近年来,中国葡萄酒产业快速发展已成为全球第五大葡萄酒生产国[1]。然而,尽管葡萄酒酿造工艺已较为成熟,但行业仍存在着同质化严重、风味缺乏个性化、易氧化褐变和香气损失等突出问题[2]。针对这一问题,目前的研究逐渐聚焦于生产链环节的调控,以期提升葡萄酒的整体品质[3]。其中,外源功能性物质的添加因效果显著、经济可行且操作简便等优势,被视为葡萄酒品质改良研究的重要途径。
富含谷胱甘肽酵母衍生物(glutathione-enriched inactive dry yeast,g-IDY)是一种通过在酵母扩培后期添加L-半胱氨酸、L-谷氨酸和甘氨酸等前体氨基酸,并经特殊发酵工艺培养后干燥制得的高还原型谷胱甘肽(glutathione,GSH)含量酵母制剂。与传统的酵母制剂相比,g-IDY不仅能够为酵母生长提供营养,加速酒精发酵,还可增强抗氧化作用、改善颜色和香气特征并促进苹果酸-乳酸发酵[4]。前人研究g-IDY在发酵中释放的GSH可以与氧化的酚类化合物反应,形成无色化合物对猕猴桃酒颜色、酚类化合物及抗氧化活性品质有显著的改善作用[5];COMUZZO等[6]发现g-IDY通过其包含的GSH、富含抗氧化氨基酸的肽类以及细胞壁蛋白等多种活性组分协同有效清除自由基从而减少葡萄酒褐化。此外,酵母衍生物除通过释放游离氨基酸和多肽为乳酸菌生长提供关键营养外,其中脂类、维生素和核苷酸等成分也被证实对苹果酸-乳酸发酵进程具有积极的促进作用[7]。当前关于g-IDY的研究多聚焦于单菌发酵体系,而近年来混菌发酵(酿酒酵母与非酿酒酵母协同发酵)因其能够增加香气复杂度和丰富风味结构,已成为葡萄酒酿造领域的重要发展方向。目前关于g-IDY在多菌共发酵体系下的微生态效应已有初步报道。例如,g-IDY中Metschnikowia pulcherrima 凭借其特有的酯酶和醇乙酰转移酶活性,在混菌发酵过程中促进了乙酸酯和乙基酯等风味的形成[8]。XIE等[9]通过建立g-IDY添加的混菌发酵动力学模型发现,g-IDY的存在可显著改变酿酒高活性干酵母(Saccharomyces cerevisiae)与洒酒球菌(Oenococcus oeni)的代谢速率常数,表明其在多微生物体系中具有复杂的调控效应从而增添葡萄酒的香气丰富度。然而,g-IDY在混菌发酵体系中的作用机制及品质调控效应尚缺乏系统研究,限制了其在葡萄酒生产中的应用推广。
基于此,本研究以赤霞珠葡萄为原料,在混菌发酵体系下于酒精发酵前添加不同质量浓度的g-IDY,系统考察其对赤霞珠葡萄酒的基础理化性质、抗氧化能力、生物活性物质、有机酸含量、挥发性风味物质及感官品质的影响。旨在为提升葡萄酒差异化品质、突破同质化瓶颈提供理论依据与技术支撑。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
赤霞珠葡萄,采摘于2024年9月中国怀来双龙酒庄,葡萄基本理化:还原糖(238.0±1.8) g/L,总酸(以酒石酸计)(5.30±0.12) g/L,pH值为3.42±0.03。酿酒高活性干酵母,安琪酵母股份有限公司;德尔布有孢圆酵母(Torulaspora delbrueckii) CICC 33458、酒酒球菌CICC 6057,中国工业微生物菌种保藏中心;3,5-二硝基水杨酸、g-IDY、果胶酶(500 U/mg)(均为分析纯)、单体酚标准品、有机酸标准品(均为色谱纯),上海源叶生物科技有限公司。
1.2 仪器与设备
UitraScan VIS台式色差仪,HunterLab(美国)有限公司;LC-2030C高效液相色谱仪,岛津企业管理(中国有限公司);7890B气相色谱仪,安捷伦科技有限公司;SuperNose14电子鼻测定仪,上海芬瑞国际贸易有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 葡萄酒的酿造
选择表皮完整、无病虫害的赤霞珠葡萄进行挤压破碎,将葡萄转移至25 L的不锈钢罐中,添加偏重亚硫酸钾(以SO2计50 mg/L)和30 mg/L的果胶酶后分别添加0、20、40、60、100 mg/L的g-IDY(分别命名为TS0、TS20、TS40、TS60、TS100),然后在4 ℃低温浸渍24 h后过滤,将活化后的德尔布有孢圆酵母以1×106 CFU/mL接种于经过8层纱布过滤的葡萄汁,将发酵罐温度控制在22 ℃左右,在发酵24 h后接种1×106 CFU/mL的酿酒酵母,在发酵48 h后接种5%的酒酒球菌,在22 ℃生化培养箱静置发酵,在酒精发酵完成后添加偏重亚硫酸钾(以SO2计50 mg/L)结束发酵,陈酿3个月后取样分析。
1.3.2 基础理化指标的测定
可溶性固形物、酒精度、还原糖和总酸根据国家标准GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》测定;GSH的测定参照郭黎平等[10]的方法略有改动。色泽的测定参考马懿等[11]的方法;总多酚和总花色苷含量的测定参考常国立等[12]的方法;总黄酮含量采用硝酸铝显色法进行测定[13]。
1.3.3 抗氧化能力的测定
参考秦旭晨等[14]方法测定酒样中DPPH自由基和ABTS阳离子自由基清除能力。
1.3.4 酚类物质含量的测定
使用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)测定酚类物质并参考WEBBER等[15]的方法略作修改。色谱柱为Agilent ZORBAX SB-Aq(4.6 mm×250 mm,5 μm),进样量20 μL,流速1 mL/min,柱温30 ℃,检测波长为280 nm或320 nm,流动相为2%(质量分数)乙酸(A相)和100%(质量分数)甲醇(B相)。洗脱梯度为:0.0～10.0 min,5～30% B;10.0～35.0 min,30%～50% B;35.0～40.0 min,50%～60% B;40.0～45.0 min,60～70% B;45.0～50.0 min,70%～5% B;50.0～55.0 min,5% B。
1.3.5 有机酸的测定
采用高效液相色谱法进行测定有机酸,液相色谱条件参照JIANG等[16]的方法稍作修改,色谱柱采用安捷伦ZORBAX SB-Aq(4.6 mm×250 mm,5 μm);采用等度洗脱,流动相的A相为甲醇,B相为0.02 mol/L的磷酸二氢钾(pH=2.54),V(A)∶>V(B)=5∶>95;C相超纯水。控制流速为0.4 mL/min;样品进样量20 μL;柱温为30 ℃;检测器为紫外检测器;检测波长为210 nm。
1.3.6 挥发性物质测定
参考刁体伟等[17]的方法并略有改动。取8 mL待测的葡萄酒于15 mL顶空瓶中,称取2 g NaCl加入,取0.45 mg/mL的仲辛醇20 μL,将酒样置于恒温磁力搅拌器上水浴10 min后,使用50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取针顶空萃取45 min。
定性与定量:采用质谱法和保留指数法对挥发性香气成分进行分析。在NIST/Wiley数据库中匹配,匹配度>80%被鉴定为目标挥发性物质。各个组分的质量浓度以内标物(仲辛醇)的峰面积和葡萄酒中各组分的峰面积比值计算。
1.3.7 电子鼻测定
取20 mL葡萄酒于器皿,将电子鼻探头放于液面上同距离位置进行电子鼻测量,测量时间为240 s,每组样品3次测试。电子鼻采样参数设置如表1所示。
表1 电子鼻传感器参数
Table 1 Electronic nose sensor parameters
传感器名称性能描述传感器名称性能描述S1氨、胺S8VOS空气污染检测S2硫化氢S9汽油S3氢S10烷烃S4有机溶剂S11芳香族化合物S5食物烹饪挥发性气体S12硫化物S6碳氢化合物S13甾醇S7易燃气体S14吡嗪
1.3.8 模糊数学感官评价
感官评分采用百分制法结合模糊数学感官评价进行,参考黎进雪等[18]方法葡萄酒分级评分表建立外观、香气、滋味和典型性4个评价指标分为“优秀、良好、中等、及格”4个评价等级。由10名经专业训练评价员组成评审小组(男女各半,无疾病缺陷)。感官评定论域U为U={U1、U2、U3、U4}={外观、香气、滋味、典型性};感官评定评语论域V为V={V1、V2、V3、V4}={优秀、良好、中等、及格},模糊综合评价值Y=Q×R,Q为权重集,经综合评议,Q={Q1、Q2、Q3、Q4}={0.2、0.3、0.3、0.2},模糊评判矩阵
个等级赋分选择各评价等级分数的中间分数,即95分、85分、75分、65分为V的4个等级分数,最终得分为模糊综合评价值Y与对应等级分值的乘积之和,即为样品最终感官综合得分。
1.4 数据分析
每个处理组分别设置3个平行,采用单因素方差分析(analysis of variance,ANOVA),采用Duncan多重极差检验进行均值分离,采用“平均值±标准差”表示。通过R.4.4.2软件进行统计分析,采用Origin 2025软件进行绘图。
2 结果与分析
2.1 基础理化性质分析
添加不同g-IDY含量葡萄酒样品的基础理化指标如表2所示。g-IDY的添加量对可溶性固形物和酒精度无显著差异。可溶性固形物用于判断发酵进程及糖分消耗趋势,不作为发酵结束后残糖含量的最终评价指标,结果表明在所有处理组中,可溶性固形物含量均降至较低水平为6.77～6.89 °Brix,说明糖分基本耗尽,酒精发酵基本完成。总酸含量为5.13～5.65 g/L,与TS0组相比,在添加g-IDY条件下总酸含量均有下降。pH值为3.74～3.86,添加g-IDY的实验组pH值均有升高,这可能是酒体中总酸含量降低导致的。从基本理化指标来看,添加g-IDY后对赤霞珠葡萄酒的影响较小。
表2 不同葡萄酒样品的基础理化指标
Table 2 Basic physicochemical parameters of different wine samples
指标TS0TS20TS40TS60TS100可溶性固形物/°Brix6.89±0.16a6.78±0.21a6.82±0.15a6.86±0.19a6.77±0.22apH值3.74±0.02c3.82±0.03b3.80±0.01b3.82±0.02b3.86±0.01a酒精度/%vol10.86±0.02ab10.84±0.03ab10.87±0.03a10.85±0.01ab10.82±0.02b总酸含量/(g/L)5.65±0.19a5.53±0.21a5.43±0.15ab5.25±0.17b5.13±0.15b还原糖含量/(g/L)1.61±0.03a1.55±0.02b1.54±0.03b1.53±0.02b1.52±0.02b
注：不同字母表示存在显著性差异(P<0.05)(下同)。
2.2 g-IDY对葡萄酒抗氧化特性与生物活性物质的影响
自由基清除率的高低能够反映葡萄酒抗氧化能力的强弱,不同葡萄酒样品的抗氧化能力结果如图1-a所示。低质量浓度的添加(20 mg/L)g-IDY对酒体的DPPH自由基清除率无显著性影响,随着添加量的增加DPPH自由基清除率先增加后减少。当添加量为60 mg/L时,DPPH自由基清除率和ABTS阳离子自由基清除率最高,分别为93.63%和98.38%。表明当g-IDY添加量为60 mg/L时,能够提高赤霞珠葡萄酒的抗氧化活性,推测是由于添加g-IDY能直接释放大量GSH等还原物质,从而维持葡萄酒体氧化还原平衡状态。不同处理条件下GSH含量结果如图1-b所示,随着g-IDY的添加葡萄酒中GSH的含量先增加后减少,在TS60组中GSH有最大含量12.86 mg/L,与TS0组相比增加23.53%,引起GSH的变化规律可能是g-IDY释放的物质减少了GSH的消耗,导致GSH在酒体中的含量更高,同时g-IDY与混菌发酵共同作用也在一定程度上提高了酵母产生GSH的能力[19]。g-IDY添加提升了葡萄酒中的总多酚含量如图1-c所示,TS60组酒样达到最高值为805.07 mg/L,比TS0组多37.16%,该趋势可能源于g-IDY释放的GSH与邻醌反应形成2-S-谷胱甘肽咖啡酸衍生物,抑制酚类氧化与褐变[20]。而高质量浓度(100 mg/L)g-IDY则可能因过量GSH与酒体中酚类物质结合形成聚合物,反而降低总多酚含量[21]。总黄酮含量随g-IDY添加先升后降,TS60组总黄酮含量最高,为300.59 mg/L。
a-体外抗氧化活性;b-GSH含量;c-总多酚和总黄酮含量;d-总花色苷含量
图1 不同g-IDY处理对葡萄酒的抗氧化特性与生物活性物质的影响
Fig.1 Effects of different g-IDY treatments on the antioxidant properties and bioactive compounds of wine
注:不同字母表示存在显著性差异(P<0.05)。
花色苷是赋予赤霞珠葡萄酒颜色的天然色素,直接影响着酒体的色泽和口感。添加g-IDY显著增加了总花色苷含量,如图1-d所示,当添加量为60 mg/L时,总花色苷含量最高,为38.41 mg/L。然而未添加g-IDY的TS0组的花色苷含量略微较低,这可能是苹果酸乳酸发酵降解了苹果酸导致酒体pH值升高,从而影响花色苷化合物的酸碱平衡,最终降低了总花色苷的含量[22]。
不同葡萄酒样品的单体酚含量如表3。表儿茶素是葡萄酒中含量最高的单体酚,其次是异香兰酸、绿原酸。随着g-IDY添加量的增加,表儿茶素和儿茶素含量与TS0组相比显著增加(P<0.05),可能由于g-IDY释放的甘露蛋白能保留酒体中的酚类物质起到抗氧化的作用导致。异香兰酸在TS0组有最大含量25.51 mg/L,原因是花色苷能被乳酸菌分解生成异香兰酸[23]。
表3 不同葡萄酒样品中的酚类物质含量 单位:mg/L
Table 3 Phenolic compound contents in different wine samples
种类TS0TS20TS40TS60TS100没食子酸12.90±0.11a12.81±0.03a12.59±0.19b12.95±0.07a12.56±0.02b儿茶素11.67±0.01e12.68±0.12c12.81±0.06b13.01±0.05a12.56±0.04d表儿茶素15.67±0.09e35.70±0.08d37.84±0.12c39.79±0.11b40.24±0.15a绿原酸11.77±0.03d14.12±0.06a13.99±0.01c14.03±0.05bc14.09±0.04ab咖啡酸8.95±0.03c9.89±0.02a9.82±0.05b9.82±0.03b9.85±0.02ab香草酸4.74±0.01c5.56±0.03a5.53±0.02a5.58±0.01a5.46±0.06b异香兰酸25.51±0.09a21.15±0.11b19.82±0.07c19.35±0.15d19.23±0.11d阿魏酸5.61±0.07a5.67±0.05a5.63±0.02a5.63±0.01a5.64±0.04a芦丁10.10±0.05d10.80±0.12ab10.63±0.08c10.70±0.09bc10.83±0.10ab
2.3 g-IDY对葡萄酒色泽稳定性的影响
评价葡萄酒色泽采用国际照明组织CIE制定的均匀色空间L*、a*、b*值来表示(表4)。L*值代表葡萄酒的亮度,反映非花色苷含量,酚类物质越多,酒体亮度越暗,与前文总黄酮变化趋势一致,表明g-IDY可保护酒体中酚类物质,使亮度降低。a*和b*值随g-IDY添加呈先升后降的趋势,TS60组分别达到最大值为44.59和29.46,显示g-IDY能有效保护酒体的红色调。XU等[24]亦发现GSH可提高经过苹果酸-乳酸发酵后葡萄酒的a*值。dE*为葡萄酒总体色差变化值,值越大样品间的色泽差异越明显。添加g-IDY实验组与TS0组的ΔE*差异可能源于多酚含量组成和来源不同导致葡萄酒颜色的不同。
表4 不同葡萄酒样品的色泽指标
Table 4 Color parameters of different wine samples
样品L∗值a∗值b∗值ΔE∗值TS043.27±0.91a36.28±0.51d27.71±0.18c-TS2038.07±0.43b41.80±0.25c28.78±0.48b7.66±0.33cTS4037.34±0.04b40.76±0.03c28.99±0.04ab7.54±0.03cTS6037.30±0.48b44.59±0.41a29.46±0.32a10.38±0.62aTS10037.42±0.55b42.60±0.47b28.95±0.36ab8.69±0.69b
2.4 g-IDY对葡萄酒中有机酸及其相关性的影响
有机酸在葡萄酒的酸度与风味形成中具有重要作用,其中酒石酸、苹果酸、乳酸和柠檬酸是主要贡献成分。苹果酸、酒石酸和柠檬酸主要来源于葡萄果实,而乳酸和琥珀酸则主要在发酵过程中通过酵母和乳酸菌的代谢生成[25]。本研究采用HPLC对不同处理条件下的葡萄酒样品进行有机酸含量分析(表5)。不同g-IDY添加量显著影响了各类有机酸的组成与含量。苹果酸含量在不同处理间呈显著下降趋势,未添加g-IDY的TS0组最高为620.22 mg/L,而TS60组最低为481.00 mg/L,添加g-IDY的样品中苹果酸含量下降更为显著,可能与g-IDY为酒酒球菌提供了含氮源和还原性物质GSH有关,从而增强了其苹果酸脱羧酶活性,促进苹果酸向乳酸的转化[26]。此外发酵温度、pH以及营养成分间互作等因素也会共同影响苹果酸-乳酸发酵速率,因此该结果反映了多因素的综合调控作用。乳酸含量在各处理组中均明显高于TS0对照组,且在TS100组达到最大值为2 576.03 mg/L,说明g-IDY的添加为乳酸菌提供了额外营养来源,间接促进了苹果酸-乳酸发酵的进行。酒石酸作为葡萄酒的特征有机酸,其含量呈总体上升趋势,表明g-IDY可能通过改善发酵体系氧化还原状态或维持乳酸菌活性,间接促进酒石酸的保留[27]。琥珀酸作为氨基酸代谢的产物,其含量在添加g-IDY后也有所增加,可能与g-IDY释放的氨基酸和肽类物质为琥珀酸合成提供前体物质有关。综上,g-IDY的添加在一定程度上改变了赤霞珠葡萄酒的有机酸组成,并可能通过调节微生物代谢与氧化还原状态,改善葡萄酒的酸度结构和整体品质。
表5 不同处理葡萄酒样品的有机酸含量 单位:mg/L
Table 5 Organic acid contents in wine samples with different treatments
有机酸种类TS0TS20TS40TS60TS100草酸 426.51±0.18d481.55±0.35c489.44±0.25a486.60±0.38b487.08±0.29b酒石酸1 901.14±26.31e2 256.38±12.59d2 531.01±28.36a2 408.06±15.22b2 322.90±16.45c苹果酸620.22±9.56a530.09±11.20b522.35±15.63b481.00±12.44c533.99±13.64b乳酸 2 106.20±29.34c2 406.50±43.58b2 441.58±56.34b2 418.66±33.50b2 576.03±37.12a柠檬酸806.67±35.91abc734.80±54.66bc882.52±33.59a853.61±42.51ab728.44±63.54c琥珀酸310.71±28.49d379.32±41.34b440.29±36.48a374.61±35.89b341.27±26.78c富马酸5.77±0.18b6.82±0.23a5.76±0.19b2.42±0.64c7.54±0.53a
葡萄酒的品质是由多种指标参数来评价的,单体酚类物质与理化指标之间的相关性分析有助于阐明单个酚类化合物对葡萄酒特性的影响。如图2所示,表儿茶素、咖啡酸、绿原酸和香草酸与a*、b*值呈显著正相关,说明酚类物质的保留有助于降低亮度、增强酒体红色调,这与前文g-IDY可抑制多酚氧化、维持花色苷结构稳定的机制一致。GSH、ABTS阳离子自由基、DPPH自由基与总酚、总黄酮及多种单体酚(表儿茶素、绿原酸、阿魏酸等)呈显著正相关,表明这些酚类化合物在酒体抗氧化体系中发挥关键作用。g-IDY处理显著提高了GSH水平,增强了自由基清除能力,从而间接促进了酚类物质的保留与稳定[28]。
图2 不同g-IDY处理组葡萄酒酚类物质与理化指标的相关网络热图分析
Fig.2 Correlation network heatmap of phenolic compounds and physicochemical parameters in wines subjected to different g-IDY treatments
2.5 g-IDY对葡萄酒挥发性香气成分与风味特征的影响
所有处理组共检测出34种挥发性成分见图3-a,主要包括酯类、醇类、酸类、酮类和醛类见图3-b。其中,酯类是葡萄酒的重要香气成分,通常由酵母代谢或醇类和酸类酯化反应生成。本研究共检出17种酯类物质,其中乙酸乙酯、辛酸乙酯和乳酸乙酯为主要成分,分别赋予葡萄酒体芳香、水果和奶油风味[29]。随g-IDY添加量的增加,乙酸乙酯含量逐渐降低,推测可能与酵母酯酶活性增强、乙酸乙酯水解作用增强有关。乳酸乙酯含量呈先升后降趋势,高质量浓度g-IDY下分解作用可能超过酯化作用[30]。
a-挥发性风味物质含量聚类热图;b-挥发性风味物质数量柱状堆积图
图3 不同g-IDY处理对葡萄酒挥发性风味物质的影响
Fig.3 Effects of different g-IDY treatments on the volatile flavor compounds in wine
醇类物质主要通过酿酒酵母的Ehrlich循环或糖酵解途径降解氨基酸形成。适量醇类可增加香气丰富度,但浓度过高会带来辛辣和粗糙感。本研究共检出11种醇类香气物质,其中异戊醇含量最高,在TS20组达13 493.89 μg/L,而在TS100组降低至7 271.01 μg/L。异戊醇具有苹果和辛辣味,其含量随g-IDY添加量呈现先升后降趋势,可能因高浓度g-IDY抑制氨基酸合成与代谢所致[31]。异丁醇含量次之,其变化趋势与异戊醇相似;苯乙醇具有蜂蜜和玫瑰香气,g-IDY能提升其含量,TS60组含量最高为986.64 μg/L。此外,2,3-丁二醇则在高添加量下显著升高,TS60组达到66.24 μg/L,推测可能与GSH对酵母代谢途径的调控有关[32],但其机理需要进一步探索。
赤霞珠葡萄酒中共检测乙酸、辛酸、异丁酸和壬酸4种酸类物质。所有g-IDY添加组与对照组TS0组在酸类含量上均存在显著性差异(P<0.05)。尽管酮类、醛类化合物浓度较低,但对葡萄酒的整体香气特征仍有影响。所有含g-IDY葡萄酒中的2-辛酮浓度均高于TS0组,表明g-IDY可提升葡萄酒中酮类物质的生成,可能与g-IDY中富含酵母的营养物质有关,从而赋予奶油香和果香。苯甲醛作为杏仁香和焦糖香的赋香物质,来源于苯甲醇的氧化或微生物代谢。在本研究中g-IDY显著提高了苯甲醛含量(P<0.05),揭示其可增强醛类香气特征,这可能与g-IDY中肽类和含硫化合物的释放有关,后者与次级代谢促进了芳香醛类的形成有关[33]。
主成分分析(principal component analysis,PCA)显示2个主成分的累积方差贡献率达72.3%(图4-a),表明这2个主成分能够有效地代表原始数据的主要特征和内在结构。g-IDY的加入对葡萄酒挥发性成分影响显著,TS0、TS40和TS60组香气物质聚集程度较高,TS20和TS100组聚集程度较低;其中TS0和TS60 2组距离较近,表明2组香气成分相似且酯类和醇类成分贡献较大,赋予了花果香和奶酪味。总的来说,TS0和TS60组葡萄酒香气成分更加丰富,而过低或过高的g-IDY浓度可能抑制香气成分,导致酯、醇和酸类含量降低。
a-风味PCA图;b-电子鼻气味雷达图
图4 不同g-IDY处理的葡萄酒风味PCA图和电子鼻气味雷达图
Fig.4 PCA score plot and electronic nose radar profile of wines produced with different g-IDY treatments
为探究不同处理葡萄酒之间的感官差异,采用电子鼻技术对香气特征进行分析。根据14个传感器的响应值绘制气味雷达图如图4-b,结果显示,TS60组在S11芳香族化合物和S13甾醇类传感器处的响应值最高,而TS100组在S11处传感器上的响应最低,TS0组则在S14处传感器上的响应值最低。总体而言,TS100组在多个传感器上的响应减弱,而在S8空气污染检测处表现较高的响应值,揭示不同处理组间的挥发性成分存在差异。进一步的PCA和判别因子分析(discriminant function analysis,DFA)结果表明,不同处理组之间具有显著区分度(图5),PCA图中PC1和PC2主成分累计方差贡献率为96.0%,判别指数(discriminant index,DI)为99.72,显示出良好的分类性能,各组样品分布清晰基本无重叠,表明不同处理葡萄酒在香气轮廓上差异显著。
a-PCA;b-DFA
图5 不同g-IDY处理葡萄酒的电子鼻PCA与DFA图
Fig.5 PCA and DFA plots of electronic nose responses for wines produced with different g-IDY treatments
2.6 感官评价
为了减少品评人员带来的主观误差,采用模糊数学感官评价对葡萄酒的外观、香气、滋味、典型性进行感官品质评定。由经过训练的感官评价小组对5组葡萄酒(TS0、TS20、TS40、TS60和TS100)进行评分,根据各组样品评价结果分别建立综合模糊评价矩阵R0、R20、R40、R60和R100,并计算其模糊综合评价值Y。各样品的最终感官得分为模糊综合评价值Y与其评语等级的对应分数的乘积之和。结果显示,TS0组82.1、TS20组82.5、TS40组83.8、TS60组84.5、TS100组82.0。总体来看,葡萄酒的感官评分随g-IDY添加呈先升后降趋势,其中添加60 mg/L g-IDY的综合得分最高,表明该添加水平下葡萄酒的外观、香气及滋味协调性最佳。
3 结论
本研究首次证实在赤霞珠混菌发酵体系中添加g-IDY能够显著提升葡萄酒的整体品质。与其在单菌发酵体系中的应用不同,g-IDY在该体系中发挥了双重作用:一方面作为抗氧化保护剂,延缓酚类物质氧化劣变并改善色泽稳定性;另一方面可能作为乳酸菌的营养来源,对苹果酸-乳酸发酵进程产生了积极调控作用。结果表明,在酒精发酵前添加g-IDY显著提高了葡萄酒的GSH、多酚、黄酮和花色苷含量,增强了抗氧化能力并改善了红色调稳定性。此外,g-IDY的添加降低了乙酸和乙酸乙酯含量,提升了2,3-丁二醇和苯乙醇含量。电子鼻技术与模糊感官评价结果一致,60 mg/L g-IDY处理组表现出最佳的香气平衡、口感协调性和整体感官质量,表明该剂量为本实验条件下的最优水平。然而,由于本研究未对微生物群落结构、SO2水平及苹果酸-乳酸发酵进程进行监测,其潜在分子机制仍有待进一步阐明。未来研究将结合高通量测序与靶向代谢组学分析,揭示g-IDY在发酵过程中对微生物生态及代谢通路的调控作用。
综上,g-IDY作为有机加工助剂,可在不显著影响葡萄酒基础理化指标的情况下,有效提升其活性成分含量、色泽稳定性及香气复杂度。本研究验证了g-IDY在混菌发酵中应用潜力,并为其使用剂量及作用机制提供理论依据。
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