不同酵母发酵的可可果酒香气成分分析

房一明　李恒　胡荣锁　贺书珍　赖剑雄　谭乐和

摘 要 以可可鲜豆为原料，选取酿酒曲増香高产型、葡萄酒/果酒专用型、32762、1425、1557、葡萄酒/果酒高活性型、1793共7种酿酒酵母进行发酵，利用固相微萃取和气质联用技术分别对7种可可果酒不同发酵阶段的香气成分进行比较。结果表明：发酵2周时，酒液中检出的香气成分分别为41、47、37、39、36、50、35种，其中葡萄酒/果酒高活性型酿制的果酒中香气成分种类较多；可可果酒中香气成分以醇类和酯类为主，主要的酯类成分为辛酸乙酯、癸酸乙酯、苯乙酸乙酯、乙酸苯乙酯、9-十六碳烯酸乙酯，醇类中乙醇和苯乙醇存在较多，其中苯乙醇为呈香成分，这些特征香气成分赋予了可可果酒独特的风味。通过仪器测定和嗅闻感官综合判断，葡萄酒/果酒专用型、葡萄酒/果酒高活性型发酵的可可果酒香气和口感较好，适宜大众口味。

关键词 可可果酒 ；酿酒酵母 ；固相微萃取 ；气质联用 ；香气组成

中图分类号 TS207.3 ；TS261.1 文献标志码 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2016.10.016

Abstract Fresh cocoa beans were fermented as raw materials with 7 strains of wine-brewing yeast： the flavoring high yield yeast strain， grape wine/ ratafia special strain， 32762， 1425， 1557， highly active grape wine/ratafia strain， and 1793， and the aroma components of cocoa wines fermented with different yeast strains were analyzed and compared by using the solid-phase microextraction and gas chromatography-mass spectrum. The results showed that the cocoa wines fermented with the 7 yeast strains for two weeks contained 41， 47， 37， 39， 36， 50 and 35 aroma components， respectively. The aroma composition of cocoa wines fermented with the highly active grape wine/ratafia strain had more aroma components. The main aroma components of cocoa wines were alcohols and esters. The main esters included ethyl octanoate， ethyl decanoate， ethyl benzene， phenethylacetate， 9- hexadecenoic acid ethyl ester， and the main alcohols consisted of alcohol and phenethyl alcohol. Among the alcohols， phenethyl alcohol was an important aroma ingredient. All these aroma components gave the unique flavor to the cocoa wines. The instrumental analysis and sensory evaluation of the cocoa wines showed that the cocoa wines fermented with the grape wine/ratafia special strain and the highly active grape wine/ ratafia strain gave excellent aroma and are favored by the public.

Keywords cocoa wines ； saccharomyces cerevisiae ； solid-phase microextraction ； gas chromatography-mass spectrometry ； aromatic composition

可可是重要的热带经济作物，因具有独特的风味和营养价值，被广泛应用于巧克力、烟草和休闲食品中，也被应用于饮料、化妆品和医药品中[1]。可可果为荚果，果实中有种子30～40粒，种子外层有果肉包围[2]。可可果肉营养丰富，其中含有蛋白质、糖、维生素C、维生素B2、氨基酸，还含有多种人体必需的矿物元素如锌、磷、钾、钠、钙、铁、镁等[3]。

果酒是以植物果实为原料，经发酵酿制而成的低酒精度饮料[4]。果酒在发酵过程中，内部发生一系列复杂的生化反应，再通过陈酿贮藏使酒香浓郁、色泽红润、酸甜可口，得到高质低度的饮料酒。果酒品质不仅取决于酿酒果实的优质程度和生产工艺，对酵母也有要求，发酵稳定、性质突出的酵母能够保证发酵酒香气迷人，质量高[5]。发酵型果酒含糖量低，保持了水果的特有香气和天然营养成分，适量饮用可舒经活络，调整新陈代谢，促进血液循环，具有较强的保健作用[6-7]。香气为果酒品质的主要评价指标之一，香气的好坏直接影响着果酒的风味品质和消费者的选购心里[8]。

固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术应用在果汁发酵果酒香气成分分析均有报道[9-15]。近年来，水果发酵酒成为国家重点发展的酒种之一。中国酒业协会也将重点发展水果发酵酒和水果蒸馏酒[16]，而有关发酵可可果酒香气成分变化的研究未见报道。目前可可鲜果副产物利用水平低，鲜果若不及时进行初加工，可造成大量鲜果腐烂，通过酿酒对可可果肉进行精深加工具有很大的发展潜力。为此，本试验研究不同酿酒酵母发酵的可可果酒在不同发酵时期的香气成分变化规律，为可可果肉精深加工和副产物综合开发利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验材料

可可鲜果由中国热带农业科学院香料饮料研究所提供：酿酒酵母1973、1425、32762、1557购自中国工业微生物菌种保藏管理中心（CICC）：酿酒曲増香高产型、葡萄酒/果酒专用型、葡萄酒/果酒高活性型酵母购自湖北安琪酵母有限公司：果胶酶购自天津利华酶制剂有限公司。

1.1.2 仪器与设备

气相色谱-离子阱质谱联用仪：ISQ，美国赛默飞；台式恒温振荡器：TCYQ，苏州培英；自动蒸汽消毒机：G154DW，厦门致微；电子天平：AL104，美国METTLER TOLEDO。

1.2 方法

1.2.1 可可发酵酒的制备

（1）原料处理：选取新鲜、无虫害腐烂的可可鲜豆，按质量比1∶1比例加入纯净水；

（2）酶解：混合均匀，添加1‰ 果胶酶，40℃酶解60 min；

（3）调配：调整初始糖度为22° Brix；

（4）灭菌：115℃灭菌10 min得发酵原料液；

（5）接种发酵：在超净工作台中，分别接种不同酵母，酵母的加入量为发酵原料与水总质量的0.02%，接种后置于恒温振荡器中，温度设定为20℃，分别于发酵1～3周时定期取样，取样后经灭活、过滤后待测。

1.2.2 SPME-GC-MS测定

分别移取果酒样品3 mL置于10 mL固相萃取瓶中，萃取温度为60℃，萃取时间为50 min。升温程序：40℃保持2 min，以2℃/min速度升温至140℃，保持1 min，再以10℃/min速度升温至230℃，保持2 min。质谱传输线温度为240℃，离子源温度为250℃，质量扫描范围m/z 35～500，毛细管柱为TR-WAXMS（30 m×0.25 mm，0.25 μm）。

1.2.3 定性与定量分析

各离子流色谱峰对应的质谱图经联用仪的计算机谱库NIST 05、Mainlib和Replib进行检索，同时采用峰面积归一化法计算可可果酒中各阶段挥发性成分的相对含量。

1.2.4 成品酒感官分析

完成发酵后的果酒经过滤除去残渣，获得可可原果酒，经陈酿和澄清后获得可可果酒。根据国标GB/T 15038-2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的感官分析，取适量成品果酒倒入红酒杯中，采用目测、鼻嗅、口尝的方法。

2 结果与分析

2.1 7种酵母发酵可可果酒样GC/MS的总离子流

用气质联用仪分别对7种不同酿酒酵母发酵的可可果酒进行分析，得出GC-MS总离子流图（图1）。各离子流色谱峰对应的质谱图经联用仪的计算机谱库检索并与标准谱库对照，并结合已有的报道结果进行定性分析，确定可可果酒的化学成分。根据校正面积归一化法对相应香气成分对应峰进行定量，结果见图1和表1。

2.2 7种酵母分别发酵可可果酒GC-MS分析

由图2～3结果分析得知，发酵1周时，酿酒曲増香高产型酵母发酵的可可果酒共检出44种香气成分，葡萄酒/果酒专用型共检出46种，32762型共检出46种，1425型共检出42种，1557型共检出40种，葡萄酒/果酒高活性型共检出44种，1973型共检出46种。7种果酒中醇类物质分别占香气成分总量的78.18%、68.99%、72.70%、77.92%、70.15%、74.77%、72.20%，酯类分别占18.80%、27%、22.84%、16.46%、26.28%、20.5%、24.11%，其它为酸类、酮类、萜烯类等。其中醇类物质中乙醇、苯乙醇的相对含量较高，苯乙醇具有花香，不同于其它醇类物质的是苯乙醇不仅有一定的杀菌作用，并且会发出诱人且清甜的茉莉花香和玫瑰样花香，给人柔和愉悦的感受[19]。

由图4～5结果分析得知，发酵2周时，酿酒曲増香高产型酵母发酵的可可果酒共检出41种香气成分，葡萄酒/果酒专用型共检出47种，32762型共检出37种，1425型共检出39种，1557型共检出36种，葡萄酒/果酒高活性型共检出50种，1973型共检出35种。7种果酒中醇类物质分别占香气成分总量的75.72%、75.40%、70.97%、73.71%、70.91%、70.78%、91.20%，酯类分别占20.01%、20.73%、26.37%、22.91%、24.50%、24.02%、4.47%。

由图6～7结果分析得知，发酵3周时，酿酒曲増香高产型酵母发酵的可可果酒中共检出43种香气成分，葡萄酒/果酒专用型共检出44种，32762型共检出46种，1425型共检出45种，1557型共检出36种，葡萄酒/果酒高活性型共检出44种，1973型共检出42种。7种果酒中醇类物质分别占香气成分总量的76.20%、71.74%、67.21%、75.81%、68.73%、72.93%、87.34%，酯类分别占20.45%、23.85%、27.73%、20.99%、26.32%、22.12%、7.58%。

2.3 7种酵母发酵可可果酒GC-MS香气成分分析

醇类和酯类物质为果酒中主要的成分，酯类物质为果酒中主要的呈香成分。由表1中得知，共检出酯类物质29种，其中共有的酯类物质有5种，分别为辛酸乙酯、癸酸乙酯、苯乙酸乙酯、乙酸苯乙酯、9-十六碳烯酸乙酯。共检出醇类物质21种，其中乙醇、苯乙醇相对含量较多。多数酯类具有花、果香气，如己酸乙酯具有曲香、菠萝香型香气，苯乙酸乙酯具有浓烈而甜的蜂蜜香气，乙酸苯乙酯具有玫瑰花香、苹果香、蜂蜜香、可可和威士忌样的香韵，月桂酸乙酯具有花果香气，辛酸乙酯具有令人愉快的花果、杏子香气，癸酸乙酯具有葡萄的水果香气，肉豆蔻酸乙酯具有椰子和鸢尾似香气，棕榈酸乙酯具有果香、奶油香气[17-18]。

2.4 不同酵母发酵可可果酒的感官评价

通过仪器测定能确定酒中各香气成分的相对含量，但酒的风味物质种类并不是越多越好，而是主要风味物质的含量相对平衡，所以很难判断实际口感需求，对酒的风味鉴评还需要结合人工感官品评，感官分析是指评价员通过用口、眼、鼻等感官特性，对果酒的色泽、香气、口味等感官特性进行分析与评定，结果见表2。

结果显示，选择葡萄酒/果酒专用型酵母、葡萄酒/果酒高活性型酵母酿造的果酒在色泽、香气、风味、口感、酒质上均要优于其它酵母酿造的产品。

3 结论

利用固相微萃取气质联用技术分析检测不同酿酒酵母发酵果酒的香气成分，其中醇类、酯类物质种类较多，酸类、萜烯类、酮类、烷烃类等物质种类较少。采用不同酵母发酵可可果酒的风味有一定差异，结合嗅闻感官综合判断，葡萄酒/果酒专用型酵母和葡萄酒/果酒高活性型酵母发酵的果酒香气和口感较好。葡萄酒/果酒专用型酵母发酵果酒中酯类物质17种、醇类14种，葡萄酒/果酒高活性型酵母发酵果酒中酯类物质17种、醇类物质14种。可可果酒中主要呈香的酯类成分有辛酸乙酯、癸酸乙酯、苯乙酸乙酯、乙酸苯乙酯、9-十六碳烯酸乙酯，醇类成分中乙醇和苯乙醇存在较多。

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