不同處理工藝對獼猴桃果酒品質的影響

葛東穎，李華佳，楊成聰，張潤杰，朱永清，郭 壯*

（1.湖北文理學院 食品科學技術學院 鄂西北傳統發酵食品研究所，湖北 襄陽 441053；2.四川省農業科學院 農產品加工研究所，四川 成都 610066）

作為一種呼吸躍變型水果，獼猴桃采摘后存在保藏困難、易腐敗變質和營養成分易流失等問題[1]，因此，對獼猴桃進行深加工顯得尤為重要。近年來，以獼猴桃為原料開發了果酒[2]、果醋[3]和果脯[4]等系列產品，不僅充分利用了獼猴桃的營養價值，而且提高了獼猴桃的利用率，助推了獼猴桃全產業鏈的發展。目前制備獼猴桃果酒的工藝常包括清汁發酵、去皮發酵和帶皮發酵3種形式[5]。獼猴桃果皮中各類香氣含量較高[6]，同時富含氨基酸、鉀和鈣等物質[7]，且具有較強的抗氧化性[8]，因而將其應用于獼猴桃果酒加工具有較強的可行性。有研究指出，帶皮發酵可提高酒體的香氣和抗氧化能力[9]，同時亦可改變酒體外觀并增強酒體結構[10]。陳紅梅等[5]研究發現，帶皮發酵工藝可一定程度提高野生獼猴桃酒的品質。

GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》約束了從外觀、滋味和香氣等三個維度對果酒進行感官檢查與評價的方法，然而感官鑒評法具有對評價人員要求高和評價指標體系研究不夠深入等不足[11]。近年來色度儀[12-13]、電子舌[14-15]、氣相色譜-質譜聯用（gas chromatograph mass spectroscopy，GC-MS）儀[16-17]、電子鼻[18-19]和高效液相色譜（highperformance liquidchromatography，HPLC）儀[20-21]等檢測技術在酒類品質評價方面有了廣泛的應用，實現了食品色澤、滋味和氣味指標的數字化評價，因而將上述檢測技術引入獼猴桃果酒品質評價中具有積極的意義。采用GC-MS技術，陳紅梅等[5]研究發現，帶皮發酵獼猴桃果酒中酯類、萜烯類和酮類物質質量濃度相對較高。然而目前關于不同處理工藝獼猴桃果酒滋味和色澤品質評價的報道尚少。

本研究采用電子舌、電子鼻、HPLC儀和色度儀對不同處理工藝釀造獼猴桃果酒的品質進行了數字化評價，并結合多元統計學分析方法探討了不同處理工藝對獼猴桃果酒品質的影響，以期為后續獼猴桃果酒的生產和品質評價提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

徐香獼猴桃：市售；蘋果酸、奎寧酸、檸檬酸、乳酸（均為優級純）、乙腈（色譜純）：國藥集團化學試劑有限公司；磷酸二氫鉀、磷酸（均為分析純）：西隴科學股份有限公司；果膠酶（5萬U/g）、偏重亞硫酸鉀（均為食品級）：煙臺帝伯仕自釀機有限公司；RW葡萄酒·果酒專用酵母：安琪酵母股份有限公司；陽離子溶液、陰離子溶液、預處理溶液、參比溶液和內部溶液：日本Insent公司。

1.2 儀器與設備

SA402B電子舌（配備2個參比電極和5個味覺傳感器）：日本Insent公司；LC-20ADXR高效液相色譜儀（配備有SPDM20A二極管陣列紫外-可見光檢測器）、InertSustainSwift C18色譜柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）：日本島津公司；PEN3電子鼻（配備10個金屬氧化傳感器）：德國Airsense公司；Ultra Scan PRO色度儀：美國Hunter Lab公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 獼猴桃果酒的制作

參照參考文獻[5]的方法制作獼猴桃果酒并進行適當修改。工藝流程及主要步驟如下所示：

清汁發酵組：將獼猴桃破碎后加入果膠酶進行酶解，10 000 r/min離心5 min，取上清液備用。

去皮發酵組：將獼猴桃樣品去皮后，果肉破碎入罐添加果膠酶進行酶解。

帶皮發酵組：將獼猴桃破碎后入罐添加果膠酶進行酶解。

不同處理工藝組均添加0.06%的果膠酶酶解12 h提高出汁率和0.10 mg/L偏重亞硫酸鉀防止氧化；攪拌均勻后使用蔗糖調節糖度為22°Bx；按照0.2‰獼猴桃鮮果的比例接種酵母菌；前發酵為22℃發酵7 d；后發酵為18℃發酵20 d；10000r/min離心5min，取上清液，備用。每個處理工藝組做5個平行。

1.3.2 基于電子舌獼猴桃果酒滋味品質評價

樣品處理：準確量取40mL獼猴桃果酒與80 mL超純水混合均勻，靜置15min后抽濾，濾液10000r/min離心10min，取上清液待用。

電子舌測試條件：參照郭壯等[22]的方法并進行適當的優化，每組樣品平行測定4次。

數據處理：刪除第1次測試實驗值，取第2、3和4次實驗值作為原始數據，并使用電子舌自帶工作站對電子舌的響應值進行分析。

1.3.3 基于高效液相色譜獼猴桃果酒中有機酸測定

樣品處理：準確吸取2 mL獼猴桃果酒和0.20 mL的0.10mol/L磷酸溶液于10mL容量瓶中，用流動相定容，混合均勻后過0.22 μm一次性針頭式過濾器，濾液待用。

色譜條件：參照楊成聰等[23]的方法并進行適當的優化。流動相為0.01 mol/L磷酸二氫鉀溶液，pH值為2.90，柱溫為30℃，流速為1.00 mL/min，檢測波長為215 nm，進樣量為20 μL，平行測定3 次。

數據處理：使用高效液相色譜自帶的工作站對測定的獼猴桃果酒中有機酸信號值進行分析，采用保留時間對獼猴桃果酒中4種有機酸進行定性分析，使用外標法對獼猴桃果酒4種有機酸進行定量分析。

1.3.4 基于電子鼻技術獼猴桃果酒風味品質評價

樣品處理：準確吸取15 mL獼猴桃果酒樣品于電子鼻樣品瓶中，55℃保溫10 min后室溫平衡10 min，即可插入電子鼻探頭進行頂空進樣測試。

電子鼻測試條件：參照張淼等[24]對芝麻醬品質評價中的測試條件，并進行適當優化。

數據處理：金屬氧化電極測定在45s后達到穩定，本研究選取49s、50s和51s時的平均值為測試數據，平行測定3次。

1.3.5 基于色度儀獼猴桃果酒色澤品質評價

將獼猴桃果酒樣品倒入50 mm×10 mm的比色皿中，使用透射模式對獼猴桃果酒的各色度指標進行測定，讀數以CIE1976色度空間值L*值（暗→亮：0→100）、a*值（綠-→紅+）、b*值（藍-→黃+）表示，平行測定3次[25]。

1.3.6 統計學分析

采用主成分分析（principalcomponentanalysis，PCA）法、聚類分析（cluster analysis，CA）和多變量方差分析（multivariateanalysisofvariance，MANOVA）法對不同處理工藝獼猴桃果酒的風味品質進行評價，采用冗余分析（redundancy analysis，RDA）和Kruskal-Wallis檢驗對不同處理工藝獼猴桃果酒品質差異的關鍵性指標進行甄別。采用Cannoco 4.5軟件進行RDA，其他分析均采用MATLAB 2016b，采用Origin 2017繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同處理工藝對獼猴桃果酒滋味品質的影響

首先使用電子舌技術對不同處理工藝獼猴桃果酒的滋味品質進行評價，其結果如圖1所示。

圖1 不同釀造工藝獼猴桃果酒各滋味指標相對強度的雷達圖Fig.1 Radar chart of relative intensity of each taste indexes of kiwifruit wines fermented by different brewing processes

由圖1可知，不同處理工藝獼猴桃果酒在咸味、苦味、酸味和鮮味滋味指標上的差異較大，其極差值分別為3.10、2.45、1.88和1.48，而在后味B（苦味的回味）、澀味、后味A（澀味的回味）和豐度（鮮味的回味）上的差異較小且極差值均＜1。由此可見，不同處理工藝獼猴桃果酒滋味品質的差異主要體現在咸味、苦味、酸味和鮮味上，雖然在其他滋味指標上存在差異，但其差異不會對消費者對產品的喜好程度產生影響[26]。經Kruskal-Wallis檢驗發現，酸味、苦味、鮮味和咸味4個滋味指標在不同處理工藝獼猴桃果酒之間的差異顯著（P＜0.05），其中帶皮發酵獼猴桃果酒的鮮味和咸味顯著偏高（P＜0.05），而酸味和苦味顯著偏低（P＜0.05）。本研究進一步使用高效液相色譜儀對獼猴桃果酒中4種有機酸的含量進行測定，結果如表1所示。

表1 獼猴桃果酒中4種有機酸的含量Table 1 Contents of 4 kinds of organic acids in kiwifruit wine

由表1可知，奎尼酸、檸檬酸、蘋果酸和乳酸在不同處理工藝獼猴桃果酒中均有檢出，通過Kruskal-Wallis檢驗發現，4種有機酸在不同處理工藝獼猴桃果酒中均差異顯著（P＜0.05），且帶皮發酵獼猴桃果酒中4種有機酸含量顯著偏低（P＜0.05）。

2.2 不同處理工藝對獼猴桃果酒氣味品質的影響

本研究進一步使用電子鼻技術對獼猴桃果酒的風味品質進行評價，果酒中典型揮發性風味物質的相對強度如表2所示。

表2 不同釀造工藝獼猴桃果酒各氣味指標相對強度的差異性分析Table 2 Difference analysis of relative intensity of each flavor indexes of kiwifruit wines fermented by different brewing processes

由表2可知，傳感器W1C和W5C對帶皮發酵獼猴桃果酒的響應值顯著偏高（P＜0.05），而傳感器W5S對其響應值顯著偏低（P＜0.05）。傳感器W1C和W5C主要對食品中的芳香類物質靈敏，而傳感器W5S主要對氮氧化物靈敏。值得一提的是，傳感器W3C、W6S、W1S、W1W、W2S、W2W和W3S對不同處理工藝獼猴桃果酒的相應值差異不顯著（P＞0.05）。由此可見，帶皮發酵獼猴果酒的風味品質較清汁發酵和去皮發酵較佳。陳紅梅等[5]的研究結果與本研究相同，通過采用GC-MS技術對不同工藝處理野生獼猴桃酒風味品質進行解析發現，帶皮發酵的獼猴桃果酒香氣物質總量顯著偏高（P＜0.05），且酒中的酯類、萜烯類和酮類物質質量濃度亦相對較高[5]。

2.3 不同處理工藝對獼猴桃果酒色澤品質的影響

不同處理工藝獼猴桃果酒的色澤測定結果如表3所示。

由表3可知，帶皮發酵的獼猴桃果酒其亮度（L*值）顯著高于清汁發酵（P＜0.05），而紅綠度（a*值）顯著高于去皮發酵（P＜0.05）。值得一提的是，不同處理工藝的獼猴桃果酒在黃藍度（b*值）上并無顯著性差異（P＞0.05）。

表3 不同處理工藝獼猴桃果酒色澤品質的差異性分析Table 3 Difference analysis of each color indexes of kiwifruit wines fermented by different treatment processes

2.4 不同處理工藝獼猴桃果酒品質區分度的評價

以滋味和氣味為評價指標，基于PCA不同處理工藝獼猴桃果酒品質的因子載荷圖如圖2所示。

圖2 基于PCA不同處理工藝獼猴桃果酒品質的因子載荷圖Fig.2 Factor loading plot of the quality of kiwifruit wines fermented by different treatment processes based on PCA

由圖2可知，第一主成分（principal component，PC）由咸味、鮮味、后味A（澀味的回味）、豐度（鮮味的回味）、苦味和酸味構成，占全部權重的36.48%；第二主成分（PC2）由W1W（對有機硫化物敏感）、W5S（對氫氧化物靈敏）、W2S（對乙醇靈敏）和W3S（對烷烴類物質靈敏）4個指標構成，占全部權重的22.33%。由此可見，PC1主要由獼猴桃果酒的滋味指標構成，而PC2主要由獼猴桃果酒的氣味指標構成。進一步分析發現，PC1中載荷量最高的正相關指標是W1W，其載荷量為0.52，即PC1的差異主要集中在有機硫化物上；PC2中載荷量最高的正相關指標是咸味，其載荷量為0.41，而載荷量最高的負相關指標為酸味，其載荷量為0.39，即PC2的差異主要集中在酸味和咸味上。基于PCA不同處理工藝獼猴桃果酒品質的因子得分圖如圖3所示。

由圖3可知，不同處理工藝獼猴桃果酒樣品在空間排布上呈現出明顯的分離趨勢，其中清汁發酵樣品全部分布于第二象限，去皮發酵樣品多數分布于第三象限，而帶皮發酵樣品則主要分布于第一和第四象限。由此可見，不同處理工藝獼猴桃果酒品質存在明顯的差異。帶皮發酵樣品較其他處理工藝樣品在空間上的排布偏右，結合因子載荷圖可知，帶皮發酵果酒的咸味、鮮味、后味A（澀味的回味）和豐度（鮮味的回味）較強，這與Kruskal-Wallis檢驗結果一致。本研究進一步采用馬氏距離聚類對不同處理工藝獼猴桃果酒品質的差異性進行了分析，其結果如圖4所示。

圖3 基于PCA不同處理工藝獼猴桃果酒品質的因子得分圖Fig.3 Factor score plot of kiwifruit wines fermented by different treatment processes based on PCA

由圖4可知，清汁發酵和去皮發酵兩者之間存在顯著差異（P＜0.05），且兩者與帶皮發酵存在極顯著差異（P＜0.001）。由此可見，不同處理工藝獼猴桃果酒的品質存在顯著差異。

圖4 不同處理工藝獼猴桃果酒品質的聚類分析Fig.4 Cluster analysis of the quality of kiwifruit wines fermented by different treatment processes

2.5 導致不同處理工藝獼猴桃果酒品質存在差異關鍵性指標的甄別

本研究采用RDA對導致不同處理工藝獼猴桃果酒品質存在顯著差異的關鍵性指標進行了甄別，其結果如圖5所示。

圖5 不同處理工藝釀造獼猴桃果酒的RDA雙序圖Fig.5 RDA biplot of kiwifruit wines fermented by different treatment processes

由圖5可知，酸味、苦味、鮮味、W5S（對氮氧化物靈敏）和W1C（對芳香類物質靈敏）5個指標與RDA排序圖約束軸上樣本具有良好的賦值相關，因而代表了與不同處理工藝獼猴桃果酒品質差異顯著相關的關鍵指標。由圖5亦可知，酸味和苦味位于去皮發酵和清汁發酵獼猴桃果酒一側，W5S位于清汁發酵一側，而W1C和鮮味則位于帶皮發酵一側，由此可見，帶皮發酵的獼猴桃果酒中鮮味和芳香類揮發性風味物質的強度要大于其余兩組，而酸味、苦味和氮氧化物揮發性風味物質呈現出相反的趨勢，這進一步證明帶皮發酵獼猴桃果酒品質要優于清汁和去皮發酵的獼猴桃果酒。3結論

使用電子舌、HPLC儀、電子鼻和色度儀對清汁、去皮和帶皮發酵獼猴桃果酒的品質進行了評價，結果發現帶皮發酵獼猴桃果酒的鮮味和咸味顯著偏高（P＜0.05），而酸味和苦味顯著偏低（P＜0.05），同時帶皮發酵獼猴桃果酒中芳香類物質較多而氮氧化物較少；帶皮發酵獼猴桃果酒明亮度（L*值）顯著高于清汁發酵（P＜0.05），而紅綠度（a*值）顯著高于去皮發酵（P＜0.05）；帶皮發酵獼猴桃果酒的品質與清汁和去皮發酵獼猴桃果酒的品質差異顯著（P＜0.001）。由此可見，帶皮發酵的獼猴桃果酒品質更優。