青李薄荷酒发酵工艺优化及风味成分分析.pdf

基金项目：四川省自然科学基金项目（编号：）；烹饪科学四川省高等学校重点实验室资助项目（编号：）；四川旅游学院校级科研项目（编号：）作者简介：郭明遗（），男，四川旅游学院高级工程师，博士。：收稿日期：改回日期：犇 犗 犐：犼 狊 狆 犼 狓 文章编号 （）青李薄荷酒发酵工艺优化及风味成分分析 郭明遗，犌 犝 犗 犕 犻 狀 犵 狔 犻，邓艳犇 犈犖犌犢 犪 狀杜前红犇犝犙 犻 犪 狀 犺 狅 狀 犵吴华昌犠犝 犎 狌 犪 犮 犺 犪 狀 犵（四川旅游学院食品学院，四川 成都 ；四川旅游学院烹饪科学四川省高等学校重点实验室，四川 成都 ）（犆 狅 犾 犾 犲 犵 犲狅 犳犉 狅 狅 犱犛 犮 犻 犲 狀 犮 犲犪 狀 犱犜 犲 犮 犺 狀 狅 犾 狅 犵 狔，犛 犻 犮 犺 狌 犪 狀犜 狅 狌 狉 犻 狊 犿犝 狀 犻 狏 犲 狉 狊 犻 狋 狔，犆 犺 犲 狀 犵 犱 狌，犛 犻 犮 犺 狌 犪 狀 ，犆 犺 犻 狀 犪；犆 狌 犻 狊 犻 狀 犲犛 犮 犻 犲 狀 犮 犲犓 犲 狔犔 犪 犫 狅 狉 犪 狋 狅 狉 狔狅 犳犛 犻 犮 犺 狌 犪 狀犘 狉 狅 狏 犻 狀 犮 犲，犛 犻 犮 犺 狌 犪 狀犜 狅 狌 狉 犻 狊 犿犝 狀 犻 狏 犲 狉 狊 犻 狋 狔，犆 犺 犲 狀 犵 犱 狌，犛 犻 犮 犺 狌 犪 狀 ，犆 犺 犻 狀 犪）摘要：目的：丰富果酒品类，多样化感官层次，以青李和薄荷为主要原料发酵制作复合果酒。方法：通过单因素试验以及响应面试验分析薄荷添加量、初始糖度、初始 值、发酵温度对青李薄荷酒酒精度和品质的影响，优化发酵工艺，并对其感官、理化指标及挥发性成分进行分析。结果：青李薄荷酒的最佳发酵工艺条件为：薄荷添加量、初始糖度、初始 值、发酵温度，采用此工艺发酵得到的青李薄荷酒的酒精度为，感官评分为 分。残糖为，总酸为，干浸出物为。青李薄荷酒中共检测出 种主要香气成分，约占总香气成分的 ，其中主要呈香特征化合物为具有清凉香气和留兰香风味的（）二氢香芹酮。结论：采用此工艺生产的青李薄荷果酒符合果酒的标准要求。关键词：青李；薄荷；复合果酒；发酵工艺；风味成分犃 犫 狊 狋 狉 犪 犮 狋：犗 犫 犼 犲 犮 狋 犻 狏 犲：，犕 犲 狋 犺 狅 犱 狊：，犚 犲 狊 狌 犾 狋 狊：，（），犆 狅 狀 犮 犾 狌 狊 犻 狅 狀：犓 犲 狔 狑 狅 狉 犱 狊：；青李属于蔷薇科李属植物，世界各地均有种植，月成熟。新鲜的青李富含糖、微量蛋白质、胡萝卜素、钙、磷、铁、微 量 的 硫 胺 素、核 黄 素 等 成分。果实中还含有促进胃酸消化的分泌物质，能够促进肠胃蠕动，促进人体消化吸收，是一种具有营养保健功效的水果，具有适宜的糖酸比、独特的香气和生物活性成分，是酿造果酒的理想原料。薄荷又称夜息香、银丹草、鱼香菜，属于唇形科薄荷，多年生宿根性草本芳香植物，是一种具有传统的药食同源性植物。薄荷中含有挥 发 油、黄 酮、氨 基 酸 类、萜 类、醌 类 和 酚 类 等 物质，其中主要香气物质有薄荷脑、大茴香脑、香芹酮、薄荷酮，是缓解紧张性头痛 的标准治疗药物。薄荷中化学成分丰富，具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤、抗病毒等多 第 卷第期 总第 期 年月种药理作用，具有很高的药用价值 。随着果酒需求的逐年增加，开发具有较高功能活性的多品种、多混合新型复合型果酒势在必行。复合果酒保留了水果本身的风味和营养物质，并通过复合弥补或突出质量特征，酒精度较低，且多数果酒中含有能够抑制葡萄糖苷酶活性的绿原酸 等成分，能够降低餐后高血糖，适合大多数人们饮用。国内外已有相关研究关注李子酒的酿造研究开发，赵驰等 对李子果酒的理化指标及挥发性成分变化进行了探究；胡云峰等 研究了布朗李果酒的最佳发酵工艺，发现布朗李果酒酒精度较高为；曾顺德等 对青脆李果酒的发酵和澄清工艺进行研究，发现青脆李果酒发酵性能最佳时的果酒酵母为 。而对于以青李为主体发酵原料的复合果酒的研究开发，有待进一步深入。研究拟以单因素为基础，通过响应面 试 验 优 化 青 李薄 荷 果 酒的 发 酵 工 艺，并 利 用 对青李薄荷酒的风味成分进行分析鉴定，明确影响其香气的主要呈味物质，以期为青李薄荷酒的产业化开发利用提供理论依据。材料和方法材料与试剂犇异抗坏血酸、无水柠檬酸、焦亚硫酸钾：食品级，诸城华源生物科技有限公司；食品级果胶酶：万，山东隆科特酶制 剂 有 限公司；氢氧化钠、亚铁氰化钾、乙酸锌、葡萄糖、酒石酸钾钠、无水硫酸铜等：分析纯，成都金山化学试剂有限公司；青李、薄荷：市售。仪器与设备顶空固相萃取气相色谱质谱（）联用仪：型，珀金埃尔默股份有限公司；计：型，梅特勒托利多仪器（上海）有限公司；恒温破壁料理机：型，浙江苏泊尔股份有限公司；电热恒温水浴锅：型，北京市永光明医疗仪器有限公司；电子天平：型，赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；恒温培养箱：型，韶关市广智科技设备有限公司。青李薄荷酒制备工艺工艺流程青李清洗去核护色打浆混合薄荷原浆酶解灭酶过滤调配添加焦亚硫酸钾接种酵母发酵过滤澄清抑菌青李薄荷复合果酒操作要点（）选料、清洗：选用新鲜无腐烂变质、无虫害的青李和薄荷，清洗、沥干后备用。（）护色：用 的犇异抗坏血酸溶液分别对去核后的青李和薄荷浸润预处理 进行护色。（）打浆：青李按犿青李犿水加水榨汁，获得青李汁；薄 荷 按犿薄荷犿水加 水 榨 汁，获 得 薄荷汁。（）混合酶解：将制备的青李汁和薄荷汁按一定比例混合后得到青李薄荷发酵原汁，添加 的果胶酶于 的恒温水浴中酶解 。（）灭酶：酶解结束后，立即将青李薄荷汁 放 置 于 的恒温水浴中灭酶处理 。（）过滤：将灭酶后的青李薄荷汁冷却至室温，用纱布过滤，去除粗杂物。（）调配：取设计比例青李薄荷汁于三角瓶中，加入一定量焦亚硫酸钾抑制杂菌，然后添加设计量白砂糖调整初始糖度，并检测及添加无水柠檬酸或氢氧化钠调整 至试验所需酸度。（）接种发酵：接入设计量活化后的酿酒酵母菌悬液，将接种好的青李薄荷汁置于恒温培养箱中设定一定的温度条件进行发酵。（）澄清及抑菌：发酵完成后，过滤去掉果渣，获得澄清酒液，添加 的焦亚硫酸钾抑菌，静置陈酿，得到青李薄荷复合果酒成品。单因素及响应面试验以薄荷汁添加量 、焦亚硫酸钾添加量 、初始糖度 、初始 值、酿酒酵母接种量及发酵温度、发酵时间为基础发 酵 条 件，分 别 设 置 薄 荷 汁 添 加 量（，）、焦亚硫酸钾添加量（，）、初 始 糖 度（，）、初始 值（，）、酿酒酵母接种量（，）及发酵温度（，）、发酵时间（，），以感官评分和酒精度为指标，判断各单因素对青李薄荷酒的影响。通过单因素试验，根据响应面 设计，选择薄荷添加量、初始糖度、初始 值、发酵温度为自变量，青李薄荷酒的感官评分和酒精度为响应值，进行四因素三水平的响应面试验分析，确定青李薄荷酒最佳发酵工艺条件。理化指标检测及感官评价方法（）总糖、酒精度、干浸出物测定：分别采用直接滴定法、密度瓶法、密度瓶法。（）总酸：采用酸碱指示剂滴定法。（）感官评价标准：根据青李薄荷酒的特性，以青李开发应用 总第 期 年月薄荷酒的外观、香气、滋味、风格项基本指标为感官评分项目，选取 名受过专业感官训练的人员组成评定小组参照评分标准对青李薄荷酒进行感官评分，评分标准如表所示。表青李薄荷酒的感官评分标准 项目评分标准感官评分外观（分）青李薄荷酒清亮透明，有光泽 澄清，无悬浮物，光泽不明显 微浑浊，光泽较暗 香气（分）青李果香、薄荷清香，酒香浓郁明显，协调悦人 青李 果 香、薄 荷 清 香 较 淡，酒 香 较 淡，尚悦人 青李果香、薄荷清香不明显，酒香较淡或微弱，有异香 滋味（分）酒体丰满，醇厚，酸甜适口，清凉爽口，回味绵长 调和恰当，柔和爽口，纯正无杂，有淡淡薄荷味 酸，涩，平 淡，薄 荷 味 较 重，欠 浓 郁，有 杂异味 风格（分）典型完美，独具一格，优雅无缺 有典型性，不够优雅失去本品典型性青李薄荷酒风味成分的测定（）顶 空 固 相 萃 取：取 青 李 薄 荷 酒 样 品 于 顶空瓶中并用聚四氟乙烯隔垫密封，将固相微萃取器插入样品瓶中后推出萃取头于样品上方，萃取吸附条件为、。（）色谱（）条件：选用 色谱柱，进样口温度 ，不分流，载气为氦气，流速 ，程序升温：保持 ，再以 升至 保持 。（）质 谱（）条 件：电 离 方 式 为，电 离 电 压 ，离子源温度为 ，四级杆温度为 ，扫描范围为 （犿狕），溶剂延迟 。利用峰面积归一法计算香气成分的相对含量。数据分析通过 软件对数据进行处理；响应面试验运用 软件进行分析和设计。每组试验平行次，结果以平均值标准差表示。结果与分析单因素试验薄荷添加量对青李薄荷酒品质的影响由图可知，当薄荷添加量为 时，青李薄荷酒的感官评分同酒精度均呈上升趋势，在添加量为 时，酒精度和感官评分呈现最大值，此时青李薄荷酒的风味较好，酒香浓郁，协调悦人。当薄荷添加量为 时，青李薄荷酒色泽较暗且薄荷味较重，导致其感官评分逐渐下降。因此，综合考虑选择薄荷添加量，为后续响应面试验设计的个水平。图薄荷添加量对青李薄荷酒品质的影响 焦亚硫酸钾添加量对青李薄荷酒品质的影响由图可知，随着焦亚硫酸钾添加量的增加，青李薄荷酒的感官评分呈 先 升 后 降 的 趋 势，当 焦 亚 硫 酸 钾 添 加 量 为 时，青李薄荷酒的口感较好，色泽透亮，感官评分最高（为 分），酒精度为；当焦亚硫酸钾添加量 时，酿酒酵母对二氧化硫的耐受能力达到最大限度，过量的二氧化硫进入酿酒酵母体内导致其体内 值急剧降低，从而影响了酿酒酵母的正常生长图焦亚硫酸钾添加量对青李薄荷酒品质的影响 ，郭明遗等：青李薄荷酒发酵工艺优化及风味成分分析代谢，造成发酵酒精度低。综合考虑，选择焦亚硫酸钾添加量为 进行后续试验。初始糖度对青李薄荷酒品质的影响由图可知，当初始糖度为 时，青李薄荷酒的感官评分呈上升趋势。当初始糖度为 时，其感官评分最高为 分，酒精度为，此时酒体风味较好，该糖度有利于青李薄荷酒发酵。当初始糖度为 时，随着初始糖度增加，青李薄荷酒的感官评分降低。糖分是酵母发酵的主要动力来源，发酵过程中糖分会转化成乙醇、酯类等 物 质，初 始 糖 度 过 低 时，酿 酒 酵 母 发 酵 动 力 不足；初始糖度过高，酒质特征发生明显变化，从而影响其感官评分和酒精度。因此，综合考虑青李薄荷酒的感官评分和酒精度，选择初始糖度为，进行后续试验。初始 值对青李薄荷酒品质的影响由图可知，随初始 值的变化，青李薄荷酒的酒精度呈先升高后趋于平稳的趋势，而感官评分呈先升高后下降的趋势。当 值为时，青李薄荷酒的酒精度较低，感官评 分较低，说明初始 值较低抑制了酿酒酵母的生长，图初始糖度对青李薄荷酒品质的影响 图初始 值对青李薄荷酒品质的影响 不利于青李薄荷酒风味物质的形成。当 值为时，青李薄荷酒的酒精度和感官评分均达到最大值，分别为和 分，说明在此 值下发酵的青李薄荷酒香气适宜、柔和爽口。当 值为时，感官评分逐渐降低，此时的青李薄荷酒酒香微弱、口感欠浓郁，可能是由于此 值范围适宜而导致非酿酒杂菌生长，从而影响了青李薄荷酒品质的感官评分，故选择最适合青李薄荷酒发酵的初始 值为，进行后续响应面试验。酵母接种量对青李薄荷酒品质的影响由图可知，当酿酒酵母接种量为时，青李薄荷酒的感官评分和酒精度呈上升趋势。当酿酒酵母接种量为时，青李薄荷酒的感官评分与酒精度达到最高值，分别为 分、。当酿酒酵母接种量为时，感官评分逐渐降低，此时青李薄荷酒欠浓郁，而酒精度稳定不变，说明当酵母接种量达到一定限度后对酒精度的影响较小。酿酒酵母在发酵过程中会产生酒精及其他的香气成分，接种量较低时糖分不能被充分发酵；接种量过高时，由于总糖浓度一定而对酒精度影响小，但代谢菌体过多使得果酒产生不愉快的滋味，从而降低青李薄荷酒的感官评分。综合考虑，选择酿酒酵母接种量为。图酵母接种量对青李薄荷酒品质的影响 发酵温度对青李薄荷酒品质的影响由图可知，当发酵温度为 时，青李薄荷酒感官评分呈先升高后降低趋势。当发酵温度为 时，青李薄荷酒感官评分达到最高。当发酵温度为 时，酿酒酵母受低温影响生长受到抑制，导致青李薄荷酒发酵不充分，酒精度偏低进而影响了青李薄荷酒的感官评分；当发酵温度升高，酿酒酵母代谢加快，导致青李薄荷酒滋味不佳、感官评分降低。综合酒精度和感官评分结果，选择青李薄荷酒发酵温度为，进行后续试验。发酵时间对青李薄荷酒品质的影响由图可开发应用 总第 期 年月图发酵温度对青李薄荷酒品质的影响 图发酵时间对青李薄荷酒品质的影响 知，当发酵时间为时，青李薄荷酒的感官评分和酒精度均呈上升趋势。当发酵时间为时，青李薄荷酒感官评分和酒精度均达到最大值，分别为 分和，此时青李薄荷酒酒体醇厚，色泽透亮，有光泽。当发酵时间为时，青李薄荷酒的酒精度稳定，而感官评分下降，此时青李薄荷酒的异杂味逐渐凸显，可能是由于发酵时间过长，导致发酵过度影响了青李薄荷酒的风味。因此，综合考虑选择发酵时间为进行后续试验。青李薄荷酒发酵工艺优化响应面试验选择薄荷添加量、初始糖度、初始 值、发酵温度为自变量（见表），以感官评分、酒精度作为响应值，进行响应面优化试验，响应面试验设计与结果如表所示。用 软件，分别以青李薄荷酒的感官评分、酒精度为响应值对表试验结果进行二次多元回归拟合分析，得到相应的二次多元回归方程：犢 犃 犅 犆 犇 犃 犅 犃 犆 犃犇 犅 犆 犅 犇 犆 犇 犃 犅 犆 犇，（）表青李薄荷酒发酵工艺响应面试验因素与水平设计 水平薄荷添加量初始糖度初始 值发酵温度 表青李薄荷酒响应面试验设计及结果 试验号犢感官评分犢酒精度 犢 犃 犅 犆 犇 犃 犅 犃 犆 犃犇 犅 犆 犅 犇 犆 犇 犃 犅 犆 犇。（），郭明遗等：青李薄荷酒发酵工艺优化及风味成分分析对青李薄荷酒发酵工艺的响应面试验数据进行方差分析，结 果 如 表所 示。根 据 方 差 分 析，模 型犘犢 、犘犢 （犘），说明模型极显著；且失拟项犘犢 、犘犢 （犘）不显著，表明未知因素对青李薄荷酒发酵工艺的响应面试验结果干扰较小，可以通过模型确定以感官评分与酒精度为响应值时青李薄荷酒发酵的最佳工艺条件。青李薄荷酒犚犢 、犚 ，犢 ，犚犢 、犚 ，犢 ，表明感官评分和酒精度的试验值与预测值之间有较好的拟合度，感 官 评 分 与 酒精 度 的 变 异 系 数（）分 别 为，均小于，青李薄荷酒发酵工艺的试验模型重现性较好。表酒精度和感官评分的响应面试验结果方差分析 方差来源平方和犢犢自由度均方犢犢犉值犢犢犘值犢犢模型 残差 失拟项 纯误差 总离差 表示对结果影响显著（犘）；表示对结果影响极显著（犘）。由感官评分方差分析结果可以得出，一次项、，交互项、，二次项、对青李薄荷酒感官评分的影响极显著（犘）；一次项，交互项 对青李薄荷酒感官评分的影响显著（犘）。图（）图（）中薄荷添加量与初始糖度、初始 值与薄荷添加量、初 始 值 与 发 酵 温 度 的 交 互 作 用 极 显 著。图（）中等高线近似椭圆形，说明初始糖度与发酵温度的交互作用对青李薄荷酒感官评分的影响显著。结合方差分析结果，一次项、，二次项、对青李薄荷酒酒精度的影响极显著（犘）；交互项、对青李薄荷酒酒精度的影响显著（犘）；其他项则对青李薄荷酒酒精度的影响不显著（犘）。如图所示，薄荷添加量与发酵温度、初始糖度与初始 值、初始 值与发酵温度两两相互作用对青李薄荷酒酒精度的影响显著，等高线皆呈椭圆形。最佳工艺的验证实验通过 软件对回归模型方程求解得出最佳 工 艺 条 件 为：薄 荷 添 加 量 、初 始 糖 度 、初始 值，发酵温度 ，在此条件下感官 评 分 的 理 论 值 为 分，酒 精 度 的 理 论 值 为 。为便于实际操作，调整工艺参数为薄荷添加量、初始糖度、初始 值、发酵温度 ，进行次平行重复验证实验，得到青李薄荷酒的感官评分为 分，酒精度为，与理论值相差不大，证明该结果合理可靠。青李薄荷酒质量指标结果理化指标在最佳发酵工艺条件下得到的青李薄荷酒理化 指 标 的 检 测 结 果见 表。符 合 果酒通用技术要求 和 绿色食品果酒 标准要求。开发应用 总第 期 年月图因素交互作用对青李薄荷酒感官评分影响 图因素交互作用对青李薄荷酒酒精度影响 表青李薄荷酒理化指标 检测指标单位检测结果标准要求 酒精度 总糖（以葡萄糖计）总酸（以酒石酸计）干浸出物 青李薄荷酒风味成分分析按最佳发酵工艺发酵出的青李薄荷酒的香气成分经过 分析，测定结果见表。由表可知，青李薄荷酒中的香气成分经过 分析鉴定，保留相似度 的香气成分，共检出青李薄荷酒中 种主体香气物质，约占总香气成分的 ，其中包括酯类物质种（）、醇类物质种（）、醛类种（）、酮类种（）、萜烯类种（）、烃 类种（）、其 他 类种（）。青李薄荷酒中香气成分含 量 较 高 的 分 别是（）二氢香芹酮、乙酸异戊酯、二氢香芹醇、桉叶油醇、己酸乙酯，对青李薄荷酒主体香气成分进行分析发现酮类物质（）二氢香芹酮具有清凉香气和留兰香风味；醇类物质二氢香芹醇兼具留兰香香气和胡椒香味，异戊醇具有苹果白兰地香气和辛辣味，苯乙醇具有玫瑰香味，龙脑具有樟脑和松木香气，其中（）二氢香芹酮和二氢香芹醇是青李薄荷酒中重要的呈香物质。酯类物质中乙酸 ，郭明遗等：青李薄荷酒发酵工艺优化及风味成分分析表青李薄荷酒 主体香气成分鉴定结果 种类保留时间 香气物质名称分子式相对含量总计酯类 乙酸乙酯 乙酸异戊酯 甲酸戊酯 己酸乙酯 乙酸己酯 乙酸苯乙酯 醇类 异戊醇 苯乙醇 二氢香芹醇 龙脑 醛类 正壬醛 酮类 （）二氢香芹酮 萜烯类 桉叶油醇 烃类 （）对 薄 荷，二 烯（，）异丙烯基 甲基环己烯 其他类 乙酯、甲酸戊酯、己酸乙酯、乙酸己酯等具有令人愉快的水果香气和酸甜味道，乙酸异戊酯具有香蕉气味，乙酸苯乙酯具有甜蜜的玫瑰香气、桃香香气，其中乙酸异戊酯、己酸乙酯是青李薄荷酒中主要呈香物质。醛类物质正壬醛具有玫瑰和柑橘的香气；萜烯类物质桉叶油醇具有桉叶油和薰衣草油的韵味，均在青李薄荷酒中起到部分的呈香作用。此外，青李薄荷酒中的苯乙醇、乙酸己酯、龙脑、乙酸乙酯、甲酸戊酯等物质相对含量较低，但对青李薄荷酒中的香气成分起一定的补充作用。复合果酒因原材料、发酵时间、发酵工艺等不同呈现出复杂而迷人的香气，开发与丰富果酒品类，多样化感官层次是复合果酒深入挖掘的重点领域。结论通过响应面法确定了青李薄荷酒的最佳发酵工艺条件：薄荷添加量、初始糖度、初始 值、发酵温度。该条件下制备的青李薄荷酒的感官评分为 分，酒精度为，酒体中包含 种主体香气成分，最主要的香气成分为（）二氢香芹酮。青李薄荷混合发酵果酒风味良好，清凉爽口，醇厚柔顺，香气纯正浓郁、典型香气特征突出，具有一定的大规模工业化应用开发价值。后续将深入研究产品长期贮藏品质的稳定性及营养风味的变化。参考文献?邢玉青?石飞?王君?复合澄清剂对李子酒澄清效果的研究?中国酿造?（?）?（?）?（?）?（?）?李亚兰?童凯?雷雨?等?李子发酵果酒生产工艺研究综述?中国酿造?（?）?（?）?（?）?赵治兵?刘永玲?李莹?等?二氧化氯浓度对翠红李贮藏品质的影响?食品与机械?（?）?（?）?蒋梦宇?费泓浩?于欣蕊?等?薄荷活性成分及其提取技术的研究进展?化工技术与开发?（?）?（?）?开发应用 总第 期 年月?（?）?（?）?陆智?气相色谱质谱指纹图谱结合聚类分析在薄荷香精风味品质稳定性分析中的应用?现代食品科技?（?）?（?）?（?）?（?）?（?）?陈晓思?梁洁?林婧?等?薄荷的化学成分、药理作用和质量标志物预测研究概况?中华中医药学刊?（?）?（?）?（?）?（?）?赵驰?朱永清?董玲?等?李子果酒主发酵过程中理化指标及挥发性成分变化分析?中国酿造?（?）?（?）?胡云峰?庞权?阎瑞香?等?布朗李果酒发酵工艺研究?包装工程?（?）?（?）?曾顺德?商桑?高伦江?等?青脆李果酒发酵及澄清工艺研究?食品研究与开发?（?）?（?）?中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局?中国国家标准化管理委员 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