草莓因其独特的风味和高营养价值而成为世界上最重要的水果作物之一[1]。草莓属于浆果类水果,自然保鲜时间短,不便运输,较难贮藏且极易腐烂[2]。选用草莓为原料酿制草莓酒不仅可以丰富果酒市场,还可以增加草莓的利用率及附加值。
发酵果酒的品质取决于它的感官与风味,其主要表现为果酒的特有风格。一般来说,果酒的香气主要受原料和酿造的影响,在酿造过程中,酵母是决定酒香气特征的重要因素之一[3]。在果酒发酵过程中,不同酵母菌株的起发、产酒、产香、耐性等特性不同,在发酵过程中发挥的作用也相差较大[4]。尤其是一些特殊的酵母菌株能够产生独特的口味,其感官特征会发生显著改变[5]。Wang 等[6]研究了4 种不同商业发酵菌种在赤霞珠酒精发酵过程中微生物群落与香气化合物的相关性。结果表明,发酵菌种的类型会对葡萄酒的风味品质产生影响,不同的发酵剂对特定产区特定品种的葡萄酒具有不同的适应性。目前针对草莓酒的研究也有诸多报道,傅青等[7]研究了不同品种原料对发酵草莓酒过程中品质指标及抗氧化活性变化的影响,王孝荣等[8]对草莓果酒的酿造工艺进行了优化,并对其香气成分进行分析。
本研究采用优质红颜草莓为发酵原料,选用 X16、X5 及红果香酵母发酵草莓果酒,对酒的基础理化指标、感官品质及香气成分进行分析,对选择最优酵母发酵草莓果酒具有重要意义,以期为草莓酒产业化、提高果酒风味及品质提供理论依据。
红颜草莓:2023 年3 月下旬采于北京欣宝莱标准化草莓生产示范基地,总糖质量浓度为108 g/L,总酸质量浓度为6.25 g/L(以酒石酸计)。可食用级果胶酶(10 000 U/mL)、X5、X16 酵母、皂土:法国拉氟德公司;红果香酵母:意大利英纳帝斯公司;绵白糖:天津市茂达食品有限公司。
DL-酒石酸(分析纯):河南省万邦实业有限公司;2-辛醇(色谱纯):上海泰坦科技股份有限公司;硫酸铜、亚甲基蓝(均为分析纯):天津市风船化学试剂科技有限公司;氯化钠、氢氧化钠、盐酸、葡萄糖(均为分析纯):国药集团化学试剂有限公司。
TRACE 1310-ISQLT 气相色谱-质谱联用仪:美国Thermo Fisher 公司;TP-A500 型电子分析天平:上海精密科学仪器有限公司;HP-5MS 石英毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 µm):美国 Agilent 公司;50/30 µm DVB/CAR/PDMS 固相微萃取头:美国 Supelco 公司;HWS28 型电热恒温水浴锅:上海一恒科学仪器有限公司;HPX-250 生化培养箱:上海跃进医疗器械有限公司;GSP-9160MBE 恒温培养箱:上海博迅医疗生物仪器股份有限公司医疗设备厂;B15-1 恒温磁力搅拌器:上海司乐仪器有限公司;L3660D 低速离心机:上海知信实验仪器技术有限公司;L4 紫外可见分光光度计:上海佑科仪器仪表有限公司。
1.3.1 草莓酒发酵工艺流程及操作要点
草莓挑选→清洗→除梗→破碎→草莓果浆→加硫→酶解→调整成分→接种酵母→控温发酵→分离果渣→清汁发酵→发酵结束→倒灌澄清→除菌过滤→装瓶→成品。
操作要点参考文献[9],具体如下。1)发酵草莓果浆制备:挑选优质草莓,轻度破碎后及时添加0.1 g/L 焦亚硫酸钾溶液。分为3 组入发酵罐,分别加入0.03 g/L果胶酶,置于22 ℃酶解8~12 h。2)调整成分:绵白糖调至总糖质量浓度为180 g/L,酒石酸调整总酸质量浓度为7.5 g/L(以酒石酸计)。3)接种酵母:分别以X5、X16、红果香酵母作为发酵菌种,接种量为0.2 g/L。接种前将酵母于10 倍水中溶解,于37 ℃恒温水浴锅中活化30 min。4)控温发酵:将活化完成酵母分别加入草莓果浆中,搅拌均匀,置于18 ℃发酵。当果浆中果肉接近无色时,将果渣分离。5)清汁发酵:监测糖度及密度,发酵结束后将罐密封进行后发酵。6)倒罐澄清:加入皂土0.8 g/L 澄清15 d,倒灌、去除酒底,过滤装瓶。每个样品做3 组平行。
1.3.2 草莓酒理化指标检测
还原糖含量:采用斐林试剂滴定法;总酸含量(以酒石酸计):采用指示剂滴定法;酒精度:采用酒精计法;pH 值:采用pH 计测定;游离硫及总硫含量:采用直接碘量法测定;各指标测定3 次,取平均值[10]。
1.3.3 挥发性香气成分测定
香气成分萃取:分别吸取10 mL 不同酒样放于顶空瓶中,加入2 g NaCl,将顶空瓶置于恒温磁力搅拌器上,在45 ℃下预热10 min,将固相微萃取头插入顶空部分,45 ℃下吸附40 min,插入气相色谱进样口,230 ℃热解吸3 min,启动仪器搜集数据[11]。
色谱条件:色谱柱为 DB-WAX 毛细管色谱柱(60 m×0.25 mm×0.25 µm);载气为氦气(纯度为99.999%),流速为1 mL/min;手动进样;进样口温度为230 ℃;升温程序:起始柱温35 ℃(保持3 min),以6 ℃/min 升温至150 ℃(保持 1 min),再以12 ℃/min 升温至230 ℃(保持3 min)。
质谱条件:电子轰击离子源;电子能量70 eV;离子源温度230 ℃;扫描范围m/z 20~550;接口温度230 ℃。
定性:采用质谱库(NIST-11、Wiley 及香精香料标准谱库)、化合物保留指数进行比对[12]。
定量:通过与内标物的峰面积比较得到香气成分的含量,计算公式如下。
式中:C 为各香气物质的质量浓度,µg/L;f 为内标物的校正因子,f=1;A 为酒样中香气物质的峰面积;Co为2-辛醇的质量浓度,µg/L;Ao 为2-辛醇的峰面积。
1.3.4 关键香气成分分析
在挥发性香气成分定量的基础上,根据查阅各香气成分的气味阈值,计算各香气物质的相对气味活度值(relative odor activity value,ROAV)[13]。规定对样品中贡献率最大的挥发性成分的ROAV 为100,其他物质的ROAV 计算公式如下。
式中:R 为各挥发性风味物质的相对气味活度值;Ci 和Ti 分别为样品中各挥发性成分的相对含量和嗅觉阈值,µg/L;Cstan 和Tstan 分别为样品中贡献率最大的挥发性成分的相对含量和嗅觉阈值,µg/L。
1.3.5 感官评价
通过科学的筛选方式筛选出20 位优秀的品评员,样品秘密编号后进行打分评价。感官评定指标参考《葡萄酒工业手册》及GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》,感官评分标准见表1。所有感官评价采用定量描述分析法,选取9 个关键风味特征,采用10 点制标度:0~9。数字越大,则表明色泽越鲜亮,味道越强,气味越香。通过对评价得分及香气特征描述词进行均一化处理,结果采用雷达图表示。
表1 草莓果酒感官评分标准
Table 1 Sensory rating standards of strawberry wine
项目色泽果香花香醇香发酵香甜香酸味甜味生青味评分标准草莓酒澄清、透明、色泽鲜红诱人草莓酒果香浓郁、协调悦人草莓酒花香芬芳、清香怡人,无异香草莓酒醇香甘甜,协调,无异香草莓酒发酵香幽雅细腻,细致突出草莓酒甜香纯正无杂,回味无穷,具有草莓典型性特征草莓酒柔和爽口、酸涩适当草莓酒清甜可口、回味绵延草莓酒生青味较清新、有一定新鲜感得分0~9 0~9 0~9 0~9 0~9 0~9 0~9 0~9 0~9
使用Excel 2021 进行初步计算及统计分析,Origin 8.0 软件绘制主成分香气物质载荷图、关键香气成分热图及韦恩图等。利用IBM SPSS 26.0 进行显著性及主成分分析。
3 种不同酵母发酵的草莓酒的理化指标间存在较大差异,结果如表2 所示。
表2 不同酵母发酵草莓酒理化指标
Table 2 Physicochemical indexes of strawberry wine fermented by different yeasts
注:同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。
组别红果香酵母草莓酒X16 酵母草莓酒X5 酵母草莓酒还原糖质量浓度/(g/L)3.06±0.04b 2.82±0.06c 3.49±0.02a酒精体积分数/%11.71±0.02b 12.04±0.01a 10.27±0.03c pH 值3.17±0.01b 3.43±0.02a 3.09±0.01c总酸含量/(g/L)7.54±0.12b 7.11±0.01c 7.89±0.02a挥发酸含量/(g/L)0.56±0.01b 0.47±0.01c 0.59±0.02a甲醇含量/(g/L)0.25±0.03a 0.24±0.02a 0.21±0.02a甘油含量/(g/L)7.28±0.02a 7.43±0.13a 6.81±0.05b游离硫含量/(mg/L)22.54±0.15a 20.64±0.23a 21.65±0.18a总硫含量/(mg/L)154.78±0.11a 124.74±0.18c 154.08±0.15b
残糖通常可以反映酵母的发酵力大小。由表2 可知,X16 酵母发酵草莓酒还原糖质量浓度最低,其次为红果香、X5 酵母,均小于4 g/L,符合GB/T 15037—2006《葡萄酒》理化指标要求,属于干型果酒。3 种酵母发酵草莓酒酒精体积分数为10.27%~12.04%,发酵初始糖度相同,而X16 酵母发酵草莓酒酒精体积分数显著高于X5、红果香酵母。在一定程度上表明,X16 酵母的酒精转化率高、发酵力强,所得草莓酒品质佳。pH 值是影响酶活性、酵母新陈代谢和果酒口感的重要因素。总酸对果酒的色泽和风味具有不同的影响[14],X16 酵母发酵的草莓酒有较低的总酸(7.11 g/L)及挥发酸(0.47 g/L)含量,说明X16 酵母有较强的降酸能力。参照GB/T 15037—2006《葡萄酒》中对挥发酸含量的规定(挥发酸含量<1.2 g/L),3 种草莓酒均符合国标要求。3 种草莓酒甲醇含量为0.21~0.25 g/L,符合GB 15037—2006《葡萄酒》中对果酒甲醇含量的规定(<0.4 g/L)。甘油是果酒酿造中一种非常重要的副产物,具有甜味和油性的感官特性,对于平衡果酒风味具有重要作用[15],X16 酵母发酵草莓酒甘油含量最高(7.43 g/L),其次为红果香酵母(7.28 g/L),X5 酵母最低(6.81 g/L)。GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》规定果酒中总硫质量浓度应小于250 mg/L,游离硫含量小于50 mg/L。本试验3 种酵母发酵草莓酒总硫(124.74~154.78 mg/L)与游离硫(20.64~22.54 mg/L)均符合国标要求。
本试验通过顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术对3 种酵母发酵草莓酒及草莓汁香气成分进行检测,3 种草莓酒及草莓汁香气成分韦恩图见图1。
图1 草莓汁及3 种草莓酒香气成分韦恩图
Fig.1 Venn diagram of aroma components of strawberry juice and three kinds of strawberry wines
由图1 可知,3 种不同酵母(红果香、X16、X5)发酵草莓酒分别检测出61、63、60 种香气物质,草莓汁为50 种。3 种酵母发酵草莓酒和草莓汁共有香气成分为13 种,红果香X5、X16 酵母发酵草莓酒独有香气物质分别为3、4、5 种。
草莓汁及3 种草莓酒香气成分相对含量见图2。
图2 草莓汁及3 种草莓酒香气成分相对含量
Fig.2 Relative content of aroma components in strawberry juice and three kinds of strawberry wines
由图2 可知,果酒及草莓果汁香气成分种类可分为醇类、酯类、酸类、烯萜类、醛酮类及酚类。大多数醇和酯是发酵衍生的[18],故在草莓酒中占比较大,成为主要的呈香物质。萜烯、酚、醛和酮是变体,在草莓汁中占比较大。酸类物质含量在草莓汁中也较高。虽3 种草莓酒香气成分的种类及含量各不相同,但都以酯类物质为主,其次为醇类物质。
红果香、X16、X5 酵母发酵草莓酒及草莓汁香气总含量分别为1 829.17、2 786.06、1 442.36、175.82 mg/L,发酵后的草莓酒相较草莓汁香气种类及含量均明显增加,3 种草莓酒香气差异性明显,其中X16 酵母发酵草莓酒香气物质种类最多,且含量最高。4 个样品的挥发性风味物质的相对含量如表3 所示。
表3 草莓汁及草莓酒香气成分组成及含量
Table 3 Compositions and content of aroma components of strawberry juice and strawberry wine
编号A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18保留指数935 873 889 858 889 867 862 889 899 899 858 889 867 867 909 899 935 998香气物质异戊醇2-甲基丁醇仲戊醇2,3-丁二醇正己醇2-乙基己醇苯乙醇正癸醇反式-橙花叔醇里哪醇(S,S)-(+)-2,3-丁二醇正庚醇3-苯丙醇2-十一醇十六醇金合欢醇乙缩醛二乙醇(S)-(+)-2-庚醇香气描述[9,16-17]酒香、果香苹果白兰地酒香、果香黄油、乳酪青草香玫瑰花、青草香甜花香甜香、果香、花香苹果、玫瑰、木香花香、果香-油性坚果、紫罗兰花香、果香油脂香玫瑰花香柑橘、柠檬香坚果香酯香相对含量/%草莓汁- - - -2.658 0.313- - - - - - - - - - - -红果香酵母草莓酒16.370 5.064 0.332 0.002 0.734 0.001 3.147 0.073 2.191-0.188 0.159 0.555-0.022 0.163- -X16 酵母草莓酒10.513 3.657-0.153 0.612-2.187 0.023 0.877 0.051-0.130 1.069 0.023 0.006-1.801 0.036 X5 酵母草莓酒20.229 7.475- -0.654 0.014 4.777 0.042 2.005-0.754 0.180 0.629 0.024 0.061 0.175 2.071 0.049阈值/(µg/L)3 000- -120 000 4 800 5 000 82 200 70 25 120 000 200- - - - -400
续表3 草莓汁及草莓酒香气成分组成及含量
Continue table 3 Compositions and content of aroma components of strawberry juice and strawberry wine
编号A19 A20 A21 A22 A23 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18 B19 B20 B21 B22 B23 B24 B25 B26 B27 B28 B29 B30 B31 B32 B33 B34 B35 B36 B37 B38 B39 B40保留指数889 867 997 873 899 899 935 899 935 935 935 899 917 821 917 935 899 935 908 899 908 867 821 899 917 908 889 889 899 873 908 908 866 861 872 864 939 899 862 899 935 908 935 935 935香气物质月桂醇2-甲基-十一烷醇1-辛醇2,5-呋喃二甲醇反式-2-己烯-1-醇丁酸甲酯乙酸异丁酯丁酸乙酯乙酸异戊酯乙酸叔戊酯乙酸己酯甲酸辛酯辛酸甲酯7-辛烯酸乙酯辛酸乙酯乙酸辛酯己酸异戊酯乙酸苯乙酯壬酸乙酯癸酸甲酯螺内酯3-苯丙酸乙酯9-癸烯酸乙酯癸酸乙酯辛酸异戊酯肉桂酸乙酯月桂酸甲酯月桂酸乙酯癸酸异戊酯丙位十二内酯肉豆蔻酸乙酯邻苯二甲酸酯十五酸乙酯棕榈酸甲酯9-十六碳烯酸乙酯棕榈酸乙酯亚油酸乙酯反油酸乙酯丙酸乙酯己酸-1,5-二甲基-1-乙烯基-4-己烯酯乙酸-3-苯基丙酯肉桂酸甲酯乙酸香茅酯乙酸甲酯乙酸乙酯香气描述[9,16-17]蜜香酯香- - -苹果、香蕉、菠萝苹果、香蕉草莓,苹果、香蕉香蕉、梨香甜香、果香、花香苹果、梨桃、杏和柑橘果香、焦糖、甜香蜡香,果香,奶油菠萝香、甜香-香蕉、苹果、菠萝玫瑰香、威士忌香玫瑰花香、果香酒香、花香、果香-果香、蜜香酯香椰香、酯香、果香果香,白兰地酒香肉桂香,草莓香奶油、椰子香甜香、朗姆酒玫瑰香奶油香,果香鸢尾油香、椰子香芳香气蜜香酯香、蜡香温和果香微弱蜡香、奶油香温和酯香花香、果香菠萝和朗姆酒香气梨、菠萝香花香、果香樱桃和香酯香气焦糖甜香、玫瑰香-果香相对含量/%草莓汁- -0.112 0.007 2.084 2.003-5.035 0.636-8.508-0.298-0.442-0.098- - - - - - - -1.420- - - - - - - - - - - - - - - - -0.548 1.070红果香酵母草莓酒- - - - - -0.068 0.272 2.737 0.204 0.449 0.369 0.061 0.080 19.924- -0.843 0.139 0.037 0.768 0.155 8.913 9.581 0.028 7.287 0.012 2.512 0.127 0.069 0.454 0.074 0.053 0.033 0.716 1.001-0.059 0.138 0.304 1.887 0.056- - -X16 酵母草莓酒0.049- - - - -0.068 0.200 3.525 0.220 1.010 0.539 0.127 0.104 25.892 0.655 0.002 0.771 0.178 0.094 0.321 0.043 4.206 14.662 0.064 3.371 0.041 3.495 0.127 0.025 0.310 0.031 0.037 0.026 1.022 1.062 0.068 0.377 0.172 0.186 8.758-0.056- -X5 酵母草莓酒-0.061- - - -0.022 0.225 1.749 0.160 0.232 0.182 0.064-17.732- -0.825 0.197-1.328 0.342 5.313 5.321 0.030 8.552-1.677-0.072 0.331 0.037 0.051 0.016 0.728 1.076 0.021 0.204 0.117 0.387 1.606 0.065- - -阈值/(µg/L)- - - - - -1 600 20 30-1 500-220-26- -250 1 300 6 - -100 39 125 50-83- -2 000- - -100 1 000 870-10- - - 5 -7 500
续表3 草莓汁及草莓酒香气成分组成及含量
Continue table 3 Compositions and content of aroma components of strawberry juice and strawberry wine
注:-表示该物质未检出。
编号B41 B42 B43 B44 B45 B46 B47 B48 B49 B50 B51 B52 B53 B54 B55 B56 B57 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 D1 D2 D3 D4 D5 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16 F1 F2保留指数935 873 935 899 873 935 935 917 862 899 899 889 899 935 899 935 899 889 917 821 889 889 873 935 862 899 992 899 862 889 899 917 935 908 867 862 867 867 873 821 821 889 970 867 862 867 873香气物质乙酸异丙酯2-甲基丁酸甲酯异戊酸甲酯丁酸异丙酯2-甲基丁酸乙酯异戊酸乙酯乙酸丁酯戊酸乙酯丙酸丁酯己酸甲酯丁酸叔戊酯正己酸乙酯丁酸异戊酯乙酸叶醇酯丁酸反-2-己烯基酯乙二醇二丁酸酯己酸己酯正己酸辛酸9-癸烯酸正癸酸月桂酸2-甲基丁酸异丁酸苯乙烯反式-β-金合欢烯(-)-柠檬烯芳樟醇α-松油醇仲辛酮癸醛香叶基丙酮乙缩醛壬醛2-十一酮丙酮2-戊酮3-甲基-2-戊酮2-庚酮6-甲基-5-庚烯-2-酮5-己基二氢-2(3H)-呋喃酮正己醛(Z)-2-庚烯醛3-糠醛苯甲醛2-甲氧基-4-乙烯基苯酚2,4-二叔丁基苯酚香气描述[9,16-17]香蕉- - -甜果香、草莓香香蕉味、甜果香-苹果、水果香-乙醚的化学香气-青苹果、茴香味香蕉香、梨香- - - -青草味、奶酪味酯香、白兰地果香、乳香愉快的酯香味月桂油香果香、酯香酸腐味、奶酪味甜香、花香木香、铃兰花香柠檬香木香、紫丁香,玫瑰木香、紫丁香、花香泥土、草本香酯香,柑橘香韵玫瑰香、叶香黄油、奶香橙子及玫瑰香柑橘、油脂香- - -令人愉快气味- -青草香- -苦杏仁、植物香丁香,康乃馨,木香果香味相对含量/%草莓汁0.020 0.072 0.142 0.263 0.287 0.309 0.120 0.050 0.030 7.990 0.037 13.938 0.227 0.418 0.661 0.369 0.128 31.174 4.322- - - -0.199 0.059- -8.490 0.181-0.065- - - -0.929 0.268 0.048 1.981 0.250 0.015 0.341 0.072 0.220 0.193-0.902红果香酵母草莓酒- - - - - - - - - - - - - - - - -0.069 0.523 0.300 0.216- - -7.211 0.210-2.608 0.156 0.041 0.017 0.007 0.039 0.012- - - - - - - - - - -0.178-X16 酵母草莓酒- - - - - - - - - - - - - - - - -0.104 0.498 0.101 0.001 0.122- -3.982 0.001-1.832 0.100-0.046-0.146 0.038- - - - - - - - - - - - -X5 酵母草莓酒- - - - - - - - - - - - - - - - -0.143 0.604 0.186 0.162-0.030-6.668 0.202 0.150 3.373 0.251-0.053- -0.040 0.074- - - - - - - - - -0.200-阈值/(µg/L)30- - -0.2 3-2 6-7 5-1 4 - - - - -6 700 1 354-1 000 1 000 30 2 300 3 100-34 25 330-10 60-15- - - - 9 5 -14 100 1-200
由表3 可知,3 种草莓酒及草莓汁共检测出110 种香气物质,其中酯类成分最多,为57 种;醇类物质为23 种,酸类物质7 种,烯萜类5 种;醛酮类物质及酚类物质分别检出16、2 种。
2.2.1 不同酵母发酵草莓酒及草莓汁醇类物质比较
通常情况下,醇产生于糖的分解代谢、氨基酸的脱氨基和α-酮酸的脱羧[19]。由表3 可知,3 种酵母发酵草莓酒及草莓汁共检测23 种醇类物质,占比含量为21.19%~39.20%。其中X5 酵母醇类种类最多,含量较高。其次为X16、红果香酵母。正乙醇来源于草莓果实,为3 种草莓酒共有,赋予酒淡淡青草味。异戊醇是3 种草莓酒中含量最高的醇类物质,赋予草莓酒酒香或果香。其次为2-甲基丁醇、苯乙醇及反式-橙花叔醇。苯乙醇香味独特,具有柔和持久的玫瑰香、紫罗兰香、茉莉花香等多样风味,其会对果酒香气的形成产生积极作用,这与叶文斌等[20]研究结果一致。2-甲基丁醇、反式-橙花叔醇带给草莓酒白兰地香、玫瑰花香、甜花香及木香。月桂醇是X16 酵母独有的醇类物质,赋予草莓酒蜂蜜味。
2.2.2 不同酵母发酵草莓酒及草莓汁酯类物质比较
酯是酵母酒精发酵的主要次生代谢物之一,赋予酒甜味和果味[16]。酯类物质为草莓酒最主要的香气成分,含量最高,种类最丰富。3 种草莓酒及草莓汁共检测出57 种酯类成分,3 种酵母发酵草莓酒共有成分为28 种。乙酸香茅酯为X16 酵母发酵草莓酒独有,呈强烈玫瑰香气。X16 酵母发酵酒酯类物质相对含量(71.85%)最高,其次为红果香酵母发酵草莓酒(59.41%),X5 酵母发酵草莓酒最低(48.67%),且种类也最丰富。酒中肉桂酸乙酯来源于草莓果实,具有肉桂香、草莓香。3 种草莓酒酯类成分中含量最高的物质是辛酸乙酯,主要赋予酒菠萝香及甜香,这与傅青等[7]的研究结果一致。丁酸乙酯、乙酸异戊酯、乙酸己酯、辛酸甲酯及辛酸乙酯等酯类成分在草莓酒中含量较高,是草莓酒的主要呈香物质,其主要赋予酒香蕉、苹果、菠萝等果香,玫瑰花香及奶油和焦糖甜香,使草莓酒具有典型性特征。
2.2.3 不同酵母发酵草莓酒及草莓汁酸类物质比较
在酵母发酵过程中酒中挥发性有机酸的形成在数量上是低的,但从风味的角度来看不可被忽略[21]。酸类物质能够提高酒香气的复杂性,在接近其阈值时对酒起到积极作用。若其含量过高(>20 mg/L)时则会给葡萄酒带来不愉快的脂肪、奶酪香气等[22]。在本研究中共鉴定出7 种酸,3 种草莓酒样种中挥发酸总量为10.14~12.87 mg/L,均小于20 mg/L。3 种草莓酒中正己酸、辛酸主要来源于草莓果实,在果汁中均被检出,带给酒青草味、酯香、白兰地香气。
2.2.4 不同酵母发酵草莓酒及草莓汁烯萜类物质比较
萜烯已被证实是果酒中最重要的芳香化合物之一,因为这些挥发物具有相对较低的气味阈值。萜烯可以为葡萄酒提供果香,玫瑰,花香和甜味[23]。试验结果显示,3 种草莓酒中苯乙烯(60 047.26~79 152.54 mg/L)、芳 樟 醇(28 558.87~30 377.59 mg/L)及α-松 油 醇(1 558.81~2 263.71 mg/L)质量浓度均远大于其香气阈值,对草莓酒香气具有重要贡献。草莓酒中芳樟醇大多来自于草莓果实,该香气成分是草莓的特征香气物质,这与Yan 等[24]研究结果一致,主要带给酒紫丁香,玫瑰花香气。反式-β-金合欢烯赋予酒温和而细腻铃兰花香气味。
2.2.5 不同酵母发酵草莓酒及草莓汁醛酮类物质比较
研究表明,少量的醛和酮可以为葡萄酒提供特殊的芳香特性[25]。3 种酒及草莓汁中共检测到16 种醛酮类物质,大多醛酮类物质在草莓汁中检出,占比较大,这与张敬文等[26]的研究结果一致。草莓果酒中醛酮类物质含量少,原因可能为草莓在发酵过程中醛酮类物质与其他物质结合或转化为其他物质。3 种酒中共检测到7 种醛类物质,它们主要为草莓酒贡献了柑橘、脂肪及生青味等香气。
2.2.6 不同酵母发酵草莓酒及草莓汁酚类物质比较
3 种草莓酒中仅检测到1 种酚类物质,为2-甲氧基-4-乙烯基苯酚,又名4-乙烯基愈创木酚,呈强烈香辛料、丁香和发酵似香气,阈值较低,是重要的呈香物质[27],仅在红果香及X5 酵母发酵酒样中检出。
对草莓汁及3 种草莓酒进行主成分分析结果见图3。
图3 草莓汁及3 种草莓酒香气化合物 PCA 样品分布图和因子载荷图
Fig.3 PCA sample distribution and factor loading of aroma compounds of strawberry juice and three kinds of strawberry wines
由图3 可知,PC1 和PC2 的贡献率分别为66.3%和24.7%,累计贡献率大于85%,能够很好地反映样品的信息,表明PCA 结果有效。
由图3 可知,草莓汁及3 种草莓酒区分较好。样品越接近,说明样品性质越相似。红果香与X5 酵母均位于第四象限,香气特征较为相似。二者与异戊醇、反式-橙花叔醇、肉桂酸乙酯、(-)-柠檬烯、芳樟醇等香气物质靠近,给草莓酒带来酒香,苹果、草莓等果香,紫丁香、玫瑰花等花香以及少量木香。X16 酵母发酵草莓酒位于第一象限,香气物质最丰富。与乙酸己酯、乙酸苯乙酯、壬酸乙酯、癸酸甲酯、癸酸乙酯等香气物质接近,赋予草莓酒苹果、梨、香蕉果香以及玫瑰香、威士忌香等。整体来看,不同酵母发酵草莓酒与草莓汁样品的挥发性风味差异明显,PCA 可对不同样品的风味进行较可靠的区分。
草莓酒的风味由香气成分的质量浓度及感觉阈值共同决定。研究表明,当ROAV≥1 时,说明该组分为所分析样品的关键风味化合物,可被确定为样本的重要香气物质。当0.1≤ROAV<1 时,说明该组分对样品的总体风味具有重要的修饰作用[28]。辛酸乙酯在3 种酒香气成分中浓度较高,阈值较低,对酒整体香气品质贡献较大。定义3 种酒辛酸乙酯ROAVstan=100,计算其他香气物质的ROAV。
将样本主要香气物质ROAV 绘制聚类热图,见图4,颜色越深代表ROAV 越大,表明该物质对相应草莓酒样本贡献率越大。
图4 3 种草莓酒关键香气化合物ROAV 聚类热图
Fig.4 ROAV clustering heat map of key aroma compounds of three kinds of strawberry wines
由图4 可知,红果香酵母草莓酒中有11 种关键香气物质,X16 酵母草莓酒有14 种,X5 酵母草莓酒有12 种。3 种草莓酒共有关键香气物质11 种,分别为丁酸乙酯、乙酸异戊酯、辛酸乙酯、9-癸烯酸乙酯、癸酸乙酯、肉桂酸乙酯、月桂酸乙酯、丙酸乙酯、苯乙醇、反式-橙花叔醇及芳樟醇。以上酯类成分主要赋予草莓酒苹果香、菠萝香、梨香、草莓香等果香。苯乙醇、反式-橙花叔醇及芳樟醇主要赋予草莓酒玫瑰花、紫丁香等甜花香。对3 个样本进行聚类分析,红果香与X5 酵母发酵草莓酒被聚为一类,香气成分相似,结果与主成分分析结果一致。X16 酵母发酵草莓酒单独聚为一类,香气种类最丰富,含量最高,具有较高的香气品质。以此可得出X16 酵母发酵草莓果酒香气品质优于红果香及X5 酵母发酵草莓酒。
草莓汁及不同酵母发酵草莓酒感官二次判别分析(quadratic distriminant analysis,QDA)见图5。
图5 草莓汁及不同酵母发酵草莓酒感官QDA
Fig.5 Sensory QDA of strawberry juice and strawberry wine fermented by different yeasts
由图5 可知,不同酵母对草莓酒的感官品质影响较大。从颜色来看,草莓汁色泽诱人,呈鲜红色。X16酵母草莓酒呈宝石红色,澄清鲜亮,有光泽,与草莓汁颜色相近。相较而言,X5 与红果香酵母草莓酒颜色较为暗淡,呈橘红色,感官评分较低。从香气角度出发,主要包括果香、花香、醇香、发酵香及甜香,草莓汁果香浓郁,花香次之。X16 酵母草莓酒香气纯正,香味馥郁,稳定性强,无论在香气复杂性还是在香气浓度方面,均优于X5 及红果香酵母草莓酒。X16 与红果香酵母草莓酒果味较浓,与草莓汁更加相似。发酵产生的酯类物质与烯萜类物质使3 种草莓酒中的花香均优于草莓汁。对于口感而言,草莓汁生青味较重,酸味明显。X16 酵母草莓酒酸味与草莓汁相似,但其甜味也更浓,酸甜适宜,协调平衡,结构感强。而X5 及红果香酵母草莓酒具有轻微涩感与酸感,口感略粗糙。
本试验通过对红果香、X16、X5 酵母发酵草莓酒及草莓汁进行对比分析,发现不同酵母对草莓酒的理化性质、香气成分及感官品质具有明显影响。试验结果表明,3 种草莓酒理化指标均符合GB/T 15037—2006《葡萄酒》要求,X16 酵母发酵草莓酒残糖低,酒精度高,发酵最彻底,所得草莓酒品质佳。3 种草莓酒与草莓汁共检测出110 种香气物质,3 种不同酵母(红果香、X16、X5)发酵草莓酒分别检测出61、63、60 种香气物质,草莓果汁为50 种。其香气总量分别为1 829.17、2 786.06、1 442.36、175.82 mg/L,发酵后的草莓酒相较草莓汁香气种类及含量均明显增加,3 种草莓酒香气品质具有明显差异。X16 酵母发酵草莓酒香气成分最为丰富,且含量最高。此外,通过聚类分析及主成分分析得到红果香与X5 酵母发酵草莓酒香气特征较为相似,特征香气物质主要包括异戊醇、反式-橙花叔醇及肉桂酸乙酯等。X16 酵母发酵草莓酒具有典型性香气特征,感官评价显示X16 发酵草莓酒果香、花香及醇香等香气浓郁,酸甜适宜,结构感强,感官评分较高。X5 及红果香酵母发酵草莓酒香气不够浓郁,有轻微涩感与酸感,口感略粗糙。以上结果表明X16 酵母发酵草莓酒无论在香气品质还是在感官评价方面,均优于红果香及X5 酵母发酵草莓酒,具有很好的应用前景。
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