柿子果酒发酵工艺优化及其香气成分的GC-MS分析_李丹青.pdf

西 北 农 业 学 报 2 0 2 3,3 2(3):4 2 0-4 2 8A c t aA g r i c u l t u r a eB o r e a l i-o c c i d e n t a l i sS i n i c ad o i:1 0.7 6 0 6/j.i s s n.1 0 0 4-1 3 8 9.2 0 2 3.0 3.0 1 0h t t p s:/d o i.o r g/1 0.7 6 0 6/j.i s s n.1 0 0 4-1 3 8 9.2 0 2 3.0 3.0 1 0柿子果酒发酵工艺优化及其香气成分的G C-M S分析收稿日期:2 0 2 1-1 1-2 9 修回日期:2 0 2 2-0 4-0 8基金项目:陕西省重点研发计划(2 0 1 9 NY-1 2 7);国家级大学生创新创业训练计划(2 0 1 8 1 1 3 9 6 0 0 3)。第一作者:李丹青,男,高级实验师,研究方向为食品和生物资源的发酵利用。E-m a i l:5 9 7 3 2 8 1 9 5q q.c o m通信作者:胡新中,男,教授,博士生导师,研究方向为谷物科学与营养。E-m a i l:h x i n z h o n g s n n u.e d u.c n李丹青1,马恺阳2,胡新中2,成超超1(1.商洛学院,陕西商洛 7 2 6 0 0 0;2.陕西师范大学 食品工程与营养科学学院,西安 7 1 0 1 1 9)摘 要 对柿子酒发酵工艺进行优化,并检测其香气成分,为柿子在果酒开发利用方面提供参考。以感官评分为指标,通过单因素和正交试验,对柿子果酒发酵工艺中蔗糖添加量、酵母添加量,以及发酵时间和发酵温度4个主要因素进行优化,确定最佳发酵工艺参数;在柿子酒陈酿过程中,通入空气,氧化絮凝鞣质等易褐变成分,防止后期产品氧化变色;利用气相色谱质谱分析,检测成品柿子果酒的香气成分,确定其组成类别及相对含量。结果表明柿子果酒发酵工艺的最佳参数组合为:蔗糖添加量为2 0%,酵母添加量为1.2g/k g,发酵时间为1 6d,发酵温度为2 9;成品柿子果酒呈橙黄色,澄清透明;共鉴定出5 8种香气成分,其含量占柿子果酒总香气成分的7 2.3 8%。包括醇类化合物2 1种,占5 1.8 2%;酯类化合物1 5种,占1 4.1 1%;酸类化合物8种,占2.9 6%;其他化合物1 4种,占3.4 9%;蔗糖添加量的不同,对于柿子果酒品质影响最大,其次是酵母添加量、发酵时间及发酵温度,工艺优化后,产品色泽稳定,质量优良;决定成品柿子果酒香气的主要成分是醇类和酯类化合物,它们与相对含量较少的酸类、酚类、醛酮类以及烷烃类共同形成柿子果酒的复合香气成分。关键词 柿子果酒;工艺优化;香气成分;G C-M S 中国柿子品种很多,总产量每年超过1 7 0万t1。柿子含有丰富的营养成分,功能性成分含量也很高2-3,长期食用具有很好的食疗和保健功效。随着人们健康意识的增强,食用鲜柿及柿子加工产品的需求增加,柿子的深加工成为近几年食品研发的热点4-7。柿子含糖量高,用柿子酿酒是柿子精深加工的重要途径8-9,在柿子酒发酵工艺及成分的分析研究方面,文献报道较多,涉及酵母菌选择1 0、工艺优化1 1及酒的澄清1 2等诸多方面。由于柿子在储藏或运输过程中容易软化,作为食品原料,不能长期存放,加之鞣质含量高,柿子酒产品质量不够稳定,褐变问题没有从根本上得到解决,严重影响柿子在酿酒方面的开发利用。本研究通过对柿子脱涩处理1 3,确定柿子果酒发酵的最佳工艺参数,通过通气陈酿技术,对鞣质成分进行充分的氧化、絮凝沉淀,解决成品柿子酒的褐变问题,并对成品柿子酒通过气相色谱质谱分析1 4-1 5(G C-M S),鉴定出柿子果酒的香气成分。研究结论对柿子果酒的发酵研究,具有一定的借鉴意义。1 材料与方法1.1 材料与仪器1.1.1 材 料 新鲜尖柿果(购于商洛市场)、白砂糖(食品级)、果胶酶(麦克林3 00 0 0u/g)、柠檬酸(食品级)、安琪葡萄酒酵母。1.1.2 主要仪器 Q P 2 0 2 0型气相色谱质谱联用仪(成都岛津仪器设备有限公司);HH S型生化培养箱(上海博讯实业有限公司);WY T-4型手持糖度计(上海精密仪器仪表有限公司);E S P A硅藻土过滤器(西安创恒环境科技有限公司)。1.2 方 法1.2.1 工艺流程 柿子清洗脱涩除柄破碎加果胶酶酶解成分调整发酵粗滤通气陈酿精滤、灭菌成品1.2.2 操作要点 选成熟新鲜尖柿子,置于0.0 5%高锰酸钾溶液中浸泡消毒5m i n,然后用清水冲洗、沥干水分后浸泡在1g/k g乙烯利溶液中5m i n取出,于室温下放置5d,柿果即可脱涩并软化1 6;脱涩后的柿果,除去果柄,加入柿果质量2 0%的纯水,破碎打浆后,加入柿果浆汁质量0.0 5%的果胶酶充分搅拌均匀,保温4 0 处理1.5h;用适量柠檬酸调整柿子果浆p H约4.0,添加蔗糖调整初始含糖量;将柿子果浆装入8L发酵罐中,加入安琪葡萄酒果酒酵母在恒温下密封发酵约1 5d;发酵结束后,用两层纱布低温过滤,滤液在1 5以下静置贮存约4 5d完成陈酿;期间,每1 0d通气1次,每次1 0m i n,使鞣质充分氧化、絮凝沉淀;陈酿结束后,硅藻土过滤器过滤,1 2 0灭菌3 0m i n,冷却、无菌灌装即为成品。1.2.3 柿子果酒发酵单因素试验 取柿子果浆50 0 0g4份,分别设置蔗糖添加量为5%、1 0%、1 5%、2 0%、2 5%,安琪葡萄酒酵母添加量为0.3g/k g、0.6g/k g、0.9g/k g、1.2g/k g、1.5g/k g,发酵温度为2 0、2 3、2 6、2 9、3 2,发酵时间为8d、1 0d、1 2d、1 4d、1 6d5个水平,按“1.2.2”的操作要点,进行2 0组试验,对成品进行感官评定,确定柿子果酒发酵适宜的单因素水平。1.2.4 柿子果酒发酵正交试验 通过单因素试验,对蔗糖添加量、酵母添加量、发酵温度、发酵时间进行4因素3水平正交试验,确定柿子果酒发酵的最佳工艺参数。1.2.5 柿子果酒感官评价 选取5名具有果酒品鉴经验的食品专业教师和1 0名学生组成品评小组,分别从外观、香气、滋味及典型性方面进行感官评分1 7-1 9,感官评定标准如表1所示。表1 感官评定标准T a b l e1 S e n s o r ye v a l u a t i o ns t a n d a r d项目I t e m评分S c o r i n g评分标准S c o r i n gs t a n d a r d外观(2 0分)A p p e a r a n c e(2 0p o i n t s)2 01 51 4870色泽金黄,澄澈透明,无悬浮物 G o l d e ny e l l o wc o l o r,c l e a ra n dt r a n s p a r e n t,n os u s p e n d e dm a t t e r色泽偏褐,略微浑浊,无悬浮物 B r o w n i s h i nc o l o r,s l i g h t l yt u r b i d,n os u s p e n d e dm a t t e r色泽棕褐,浑浊,有明显悬浮物 B r o w n i s h-b r o w nc o l o r,t u r b i d,w i t ho b v i o u ss u s p e n d e dm a t t e r香气(3 0分)A r o m a(3 0p o i n t s)3 02 12 01 11 00有纯正、优雅、愉悦、和谐的果香与酒香 P u r e,e l e g a n t,p l e a s a n t a n dh a r m o n i o u s f r u i t a n dw i n e a r o m a s香气不正,微有异香 I n a p p r o p r i a t ea r o m a,w i t has l i g h t s c e n t刺鼻难闻,有刺激性气味 P u n g e n ta n du n p l e a s a n tw i t h i r r i t a t i n go d o r滋味(3 0分)T a s t e(3 0p o i n t s)3 02 12 01 11 00酒体丰满、醇厚协调、回味悠长、舒服爽口F u l l-b o d i e d,m e l l o wa n dh a r m o n i o u s,w i t ha l o n ga n dp l e a s a n ta f t e r t a s t e稍有怪味,微带涩 S l i g h t l yw e i r da n da s t r i n g e n t有焦糊味,霉味及其他杂味 B u r n t a n dm u s t ys m e l l,a n do t h e rm i s c e l l a n e o u s典型性(2 0分)T y p i c a l i t y(2 0p o i n t s)2 01 51 4870典型完美、风格独特、优雅无缺 T y p i c a l p e r f e c t i o n,u n i q u es t y l e,e l e g a n c e典型性不明显 N o to b v i o u s t y p i c a l i t y无典型性 N ot y p i c a l i t y1.2.6 柿子果酒香气成分的G C-M S分析 采用岛津Q P2 0 2 0气相色谱质谱联用仪,参照刘晓艳等2 0、凌育赵等2 1的方法进行检测,利用随机N I S T(N a t i o n a l I n s t i t u t eo fS t a n d a r d sa n dT e c h-n o l o g y)谱库进行各成分谱库检索,分析各成分的相对含量。2 结果与分析2.1 单因素试验2.1.1 蔗糖添加量对柿子果酒感官品质的影响 如图1所示,柿子果酒的酒精度主要是由糖类经过酵母菌发酵而生成,蔗糖添加量影响柿子果酒的酒精度,从而影响其感官品质。随着蔗糖添加量的增加,感官评分先增加后减小,当蔗糖添加图1 不同蔗糖添加量下柿子果酒的感官评分F i g.1 S e n s o r yq u a l i t yo fp e r s i mm o nf r u i tw i n eu n d e r s u c r o s ea d d i t i o nr a t i o1243期李丹青等:柿子果酒发酵工艺优化及其香气成分的G C-M S分析量为2 0%时,柿子果酒综合感官评分最高。蔗糖添加量高于2 0%时,酵母菌生长繁殖受到抑制,成品果酒酒度偏低,风味不良。2.1.2 酵母添加量对柿子果酒感官品质的影响 如图2所示,酵母添加量为0.6g/k g时,柿子果酒的感官评分最高。酵母添加量增加会使发酵时间缩短,发酵温度容易偏高,不易控制,导致产酸量增大,影响果酒的滋味;如果酵母添加量小,杂菌容易滋生繁殖,使发酵产生不良气味,果香也不够浓郁,最终影响果酒的感官评分。图2 不同酵母添加量下柿子果酒的感官评分F i g.2 S e n s o r yq u a l i t yo fp e r s i mm o nf r u i tw i n eu n d e rd i f f e r e n t y e a s t a d d i t i o nr a t i o2.1.3 发酵温度对柿子果酒感官品质的影响 如图3所示,当发酵温度在2 6时,柿子果酒呈柿黄色,口感柔顺,感官评分最高。在2 3以下时,低温会抑制酿酒酵母的生长繁殖,发酵时间延长,杂菌容易滋生,影响产品风味;高于2 6时,果酒颜色加深,典型性稍有降低,因此,发酵温度2 6较为合适。图3 不同发酵温度下柿子果酒的感官评分F i g.3 S e