不同原料及预处理方法对复合甘蔗果酒品质的影响

张雪儿1,杨 建2,刘振宇1,杨 毅2,王海宇2,贾冬英1*

(1.四川大学 轻工科学与工程学院,四川 成都 610065;2.四川省内江市农业科学院,四川 内江 641000)

摘 要:为解决甘蔗果酒香气和酒体单薄问题,该研究比较了蓝莓汁、草莓汁、雪梨汁与甘蔗汁的复配发酵效果,研究了草莓汁与甘蔗汁的配比及其预处理方法对复合果酒的挥发性风味物质、理化指标和感官品质的影响。结果表明,最佳复配原料为草莓,草莓汁与甘蔗汁的体积比为15∶85时,复合果酒的品质最佳,其酒精度、总酸、总酯含量和感官评分分别为9.9%vol、5.90 g/L、0.40 g/L和83.70分。选用果胶酶解-离心联合的预处理方法处理草莓原料制备的草莓甘蔗果酒的酒精度、总酯、总酸含量分别为10.1%vol、0.42 g/L、5.70 g/L,其挥发性风味物质种类、含量分别为43种、4 021.19 μg/L。感官评分为84.01分,酒体果香浓郁、酸甜爽口、酒体丰满。

关键词:草莓甘蔗果酒;原料配比;预处理;理化指标;挥发性风味物质

甘蔗是世界上最主要的糖料作物[1]和生产甘蔗蜡及乙醇的重要原料,不仅富含蔗糖,还含有多种氨基酸、B族维生素和钙、铁、锌等营养成分以及多酚、黄酮、多糖等活性成分,具有抗菌消炎、抗氧化等作用[2]。蓝莓含有多糖、氨基酸、花青素和维生素C等营养成分,具有抗氧化、延缓衰老等功效[3];草莓富含维生素C、花色苷和酚类物质,具有抗炎、抗氧化、保护心脑血管等功能[4];雪梨既含有多种维生素和矿物质,还富含多酚,具有清热润燥、化痰止咳、抗菌消炎等作用,被誉为“百果之宗”[5]

果酒是指以水果或果汁为主要原料,经酒精发酵酿制而成的发酵酒[4]。然而,甘蔗汁的特征香气和滋味在发酵过程中极易分解,导致甘蔗果酒普遍存在果香味淡、酒体单薄等问题。复合果酒至少采用两种水果原料发酵而成,既能解决单一水果原料发酵果酒存在的酒体单薄问题,还具有提高果酒发酵效率、改善色泽和增强健康益处等优势[6]。目前,国内外已有采用青梅[7]、菠萝[8-9]、木瓜[10]和百香果[11]等风味浓郁水果与甘蔗复配制备复合甘蔗果酒的研究,研究内容主要集中在复配原料筛选、复配比例和发酵条件优化等方面。王珊珊等[8]以经果胶酶解处理的菠萝汁和甘蔗汁为原料发酵复合甘蔗果酒,当二者体积比为2∶1时,复合果酒的酒精度为10.84%vol,pH为4.13,糖度为10 °Bx,感官评分为96.5分。PATIL P S等[10]研究表明,木瓜汁与甘蔗汁复配发酵所得复合果酒的可接受度较高,当二者的体积比为4∶6时,复合果酒的酒精度为12.28%vol,总酸含量为2.38 g/L,感官评分为7.57分。目前,仅RIBEIRO L S等[9]研究了果汁复配比例对复合甘蔗果酒挥发性物质的影响,结果表明,经过滤所得菠萝清汁与甘蔗汁混合比例为4∶6时,复合果酒的酒精度为7.74%vol,有机酸含量为10.18 g/L,挥发性物质含量为488.53 mg/L。然而,有关水果原料种类、配比及其预处理方法对甘蔗果酒品质影响的报道较少。

蓝莓、草莓和雪梨营养丰富,风味独特,同时还具有与甘蔗相似的清热生津、滋阴润燥等食疗作用,将其与甘蔗复配发酵可改善纯甘蔗果酒的香气和滋味,增强其保健价值。因此,本研究比较了蓝莓、草莓、雪梨与甘蔗汁的复配发酵效果,研究了其与甘蔗汁的配比和预处理方法对复合甘蔗果酒的挥发性风味物质、理化指标和感官品质的影响,以期为优质复合甘蔗果酒和其他复合果酒的生产提供有价值的参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

青皮甘蔗(可溶性固形物含量为16~17°Bx,pH5.5~5.6):海南省儋州市;蓝莓:云南省红河哈尼族彝族自治州蒙自市;草莓:四川省成都市郊;雪梨:新疆喀什地区麦盖提县;白砂糖:云南省楚雄州。葡萄酒果酒专用酵母(SY)、生香活性干酵母:湖北宜昌安琪酵母股份有限公司;辛酸甲酯(纯度>98%):上海阿拉丁生化科技股份有限公司;果胶酶(酶活10万U/g):氢氧化钠、硫酸(均为分析纯):成都市科隆化学品有限公司;酵母浸出粉胨葡萄糖(yeast extract peptone dextrose,YPD)培养基:河北品科研生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

250AB型榨汁机:浙江鲨鱼食品机械有限公司;UV-6000PC型紫外可见分光光度计:上海元析仪器有限公司;GL-20G-C高速离心机:上海安亭飞鸽有限公司;GC-MS-QP 2010Plus型气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)仪:日本岛津公司。

1.3 方法

1.3.1 复合甘蔗果酒的制备工艺及操作要点

原料预处理→混合果汁→成分调整→菌种活化→接种发酵→过滤→复合甘蔗果酒成品

操作要点:

原料预处理:将新鲜甘蔗去皮切块后投入榨汁机中压榨取汁,以60 mg/L的比例于甘蔗汁中加入偏重亚硫酸钾,混匀后得到甘蔗鲜汁;蓝莓和草莓依次进行清洗、沥水、切块、打浆后分别得到蓝莓浆和草莓浆,再经处理得到蓝莓汁和草莓汁,雪梨经清洗、沥水、去皮去核后切块、打浆得到雪梨汁,在3种果汁中分别按60 mg/L比例添加偏重亚硫酸钾,然后加入0.2%果胶酶,搅匀后于40 ℃水浴中酶解2 h,6 000 r/min离心10 min,取上清液,得到预处理果汁。

混合果汁:将预处理果汁与甘蔗鲜汁分别按照15∶85的体积比混合后得到混合果汁。

成分调整:添加适量白砂糖将混合果汁的可溶性固形物含量调至24 °Bx,再用柠檬酸或碳酸氢钠调节其pH值为4。

菌种活化:将酵母以1∶50(g∶mL)的比例加入5%葡萄糖溶液,于40 ℃条件下活化30 min,将所得活化液接种于YPD液体培养基中,28 ℃培养24 h,8 000 r/min离心10 min收集菌体,以无菌水调整酵母菌液初始浓度为108 CFU/mL[12]

接种发酵:在成分调整后的混合果汁中以2%(V/V)的接种量同时加入SY酿酒酵母和生香酵母菌液(1∶1,V/V),搅匀后25 ℃静置发酵至其可溶性固形物含量为11°Bx。

过滤:以双层无菌滤布(200目)过滤发酵酒样,收集上清液得到复合甘蔗果酒。

1.3.2 复配水果原料的筛选

将预处理得到的蓝莓汁、草莓汁和雪梨汁与甘蔗鲜汁分别以10∶90、15∶85和20∶80的体积比混合,然后按照上述方法分别得到蓝莓甘蔗酒、草莓甘蔗酒和雪梨甘蔗酒;仅以甘蔗鲜汁发酵所得纯甘蔗酒为对照。分析该4种果酒的挥发性风味物质、理化指标和感官品质。

1.3.3 草莓汁与甘蔗鲜汁复配比例的选择

确定草莓为适宜的复配水果原料。将按照上述预处理所得草莓汁与甘蔗鲜汁分别以5∶95、10∶90、15∶85、20∶80和25∶75的体积比混合,然后按照上述方法制备果酒,分别命名为S5、S10、S15、S20和S25,分析该5种果酒的理化指标和感官品质。

1.3.4 草莓预处理方法的选择

确定草莓汁与甘蔗鲜汁的复配体积比为15∶85。分别采用以下3种方法对草莓进行预处理:

①离心处理:将草莓浆以6 000 r/min离心10 min,取上清液,得到草莓清汁。

②果胶酶解:在草莓浆中加入其质量0.2%的果胶酶,混匀后于40 ℃水浴中酶解2 h,得到酶解草莓汁。

③酶解-离心联合处理:将上述酶解草莓汁以6 000 r/min离心10 min,取上清液,得到酶解草莓清汁。

将3种预处理后所得草莓汁与甘蔗鲜汁以15∶85的体积比混合,按照1.3.1方法制备果酒,分别命名为SC、SP和SPC。将草莓浆与甘蔗鲜汁以15∶85的体积比混合后按上述方法制备的果酒命名为S,分析该4种果酒的挥发性风味物质、理化指标和感官品质。

1.3.5 果酒的挥发性风味物质分析

酒样预处理:取3 mL酒样放入萃取瓶中,加入5 μL质量浓度为0.45 mg/mL的辛酸甲酯溶液作为内标,密封后45 ℃水浴30 min。将进样器的萃取头插入萃取瓶中,顶空萃取40 min后将萃取头插入气相色谱-质谱联用仪的进样口,270 ℃解吸5 min。

GC条件[13]:升温程序为40 ℃保持5 min,以5 ℃/min的速率升至120 ℃,再以10 ℃/min的速率升至280 ℃并保持1 min;载气为高纯氦气(He),流速1.0 mL/min,分流进样,分流比30∶1。MS条件:电子电离(electron ionization,EI)源,离子源温度200 ℃,接口温度220 ℃,扫描范围为33~550 m/z。

定性定量分析:通过检索美国国家标准技术研究所(national institute of standards and technology,NIST)08.LIB标准谱库对挥发性物质进行定性分析(匹配度>80%),通过内标辛酸甲酯对各挥发性成分进行半定量分析,挥发性风味物质含量计算公式如下:

式中:Xi为待测物质的质量浓度,μg/L;CS为内标的质量浓度,μg/L;ASAi分别为内标物辛酸甲酯与待测物质的峰面积。

1.3.6 果酒特征香气物质分析

采用气味活度值(odor activity value,OAV)法分析了果酒中特征香气物质[13],其计算公式如下:

式中:C为挥发性物质的质量浓度,μg/L;T为挥发性物质在水中的阈值,μg/L。

1.3.7 果酒的理化指标检测

酒精度测定:采用GB 5009.225—2023《酒和食用酒精中乙醇浓度的测定》规定的酒精计法;总酯测定:采用GB/T 10345—2022《白酒分析方法》规定的指示剂法;总酸测定:采用GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》规定的方法。

1.3.8 果酒的感官评价

选取5名经过专门培训的感官评定人员,从外观、香气、滋味和典型性4个方面对果酒进行感官评价,满分为100分。参照鲁龙[14]的方法制定甘蔗果酒的感官评分标准,见表1。

表1 甘蔗果酒的感官评分标准
Table 1 Sensory score standards of sugarcane wine

指标 评分标准 感官评分/分外观(20分)香气(30分)滋味(40分)典型性(10分)澄清透亮,无沉淀物及悬浮物澄清透明,无明显沉淀物及悬浮物基本澄清,有少量沉淀物及悬浮物浑浊无光泽,有大量沉淀物及悬浮物香气纯正,果香浓郁,酒香协调香气纯正,果香和酒香较浓郁、协调香气寡淡,果香和酒香不协调,无不良气味香气不正,果香、酒香不足,有不良气味酒体丰满,口感圆润爽口,酸甜适宜酒体柔和,口感协调,酸甜较适宜酒体单薄,口感寡淡,有轻微苦涩味酒体不协调,有明显苦涩味及异味甘蔗酒典型风味突出,风格独特具有甘蔗酒典型风味,典型性较好略带甘蔗酒典型风味,典型性一般缺乏甘蔗酒典型风味,典型性较差16~20 11~15 6~10 0~5 23~30 16~22 8~15 0~7 31~40 21~30 11~20 0~10 8~10 5~7 3~4 0~2

1.3.9 数据处理

采用SPSS 25.0软件对数据进行方差分析,采用Origin 2019进行绘图。

2 结果与分析

2.1 不同水果原料对复合甘蔗果酒品质的影响

2.1.1 不同水果原料对复合甘蔗果酒理化指标和感官评分的影响

由图1a和图1b可知,草莓甘蔗酒和雪梨甘蔗酒的总酯含量显著高于纯甘蔗酒(P<0.05),但其酒精度均低于后者。这是因为果汁中酚类和可同化氮[15]等成分会影响酵母的生长与繁殖,草莓汁或雪梨汁的化学组成可能更有利于生香酵母的生长代谢,产生酯类物质的同时伴随较低的醇转化率,从而出现高酯低醇的现象。由图1c可知,蓝莓甘蔗酒的总酸含量极显著高于纯甘蔗酒(P<0.01),草莓甘蔗酒的总酸含量显著高于纯甘蔗酒(P<0.05),这可能与蓝莓和草莓均含有更多的有机酸有关[16]。由图1d可知,3种复合果酒的感官评分均显著高于纯甘蔗酒(P<0.05)。草莓甘蔗酒感官评分为83.33分,果香浓郁,伴有柔和花香和醇厚酒香,酸甜可口;雪梨甘蔗酒感官评分为80.07分,酯类丰富,花果香气浓郁,但其口感偏甜;纯甘蔗酒和蓝莓甘蔗酒感官评分分别为65.67和73.50分,香气单薄,滋味寡淡。综合考虑,草莓汁有利于提高复合甘蔗果酒的感官品质。

图1 不同水果原料复配对复合甘蔗果酒的理化指标和感官评分的影响
Fig.1 Effects of compound with different fruit raw materials on physicochemical indexes and sensory score of compound sugarcane wine

“*”表示差异显著(P<0.05);“**”表示差异极显著(P<0.01)。

2.1.2 不同水果原料对复合甘蔗果酒挥发性风味物质的影响

(1)不同水果原料复配时复合甘蔗果酒的挥发性物质种类与含量

不同水果原料复配时复合甘蔗果酒的挥发性风味物质种类和含量见表2。

表2 不同原料复配对复合甘蔗果酒挥发性物质种类及含量的影响
Table 2 Types and contents of volatile components in compound sugarcane wine fermented with different raw materials

挥发性风味物质种类酯类醇类酸类醛酮类烃类总计种类/种纯甘蔗果酒 蓝莓甘蔗果酒 草莓甘蔗果酒17 18 24 9 4 6 1 3 7 9 4 1 1 3 3 8 4 2 2 4 0雪梨甘蔗果酒含量/(μg·L-1)纯甘蔗果酒 蓝莓甘蔗果酒 草莓甘蔗果酒 雪梨甘蔗果酒22 7 4 1 1 3 5 1 184.53 672.16 35.75 7.90 1.87 1 902.21 1 766.18 893.43 43.57 2.26 1.34 2 706.78 3 188.13 966.61 43.47 2.95 15.51 4 216.67 4 107.94 766.03 65.84 2.06 2.87 4 944.74

由表2可知,纯甘蔗酒、蓝莓甘蔗酒、草莓甘蔗酒、雪梨甘蔗酒分别检出挥发性风味物质37种、33种、40种、35种,其均以酯类和醇类为主,这与陈松蔚[17]报道的甘蔗果酒中主要呈香物质的结果一致。

与纯甘蔗酒相比,草莓甘蔗酒中酯类物质种类明显增加,这与赵婕等[18]报道的添加葡萄汁可增加梨酒中挥发性物质种类的结果一致。然而,蓝莓甘蔗酒和雪梨甘蔗酒中挥发性风味物质的种类却分别降低4种、2种,这可能与不同复配果汁本身含有的挥发性风味物质、香气前体物质及其他化学组成不同有关。此外,添加3种果汁均能增加复合果酒的挥发性物质含量,蓝莓甘蔗酒、草莓甘蔗酒和雪梨甘蔗酒的挥发性风味物质含量较纯甘蔗酒分别增加了804.57 μg/L、2 314.46 μg/L和3 042.53 μg/L。3种复合甘蔗果酒的酯类、醇类和酸类物质含量增加,醛酮类物质含量降低,这对改善果酒香气具有积极作用。酯类物质可赋予果酒果香和花香,主要由高级醇和脂肪酸通过酯化反应形成,其含量受酵母代谢活动调节[19];醇类物质能赋予果酒甜香和花果香气,主要由酵母通过分解代谢糖类或氨基酸形成[20];酸类物质属于酵母发酵的次级代谢产物,阈值较高,对果酒风味主要起辅助作用。果汁复配能改变可同化氮的种类和浓度,影响酵母的生长与代谢速率[21],从而促进果酒中酯类、醇类和酸类物质的生成。综上,草莓甘蔗酒的风味更丰富。

(2)不同原料复配复合甘蔗果酒的主要香气成分OAV

OAV可用于衡量各种挥发性物质对样品香气的贡献大小。当OAV>1时,表明该物质对整体风味有直接影响;其值越大,则对整体香气贡献越大[22]。不同果酒中关键香气成分(OAV>1)的气味活度值见表3。

表3 不同水果原料复配时复合甘蔗果酒中关键香气成分的气味活度值
Table 3 Odor activity value of key aroma compounds in compound sugarcane wine with different fruit as raw materials

化合物 阈值/(μg·L-1) 风味描述[12,22,24]辛酸乙酯癸酸乙酯正己酸乙酯乙酸异戊酯庚酸乙酯月桂酸乙酯194[24]200[24]80[22]30[12]2[24]330[22]花香,果香,梨香果香,花香,脂肪味苹果香果香,香蕉香果香,白兰地酒香甜味,花香,果香OAV纯甘蔗果酒 蓝莓甘蔗果酒 草莓甘蔗果酒 雪梨甘蔗果酒1.96 2.16 0.90 0.92 0.65 0.28 3.14 2.71 1.02 1.15-0.50 6.13 5.11 1.82 1.07 1.38 0.87 8.64 7.83 1.85 1.11 0.70 1.05

由表3可知,纯甘蔗果酒、蓝莓甘蔗果酒、草莓甘蔗果酒和雪梨甘蔗果酒中分别含有2、4、5和5种关键香气成分。除蓝莓甘蔗果酒中未检出庚酸乙酯外,3种复合果酒中其他关键香气成分的OAV均高于纯甘蔗果酒,表明添加果汁可丰富甘蔗果酒的香气,改善其风味。这可能是因为混合果汁中糖类和可同化氮等化学物质组成更丰富,更有利于酵母的生长代谢[15]。其中,纯甘蔗果酒中关键香气成分为癸酸乙酯和辛酸乙酯,该2种成分也是复合甘蔗果酒的关键香气成分,它们能赋予果酒花香、果香和脂肪香气,这与鲁龙[14]的研究结果一致。OLIVEIRA É R等[23]研究表明,甘蔗果酒中含量最高的3种挥发性物质分别为异戊醇、辛酸乙酯和2-甲基-1-丁醇,其与本研究结果不一致,这可能与选用的酵母菌种不同有关。除上述2种成分外,草莓甘蔗果酒及雪梨甘蔗果酒的正己酸乙酯、乙酸异戊酯的OAV较高,其具有花果香气[12,22]。此外,草莓甘蔗果酒和雪梨甘蔗果酒中还分别检出具有果香风味的庚酸乙酯和月桂酸乙酯[22,24]。因此,草莓甘蔗果酒及雪梨甘蔗果酒的香气特征更突出。

综合来看,草莓甘蔗酒的酒精度为10%vol,总酯含量为0.39 g/L,总酸含量为5.78 g/L,且其含有最多种类(40种)和较高含量(4 216.67 μg/L)的挥发性风味物质,感官评分最高。因此,选择草莓与甘蔗汁进行复配发酵制备草莓甘蔗酒。

2.2 草莓汁比例对复合甘蔗果酒品质的影响

由表4可知,随着草莓汁比例的增大,复合果酒的酒精度逐渐下降,S15的酒精度为9.9%vol,与S5差异不显著(P>0.05)。唐琳懿等[25]的研究表明,随着柠檬汁占比的增加,柠檬甘蔗果酒的酒精度逐渐增大,其与本研究中变化趋势不一致;这可能与初始糖度、菌种及接种方式等发酵条件不同有关。5种果酒的总酸含量为4.84~6.90 g/L,高于张海龙等[11]报道的百香果甘蔗果酒的总酸含量(4.0~4.5 g/L),这可能与复配原料、复配比例和菌种不同有关;总酸含量随着草莓汁比例的增大而持续增加,这源于草莓富含有机酸,该结果与赵婕等[18]报道的早酥梨葡萄果酒的总酸含量随酸性葡萄果汁占比的增加而增大的结果一致。样品S20的总酯含量最高,但与样品S15差异不显著(P>0.05),样品S15的总酯含量为0.40 g/L。随着草莓汁比例的增大,复合果酒的感官评分先升高后下降,当草莓汁与甘蔗汁体积比为15∶85时(样品S15),草莓甘蔗果酒的感官评分最高(83.70分)。这是因为草莓汁用量过少时草莓无法掩盖甘蔗汁发酵后产生的苦涩味,但其用量过多时草莓香气又会掩盖残存的甘蔗香气。

表4 不同草莓汁添加量对草莓甘蔗复合果酒的理化指标和感官评分的影响
Table 4 Effects of different strawberry juice addition on physicochemical indexes and sensory score of compound sugarcane wine

注:同一行标注的不同小写字母表示差异显著(P<0.05),下同。

项目酒精度/%vol总酯/(g·L-1)总酸/(g·L-1)感官评分/分S5 S10 10.6±0.4a 0.25±0.04b 4.84±0.26d 70.53±2.04d 10.1±0.3ab 0.33±0.04ab 5.56±0.22c 77.83±1.89bc样品编号S15 S20 S25 9.9±0.4ab 0.40±0.05a 5.90±0.12b 83.70±2.31a 9.6±0.5b 0.41±0.07a 6.18±0.12b 81.67±1.76ab 9.8±0.6ab 0.31±0.02b 6.90±0.13a 76.55±2.51c

综合来看,当草莓汁与甘蔗汁复配体积比为15∶85时,所得复合甘蔗果酒的酒精度和总酸含量适中,总酯含量较高,感官评分最高。因此,确定草莓汁与甘蔗汁复配的适宜体积比为15∶85。

2.3 预处理方式对草莓甘蔗复合果酒品质的影响

2.3.1 预处理方式对复合甘蔗果酒理化指标和感官评分的影响

由表5可知,与S相比,SC和SPC的酒精度较低,总酸含量和感官评分较高,SP具有更高的总酯含量。SC的总酸含量最高(5.88 g/L),SPC次之(5.70 g/L),这可能是因为离心去除了草莓的部分果肉,降低原料中酵母可利用的营养物质含量,从而影响其生长代谢。SP的总酯含量最高(0.49g/L),SPC次之(0.42 g/L),这与JIANG X H等[26]报道的添加果胶酶有利于增加果酒中酯类物质含量的研究结果一致,这是因为果胶酶处理能增加酵母发酵底物,并促进果汁中酯类物质的释放[27]。采用3种预处理原料发酵所得果酒的感官评分均高于对照果酒,其中SPC的感官评分最高,其次为SC。S和SP中使用的草莓原料未进行离心处理,使得更多的大分子酚类物质保留在果酒中,导致其有苦涩味[28-29]。SP和SPC中的草莓原料均采用果胶酶处理,其促进了草莓中香气物质和酵母生长所需营养物质的释放,并产生更多的香气前体物质,因此该2种果酒中的酯类物质含量增加,香气浓郁。SPC果香与酒香协调,酸甜适宜且无苦涩味,其感官评分最高。

表5 不同预处理方式对草莓甘蔗复合果酒理化指标和感官评分的影响
Table 5 Effects of different pretreatment methods on physicochemical indexes and sensory score of strawberry and sugarcane compound wine

注:S为未经预处理果酒;SC、SP和SPC分别为草莓原料经离心、果胶酶解、酶解-离心联合处理后发酵的果酒。

项目酒精度/%vol总酯/(g·L-1)总酸/(g·L-1)感官评分/分样品编号S SC SP SPC 10.7±0.4a 0.40±0.04bc 5.40±0.09c 75.85±1.78c 10.0±0.2b 0.35±0.02c 5.88±0.11a 80.02±1.44b 10.9±0.3a 0.49±0.03a 5.25±0.07c 79.35±2.29bc 10.1±0.1b 0.42±0.02b 5.70±0.08b 84.01±1.98a

综合考虑,采用果胶酶与离心联合处理有利于提高复合甘蔗果酒的感官品质。

2.3.2 预处理方式对复合甘蔗果酒挥发性风味物质的影响

(1)不同预处理方式对复合甘蔗果酒的挥发性物质种类与含量

添加不同预处理草莓汁发酵所得复合甘蔗果酒的挥发性物质种类和含量见表6。由表6可知,果胶酶解(SP)和酶解-离心联合处理(SPC)均增加了果酒中挥发性物质含量,尤其是酯类物质,其含量分别增加至3 829.56 μg/L和3 071.44 μg/L;经离心处理后,其挥发性风味物质种类和含量减少。3种果酒中,SP的挥发性风味物质种类较多(43)、含量丰富(5 035.50 μg/L);SPC的挥发性风味物质种类较多(43)、含量较丰富(4 021.19 μg/L)。

表6 不同预处理方式对草莓甘蔗复合果酒挥发性成分种类及含量的影响
Table 6 Effects of different pretreatment methods on types and contents of volatile components of strawberry and sugarcane compound wine

化合物酯类醇类酸类醛酮类烃类总计种类/种S SC SP SPC 26 25 26含量/(μg·L-1)S SC SP SPC 26 9 3 1 3 4 2 8 4 1 3 4 1 9 4 2 2 4 3 8 4 3 2 4 3 1 905.06 1 306.31 18.03 2.15 17.63 3 249.18 1 770.68 829.72 32.02 1.11 12.25 2 645.78 3 829.56 1 155.07 34.42 2.46 13.99 5 035.50 3 071.44 886.51 47.47 6.72 9.05 4 021.19

与S相比,SC中酯类、醇类、醛酮类和烃类物质含量降低,酸类物质含量增加,这可能是因为离心去除了发酵原料中蛋白质、多酚、多糖等多种大分子物质[30-31],导致发酵底物多样性与丰富度下降,进而影响了酵母的生长繁殖。SP和SPC中挥发性物质种类增多,含量增加;其中,酯类、酸类和醛酮类物质含量增加,醇类和烃类物质下降。这可能是因为果胶酶在酸性条件下可将草莓中果胶水解为β-半乳糖醛酸,同时还能软化细胞壁,促进细胞中风味物质的释放[32]。此外,果胶酶也可将草莓中糖苷态的多酚和部分蛋白质分别水解为香气前体物质和氨基酸[33],从而明显提升果酒的香气。JIANG X H等[26]发现果胶酶处理可增加火龙果酒中酯类和酸类物质含量,降低醇类和酮类物质含量,这与本研究结果略有不同,究其原因可能与所用水果原料和果胶酶不同有关。SPC中挥发性风味物质含量高于S,但低于SP。这是因为果胶酶处理大大增加了SPC中香气成分的生成与释放,但离心会去除不能被果胶酶解的大分子物质,减少了酵母生长繁殖所需的营养物质。因此,SP和SPC的风味更为丰富。

(2)不同预处理方式对复合甘蔗果酒的主要香气成分OAV

不同预处理草莓汁发酵所得复合甘蔗果酒的主要香气成分OAV见表7。由表7可知,4种果酒中同时含有4种主要香气,它们分别是辛酸乙酯、癸酸乙酯、乙酸异戊酯和正己酸乙酯,这些成分赋予其花香、果香以及脂肪香气;SP和SPC中还分别新增1种主要香气成分,即庚酸乙酯和月桂酸乙酯,它们赋予果酒果香。此外,SP和SPC中共有的主要香气成分的OAV明显高于S和SC,表明果胶酶解及其与离心联用处理可同时增加果酒中主要香气成分的种类及含量,提升果酒香气品质。综上,SP及SPC的香气特征更加突出。

表7 不同预处理方式对草莓甘蔗复合果酒中关键香气成分气味活度值的影响
Table 7 Effects of different pretreatment methods on odor activity values of key volatile components of strawberry and sugarcane compound wine

化合物 阈值/(μg·kg-1) 风味描述[12,22,24]OAV S SC SP SPC辛酸乙酯癸酸乙酯乙酸异戊酯正己酸乙酯庚酸乙酯月桂酸乙酯194[24]200[24]30[12]80[22]2[24]330[22]花香,果香,梨香果香,花香,脂肪味香蕉香,果香苹果香果香,白兰地酒香甜味,花香,果香2.93 2.75 2.53 1.02-0.66 2.51 2.83 1.97 1.11-0.80 7.06 7.30 3.34 1.97 1.09 0.95 3.64 6.30 3.18 1.78-1.20

综合来看,SPC具有较高的总酯和总酸含量以及适宜的酒精度,挥发性风味物质种类及含量相对较高,酒体的果香与酒香协调,酸甜适宜且无苦涩味,感官评分最高。因此,确定果胶酶解-离心联合处理为草莓原料的适宜预处理方法。

3 结论

采用草莓汁与甘蔗汁复配发酵可改善甘蔗果酒的香气和滋味,草莓汁的比例和预处理方法对甘蔗果酒的理化性质、香气成分和感官品质均有影响。草莓汁与甘蔗汁的适宜体积比为15∶85,草莓原料的适宜处理方法为酶解-离心联合处理,在此条件下获得的草莓甘蔗果酒酒精度、总酯、总酸和感官评分分别为10.1%vol、0.42 g/L、5.70 g/L和84.01分,挥发性物质种类、含量分别为43种、4 021.19 μg/L。酒体富含辛酸乙酯、癸酸乙酯、乙酸异戊酯和正己酸乙酯等挥发性风味物质,其香气协调,酸甜适宜。在后续研究中需探讨发酵过程中微生物、氨基酸及有机酸等变化,结合代谢组学等技术,深入分析水果原料的用量及其预处理方法对甘蔗果酒品质影响机理,从而为高品质复合果酒的生产提供重要参考。

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Effects of different raw materials and pretreatment methods on the quality of compound sugarcane fruit wine

ZHANG Xue'er1,YANG Jian2,LIU Zhenyu1,YANG Yi2,WANG Haiyu2,JIA Dongying1*
(1.College of Biomass Science and Engineering,Sichuan University,Chengdu 610065,China;2.Neijiang Academy of Agricultural Sciences,Neijiang 641000,China)

Abstract:In order to solve the problems of thin aroma and liquor body of sugarcane wine, the compound fermentation effects of blueberry juice,strawberry juice and pear juice with sugarcane juice was compared.The effects of the strawberry and sugarcane juice ratios and its pretreatment methods on the volatile components,physicochemical indexes and sensory quality of the compound wine were studied.The results showed that strawberry was the optimal compound raw materials.When the volume ratio of strawberry juice and sugarcane juice was 15:85,the compound wine had the optimal quality,and its alcohol content,total acid,total ester contents and sensory score were 9.9%vol,5.90 g/L,0.40 g/L and 83.70,respectively.The alcohol content,total ester,total acid contents of strawberry-sugarcane wine prepared by pretreatment method of pectin enzymolysis and centrifugation for strawberry raw material were 10.1%vol,0.42 g/L,and 5.70 g/L,the types and contents of volatile flavor substances were 43 and 4 021.19 μg/L,respectively.The sensory score of the wine was 84.01,with fruity,sweet,sour and full body.

Key words:strawberry-sugarcane wine;raw material ratio;pretreatment;physicochemical indexes;volatile flavor components

中图分类号:TS262.7

文章编号:0254-5071202403-0163-07

doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2024.03.026

引文格式:张雪儿,杨建,刘振宇,等.不同原料及预处理方法对复合甘蔗果酒品质的影响[J].中国酿造,2024,43(3):163-169.

收稿日期:2023-11-07

修回日期:2024-01-24

基金项目:四川省定向转移支付项目(2022NJZYZF002)

作者简介:张雪儿(2000-),女,硕士研究生,研究方向为食品资源开发利用。

*通讯作者:贾冬英(1965-),女,教授,博士,研究方向为食品营养与健康。