 5 3 2 1 4 0.003 3 0.002 9 0.000 6 0.005 5 0.000 2 0.002 0 0.001 6 0.005 4 0.000 9 0.012 5 0.000 1 0.000 1 0.000 2 0.339 7 0.803 9
经过Design-Expert 13.0软件对表3数据进行多元回归拟合,得出山楂汁果胶含量(Y)对浸提温度(A)、浸提时间(B)、山楂浆与食用酒精的体积比(C)的多元二次回归方程:Y=0.013 7-0.019 1A-0.008 5B-0.026 1C+0.007 5AB-0.022 2AC-0.020 0BC+0.038 3A2+0.015 5B2+0.058 3C2。
由表4可知,山楂汁果胶含量为响应值建立的模型P值=0.000 5<0.01,极显著,失拟项P值=0.803 9>0.05,不显著,表明试验误差较小,模型在研究区域拟合度较好。模型决定系数R2=0.984 8,调整决定系数R2adj=0.957 5,说明该模型与实际情况拟合较好,此试验设计可靠,因此可以利用该回归方程预测各个因素对山楂汁果胶含量的影响。由P值可知,一次项A、C,交互项AC、BC及二次项A2、C2对山楂汁果胶含量影响极显著(P<0.01),二次项B2对结果影响显著(P<0.05)。由F值可知,各因素对山楂汁果胶含量的影响顺序为山楂浆与食用酒精的体积比>浸提温度>浸提时间。
响应面及等高线可以反映各个因素之间的交互作用对其响应值影响的强弱,响应面越陡峭,等高线越趋于椭圆形,表明各因素间交互作用对结果影响越明显;反之,响应面越平缓,等高线越趋于圆形,表明各因素间交互作用对结果影响越小。 浸提温度(A)、浸提时间(B)、山楂浆与食用酒精的体积比(C)3个因素之间交互作用对山楂汁果胶含量影响的响应面及等高线见图2。 由图2可知,浸提温度(A)和山楂浆与食用酒精的体积比(C)、浸提时间(B)和山楂浆与食用酒精的体积比(C)间交互作用响应曲面较陡峭,等高线较密集且呈椭圆形,表明AC和BC间交互作用对山楂汁果胶含量影响较大;浸提温度(A)和浸提时间(B)之间交互作用响应曲面较平缓,等高线呈圆形,表明AB间交互作用对结果影响较小,这与方差分析结果一致。
图2 各因素间交互作用对山楂汁果胶含量影响的响应面及等高线
Fig.2 Response surface plots and contour lines of effect of interaction between various factors on pectin contents of hawthorn juice
采用Design-Expert 13.0软件优化后得到最佳低果胶山楂汁制备工艺为浸提温度86.228 ℃,浸提时间17.139 min,山楂浆与食用酒精的体积比为1.000∶2.678。在此条件下制备的山楂汁果胶含量预测值为0.004 g/kg。考虑实际操作可行性,将最佳工艺参数修正为浸提温度86 ℃,浸提时间17 min,山楂浆与食用酒精的体积比为1.0∶2.7。在此优化条件下进行3次平行验证试验,山楂汁中的果胶含量实际值为0.005g/kg,与模型预测的理论值相比误差较小。 因此利用该模型优化低果胶山楂汁制备工艺条件可行。
2.2.1 低醇山楂酒的理化指标及活性成分分析
以安琪葡萄酒-果酒专用酵母作为对照,不同马克思克鲁维酵母酿造低醇山楂酒的酒精度、总酸、总糖含量测定结果见表5。由表5可知,不同马克思克鲁维酵母菌种酿造的山楂酒酒精度、总糖、总酸含量无显著性差异(P>0.05),说明4株马克思克鲁维酵母在酒精发酵过程中利用糖和酸能力相近,所酿低醇山楂酒酒精度为2.63%vol~2.73%vol,总酸含量为13.10~13.48 g/L,总糖含量为2.05~2.15 g/L,符合轻工标准QB/T5476.2—2021《果酒第二部分:山楂酒》[28]的要求(酒精度<13.0%vol,总酸含量>4.0 g/L,总糖含量<10 g/L),属于干型山楂酒。使用马克思克鲁维酵母1572酿造的低醇山楂酒总酯含量为2.12 g/L,显著高于其他菌株酿造的低醇山楂酒(P<0.05),且香气更复杂,更能带给人愉悦感;菌株1953酿造的低醇山楂酒总酯含量为1.79 g/L,与安琪葡萄酒-果酒专用酵母(对照)酿造的山楂酒相比无显著差异(P>0.05),而菌株30125和33373酿造的低醇山楂酒总酯含量最低,香气较为单一。 马克思克鲁维酵母1572酿造的低醇山楂酒总酚和总黄酮含量最高,分别为5.11 gGAE/L和9.06 gRE/L,高于安琪葡萄酒-果酒专用酵母,而其他三株菌株酿造的低醇山楂酒总酚和总黄酮含量均低于对照。
表5 低醇山楂酒理化指标及活性成分含量测定结果
Table 5 Determination results of physicochemical indexes and active components contents of low-alcohol hawthorn wine
注:不同小写字母表示同列数据差异显著(P<0.05)。 下同。
处理组 酒精度/%vol 总酸/(g·L-1) 总糖/(g·L-1) 总酯/(g·L-1) 总酚/(g GAE·L-1) 总黄酮/(g RE·L-1)菌株1572菌株1953菌株30125菌株33373对照2.73±0.09a 2.67±0.05a 2.63±0.12a 2.67±0.09a 2.70±0.16a 13.23±0.12a 13.35±0.22a 13.48±0.32a 13.10±0.16a 13.14±0.12a 2.11±0.12a 2.15±0.22a 2.05±0.03a 2.10±0.09a 2.10±0.15a 2.12±0.12a 1.79±0.02b 1.43±0.09c 1.42±0.06c 1.77±0.05b 5.11±0.29a 4.52±0.28bc 4.05±0.20c 4.77±0.22ab 5.05±0.25ab 9.06±0.27a 8.40±0.33b 8.15±0.22b 8.70±0.11ab 8.64±0.06ab
2.2.2 低醇山楂酒的甲醇含量分析
甲醇是山楂酒中的有害物质[29-30]。 本研究测定了依据最佳脱除果胶工艺后制备的山楂汁发酵而成的山楂酒中的甲醇含量,结果表明,所有组均未检测出甲醇。这说明从原料预处理环节去除果胶结合合适的酿酒酵母可以有效解决山楂酒中甲醇偏高的情况。
2.2.3 低醇山楂酒的颜色参数分析
以安琪葡萄酒-果酒专用酵母作为对照,不同马克思克鲁维酵母酿造低醇山楂酒的颜色参数见表6。由表6可知,由马克思克鲁维酵母1572酿造的低醇山楂酒色度值最高为0.148,说明用此菌株酿造出的低醇山楂酒颜色最深,菌株30125酿造的低醇山楂酒色度值为0.123,颜色最浅;菌株1572酿造的低醇山楂酒色调值最低为1.94,酒体颜色最红,菌株30125酿造的低醇山楂酒色调值最高为2.18,酒体略偏橙色。 马克思克鲁维酵母1572酿造的低醇山楂酒L*值最高,为75.14,显著高于安琪葡萄酒-果酒酵母酿造的山楂酒L*值(P<0.05),说明用该菌株酿造的低醇山楂酒透亮度较高,其次为菌株1953酿造的低醇山楂酒,用菌株30125和33373酿造的低醇山楂酒L*值最低;用马克思克鲁维酵母1572酿造的低醇山楂酒a*值最高,为28.77,红色调最丰富,其次为菌株1953酿造的低醇山楂酒,菌株30125和33373酿造的低醇山楂酒a*值最低,可能是因为发酵过程中造成了色素降解;各菌株酿造的低醇山楂酒b*值无显著性差异(P>0.05)。从颜色参数看,用马克思克鲁维酵母1572酿造山楂酒色泽最佳。
表6 低醇山楂酒的颜色参数测定结果
Table 6 Determination results of color parameters of low-alcohol hawthorn wine
处理组 色度 色调 L*值 a*值 b*值菌株1572菌株1953菌株30125菌株33373对照0.148±0.011a 0.136±0.009abc 0.123±0.002c 0.129±0.002bc 0.144±0.007ab 1.94±0.12b 2.12±0.05ab 2.18±0.11a 2.10±0.06ab 2.15±0.05a 75.14±1.51a 64.85±1.25c 47.11±2.39d 47.38±2.37d 68.03±1.84b 28.77±1.16a 25.97±1.25b 21.68±1.24c 20.75±0.29c 26.37±1.24ab 15.34±1.85a 14.64±0.45a 13.64±1.06a 13.31±1.03a 15.30±0.28a
2.2.4 低醇山楂酒的模糊数学感官评价分析
模糊数学模型可量化感官评价中的模糊性与主观性, 通过构建多因素权重与评语集的数学模型,将定性体验转化为可计算的定量数据,较传统打分法更客观全面地反映山楂酒的综合感官品质。以安琪葡萄酒-果酒专用酵母作为对照,不同马克思克鲁维酵母菌株酿造低醇山楂酒感官评价票数分布结果见表7。
表7 低醇山楂酒的感官评价票数分布
Table 7 Vote distribution of sensory evaluation of low-alcohol hawthorn wine
试验组色泽(u1)v1 v2风味(u2)v1 v2口感(u3)v1 v2 v3 v3 v3 v3澄清度(u4)v1 v2整体接受度(u5)v1 v2 v3菌株1572菌株1953菌株30125菌株33373对照9 7 7 6 9 1 3 3 4 1 0 0 0 0 0 8 7 4 2 7 2 3 5 5 3 0 0 1 3 0 10 9 9 2 2 8 0 1 7 5 2 0 0 1 3 0 10 4 3 9 1 0 6 6 1 0 0 0 1 0 8 7 3 1 8 2 3 6 6 2 0 0 1 3 0
根据感官评定等级结果,以马克思克鲁维酵母1572酿造的山楂酒为例,色泽9人评好,1人评中,无人评差,因此色泽R色泽=(0.9,0.1,0),同理,R风味=(0.8,0.2,0),R口感=(1,0,0),R澄清度=(0.9,0.1,0),R整体接受度=(0.8,0.2,0),因此使用马克思克鲁维酵母1572酿造山楂酒的模糊矩阵为
按上述方法可依次得到其他酵母酿造山楂酒的模糊矩阵。根据模糊数学感官评价模型计算出感官评分Y。
(8,5,2)=7.70分。同理计算,Y2=7.415分,Y3=6.035分,Y4=5.33分,对照组接种安琪葡萄酒-果酒专用酵母Y0=7.46分。感官评价结果表明,使用马克思克鲁维酵母1572能提高山楂酒风味和口感,适合酿造山楂酒。
该研究以新鲜山楂为原料,比较不同马克思克鲁维酵母菌株与安琪葡萄酒-果酒专用酵母酿造低醇山楂酒的品质差异,通过单因素试验结合响应面法优化低果胶山楂汁制备工艺。以安琪葡萄酒-果酒专用酵母作为对照,选用4株马克思克鲁维酵母(编号分别为1572、1953、30125、33373)酿造低醇山楂酒,并评价不同菌株对低醇山楂酒品质的影响。 结果表明,最佳低果胶山楂汁制备工艺为浸提温度87 ℃、浸提时间17 min、山楂浆与食用酒精体积比1.0∶2.7。在此优化制备工艺条件下,山楂汁果胶含量为0.005 g/kg。将四株马克思克鲁维酵母分别接种于山楂汁中酿造低醇山楂酒,均未检出甲醇,总体来看,所有菌株酿造的山楂酒酒精度约2.7%vol,总酸为13.10~13.48 g/L,总糖含量为2.05~2.15 g/L。使用菌株1572酿造的山楂酒色度为0.148,色调为1.94,L*值、a*值、b*值分别为75.14、28.77、15.34,总酚、总黄酮、总酯含量及感官评分最高,分别为5.11 g GAE/L、9.06 g RE/L、2.12 g/L、7.70分。因此,马克思克鲁维酵母1572更适合酿造山楂酒。 未来研究可探究山楂汁灭菌方式(如巴氏杀菌与高压蒸汽灭菌)对山楂酒挥发性风味化合物的影响,同时降低其酸度,尝试其他菌株进行同步发酵,采用抗氧化、防沉淀等技术手段,以进一步提升山楂酒产品的品质和质量稳定性;同时原料处理环节中的山楂果渣部分富含膳食纤维,未来可通过分离纯化应用于功能性食品,实现山楂高值化利用,满足消费者多样化的需求。
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Effects of different strains of Kluyveromyces maximus on quality of low-alcohol hawthorn wine