涼薯雪梨果酒研制及香氣成分GC-MS分析

譚新佳，彭彰文，詹 慧，沈 密，龍漢熠，麻成金

（吉首大學食品科學研究所，湖南吉首 416000）

涼薯學名為豆薯，是豆科豆薯屬的草質(zhì)藤本植物。涼薯富含水分、糖分和礦物質(zhì)等人體所需的多種營養(yǎng)成分，是多種礦物質(zhì)、糖類的良好來源，且有降低血脂、血壓的功效，其味甘甜可口、出汁率高，是生產(chǎn)天然飲品的上乘原料[1]。

雪梨，肉嫩且白、味甘性寒，含檸檬酸、蘋果酸、胡蘿卜素等物質(zhì)，具有生津潤燥、養(yǎng)血生肌的作用[2]。以雪梨為原料制作果酒，可作為特色果酒滿足消費者的需求。

果酒是新型保健飲料酒，有著廣闊的市場前景。目前，果酒研究的文獻較多，李沖等人[3]以椪柑為原料釀造了椪柑果酒，劉靜等人[4]以咖啡果為原料釀造了咖啡果果酒，研究主要集中在單一原料的果酒上；同時，果酒的研究以工藝研究為主，而對果酒香氣分析的報道較少。因此，以涼薯和雪梨為原料，采用梯度控制發(fā)酵工藝釀造復合果酒，并用GC/MS技術對其釀造及貯藏過程中香氣成分進行分析具有一定的現(xiàn)實意義。

1 試驗部分

1.1 試驗材料與儀器

1.1.1 試驗原材料與發(fā)酵菌種

涼薯：形狀規(guī)則、質(zhì)脆、皮光、無腐爛的涼薯個體，購于吉首市農(nóng)貿(mào)市場；雪梨：八九成熟，中等大小、無腐爛、無病蟲害的雪梨，購于吉首市農(nóng)貿(mào)市場；活性干酵母，湖北安琪酵母股份有限公司提供；淀粉酶、糖化酶、果膠酶，江蘇博立生物制品有限公司提供。

1.1.2 試驗藥品

偏重亞硫酸鉀、硅藻土、亞硫酸、酒石酸鉀、酒石酸、明膠，均為分析純；蔗糖為食品級。

1.1.3 試驗儀器

DS-1型高速組織搗碎機，上海標本模型廠產(chǎn)品；LDZX-40型趟型立式自動電熱壓力蒸汽滅菌器，上海申安醫(yī)療器械廠產(chǎn)品；HH-2型數(shù)顯恒溫水浴鍋，金壇市富華儀器有限公司產(chǎn)品；SPX-250B-Z型生化培養(yǎng)箱，上海博迅實業(yè)有限公司產(chǎn)品；LG10-2.4A型離心機，北京醫(yī)用離心機廠產(chǎn)品；FA2004型電子天平，上海舜宇恒平科學儀器有限公司產(chǎn)品；WYT型手持糖度計，成都光學廠產(chǎn)品；精密pH計，上海精密科學儀器廠產(chǎn)品；酒精計，河北省武強縣同輝儀表廠產(chǎn)品；7890A-5975C型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Agilent公司產(chǎn)品；固相微萃取進樣器及萃取纖維頭，美國Supelco公司產(chǎn)品。

1.2 工藝流程

①涼薯→清洗修整→熱燙→去皮→冷卻→切塊→榨汁→酶解糖化；

②雪梨→清洗→去核→切塊→榨汁；

①+②→混勻→離心過濾→加SO2→加入活化酵母酒精發(fā)酵→后發(fā)酵→倒罐→陳釀→澄清處理→過濾→殺菌→灌裝、封口→涼薯雪梨復合果酒→檢驗→成品。

1.3 涼薯雪梨復合果酒酒精發(fā)酵單因素試驗

采用單一變量控制法進行單因素試驗，以涼薯雪梨質(zhì)量比、酵母添加量、發(fā)酵時間和發(fā)酵溫度為考查因素，酒精度為評價指標，利用蒸餾法與酒精計測定復合果酒在不同條件下生成的酒精，通過酒精度的高低確定各單因素影響下復合果酒發(fā)酵的最佳條件。

1.4 涼薯雪梨復合果酒發(fā)酵正交優(yōu)化試驗

在單因素試驗的基礎上，以酒精度為評價指標，對涼薯雪梨質(zhì)量比、酵母添加量、發(fā)酵時間和發(fā)酵溫度進行四因素三水平正交試驗，以確定涼薯雪梨復合果酒發(fā)酵的最佳工藝參數(shù)。

1.5 測定方法

糖度測定：WYT型手持糖度計測定；酸度測定：pH計；酒精度測定：酒精計測定；香氣成分測定：頂空固相微萃取結合GC-MS測定3個不同發(fā)酵時段的香氣組分[5-8]。

2 結果與討論

2.1 涼薯雪梨復合果酒發(fā)酵單因素試驗

2.1.1 涼薯雪梨質(zhì)量比對果酒酒精度的影響

取7份100 mL涼薯雪梨質(zhì)量比分別為4∶1，3∶1，2∶1，1∶1，1∶2，1∶3，1∶4 的混合果汁，加入發(fā)酵酵母0.3%，在pH值6.0，發(fā)酵溫度36℃的條件下恒溫發(fā)酵72 h，測量酒精度。

涼薯雪梨質(zhì)量比對復合果酒酒精度的影響見圖1。

由圖1可知，隨著涼薯汁與雪梨汁質(zhì)量比的增加，果酒的酒精度呈現(xiàn)先高后低的趨勢。當涼薯汁和雪梨汁質(zhì)量比為1∶1時，酒精度達到最大值為10.6%（V/V），此時成品酒酒香、果香濃郁、酸度適宜；當涼薯汁和雪梨汁質(zhì)量比為2∶1或1∶2時，酒精度略有降低，成品酒味略甘甜，果香被輕度遮蓋。因此，涼薯汁和雪梨汁質(zhì)量比以1∶1較適宜。

圖1 涼薯雪梨質(zhì)量比對復合果酒酒精度的影響

2.1.2 酵母添加量對果酒酒精度的影響

取7份100 mL涼薯雪梨質(zhì)量比為1∶1的混合果汁，分別加入添加量0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，0.6%，0.7%活性酵母，在pH值6.0，溫度36℃條件下恒溫發(fā)酵72 h，測量酒精度。

酵母添加量對復合果酒酒精度的影響見圖2。

圖2 酵母添加量對復合果酒酒精度的影響

由圖2可知，當酵母添加量為0.2%時酒精度達到最大為10.8%（V/V），這說明在一定范圍內(nèi)增加酵母的添加量，有利于酒精發(fā)酵的進行，使體系的營養(yǎng)物質(zhì)得以充分利用。當酵母添加量超過0.2%時，酒精度開始減小，因此酵母添加量以0.2%較為適宜。

2.1.3 發(fā)酵時間對果酒酒精度的影響

取7份100 mL涼薯雪梨質(zhì)量比為1∶1的混合果汁，加入固定添加量0.3%酵母，在pH值6.0，溫度36℃的條件下分別恒溫發(fā)酵24，36，48，60，72，84，96 h，測量酒精度。

發(fā)酵時間對復合果酒酒精度的影響見圖3。

由圖3可知，隨著發(fā)酵時間的增加，果酒的酒精度呈現(xiàn)先高后低的趨勢，當發(fā)酵時間為60 h時，酒精度達到最大值12%（V/V）。

2.1.4 發(fā)酵溫度對果酒酒精度的影響

取7份100 mL涼薯雪梨質(zhì)量比為1∶1的混合果汁，酵母添加量0.3%，調(diào)節(jié)pH值為6.0，分別在26，28，30，32，34，36，38℃條件下恒溫發(fā)酵72 h，測量酒精度。

圖3 發(fā)酵時間對復合果酒酒精度的影響

發(fā)酵溫度對復合果酒酒精度的影響見圖4。

電氣自動化的發(fā)展，得益于近現(xiàn)代科技的進步與相關理論的出現(xiàn)，總體來看，電氣自動化的發(fā)展主要受以下三個方面因素的影響：

圖4 發(fā)酵溫度對復合果酒酒精度的影響

由圖4可知，隨著發(fā)酵溫度的升高，涼薯雪梨復合果酒酒精度呈現(xiàn)先高后低的趨勢，當發(fā)酵溫度為32℃時，酒精度達到最大值為9.8%（V/V），故發(fā)酵溫度選擇 32℃較適宜。

2.2 涼薯雪梨復合果酒發(fā)酵正交優(yōu)化試驗

在單因素基礎上，將涼薯雪梨質(zhì)量比、酵母添加量、發(fā)酵時間和發(fā)酵溫度4個因素作為考查因素，進行正交試驗，以酒精度為評判指標，對涼薯雪梨復合果酒工藝條件進行優(yōu)化。

正交試驗正交因素與水平設計見表1，涼薯雪梨復配酒精發(fā)酵正交試驗與結果分析見表2。

表1 正交試驗正交因素與水平設計

由表2可知，各因素對涼薯雪梨復合果酒發(fā)酵影響的主次順序為 A＞D＞B＞C，最佳工藝組合為A3B1C3D2，即涼薯雪梨質(zhì)量比1∶1.5，酵母添加量0.10%，發(fā)酵時間72 h，發(fā)酵溫度32℃，此條件下釀造的涼薯雪梨復合果酒酒精度為11.9%（V/V）。

2.3 發(fā)酵及陳釀過程中果酒香氣成分變化的GC/MS分析

利用GC/MS檢測剛發(fā)酵完成的涼薯雪梨果酒、貯藏3個月和6個月的果酒中香氣成分，得到總離子色譜圖及相關數(shù)據(jù)。整理3次果酒香氣成分的組成結果列于表4中。

表3 涼薯雪梨復配酒精發(fā)酵正交試驗與結果分析

2.3.1 涼薯雪梨復合果酒香氣成分GC/MS分析總離子流色譜圖

發(fā)酵酒酒樣GC/MS總離子色譜見圖5，貯藏3個月酒樣GC/MS總離子色譜見圖6，貯藏6個月酒樣GC/MS總離子色譜圖7。

圖5 發(fā)酵酒酒樣GC/MS總離子色譜

圖6 貯藏3個月酒樣GC/MS總離子色譜

2.3.2 香氣成分分析結果

通過對涼薯雪梨復合果酒3個時間段的酒樣進行GC/MS檢測，并對數(shù)據(jù)進行處理后，得到3個時間段相似度60%以上香氣成分的出峰時間及含量。

圖7 貯藏6個月酒樣GC/MS總離子色譜

涼薯雪梨復合果酒香氣成分分析見表4。

表4 涼薯雪梨復合果酒香氣成分分析

由表4可知，發(fā)酵酒的香氣成分主要有7種，其中酯類占比例最多，含量最多的是辛酸乙酯，其含量為37.647%；其次為癸酸乙酯，含量為23.318%。貯藏3個月后的復合果酒所含香氣成分有11種，其中醇類含量增加，不再含有十四酸和正十六烷酸，苯乙醇含量最高，占20.514%；貯藏6個月后的復合果酒香氣成分顯著增加，有23種，其中酯類含量最高，合計為19.83%。由此可知果酒貯藏期越長，其香氣成分越多，并初步確定3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-丁醇、苯乙醇、癸酸乙酯、辛酸乙酯、苯甲酸乙酯及十六碳烯酸乙酯為構成涼薯雪梨復合果酒獨特風味的主要揮發(fā)性成分。

對比文獻報道涼薯果酒和雪梨果酒的揮發(fā)性成分分析，該酒含有雪梨果酒所具有的主要香氣成分3-甲基-1-丁醇、辛酸乙酯、癸酸乙酯等，以及3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-丁醇、苯乙醇等涼薯果酒所含有的主要香氣成分[9-10]。

3 結論

在對涼薯雪梨復合果酒釀造工藝優(yōu)化后，可得出最佳發(fā)酵條件為涼薯雪梨質(zhì)量比1∶1.5，酵母添加量0.10%，發(fā)酵時間72 h，發(fā)酵溫度32℃。此工藝條件下得到的涼薯雪梨復合果酒酒精度可達 11.9%（V/V），且口感柔和、清涼透明，酒香和果香味較強。

采用GC/MS技術對涼薯雪梨復合果酒3個時間段揮發(fā)性成分進行分離鑒定，通過數(shù)據(jù)比較分析可知，構成涼薯雪梨復合果酒獨特風味的揮發(fā)性成分主要為3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-丁醇、苯乙醇、癸酸乙酯、辛酸乙酯、苯甲酸乙酯及十六碳烯酸乙酯等物質(zhì)。

參考文獻：

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