不同釀酒酵母對菠蘿酒香氣品質的影響分析

馬麗娜，袁 源，龍倩倩，林麗靜，龔 霄

（1.華中農業大學食品科技學院，湖北武漢 430070；2.中國熱帶農業科學院農產品加工研究所，廣東湛江 524001）

不同釀酒酵母對菠蘿酒香氣品質的影響分析

馬麗娜1，2，袁 源2，龍倩倩2，*林麗靜2，*龔 霄2

（1.華中農業大學食品科技學院，湖北武漢 430070；2.中國熱帶農業科學院農產品加工研究所，廣東湛江 524001）

以菠蘿皮渣為原料，選取CY3079，DV10，K1和QA23這4種酵母進行發酵，利用固相微萃取和氣質聯用技術分別對4種菠蘿酒主發酵結束后的香氣成分進行比較。結果表明，酒液中共檢測出38，30，26，26種香氣成分，其中QA23酵母發酵的菠蘿酒香氣成分種類較多，菠蘿酒的香氣成分以酯類和醇類為主，QA23，K1，DV10和CY3079中酯類相對含量分別為51.71%，45.01%，30.27%，19.86%；主要的酯類成分為乙酸異戊酯、正己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯和月桂酸乙酯，酒液中除乙醇外，2,3-丁二醇、(2R,3R)-(-)-2,3-丁二醇和苯乙醇含量較高，其中苯乙醇含量最高，分別達到11.74%，12.15%，14.98%，18.27%。

釀酒酵母；菠蘿酒；香氣品質；分析

菠蘿（Ananas comosus（L.）Merrll.）又稱鳳梨，屬鳳梨科（Bromeliace ae），鳳梨屬（Ananas Merr.）多年生草本植物，是我國熱帶、亞熱帶地區四大水果之一。在我國主要分布于廣東、海南、云南等地。據國家統計局數據顯示，2014年我國菠蘿生產總產量約為143.27×104t，總產量僅次于泰國、菲律賓，其中廣東省產量達91.76×104t，占全國菠蘿產量的90%以上。目前，我國已經成為世界菠蘿生產大國之一，大量菠蘿用于鮮食或加工成罐頭、果汁、果醬等，從而產生大量菠蘿皮等副產物。菠蘿皮渣中營養成分豐富，含有豐富的糖分、蛋白質、維生素，以及適合微生物生產繁殖的營養成分，是釀酒的良好原料。可大大提高菠蘿皮渣的附加值，既能推進菠蘿產業的發展，又能減少資源浪費，保護環境[1]。

長期以來，菠蘿副產物加工的主要產品是飼料[2]，但飼料的經濟價值低，因此對菠蘿副產物加工利用的發展造成限制。隨著菠蘿產業的發展，菠蘿副產物的加工方式也逐漸多樣化，如菠蘿皮渣醋[3]、菠蘿皮渣白蘭地[4]、菠蘿皮發酵乳酸飲料[5]。酒類消費近年來倡導低度酒代替高度酒、果酒取代糧食酒，因此菠蘿皮渣果酒的研制也是順應形勢。

但是，目前我國菠蘿加工水平不高，如何使菠蘿的色香味保留在酒中，使酒具有特殊的香氣和誘人的顏色成為關鍵問題。香氣是水果和果酒感官品質的重要組成部分，也決定了果酒的風味和典型性。酵母菌種對果酒的風味和品質有著重要影響，對果酒中呈香物質的形成起著重要作用[6]。李艷等人[7]探究了3種釀酒酵母使赤霞珠干紅葡萄酒香氣成分相對含量存在著顯著差異。孫玉霞等人[8]采用6株酵母發酵桑葚酒，結果表明酒的香氣組分無差別，但種類和含量差別較大，導致酒的感官評價存在差異。目前對菠蘿香氣成分研究較多，但對菠蘿酒香氣成分僅有少量報道[9-12]。試驗采用CY3079，DV10，K1和QA23這4株釀酒酵母對菠蘿皮渣進行發酵，通過頂空固相微萃取法（Headspace-solid phase microextraction，HS-SPME） 氣相色譜-質譜法（Gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS） 對菠蘿皮渣發酵酒揮發性成分進行分析，以便為色香味俱全的菠蘿果酒的生產提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

卡因菠蘿，購于廣東省湛江市沃爾瑪超市；釀酒活性干酵母：CY3079（簡稱C） DV10（簡稱D）、K1（簡稱K）、QA23（簡稱Q），購于上海杰兔工貿有限公司；GCMS.QP2010 Plus氣相色譜。

質譜聯用分析儀，日本島津公司產品；PAL Svstem型三合一進樣器，瑞士CTC公司產品；萃取頭（50/30 μm，DVB/CAR/PDMS），美國 Supelco公司產品；毛細管柱 vf-Wax（30 μm×0.25 μm，0.25 μm），美國Varian公司產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 發酵酒的工藝流程

菠蘿清洗、熱燙（100℃，15 s） →去皮→切塊→糖酸調配→殺菌（100℃，煮沸）→冷卻→接種發酵→主發酵（28℃）→過濾→后發酵（20℃）→過濾→澄清→罐裝→成品。

1.2.2 樣品前處理方法

主發酵結束后，取0.5 mL酒樣，加入15 mL頂空瓶中，加蓋密封。

1.2.3 氣相色譜質譜條件

氣相色譜（GC） 條件：毛細管柱；程序升溫：初始溫度45℃，保留2 min，以5℃/min的速率升至180℃，再以20℃/min的速率升至240℃，保留2 min；進樣口溫度250℃；載氣高純度氦氣（He），流速1 mL/min；不分流進樣。

質譜（MS） 條件：電子電離（Electron ionization，EI）源，電子能力70 eV，離子源溫度230℃，四級桿溫度250℃，全掃描模式，掃描范圍35～500 m/z，溶劑延遲3.5 min。

1.2.4 定性與半定量分析

定性分析：質譜結果經Wiley.lib數據庫和美國國家標準技術研究所（National institute of standards and technology NIST） 14.lib譜庫檢索，僅對匹配值（Similarity index，SI）＞90（最大匹配值為100）的鑒定結果予以報道。

半定量分析：采用峰面積歸一化法計算菠蘿酒中各揮發性成分的相對含量。

2 結果與討論

2.1 不同酵母發酵的菠蘿酒香氣成分分析不同酵母發酵的菠蘿酒中香氣成分GC-MS分析。Q酵母、K酵母、C酵母和D酵母發酵菠蘿酒香氣成分GC-MS總離子流見圖1。出44種香氣成分，其中醇類10種，酯類23種，酸類10種，萜烯類1種。Q，K，C，D酵母發酵的菠蘿酒分別檢測出38種，32種，27種，27種。4種菠蘿酒主要香氣成分相同，但含量不同，使4種酒香具有各自不同的香氣成分，構成了菠蘿酒的相似性和典型性。

圖1 Q酵母、K酵母、C酵母和D酵母發酵菠蘿酒香氣成分GC-MS總離子流

經譜庫檢索比對，鑒定出的主要揮發性成分及部分揮發性成分的香氣描述。菠蘿酒香氣成分相對含量見表1。

由表1可知，4種酵母釀造的菠蘿酒中，共鑒定

2.2 不同釀酒酵母發酵菠蘿酒醇類、酯類和酸類物質占香氣成分總量的對比

不同釀酒酵母發酵菠蘿酒醇類、酯類和酸類物質占香氣成分總量的對比見圖2。

2.2.1 酯類成分比較

酯類物質是酒中一類重要的呈香物質，大部分中性酯（乙酸乙酯、乳酸乙酯等） 是由酵母菌和細菌活動產生，也可以通過酯化反應產生，絕大多數酯類使果酒具有愉快的香氣[13]。4種菠蘿酒中共檢測出酯類物質23種，共有成分7種。據研究表明，菠蘿香氣成分最多的是酯類，特別是乙酸乙酯、乙酸甲酯和3-甲硫基丙酸甲酯，形成了菠蘿的特征香氣[14]。Q酵母發酵的酒酯含量最高，其次是K和D酵母，C酵母酯類含量最少，所占含量依次為51.71%，45.01%，30.27%，19.86%。不同釀酒酵母發酵的菠蘿酒中乙酸異戊酯、正己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯和月桂酸乙酯含量較高。癸酸乙酯具有香甜的水果香氣，辛酸乙酯具有花香、果香和白蘭地的香味。

2.2.2 醇類成分比較

醇類物質是酒的主要香氣物質，主要是通過糖代謝和氨基酸分解代謝途徑產生。醇類中碳原子數大于2的脂肪族醇類為高級醇，在低濃度下呈玫瑰香味，是一類重要的風味物質。4種菠蘿酒中共檢測出10種醇類，Q、K、C和D酵母醇類含量依次為29.8%，34.11%，48.54%，36.00%，C酵母醇類含量最高，酒香味突出。菠蘿酒中2,3-丁二醇、(2R,3R)-(-)-2,3-丁二醇和苯乙醇含量較高，其中苯乙醇含量最高，分別達到11.74%，12.15%，14.98%，18.27%。苯乙醇是酵母在有氧條件下經磷酸-戊糖途徑生產赤蘚糖，又通過進一步轉換而成，具有清甜花香。

2.2.3 酸類成分比較

果酒酸類物質主要來自原料和發酵過程酵母菌和乳酸菌代謝產生。在4種酒中共檢測出10種酸，其中4種酸是4種酒共有的。4種酵母發酵酒中酸類物質含量較大的是辛酸，含量分別為6.05%，6.01%，4.34%，7.14%，這與辛酸乙酯含量較高相吻合。Q酵母發酵酒中乙基-(Z)-4-癸烯酸含量明顯高于其他3種酵母發酵酒。酸類物質對酒的感官品質有著重要貢獻，當含量低于閾值時使酒香協調、平衡，高于閾值又會給香氣帶來負面影響。

3 結論

圖2 不同釀酒酵母發酵菠蘿酒醇類、酯類和酸類物質占香氣成分總量的對比

采用HS-SPME-GC-MS檢測4種釀酒酵母發酵菠蘿酒香氣成分，共檢測出香氣成分44種，其中醇類10種，酯類23種，酸類10種，萜烯類1種。Q、K，C，D酵母發酵的菠蘿酒分別檢測出38種，32種，27種，27種。4種菠蘿酒中除含有果酒中常見的醇類、酯類和酸類物質外，還含有大量菠蘿香氣成分，如乙酸乙酯、乙酸甲酯和3-甲硫基丙酸甲酯等，使菠蘿酒典型性明顯；4種酒的香氣成分的含量不同，使4種酒的酒香具有各自不同的香氣成分，構成了菠蘿酒的相似性。Q酵母發酵的酒酯含量最高，其次是K和D酵母，C酵母酯類含量最少，所占含量依次為51.71%，45.01%，30.27%，19.86%，其中乙酸異戊酯、正己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯和月桂酸乙酯含量較高，Q酵母適合菠蘿酒的發酵。

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Analysis of Aromatic Compositions of Pineapple Wines Fermented with Different Yeast Strains

MA Li'na1，2，YUAN Yuan2，LONG Qianqian2，*LIN Lijing2，*GONG Xiao2
（1.College of Food Science and Technology，Huazhong Agricultural University，Wuhan，Hubei 430070，China；2.Agricultural Products Processing Research Institute，Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences，Zhanjiang，Guangdong 524001，China）

The pineapple peel slag as raw material with 4 strains of wine-brewing yeast：CY3079，DV10，K1 and QA23，aroma components of pineapple wine with different yeast strains after primary fermentation were analyzed and compared by using solid phase microextraction and gas chromatography-mass spectrum.The results showed that the pineapple wine contained 38，32，27，and 27 kinds of aroma components，pineapple wine of QA23 yeast fermentation aroma had more aroma components，the main aroma components of pineapple wine were esters and alcohols，esters content of pineapple wine with QA23，K1，DV10 and CY3079 fermented were 51.71%，45.01%，30.27%and 19.86%respectively.The main esters composition included isoamyl acetate，ethyl caproate，octylic acid ethyl ester，ethyl decanoic acid and lauric acid ethyl ester，in addition to the ethanol in wine，2,3-butanediol，(2R,3R)-(-)-2,3-butylene glycol phenyl ethanol content is higher，the highest content of benzene ethanol，11.74%，11.74%，12.15%and 11.74%respectively.

yeast strain；pineapple wine；aromatic composition；analysis

TS262.7

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.11.015

1671-9646（2017） 11a-0049-04

2017-09-11

公益性行業（農業）科研專項（201503142）；中國熱帶農業科學院基本科研業務費專項資金“熱帶食品精深加工創新團隊項目”（1630122017013）。

馬麗娜（1993— ），女，碩士，研究方向為熱帶水果深加工。

*通訊作者：林麗靜（1978— ），男，博士，副研究員，研究方向為熱帶農業副產物綜合利用。龔 霄（1984— ），男，博士，副研究員，研究方向為食品微生物學與發酵工程。