桑葚又名桑椹、桑枣等,为桑树所结的聚合型多肉浆果[1]。桑葚风味独特,营养丰富[2],但鲜果在室温下极不耐贮藏,易变味、腐烂[3]。用桑葚酿造桑葚酒,可解决桑葚不耐贮藏的问题。桑葚酒是以新鲜桑葚或桑葚汁为原料,利用酵母将糖转化为酒精等产物得到的果酒产品[4]。
酿酒酵母是果酒酿造成败及品质好坏的一个关键因素[5]。OUYANG等[6]、刘玮等[7]研究了酵母种类对桑葚酒挥发性风味物质的影响;史清龙[8]、TAO等[3]研究了不同酵母对桑葚酒感官品质的影响;颜雪辉[9]对桑葚酒专用酵母进行了选育;TCHABO等[10]研究了酵母接种量对桑葚酒挥发性风味物质的影响;LIU等[11]研究了酵母菌株对桑葚酒抗氧化活性的影响;张晶等[4]研究了酵母接种量对桑葚酒中挥发酸的影响。但尚未开展酿制低挥发酸桑葚酒的菌株筛选研究。
桑葚酒生产过程中普遍出现挥发酸偏高的现象[4]。挥发酸是桑葚酒中以游离状态或以盐的形式存在的所有乙酸等脂肪酸的总和,但不包括乳酸、琥珀酸、CO2和挥发酸过量,会带来尖酸感和不愉快的醋味[4]。GB 15037—2006[13]规定,果酒中挥发酸质量浓度应≤1.2 g/L(以乙酸计)。果酒的整体香气是影响果酒质量和消费者接受度的重要因素,而果酒的整体香气基本取决于果酒中的挥发性成分[6]。感官评价是对果酒品质较为直观的判断[14],是分析果酒质量的重要手段[15]。
本实验选择5株产挥发酸较低的商业酵母(AC、F33、F15、FX10和2323)和5株常见的商业酵母(RC212、D254、71B、KD和Top15)酿制桑葚酒,主要分析不同酵母对桑葚酒挥发酸的影响,并结合挥发性风味物质和感官评价,采用模糊综合评判模型,选出1株最适宜发酵桑葚酒的酵母。
桑葚(云桑2号),采摘自四川省盐边县;F15、F33、FX10、AC酵母,法国拉氟德公司;2323、D254、RC212、71B酵母,法国拉曼公司;Top15酵母,意大利英纳帝斯公司;KD酵母,法国马丁威兰特公司(酵母均为市售产品)。
焦亚硫酸钾(食品级),一诺生物科技有限公司;葡萄糖等(分析纯)、乙酸正丁酯等(色谱纯),成都市科隆化学品有限公司;叔戊醇(标准品),上海易恩化学技术有限公司。
1 μL微量进样器(W-3型),上海安亭微量进样器厂;50/30UM DVB/CAR on PDMS萃取头、固相微萃取手动进样手柄,上海安谱实验科技股份有限公司;气相色谱仪(7890B型)、气相色谱-质谱联用仪(7890A/59750型),美国安捷伦科技有限公司。
1.3.1 桑葚酒的酿制
桑葚清洗后压榨取汁,加80 mg/kg SO2,室温密封放置3 h,加蔗糖调整糖度为21 °Brix,按桑葚汁质量的0.03%添加酵母,20 ℃发酵,发酵结束后,倒灌除去酒脚,加40 mg/kg SO2, 20 ℃陈酿30 d。
1.3.2 基础指标的测定
酒精度按GB 5009.225—2016[16]的方法测定;干浸出物、总糖、还原糖、总酸、挥发酸,按GB/T 15038—2006[17]的方法测定;甲醇按GB 5009. 266—2016[18]的方法测定;可溶性固形物(total soluble solid,TSS)用手持糖度计测定;pH用酸度计测定。
1.3.3 挥发性风味物质的测定
参照XIAO等[19]、蒋成[20]的方法,采用顶空固相微萃取(solid phase micro extraction,SPME)结合气相色谱-质谱联用法(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)测定桑葚酒中的挥发性风味物质。
内标物配制和酒样处理:用体积分数为60%的乙醇配制含1 770 mg/L乙酸正丁酯的标准溶液,吸取50 μL标准溶液于10 mL容量瓶中,用酒样定容,得到含8.85 mg/L乙酸正丁酯的待测酒样。
挥发性风味物质萃取操作:向含1 g NaCl的顶空瓶中加4 mL待测酒样,把顶空瓶放入50 ℃恒温水浴锅中平衡10 min后,将固相微萃取头插入顶空瓶内萃取40 min,萃取完成后,再于GC进样口解析5 min。
GC条件:HP-5MS色谱柱30 m×0.250 mm,初始温度40 ℃,保持时间5 min,以10 ℃/min升至70 ℃,再以3 ℃/min升至140 ℃,再以5 ℃/min升至230 ℃,保持5 min,载气为氦气,流速为1.2 mL/min,不分流,进样口温度260 ℃。
MS条件:电离方式EI,电离电压70 eV,灯丝流量0.25 mA,连接杆温度280 ℃,电子倍增器电压1 500 V,扫描范围30~350 mAU,离子源温度250 ℃。
定性分析:通过检索工作站自带的NIST11标准谱库定性,选择匹配度≥70%的物质为有效物质。
定量分析:采用内标法进行半定量分析,计算如公式(1)所示:
待测挥发性物质浓度
待测挥发性物质峰面积
(1)
1.3.4 感官评价
参照GB/T 15038—2006 [17]和胡永正[21]的方法,由四川农业大学食品学院18名具有专业知识的人员,对陈酿30 d后的桑葚酒进行感官评价,评价指标、标准及权重如表1所示。
表1 桑葚酒感官评价标准
Table 1 Sensory evaluation standard of mulberry wine
指标评价标准分值/分深紫红色,澄清,透明有光泽,无沉淀及悬浮物20~16外观(20)深紫红色,澄清,无沉淀及悬浮物15~11紫红色,有少量沉淀或悬浮物10~6红褐色,有大量沉淀或悬浮物<6具有桑葚的果香,酒香浓郁,无异味30~25香气(30)具有桑葚的果香,酒香一般,无异味24~18桑葚果香及酒香较淡,无异味17~10香气不协调,有异味<10酒体饱满,口味协调,回味延绵,有愉悦感30~25滋味(30)酒体清淡,口味一般,具有不突出的酸涩味24~18酒体清淡,口味粗糙,酸涩味突出17~10酒体寡淡,口味严重失衡,有刺激感<10桑葚风味浓郁,特征明显,典型性强20~16典型性(20)桑葚风味纯正,特征略明显,典型性略强15~11桑葚风味不明显,特征一般,典型性一般10~6桑葚风味缺乏,无桑葚果酒特征,典型性弱<6
实验结果表示为平均值±SD(n=3),采用IBM SPSS Statistics 26软件对数据进行统计分析,采用origin 2018软件作图,相关性分析采用相关系数法,显著性界值为P<0.05,极显著性界值为P<0.01。
10株酵母发酵桑葚酒的基础指标如表2所示。不同酵母代谢存在差异[22],发酵酒的指标也有所不同。D254和FX10发酵酒酒精度最高,为10.52 vol%和10.45 vol%,RC212和KD发酵酒酒精度最低,为9.46 vol%和9.75 vol%。RC212和KD发酵酒干浸出物含量和TSS最高。71B和Top15发酵酒总糖含量最高,为3.03和2.99 g/L,这2株菌发酵酒酒精度为10.03 vol%和10.06 vol%,除RC212和KD外,低于其他6株菌。Top15和F15发酵酒还原糖含量最高,为2.68和2.58 g/L。RC212和KD发酵酒总酸含量最高,为9.81和9.06 g/L,这2株菌发酵酒的pH值也最低,均为4.11。NY/T 1508—2017[23]规定,果酒中总酸质量浓度为4.00~9.00 g/L(以酒石酸计),RC212和KD发酵酒总酸含量超过了限量标准。RC212、KD、Top15和71B发酵酒挥发酸含量最高,分别为1.94、1.86、1.45和1.42 g/L,高于GB 15037—2006[13]规定的挥发酸限量。10株菌发酵酒甲醇含量均小于国家限量标准400 mg/L[13]。
表2 不同酵母发酵桑葚酒的基础指标
Table 2 Basic indexes of mulberry wine by different yeast strains fermented
菌株酒精度/%vol干浸出物/(g·L-1)TSS总糖(以葡萄糖计)/(g·L-1)还原糖(以葡萄糖计)/(g·L-1)pH总酸(以酒石酸计)/(g·L-1)挥发酸(以乙酸计)/(g·L-1)甲醇/(mg·L-1)232310.42±0.11ab32.30±0.30e7.03±0.06e2.81±0.21ab2.42±0.17ab4.48±0.02c4.95±0.09g0.85±0.06e132.90±8.27abAC10.39±0.08ab33.70±0.17d7.33±0.12c1.80±0.15e1.52±0.16d4.45±0.02d5.44±0.02f0.97±0.02d129.65±2.16bFX1010.45±0.10a33.43±0.42d7.20±0.00cd1.90±0.04e1.70±0.08cd4.42±0.03d4.94±0.10g0.89±0.05e144.68±4.24a71B10.03±0.06c39.23±0.64b7.50±0.17b3.03±0.25a2.38±0.15ab4.20±0.01g7.34±0.06c1.42±0.02c131.64±9.84abF1510.23±0.17bc31.87±0.51e7.00±0.00e2.69±0.22abc2.58±0.10a4.53±0.02b4.13±0.05i0.45±0.02h131.64±7.22abD25410.52±0.17a33.17±0.12d6.80±0.00f2.47±0.31bcd2.20±0.07b4.35±0.01e5.62±0.04e0.87±0.05e134.40±5.83abRC2129.46±0.04e43.30±0.17a8.23±0.06a2.13±0.14de1.87±0.04c4.11±0.01h9.81±0.04a1.94±0.05a128.56±8.73bTop1510.06±0.07c35.73±0.40c7.03±0.06e2.99±0.05a2.68±0.11a4.25±0.03f6.73±0.12d1.45±0.04c128.17±2.25bF3310.44±0.05a32.20±0.35e7.07±0.12de2.33±0.20cd1.07±0.24e4.57±0.01a4.53±0.06h0.72±0.02f137.53±8.22abKD9.75±0.15d42.77±0.42a8.27±0.12a2.38±0.39cd1.76±0.33cd4.11±0.02h9.06±0.10b1.86±0.06b127.86±7.48b
注:不同小写字母表示同一列之间差异显著(P<0.05)(表4同)
RC212和KD发酵酒总酸和挥发酸含量、Top15和71B发酵酒挥发酸含量均不符合果酒限量标准,故这4株菌不适合酿制桑葚酒,不进行挥发性风味物质分析。
由表3可知,2323、AC、FX10、F15、D254和F33发酵酒中共检出44种挥发性风味物质,其中,酯类23种,醇类5种,醛类1种,酮类2种,酚类9种,其他类4种,种类排序为AC(29种)= F33(29种)>F15(28种)>2323(27种)>FX10(25种)=D254(25种)。6株菌发酵酒中挥发性风味物质质量浓度为46 167.98~70 302.36 μg/L,酯类24 859.03~33 102.50 μg/L,醇类18 603.67~38 459.34 μg/L,醛类192.39~357.99 μg/L,酮类0~32.57 μg/L,酚类1 919.33~2 925.15 μg/L,其他类464.44~2 198.39 μg/L,总量排序为2323(70 302.36 μg/L)>D254(66 509.25 μg/L)>F15(63 863.25 μg/L)>F33(58 677.77 μg/L)>FX10(51 294.19 μg/L)>AC(46 167.98 μg/L)。
2.2.1 酯类物质比较
酯类是发酵酒挥发性成分的重要组成部分,也是构成香气骨架的关键成分[24],可赋予果酒浓郁的水果香[25]。2323、AC、FX10、F15、D254和F33发酵酒酯类含量分别为27 661.31、24 859.03、28 001.02、25 482.8、33 102.5和28 775.67 μg/L,占各自发酵酒挥发性风味物质总量的39.35%、53.84%、54.59%、39.90%、49.77%和49.04%,D254和F33发酵酒酯类含量最高,但AC和FX10占比最大。6株菌发酵酒中共有的酯类有11种。所有酯类中辛酸乙酯、丁二酸二乙酯、癸酸乙酯和正己酸乙酯含量较高,且6种酒样均有这4种物质。辛酸乙酯可赋予果酒花香、香蕉味、梨味和白兰地味[26];丁二酸二乙酯具有苹果香,酒香和舒适的花香[27];癸酸乙酯具有脂肪味,舒适的醋味和果香[28];正己酸乙酯具有蜡香、脂肪香和青草香[27]。刘琦[25]研究了BV818、EC1118、LA-FR和SY 四种酵母对贵人香干白葡萄酒香气的影响,发现辛酸乙酯和正己酸乙酯含量在酯类中较高,与本研究相似。
表3 不同酵母发酵酒的挥发性风味物质
Table 3 Volatile flavor compounds of mulberry wine by different yeast strains fermented
序号物质挥发性风味物质质量浓度/(μg·L-1)2323ACFX10F15D254F33风味描述酯类1丁酸乙酯NDNDND307.22±22.56NDND苹果、草莓和香蕉味[29]2乙酸异戊酯939.46±25.49bc629.74±102.64d1103.39±158.20b1594.22±181.20a848.14±71.85c1085.90±59.05b香蕉香,苹果香和水果糖香[26]3正己酸乙酯3033.64±185.10b3441.80±406.80b3738.87±537.80b3112.85±183.78b4752.42±447.60a3483.25±402.10b蜡香,脂肪香,青草香和牛奶香,有皂样气息[27]4DL-2-羟基己酸乙酯154.84±32.67ab109.51±26.14b180.36±24.65aNDNDND—5DL-白氨酸乙酯NDNDND233.75±219.15a107.31±6.39a195.61±40.56a—6丁二酸二乙酯5687.60±668.31a2260.64±515.91d4492.33±1270.15abc3297.88±565.94cd3824.76±831.07bc4858.44±408.21ab苹果香,酒香,舒适的花香[27]7辛酸乙酯9375.43±859.22c12143.22±1718.28ab10865.25±1452.45bc10725.82±1253.16bc13828.09±572.92a11888.07±1783.70ab花香,香蕉味,梨味,白兰地味[26]8水杨酸乙酯606.44±49.33a407.65±80.88b581.83±72.59aND450.63±50.62b651.72±48.12a—9壬酸乙酯107.83±11.96ab123.10±55.97ab72.70±15.14b117.40±55.49ab166.81±66.66a170.79±74.74a玫瑰花香,果香[28]10月桂酸乙酯358.18±15.89bc272.90±75.07bcd417.07±92.24b149.62±18.63d606.78±211.20a194.22±46.37cd果香,花香,肥皂味[30]11癸酸乙酯3447.31±283.74b3217.36±419.90b4291.34±324.00a2329.48±312.85c4749.79±365.14a2891.50±467.58bc脂肪味,舒适醋味,果香[28]12乙基异戊基琥珀酸酯642.27±48.94a138.54±31.21c436.69±93.37b448.87±101.83b203.12±84.78c476.54±95.36b—13十四酸乙酯106.99±29.04ab45.31±11.04b51.69±22.24b47.43±21.38b140.51±90.00a59.92±5.19b—14棕榈酸乙酯311.01±102.85ab147.48±33.08bc271.12±178.98ab44.58±13.73c393.80±119.76a79.66±32.77c微弱蜡香,奶油香[31]15苯甲酸乙酯1271.44±52.71a1064.81±178.02a1343.82±197.81a1316.28±241.63a1343.92±171.18a1272.70±62.44a蜂蜜香,洋槐花香,玫瑰花香[20]162-乙基-3-羟基己基2-甲基丙酸酯39.72±2.78 ND ND NDND30.94±4.26—17丙烯酸(2-乙基己)酯NDNDNDND221.68±21.12 ND—18乙酸苄酯58.20±13.49a31.23±3.09b49.86±10.72aND 50.50±10.69aND—19乙酸苯乙酯1520.95±121.02a781.16±100.24bND980.84±98.98b1307.99±216.00a863.18±95.14b舒适的花香[32]20O2-丁基O1-(2-甲基丙基)苯-1,2-二羧酸酯ND44.58±11.54 ND NDND ND—213-苯丙酸乙酯NDND104.70±22.92a58.83±16.75b106.25±19.60aND水果香,甜香[33]22苯乙酸乙酯NDNDND170.26±11.17ND 145.86±67.21玫瑰和蜂蜜香[20]23乙基9-癸烯酸酯NDNDND547.47±88.44ND 427.37±132.02—小计27661.31(16种)24859.03(16种)28001.02(16种)25482.80(17种)33102.50(17种)28775.67(17种)—醇类24苯甲醇1046.57±184.10a671.15±62.68c969.02±185.40ab831.21±105.60abc757.56±164.36bc800.53±100.96abc苦杏仁味[27]25苯乙醇36240.13±5545.28a16770.81±2287.50d16432.02±2500.03d33043.20±4372.81ab26802.98±6816.53bc24697.79±3091.02c玫瑰花香,蜂蜜香[26]26芳樟醇1172.64±157.99b859.33±118.50c1103.70±12.80b994.03±192.76bc1490.99±37.72a1046.88±56.91bc花香,青草味,柑橘香[20]27(R)-(+)-β-香茅醇ND147.75±51.07bND217.27±3.02aND217.54±5.47a丁香花味,蔷薇香[27]281-辛醇ND154.63±44.74b221.60±10.98aNDND262.84±16.15a水果香[19]
续表3
序号物质挥发性风味物质质量浓度/(μg·L-1)2323ACFX10F15D254F33风味描述小计38459.34(3种)18603.67(5种)18726.34(4种)35085.71(4种)29051.53(3种)27025.58(5种)醛类29苯甲醛204.67±64.47a288.94±150.63a307.39±10.82a194.19±55.66a357.99±214.37a192.39±42.94a特殊的杏仁气[34]小计204.67(1种)288.94(1种)307.39(1种)194.19(1种)357.99(1种)192.39(1种)酮类30大马酮ND32.57±1.64ND NDNDND树皮味,甜苹果香[28]31大马士酮NDND ND27.36±8.32ND28.70±2.07花香,蜂蜜香[33]小计0(0种)32.57(1种)0(0种)27.36(1种)0(0种)28.70(1种)酚类32百里香酚138.72±15.06a77.33±33.36a144.18±63.97aNDNDND—33香芹酚139.10±22.32abNDND 167.69±59.95a81.94±1.78bND—34丁香酚1571.81±138.13a831.92±36.52b1015.22±221.97bND1109.16±126.53b989.79±248.25b强烈的丁香香气和温和的辛香香气[35]352,4-二叔丁基苯酚1075.52±322.40ab967.08±90.05bND 1242.21±438.12ab1492.37±322.30a936.96±65.83b—36(E)-2-甲氧基-4-(1-丙烯基苯酚)ND43.00±6.46ND ND ND ND—372,5-二叔丁基苯酚NDND901.65±127.37NDNDND—382-甲氧基-5-丙-2-烯基苯酚NDND ND1007.59±282.79 ND ND—392,6-二叔丁基对甲酚NDND ND87.26±51.60ND91.40±72.34—403-甲基-4-异丙基苯酚NDND ND ND ND96.03±32.70—小计2925.15(4种)1919.33(4种)2061.05(3种)2504.75(4种)2683.47(3种)2114.18(4种)其他类41甲氧基苯基-肟918.25±577.62a333.58±138.22a2198.39±2140.16a568.84±186.46a1313.76±967.59a541.25±19.54a—42(1-丁基庚基)-苯62.44±13.83NDND ND NDND —43正二十一烷71.20±1.37NDNDNDNDND—44邻异丙基甲苯ND130.86±87.08NDNDNDND—小计1051.89(3种)464.44(2种)2198.39(1种)568.84(1种)1313.76(1种)541.25(1种)合计70302.36(27种)46167.98(29种)51294.19(25种)63863.65(28种)66509.25(25种)58677.77(29种)
注:不同小写字母表示同一行之间差异显著(P<0.05);“ND”表示物质未检出;“—”表示物质风味描述未见报道
2.2.2 醇类物质比较
醇类主要是酒精发酵过程中氨基酸或糖代谢的产物[36]。2323、AC、FX10、F15、D254和F33发酵酒醇类质量浓度分别为38 459.34、18 603.67、18 726.34、35 085.71、29 051.53和27 025.58 μg/L,占各自发酵酒挥发性风味物质总量的54.71%、40.30%、36.51%、54.94%、43.68%和46.06%,2323和F15发酵酒醇类含量最高,占比也最大。苯甲醇、苯乙醇和芳樟醇是6个酒样中共有的醇类,这3种醇的含量也最高。苯甲醇有苦杏仁味[27],苯乙醇有玫瑰花和蜂蜜香[26],芳樟醇可赋予果酒花香、青草味和柑橘香[20]。香茅醇是AC、F15和F33发酵酒特有醇类;1-辛醇是AC、FX10和F33发酵酒特有醇类。孙玉霞等[37]研究了D254、EC1118、D21、K1、DV10和 BM4×4六种酵母对桑葚酒挥发性风味物质的影响,发现苯乙醇含量较高,与本研究相似,其还检出正丙醇、异丁醇、异戊醇和十二醇等,本研究未检出。
2.2.3 醛酮类、酚类及其他类比较
2323、AC、FX10、F15、D254和F33发酵酒中醛酮类、酚类及其他类物质的总质量浓度分别为4 181.71、2 705.28、4 566.83、3 295.14、4 355.22和2 876.52 μg/L,占各自发酵酒挥发性风味物质总量的5.95%、5.86%、8.90%、5.16%、6.55%和4.90%。6个酒样共有的物质为苯甲醛和甲氧基苯基肟,苯甲醛有特殊的杏仁气味[34],甲氧基苯基肟的风味描述未见报道。2323、AC、D254和F33发酵酒中丁香酚、2,4-二叔丁基苯酚和甲氧基苯基肟含量均较高,丁香酚有强烈的丁香香气和温和的辛香香气[35],2,4-二叔丁基苯酚的风味描述也未见报道;FX10发酵酒中含量较高的是丁香酚和甲氧基苯基肟;F15发酵酒中含量较高的是2,4-二叔丁基苯酚和甲氧基苯基肟。
6株菌发酵酒的感官得分情况如表4所示。不同酵母发酵酒外观、滋味和典型性差异均不显著(P<0.05); 2323、AC、FX10、D254之间香气差异不显著,但与F15和F33差异显著(P<0.05)。综合得分为FX10>2323>F15>D254>AC>F33,2323、AC、FX10、F15和D254之间综合得分差异不显著,但与F33差异显著(P<0.05)。
表4 感官评价得分情况 单位:分
Table 4 Sensory evaluation scores
菌株评价指标得分外观香气滋味典型性综合得分232316.94±1.91a22.69±3.75a18.88±4.83a 10.38±3.36a 68.88±6.99a AC16.81±2.10a 22.00±3.18ab17.44±4.29a10.19±3.51a66.44±7.04abFX1017.06±1.77a22.06±3.80ab19.44±4.63a10.56±3.42a69.13±6.86a F1518.11±1.36a19.44±5.77bc20.44±2.79a10.78±4.41a68.78±7.71a D25416.81±2.10a 22.06±3.13ab18.94±4.96a 10.94±3.21a68.75±6.37a F3316.87±2.36a 18.20±4.62c17.47±4.87a 9.80±3.38a 62.33±8.57b
挥发性风味物质含量与桑葚酒感官得分的相关性如图1所示,挥发性风味物质含量与外观和典型性相关性不大;乙酸苄酯、乙基9-癸烯酸酯、月桂酸乙酯、癸酸乙酯、DL-白氨酸乙酯、香茅醇、2-甲氧基-5-丙-2-烯基苯酚、2,6-二叔丁基对甲酚、3-甲基-4-异丙基苯酚含量与香气相关性较大,其中,前4种物质与香气呈正相关,与后5种呈负相关,DL-白氨酸乙酯与香气呈显著负相关(P<0.05),2,6-二叔丁基对甲酚与香气呈极显著负相关(P<0.01)。苯甲醇、3-苯丙酸乙酯、苯甲酸乙酯、苯乙醇、2,4-二叔丁基苯酚含量与滋味相关性较大,且呈正相关,与滋味呈负相关的挥发性风味物质矩阵颜色均较浅。月桂酸乙酯、癸酸乙酯、3-苯丙酸乙酯、2,4-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基对甲酚、3-甲基-4-异丙基苯酚、DL-白氨酸乙酯含量与感官综合得分相关性较大,其中,前4种物质与感官综合得分呈正相关,后3种呈负相关。
图1 挥发性风味物质与感官得分的相关性热图
Fig.1 The heat map of correlation of volatile flavor substances and sensory evaluation scores
注:矩阵中红色、蓝色和白色分别代表正相关、负相关和不相关,颜色越深相关性越大。“*”表示相关性显著(P<0.05);“**”表示相关性极显著(P<0.01)
单一指标的高低不能完全反映桑葚酒品质的好坏,因此考虑挥发酸含量、感官综合得分及与感官综合得分呈正相关的挥发性风味物质含量,采用模糊综合评判模型筛选最适合发酵桑葚酒的酵母。
2323、AC、FX10、F15、D254和F33发酵酒中与感官综合得分呈正相关的挥发性风味物质质量浓度为68 809.26、44 954.90、48 845.03、60 956.99、65 390.20和55 889.53 μg/L。
(1)建立判别对象集
U={U1,U2,U3,U4,U5,U6},U1、U2、U3、U4、U5和U6分别代表2323、AC、FX10、F15、D254和F33酿制酒样。
(2)建立评判因素集
X={X1,X2,X3},X1,挥发酸含量;X2,感官综合得分;X3,与感官综合得分呈正相关的挥发性风味物质含量。
(3)建立评判因素集
根据表2构造挥发酸因素函数,如公式(2)所示:
(2)
根据表4构造感官得分因素函数,如公式(3)所示:
(3)
与感官得分呈正相关的挥发性风味物质可构造线形上升函数,如公式(4)所示:
(4)
(4)建立权重集
挥发性风味物质分析及感官评价需基于挥发酸含量符合果酒限量标准的前提,确定权重分配:A= {a1,a2,……an} ={a1,a2,a3}={0.4,0.3,0.3}。其中,
(5)模糊综合评判计算
对每一因素利用U(Xi)模糊化,得到模糊关系矩阵;再用模糊线性变换,得到评判结果,归一化得:
B=[0.208 1 0.092 1 0.120 5 0.221 8 0.194 3 0.163 2]
模糊综合评判结果可表明酒样综合质量的优劣,从模型结果可得出不同酵母发酵桑葚酒的综合质量顺序为F15>2323>D254>F33>FX10>AC, F15最适合酿制桑葚酒。
比较了2323、AC、FX10、71B、F15、D254、RC212、Top15、F33和KD 10株酵母发酵桑葚酒的挥发酸含量,只有2323、AC、FX10、F15、D254和F33六株酵母发酵酒挥发酸含量低于果酒限量标准(1.2 g/L,以乙酸计)。采用GC-MS分析了这6株菌发酵酒的挥发性风味物质,从物质总种类排序为AC=F33>F15>2323>FX10=D254,从物质总含量排序为2323>D254>F15>F33>FX10>AC。对6株菌发酵酒做了感官评价,感官综合得分为FX10>2323>F15>D254>AC>F33。对挥发性风味物质含量和感官综合得分做了相关性分析,发现挥发性风味物质含量与感官综合得分相关但不显著,其中,30种物质含量与感官综合得分呈正相关,14种呈负相关。综合考虑挥发酸含量、感官综合得分和与感官综合得分呈正相关的挥发性风味物质含量,采用模糊综合评判方法,最终模型结果显示不同酵母发酵桑葚酒的综合质量顺序为F15>2323>D254>F33>FX10>AC,酵母F15最适合酿制桑葚酒。
[1] 陈莹.桑葚酒的发酵工艺及酚酸抗氧化研究[D].西安:西北大学, 2011.
[2] 王夷秀.桑葚干燥过程中花色苷降解规律研究[D].沈阳:沈阳农业大学,2017.
[3] TAO Yang,WANG Yilin,YANG Jun,et al.Chemical composition and sensory profiles of mulberry wines as fermented with different Saccharomyces cerevisiae strains[J]. International Journal of Food Properties,2017,20(S2):2 006-2 021.
[4] 张晶,左勇,谢光杰,等.发酵条件对桑椹果酒中挥发酸的影响[J].食品工业科技,2018,39(1):117-121.
[5] LIN Xue,WANG Qingke,HU Xiaoping,et al.Evaluation of different Saccharomyces cerevisiae strains on the profile of volatile compounds in pineapple wine[J]. Journal of Food Science and Technology, 2018,55(10):4 119-4 130.
[6] OUYANG Xiaoyu,ZHU Baoqing,LIU Ruojin,et al.Comparison of volatile composition and color attributes of mulberry wine fermented by different commercial yeasts[J]. Journal of Food Processing and Presevation, 2018,42(2):e13 432.
[7] 刘玮,陈亮,吴志明,等.不同酵母发酵的桑葚果酒香气成分的分析[J].食品研究与开发,2013,34(24):212-217.
[8] 史清龙.发酵型桑葚酒香气成分及澄清工艺的研究[D].杨凌:西北农林科技大学,2006.
[9] 颜雪辉.桑葚酒专用酵母选育及发酵工艺研究[D].武汉:湖北工业大学,2014.
[10] TCHABO W,MA Yongkun,KWAW E,et al.Influence of fermentation parameters on phytochemical profile and volatile properties of mulberry (Morus nigra) wine[J]. Journal of the Institute of Brewing,2017,123(1):151-158.
[11] LIU Shujing,WU Caie,FAN Gongjian,et al.Effects of yeast strain on anthocyanin, color, and antioxidant activity of mulberry wines[J].Journal of Food Biochemistry, 2017,41(6):e12 409.
[12] 张诗玲,徐瑞敏.葡萄酒中挥发酸的形成及预防措施[J].中外葡萄与葡萄酒, 2007(5):56;61.
[13] 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会.GB 15037—2006,葡萄酒[S].北京:中国标准出版社,2006.
[14] 徐艳岩.水果发酵酒抗氧化活性分析研究[D].烟台:烟台大学,2016.
[15] 克拉克,巴克.葡萄酒风味化学[M].北京:中国轻工业出版社,2013:164-175.
[16] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.GB 5009.225—2016食品安全国家标准 酒中乙醇浓度的测定[S].北京:北京标准出版社,2016.
[17] 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会.GB/T 15038—2006 葡萄酒、果酒通用分析方法[S].北京:中国标准出版社, 2006.
[18] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会,国家食品药品监督管理总局.GB 5009. 266—2016 食品安全国家标准 食品中甲醇的测定 [S].北京:中国标准出版社,2016.
[19] XIAO Zuobing,ZHANG Ni,NIU Yunwei,et al.Multivariate classification of cherry wines based on headspace solid phase microextraction and gas chromatography-mass spectrometry of volatile compounds[J].International Journal of Food Properties,2015,18(6):1 272-1 287.
[20] 蒋成.猕猴桃果酒菌株的筛选、混菌发酵条件优化及动力学研究[D].雅安:四川农业大学,2019.
[21] 胡永正.桑葚酒发酵工艺优化及动力学研究[D].成都:西华大学,2018.
[22] 张敏.酿造工艺对蜂蜜酒多酚类抗氧化活性成分的影响[D].广州:华南农业大学,2016.
[23] 中华人民共和国农业部.NY/T 1508—2017 绿色食品 果酒[S].北京:中国农业出版社出版,2017.
[24] 庞惟俏,曲鹏宇,魏程程,等.6种酵母发酵菠萝酒香气成分的GC-MS分析及其筛选[J].酿酒科技,2018(3):106-112;115.
[25] 刘琦.不同酿造因子对贵人香干白葡萄酒挥发性香气化合物的影响研究[D].兰州:甘肃农业大学,2019.
[26] 曹建宏.霞多丽营养系品种葡萄与葡萄酒香气成分的研究[D].杨凌:西北农林科技大学,2006.
[27] 王玉峰,杨华锋,孙传艳,等.赤霞珠冰葡萄酒香气成分分析[J].酿酒科技, 2010(1):107-109;113.
[28] 糜川清.“媚丽”桃红葡萄酒的特征香气成分和感官特性描述符研究[D].杨凌:西北农林科技大学,2012.
[29] 郭松年,孙海燕,房俊芳,等.气质联用仪对不同年份赤霞珠干红葡萄酒香气的测定分析[J].保鲜与加工,2018,18(4):101-107.
[30] 吴帅.赤霞珠、蛇龙珠和玫瑰香葡萄酒芳香性成分的差异性研究[J].中外葡萄与葡萄酒,2012(2):28-31.
[31] 桂长莉.发酵前处理工艺对干红葡萄酒品质影响的研究[D].银川:北方民族大学,2017.
[32] 李希.低醇桑椹酒发酵工艺及其香气成分研究[D].镇江:江苏大学,2017.
[33] 郝飞龙,范莹,延莎,等.HS-SPME/LLME-GC-MS 结合感官品评分析山西清香型恒酒香气成分[J].现代食品科技,2018,34(3):203-211.
[34] 庞雪莉,胡小松,廖小军,等.FD-GC-O和OAV方法鉴定哈密瓜香气活性成分研究[J].中国食品学报,2012,12(6):174-182.
[35] 焦红茹,刘爱国,谢春梅,等.宁夏产区不同陈酿年份霞多丽干白葡萄酒香气成分研究[J].保鲜与加工,2019,19(4):167-175;183.
[36] 李双石,李浡,吴志明,等.不同酵母发酵对葡萄酒香气成分的影响[J].食品研究与开发,2012,33(11):14-18.
[37] 孙玉霞,史红梅,蒋锡龙,等.酵母菌株对桑椹酒挥发性香气成分的影响研究[J].酿酒科技,2013(8):28-32.