不同催陳方式對(duì)椪柑果酒品質(zhì)與香氣成分的影響

李沖,余佶,鄒海英,麻成金*

1(吉首大學(xué)，林產(chǎn)化工工程湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 吉首，427000) 2(吉首大學(xué)，食品科學(xué)研究所，湖南 吉首，416000)

近年來，隨著生活水平的不斷提高，人們更加追求飲食的安全、營養(yǎng)、健康，水果發(fā)酵酒因其豐富的營養(yǎng)及保健功能，逐漸受到人們的青睞[1-2]。椪柑是我國南方主產(chǎn)水果之一，出汁率高、營養(yǎng)豐富，加工而成的果酒也兼具其營養(yǎng)和保健功能，受到消費(fèi)者喜愛[3-4]。新釀制的椪柑果酒口味較苦澀、不夠醇厚，可通過催陳來改善其品質(zhì)[5-6]。盡管自然陳釀下的椪柑果酒風(fēng)味較好，但生產(chǎn)周期長，給生產(chǎn)帶來諸多問題[6]。

目前，微氧熟化[7]、超聲波[8]、冷熱處理[9]、化學(xué)助催劑[10]、電磁場(chǎng)[11]、輻射[12]、高壓脈沖[13]等人工快速催陳方法在不同種類的果酒陳釀過程中得到應(yīng)用，催陳效果比較明顯。國內(nèi)外關(guān)于果酒催陳技術(shù)的研究多集中于葡萄酒[14-16]，椪柑果酒的相關(guān)聯(lián)合催陳技術(shù)未見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)將超聲波、化學(xué)催陳法結(jié)合不同陳釀容器對(duì)椪柑果酒進(jìn)行聯(lián)合催陳，通過分析催陳后的品質(zhì)變化及香氣成分，旨在為椪柑果酒的生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

椪柑新酒：酒精發(fā)酵后過濾、澄清，由湖南邊城生物科技有限公司提供，經(jīng)測(cè)定，酒精度為12.5%vol，總酸含量為8.3 g/L，總酯含量為6.1 g/L，色度為0.23。

橡木桶、陶瓷罐，器型基本相同，容量均為3 L；法國進(jìn)口橡木片，長9～12 mm，寬5～9 mm，厚1～2 mm，中度烘烤；H2O2、NaOH、酚酞、H2SO4、乙醇、NaOH、鄰苯二甲酸氫鉀，均為國產(chǎn)AR級(jí)。

1.2 儀器與設(shè)備

JA2003型電子天平，上海舜宇恒平儀器有限公司；酒精計(jì)(規(guī)格0～30)，上海醫(yī)用儀表廠；SPX-250B-Z型生化培養(yǎng)箱，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司；PHS-25 數(shù)字式 pH 計(jì)，上海雷磁儀廠；85-2A數(shù)顯恒溫測(cè)速磁力攪拌器，金壇市白塔新寶儀器廠；DCTC-2000“弘祥隆”多用途恒溫超聲提取機(jī)，北京弘祥隆生物技術(shù)開發(fā)有限公司；UV-2550型紫外可見分光光度計(jì)，日本Shimadzu公司；7890A-5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Agilent公司；固相微萃取進(jìn)樣器及萃取纖維頭，美國Supelco公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

FAO/WHO聯(lián)合食品添加劑專家委員會(huì)根據(jù)過氧化氫毒性試驗(yàn)報(bào)告規(guī)定，大鼠的皮內(nèi)注射LD50為0.7 g/kg[27-28]。實(shí)驗(yàn)取2.7 L未經(jīng)催陳的椪柑果酒于三角瓶中，添加H2O2(0.1 mol/L)后用木塞封口，于25 ℃水浴中處理2 h，后測(cè)得H2O2殘留量為0.015 mol/L，在食品添加劑允許使用范圍內(nèi)。因此，H2O2添加量選擇0.1 mol/L。

將超聲波催陳法、化學(xué)催陳法(H2O2)結(jié)合橡木桶、橡木片、陶瓷罐對(duì)椪柑果酒進(jìn)行聯(lián)合催陳，具體聯(lián)合催陳方式見表1。

表1 椪柑果酒的不同催陳方式Table 1 The different aging methods of Ponkan fruit wine

對(duì)照組：椪柑新酒，經(jīng)酒精發(fā)酵后過濾，未經(jīng)催陳處理，作為對(duì)照組，置于20 ℃的恒溫箱中，密封避光，在玻璃容器中陳釀3個(gè)月；

處理A：取2.7 L未經(jīng)催陳的椪柑果酒，裝入橡木桶(預(yù)留約10%容積，下同)，封口，置于20 ℃的恒溫箱中，密封避光催陳3個(gè)月。即橡木桶催陳，以XM表示；

處理B：取2.7 L未經(jīng)催陳的椪柑果酒，裝入陶瓷罐中，再加入橡木片(2 g/L)[19]，封口，置于20 ℃的恒溫箱中，密封避光催陳3個(gè)月，仿橡木桶催陳效果。即陶瓷-橡木片催陳，以TX表示；

處理C：取2.7 L未經(jīng)催陳的椪柑果酒于三角瓶中，添加H2O2(0.1 mol/L)[10]，后用木塞封口，于25 ℃水浴中處理2 h，再按照處理B操作。即H2O2-陶瓷-橡木片催陳，以HTX表示；

處理D：取2.7 L未經(jīng)催陳的椪柑果酒進(jìn)行超聲處理，超聲波頻率20 kHz，處理溫度40 ℃，超聲波功率600 W，處理時(shí)間30 min[20]，再按照處理B操作。即超聲波-陶瓷-橡木片催陳，以CTX表示。

1.4 評(píng)價(jià)指標(biāo)測(cè)定

1.4.1 感官及理化指標(biāo)

感官評(píng)價(jià)：評(píng)價(jià)小組由10位經(jīng)過培訓(xùn)的本專業(yè)人員(男女各半，年齡在25～35歲之間)及2位專業(yè)品酒師(男女各一)組成，參照GB/T 15038—2006 葡萄酒、果酒通用分析方法，對(duì)椪柑果酒從外觀、香氣、滋味進(jìn)行評(píng)價(jià)。

酒精度、總酸測(cè)定：參照GB/T 15038—2006 葡萄酒、果酒通用分析方法；總酯的測(cè)定：參照GB/T 10345—2007 白酒分析方法。

色度的測(cè)定：參考相關(guān)文獻(xiàn)[23]，部分參數(shù)略有調(diào)整。取椪柑果酒樣品離心(4 000 r/min，10 min)，取上清液裝入1 cm比色杯中，于波長450、550、650 nm處分別測(cè)其吸光度值，三者相加即為椪柑果酒色度。

1.4.2 香氣成分

(1)樣品處理

量取8 mL的椪柑果酒，裝入15 mL頂空瓶中，添加1.2 g NaCl，密封，45 ℃下在磁力攪拌器上平衡20 min，插入50/30 μm的DVB/CAR/PDMS(老化后)萃取纖維頭吸附30 min，于進(jìn)樣口解析3 min，后采集數(shù)據(jù)。對(duì)照組處理相同。

(2)GC-MS檢測(cè)條件

氣相色譜條件：Agilent190191S-433型石英毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，進(jìn)樣口溫度250 ℃，載氣(He)：流量1.0 mL/min，不分流進(jìn)樣，程序升溫：起始溫度40 ℃，保持3 min，以3 ℃/min升至160 ℃，保持2 min，以8 ℃/min升至220 ℃，保持3 min；質(zhì)譜條件：離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃，離子化方式EI，電子能量70 eV，分辨率1 000，質(zhì)量范圍30～500 u/s。

(3)數(shù)據(jù)處理

將催陳后的椪柑果酒經(jīng)過GC-MS檢測(cè)，各組分的質(zhì)譜圖通過計(jì)算機(jī)譜庫(NIST 11)初步檢索，再結(jié)合已有文獻(xiàn)進(jìn)行定性分析，對(duì)照氣相色譜分析結(jié)果，按照峰面積歸一化法定量計(jì)算出各檢出組分的相對(duì)百分含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同催陳方式對(duì)椪柑果酒感官品質(zhì)的影響

感官品評(píng)對(duì)果酒的品質(zhì)鑒定非常重要，包括外觀、香氣、滋味等方面[6]，結(jié)果見表2。

未經(jīng)催陳處理(對(duì)照組)的椪柑果酒顏色較淺，具有明顯的酵母香氣和酒精香氣，苦澀味較重，經(jīng)不同催陳處理后的椪柑果酒顏色有不同程度的加深，苦澀味有明顯的改善。對(duì)比橡木桶(XM)的催陳效果，陶瓷-橡木片(TX，仿橡木桶效果)處理后的果酒顏色較淺，橡木香氣較弱，整體香氣沒有橡木桶處理后的香氣復(fù)雜、濃郁，口感也欠柔和、飽滿，效果并不理想。通過對(duì)陶瓷-橡木片(TX)增加前處理方式，即超聲波-陶瓷-橡木片(CTX)和H2O2-陶瓷-橡木片(HTX)催陳方式，發(fā)現(xiàn)椪柑果酒從色澤、氣味、滋味都有明顯改善，其中H2O2-陶瓷-橡木片(HTX)處理后的椪柑果酒顏色淺赤金黃色、有光澤，具有橡木香氣，酒香、果香優(yōu)雅、濃郁，酒體豐滿、口味醇厚，略苦澀。超聲波-陶瓷-橡木片(CTX)處理效果次之。綜上，H2O2-陶瓷-橡木片(HTX)處理后的椪柑果酒整體感官品質(zhì)最優(yōu)，甚至優(yōu)于橡木桶的處理效果，成本更低，可作為橡木桶的替代選擇。

表2 不同催陳方式對(duì)椪柑果酒感官品質(zhì)的影響Table 2 The sensory evaluation of Ponkan fruit wine in different aging methods

2.2 不同催陳方式對(duì)椪柑果酒主要理化指標(biāo)的影響

2.2.1 不同催陳方式對(duì)椪柑果酒酒精度的影響

由圖1可知，4種催陳方式對(duì)椪柑果酒的酒精度影響不明顯。其中，H2O2-陶瓷-橡木片處理后的酒精度為12.0%，比原酒下降了0.5%，橡木桶、陶瓷-橡木片及超聲波-陶瓷-橡木片處理后的酒精度分別為12.4、12.3、12.2%，變化很小。

圖1 不同催陳方式對(duì)椪柑果酒酒精度的影響Fig.1 The effect of different aging methods on alcohol degree of Ponkan fruit wine

2.2.2 不同催陳方式對(duì)椪柑果酒總酸的影響

由圖2可知，4種催陳方式對(duì)椪柑果酒的總酸影響程度不同，其中H2O2-陶瓷-橡木片與超聲波-陶瓷-橡木片處理后的椪柑果酒總酸降低明顯。原果酒總酸含量為8.3 g/L，酸澀感明顯，口感不協(xié)調(diào)，經(jīng)過H2O2-陶瓷-橡木片處理后總酸降低至5.8 g/L，超聲波-陶瓷-橡木片處理后的酸度降低至6.2 g/L，表明裝桶之前的過氧化氫及超聲波處理方式對(duì)椪柑果酒的總酸影響較大。超聲波的空化作用能夠提高酒體各組分的活化能，促進(jìn)其發(fā)生一系列積極的物理、化學(xué)變化[6]；H2O2具有較強(qiáng)的氧化能力，促進(jìn)醇-水體系的締合作用，提高分子間的有效碰撞率，加速締合、酯化、氧化還原等反應(yīng)[29]；各種有機(jī)酸也參與氫鍵的締合作用及其他酯化反應(yīng)，進(jìn)而加速了新酒的陳釀進(jìn)程，促進(jìn)其風(fēng)味的形成[10,22]。而橡木桶與陶瓷-橡木片催陳方式均未經(jīng)前處理，因此總酸含量較前者下降并不明顯。

圖2 不同催陳方式對(duì)椪柑果酒總酸的影響Fig.2 The effect of different aging methods on total acid of Ponkan fruit wine

2.2.3 不同催陳方式對(duì)椪柑果酒總酯的影響

由圖3可知，4種催陳方式對(duì)椪柑果酒的總酯含量影響各不相同。橡木桶與H2O2-陶瓷-橡木片處理后的總酯含量上升最高且較為接近，陶瓷-橡木片與超聲波-陶瓷-橡木片處理后的總酯含量略有提升。其中，橡木桶處理后的總酯含量由6.15 g/L(原酒)提升至7.8 g/L，H2O2-陶瓷-橡木片處理后的總酯含量為7.83 g/L，橡木片與酒體的接觸面積比橡木桶比例更大、控制更精確、成本低廉，同時(shí)橡木中的各類成分浸提作用更明顯，與橡木桶對(duì)提高椪柑果酒總酯含量的效果基本一致。

圖3 不同催陳方式對(duì)椪柑果酒總酯的影響Fig.3 The effect of different aging methods on total ester of Ponkan fruit wine

2.2.4 不同催陳方式對(duì)椪柑果酒色度的影響

由圖4可知，4種催陳方式對(duì)椪柑果酒色度的影響不同。H2O2-陶瓷-橡木片處理后的色度提升明顯高于橡木桶、陶瓷-橡木片及超聲波-陶瓷-橡木片處理方式，果酒色度由0.23(原酒)提升至0.52；超聲波-陶瓷-橡木片處理后色度提升至0.44。表明超聲波及過氧化氫前處理方式對(duì)椪柑果酒的色度有明顯提升效果，原因可能是椪柑果酒中的呈色物質(zhì)對(duì)超聲波、過氧化氫比較敏感，以及氧化作用導(dǎo)致了椪柑果酒的色度加深[6,14,21]。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過H2O2-陶瓷-橡木片處理后的椪柑果酒呈現(xiàn)出更加誘人的色澤。

圖4 不同催陳方式對(duì)椪柑果酒色度的影響Fig.4 The effect of different aging methods on chromaticity of Ponkan fruit wine

橡木桶、陶瓷-橡木片、H2O2-陶瓷-橡木片、超聲波-陶瓷-橡木片4種催陳方式下的酒精度變化不大， H2O2-陶瓷-橡木片處理下的總酸含量降低最明顯，橡木桶與H2O2-陶瓷-橡木片處理對(duì)椪柑果酒的總酯含量提升接近，但H2O2-陶瓷-橡木片處理方式更經(jīng)濟(jì)。色度提升上，H2O2-陶瓷-橡木片處理方式有利于呈色物質(zhì)的變化，椪柑果酒的色澤最佳。

綜上，H2O2-陶瓷-橡木片處理后的椪柑果酒酒精度為12.0%，沒有明顯變化；總酸含量降低至5.8 g/L，降酸效果顯著；總酯含量提高至7.83 g/L，與橡木桶改善能力相當(dāng)；色度由0.23提升至0.52，提升最高，呈現(xiàn)出誘人的色澤。因此，H2O2-陶瓷-橡木片對(duì)椪柑果酒的催陳效果在4種所選擇的方式中最優(yōu)。

2.3 不同催陳方式對(duì)椪柑果酒香氣成分的影響

使用50/30 μm的DVB/CAR/PDMS萃取頭對(duì)椪柑果酒的香氣成分萃取并進(jìn)行GC-MS分析。對(duì)照組及實(shí)驗(yàn)組總離子色譜圖見圖5、圖6。

圖6 不同催陳方式下椪柑果酒香氣成分總離子流色譜圖Fig.6 The total ion chromatogram of Ponkan fruit wine in different aging methods

由圖5、圖6及表3可知，對(duì)照組椪柑果酒檢測(cè)到9種香氣成分，其中烴類1種，相對(duì)含量1.05%，醇類物質(zhì)2種，相對(duì)含量12.02%，酯類物質(zhì)6種，相對(duì)含量86.93%。橡木桶催陳后的椪柑果酒中檢測(cè)到13種香氣物質(zhì)，其中烴類4種，相對(duì)含量22.09%，醇類2種，相對(duì)含量15.02%，酯類5種，相對(duì)含量47.59%，酮類2種，相對(duì)含量1.19%。陶瓷-橡木片催陳后的椪柑果酒檢測(cè)出13種香氣成分，烴類5種，相對(duì)含量11.44%，醇類3種，相對(duì)含量17.57%，酯類4種，相對(duì)含量58.83%，酮類1種，相對(duì)含量1.38%。H2O2-陶瓷-橡木片催陳后的椪柑果酒檢測(cè)出16種香氣成分，其中烴類4種，相對(duì)含量為17.42%，醇類4種，相對(duì)含量為56.54%，酯類7種，相對(duì)含量為18.18%，酮類1種，相對(duì)含量為0.42%。超聲波-陶瓷-橡木片催陳后的椪柑果酒檢測(cè)出15種香氣成分，其中烴類6種，相對(duì)含量27.85%，醇類2種，相對(duì)含量48.17%，酯類7種，相對(duì)含量20.96%。

影響椪柑果酒中的香氣成分主要是醇類及酯類化合物，與康明麗[4]、劉韜[24]、袁敏[25]等對(duì)果酒的相關(guān)研究結(jié)果類似。在陳釀過程生成多種醇類物質(zhì)，從而賦予果酒優(yōu)雅、多變的香氣，苯乙醇與異戊醇是含量較多的高級(jí)醇，也是柑橘類果酒的主要特征風(fēng)味物質(zhì)[17,18]。酯類化合物中，苯甲酸乙酯、乙酸苯乙酯、葵酸乙酯、辛酸乙酯、月桂酸乙酯是椪柑果酒的主要酯類物質(zhì)。超聲波、化學(xué)法可以加速酯化、氧化、縮合等反應(yīng)的進(jìn)行[15,26]，進(jìn)而促進(jìn)新的酯類生成[21]；而橡木片制品相比于橡木桶有更高的利用效率[6,19]。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，H2O2-陶瓷-橡木片催陳后的椪柑果酒中酯類、醇類化合物較多，其中，苯乙醇、異戊醇、苯甲酸乙酯、乙酸苯乙酯、葵酸乙酯、月桂酸乙酯含量較高。

表3 不同催陳方式下椪柑果酒香氣成分的GC-MS分析結(jié)果Table 3 Relative contents of aroma compounds of Ponkan fruit wine in different aging methods

續(xù)表3

分類序號(hào)化合物對(duì)照組XMTXHTXCTX酮類14-羥基-2-丁酮00.8200023,5-雙-三甲基甲硅烷基-2,4,6-環(huán)庚三烯-1-酮0000.42033,5-雙-三甲基甲硅烷基-2,4,6-環(huán)庚三烯-1-酮001.380043-苯基-4-苯胺-4,5(1H)-二氫-1,2,4-三唑-5-酮00.37000

3 結(jié)論

通過4種不同催陳方式對(duì)椪柑果酒進(jìn)行催陳的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，H2O2-陶瓷-橡木片(HTX)處理后的椪柑果酒呈淺赤金黃色、有光澤，果香、酒香及橡木香氣優(yōu)雅、濃郁，酒體豐滿、醇厚，略苦澀，整體感官評(píng)價(jià)優(yōu)于其余3種催陳方式。橡木桶催陳對(duì)提升椪柑果酒總酯含量較明顯；陶瓷-橡木片催陳方法降酸效果不明顯，總酯含量和色度有一定程度提升；超聲波-陶瓷-橡木片催陳方法對(duì)總酯含量、色度均有改善，也能夠降低部分酸度，但效果不如H2O2-陶瓷-橡木片催陳方法。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，H2O2-陶瓷-橡木片催陳效果最好，總酸含量降低至5.8 g/L，總酯含量的提升達(dá)到7.83 g/L，同時(shí)色度提升到0.52，呈現(xiàn)淺赤金黃色。

橡木桶、陶瓷-橡木片、H2O2-陶瓷-橡木片、超聲波-陶瓷-橡木片4種催陳方法下分別檢測(cè)出13、13、16、15種香氣化合物，有烴類、醇類、酯類、酮類。其中，醇類、酯類是主要的風(fēng)味物質(zhì)，占整個(gè)香氣化合物總量的60%以上。苯乙醇、苯甲酸乙酯、葵酸乙酯是4種催陳方式下共同香氣成分，與異戊醇、乙酸苯乙酯、辛酸乙酯、月桂酸乙酯共同構(gòu)成椪柑果酒的主要香氣成分。因此，采用H2O2-陶瓷-橡木片聯(lián)合催陳椪柑果酒，不僅優(yōu)于橡木桶的處理效果，同時(shí)經(jīng)濟(jì)成本更低，可考慮作為橡木桶貯藏陳釀的替代選擇。