红枣发酵酒香气成分分析及感官品质评价

马腾臻，宫鹏飞，史 肖，牛见明，王春霞，翟文娟，张 波，韩舜愈

（甘肃农业大学食品科学与工程学院，甘肃省葡萄与葡萄酒工程学重点实验室，甘肃省葡萄与葡萄酒产业技术研发中心，甘肃 兰州 730070）

红枣（Ziziphus jujubaMill.）又名大枣，是鼠李科（Rhamnaceae）枣属植物枣树的果实，因其维生素含量高并富含糖、有机酸、氨基酸、微量矿质元素以及环磷酸腺苷、芦丁等营养和功能性成分[1-3]被卫生部列为药食同源果品。中国是世界上红枣的生产大国，总产量占世界产量的95%以上[4]。近年来，随着枣树种植量及其产量的急剧增加，红枣的深加工已成为枣产业化的重要课题[5]。由于枣果具有易腐烂变质，耐贮性差的特点，除极少部分鲜食和制成蜜枣外，绝大部分被干制成红枣，然后加工成各种食品[6]。然而传统干枣制品的技术含量、产品附加值和对残次裂果的利用率均较低[7]，保存过程中也易发虫害现象，造成了极大的浪费。因此，充分利用红枣资源，开发特色新产品，在带动红枣产业发展方面具有重要意义。

目前红枣加工产品主要有枣脯、枣茶、枣醋、枣饮料和枣酒等[1,6-8]，其中发酵型红枣酒是以红枣为原料，经发酵、陈酿、调制等工艺酿制而成的，可在保留红枣营养及药用价值的基础上，获得香味浓郁、酒性柔和的枣酒产品，具有较大的发展潜力[4-5]。近年来，学者们对红枣酒酿造工艺中的酶解条件、发酵参数、酵母菌种和澄清工艺等进行了优化，研究表明，调整料液比为1∶3～1∶5，添加0.01%～0.25%的果胶酶，40 ℃水解2 h，接种酵母0.2～3 g/L，添加SO230～80 mg/L，调整初始发酵pH 3.5～4.0，22～25 ℃发酵7～15 d，发酵结束后用0.3 g/L硅藻土或0.9 g/L壳聚糖进行下胶澄清即可获得清澈透亮、枣香浓郁、乙醇体积分数为8.4%～10%的红枣酒[5,9-12]。此外，也有学者研究了红枣酒发酵过程中酵母菌株对枣酒中还原糖、乙醇体积分数、总酸和柠檬酸含量的影响[13]。

然而，目前红枣酒的研究仍多集中在酿造工艺方面，对原料品种及风味特性报道较少。不同品种和产地红枣的糖酸比、酚类物质、香气成分等之间的差异往往使红枣酒的营养价值和感官品质具有较大差异[14-17]，也是影响红枣酒品质的重要因素。甘肃是我国红枣的主要产区，域内红枣分布范围较为广泛，其中临泽小枣、小口枣和民勤圆枣是当地主要栽培和优良制干品种，但有关上述品种红枣酿酒及其品质分析的研究尚鲜见报道。因此，本研究拟以上述3 种红枣为原料酿造红枣酒，测定其基本理化指标和挥发性香气成分，并进行感官评价分析，以期为红枣酒的酿造及枣酒品质评价提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

临泽小枣、（靖远）小口枣和民勤圆枣，于2018年11月购自甘肃省兰州市当地干果批发市场，选取无机械损伤和病害的优质半干红枣果实用于后续实验。

酿酒酵母DV10、果胶酶EX-V 法国Lallemand公司；明胶、偏重亚硫酸钾 意大利Enartis公司；2-辛醇（色谱纯） 美国Sigma公司；无水葡萄糖、碳酸钠、氢氧化钠、盐酸（均为分析纯） 天津市光复精细化工研究所。

斐林试剂、次甲基蓝指示剂及酚酞指示剂等均按GB/T 603ü 2002《化学试剂试验方法中所用制剂及制品的制备》进行配制。

1.2 仪器与设备

TRACE 1310气相色谱-质谱联用仪、ISQ型单四极杆质谱仪、Genesis 10S型紫外-可见分光光度计美国Thermo Scientific公司；固相微萃取装置、色谱柱DB-WAX（60 mh 2.5 mm，0.25 μm） 美国Agilent Technologies公司；50/30 μm二乙烯基苯/碳分子筛/聚二甲基硅（divinylbenzene/carboxen/polydimethyl，DVB/CAR/PDMS）萃取头 美国Supelco公司；DF-II集热式恒温磁力搅拌器 金坛市恒丰仪器制造有限公司；CP 214电子分析天平 上海奥豪斯仪器有限公司；18100摩尔超纯水机 重庆摩尔水处理设备有限公司；160350 D沸点测定仪 法国Dujardin Salleron公司；PAL-X手持数显糖量计 日本ATAGO公司；UMP-153型错流过滤机-配备0.2 μm中空纤维膜柱 颇尔过滤器（北京）有限公司；SPX-300-II生化培养箱 上海跃进医疗器械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程及操作要点

红枣→挑选清洗→焯水→去核→浸泡→打浆→酶解→过滤取汁→成分调整→接种发酵→倒罐→澄清→过滤→灌装→成品。

红枣预处理：挑选无病虫害的红枣清洗干净，放入水中煮沸5～10 min后捞出并去除枣核；浸泡打浆：根据预实验结果按1∶4（g/mL）料液比向红枣中加水，添加40 mg/L SO2，浸泡12 h后打浆备用；酶解取汁：加入果胶酶，50 ℃酶解4 h[18]，随后用2 层纱布对混合物进行粗过滤以获取红枣汁；成分调整：根据预实验结果，向红枣汁中添加适量白砂糖（按18 g/L糖发酵后可转为体积分数1%乙醇溶液）至预期乙醇体积分数8%，并用食品级柠檬酸调整枣汁总酸质量浓度为5 g/L；接种发酵：按推荐用量接种酵母菌（0.3 g/L）进行发酵，控制发酵温度为25 ℃[10]，待发酵液中的残糖质量浓度小于4 g/L时加入40 mg/L SO2终止发酵；澄清过滤：用0.04 g/L明胶对所得红枣酒进行下胶澄清[12]，倒罐获得澄清酒液后用错流过滤机进行过滤灌装。

1.3.2 理化指标测定

总糖、总酸、挥发酸、游离及总SO2含量的测定：分别采用GB/T 15038ü 2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中直接滴定法、指示剂法和直接碘量法；乙醇体积分数测定：采用蒸馏法，通过160350 D型沸点测定仪测定；色度测定：利用紫外-可见分光光度计测定酒样在425 nm波长处的吸光度[4]；透光率测定：以蒸馏水为对照，测定酒样在680 nm波长处的透光率[12]。

1.3.3 挥发性香气成分的测定

1.3.3.1 香气富集

取8 mL酒样于15 mL样品瓶中，加入2.4 g氯化钠和10 μL 2-辛醇内标（质量浓度为88.2 mg/L），加转子密封，置于磁力搅拌器上，40 ℃水浴平衡30 min后顶空萃取30 min。萃取结束后，取出萃取头插入气相色谱-质谱联用仪进行检测[19]。

1.3.3.2 检测条件

色谱条件：DB-WAX色谱柱（60 mh 2.5 mm，0.25 μm）；升温程序：40 ℃保持5 min，以3.5 ℃/min升至200 ℃，保持10 min；载气（He）流速1 mL/min；进样口温度230 ℃；不分流进样[19]。

质谱条件：电子电离源；电子能量70 eV；连接杆温度200 ℃；离子源温度250 ℃；质量扫描范围m/z50～350。

1.3.3.3 香气成分分析

定性分析：采用保留指数和谱库检索比对进行定性，谱库比对时要求与系统自带的标准质谱库（NIST-11、Wiley及香精香料库）匹配度大于800[19-20]。

定量分析：采用内标法进行半定量分析，内标为2-辛醇。按下式计算[19]：

式中：X为香气物质的质量浓度/（μg/L）；f为内标物的校正因子，f=1；A为测得香气物质的峰面积；c为内标物的质量浓度/（μg/L）；A0为测得内标物的峰面积。

1.3.4 香气轮分析

参考Capone等[20]的方法，将检测到的香气化合物按葡萄酒香气轮盘中的呈香类型进行分类，分别为化学味（1）、刺激味（2）、氧化味（3）、微生物味（4）、花香味（5）、香料味（6）、果香味（7）、植物味（8）、坚果味（9）、焦糖味（10）、木材味（11）、土壤味（12）和脂肪味（13），将具有相似感官特征的香气化合物分至一组，计算各类香气描述的香气活性值（odour activity value，OAV）并作雷达图。

OAV=香气化合物质量浓度/阈值。本实验中香气化合物的嗅觉阈值及气味描述引自参考文献[19-20]。

1.3.5 感官评价

参照GB/T 15038ü 2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》，在标准品尝室进行，选择由7 名经专业受训成员组成的感官评价小组分别从色泽、澄清度、香气、滋味和典型性5 个方面进行感官评价（表1），分数从高到低表示感觉强烈程度逐渐降低，从优质红枣酒应具备的特点到品质较差，结果经标准化处理后用雷达图进行分析。

表1 红枣酒感官评价评分标准Table 1 Criteria for sensory evaluation of jujube wine

1.4 数据处理

利用Microsoft Office Excel 2016对样本（n=3）所得数据进行整理计算，采用IBM SPSS Statistics 19.0分析软件进行数据的差异显著性分析（多因素方差分析，Duncan法，P＜0.05，差异显著），并对不同品种酒样的香气化合物进行主成分分析（principal component analysis，PCA）。

2 结果与分析

2.1 不同品种红枣汁及枣酒理化指标分析

红枣制浆后所得枣汁中的糖酸含量对红枣酒的发酵参数、乙醇体积分数和总酸含量有直接影响，进而影响红枣酒的风味和感官品质。如表2所示，3 个品种红枣所得枣汁的糖酸比均适用于红枣酒酿造，其中民勤圆枣汁中的可溶性固形物含量最高，显著高于小口枣，但与临泽小枣相比差异不显著；临泽小枣汁中的可滴定酸含量最低且差异显著，这可能与红枣原料[14]及产地有关。

表2 不同品种红枣汁及枣酒理化指标Table 2 Physiochemical parameters of jujube juices and wines from different varieties

成品枣酒中的乙醇体积分数、总SO2、游离SO2、挥发酸和残糖含量等指标均符合国标中干型果酒的规定。其中临泽小枣所酿枣酒的总酸含量最高，且差异显著；小口枣酒样的乙醇体积分数显著低于另外2 种枣酒，但也符合预期酒度。有机酸是构成红枣酒风味的重要组分，其含量受红枣原料、成分调整时添加的酸以及发酵过程中酵母菌代谢产生酸的综合影响[13]；此外，Guo Jingjng等[21]研究表明，发酵前酶解处理使红枣醪液中的总氮和总皂苷含量增加，有助于降低红枣酒中的挥发酸含量，但也有研究表明干制方式是影响红枣酒理化指标的主要因素[22]。

色泽和澄清度也是影响果酒品质的重要指标[4]。实验所得3 种枣酒均具有澄清透亮的外观（透光率＞97%），但临泽枣酒的色度值最高，色泽品质较好，且与其他2 种枣酒相比差异显著，这可能与红枣品种、酶解条件或制浆方式等因素有关[15,18]。

2.2 红枣发酵酒香气成分分析

香气是评价红枣酒品质的重要指标[23]。实验通过顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法测定所得枣酒的挥发性香气成分，共检测出65 种物质，包括23 种酯类、13 种醇类、13 种酸类、6 种萜烯类和10 种醛酮类化合物（表3）。3 种红枣酒中挥发性香气化合物的种类和含量均存在较大差异，其中小口枣酒样中香气化合物总含量最高，临泽小枣酒样最低（3 种枣酒分别为3 990.40、3 681.03 μg/L和2 600.41 μg/L）。

表3 红枣发酵酒中香气化合物的组成与含量Table 3 Composition contents of volatile compounds in different fermented jujube wines

续表3

酯类物质是枣酒中的主要香气物质，多产生于酒样发酵阶段，具有愉悦、怡人的果香气味。酯类的形成受醪液理化组成及发酵条件的影响，乙醇发酵阶段，在酯酶催化作用下酰基CoA与乙醇合成脂肪酸乙酯，乙酰CoA和高级醇合成乙酸酯[19,24]。如表3所示，小口枣、民勤圆枣和临泽小枣酒样中酯类化合物的种类分别为21、23 种和19 种，含量依次降低且差异显著；尽管临泽小枣酒样中酯类物质的种类和含量均最少，但其酯类物质含量占香气物质总量的比列却较高（3 种酒样分别为32.48%、28.64%和30.52%）。脂肪酸乙酯是枣酒中酯类香气的重要组成部分，主要包括丁酸乙酯、己酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、苯甲酸乙酯、月桂酸乙酯和3-苯丙酸乙酯等，可赋予枣酒果香和花香。这与任晓宇等[25]在红枣白兰地香气分析中的结果相似，2-甲基丁酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、月桂酸乙酯、己酸乙酯等乙酯类化合物具有较高的OAV，它们共同赋予酒体水果香味。乙酸酯中乙酸乙酯和乙酸异戊酯含量较高，其中后者可赋予枣酒香蕉、草莓等水果香味。

高级醇是酵母菌发酵过程中重要的次级代谢产物，其含量受发酵条件、醪液理化指标及原料成分及酶解条件等因素的影响[24,26]。组成枣酒香气的成分中醇类化合物含量最高，临泽小枣、小口枣和民勤圆枣酒样中分别检出11、12 种和12 种醇类物质，分别占香气物质总量的55.97%、49.82%和48.22%，3 种枣酒中小口枣酒样醇类物质的含量最高，且差异显著。异戊醇是枣酒中含量最高的醇类物质，赋予酒样苹果白兰地或辛辣味，但其含量过高时也会对枣酒风味有不良影响；民勤圆枣酒样中苯乙醇、正己醇和3-己烯-1-醇含量显著高于其余2 种酒样，可赋予酒样花香和青草味。但也有研究认为以苯乙醇为代表的高级醇可能是枣酒中苦味物质的主要来源[27]，发酵前用高压脉冲电场处理红枣果浆，可显著降低成品酒中高级醇含量并增强其花香和果香风味[28]。

脂肪酸是酵母菌和细菌代谢的副产物，低浓度时具有奶酪或奶油风味，可以增加果酒香气的复杂性，含量过高则会产生醋酸、腐败和刺激味等不良风味[19,24]；但也有文献报道癸酸是新鲜红枣中的主要香气成分之一[29]。民勤圆枣酒样中酸类化合物的种类及含量均最高，临泽小枣最低，且含量差异显著；辛酸和癸酸是上述3 种枣酒中最主要的酸类化合物，具有水果香、奶酪味及脂肪味，分别在小口枣和民勤圆枣中含量最高（表3）。

萜烯类化合物具有浓郁的花香和果香味，且感官阈值较低，是酒样特征香气的主要贡献者[19,24]。3 种酒样中共检测出6 种萜烯类化合物，其中橙花醇和反式-橙花叔醇分别只在民勤圆枣和临泽小枣酒样中检出，且民勤圆枣酒样中的芳樟醇和香叶醇含量显著较高；小口枣酒样中大马士酮含量显著较高，可赋予枣酒强烈的玫瑰香气。

羰基（醛酮类）化合物主要包括醛类、酮类和缩醛类物质，也是果酒香气的重要组成部分[19,24]。实验共鉴定出9 种醛类和1 种酮类化合物，包括构成新鲜红枣主要香气的己醛和壬醛[29]。民勤圆枣酒样中醛酮类化合物检出种类最少（7 种），但其含量却显著高于其他酒样，这主要是苯乙醛（呈蜂蜜和花香）、椰子醛（呈椰子、桃子香）和己醛（呈青草气及苹果香）含量较高所致。

2.3 PCA结果

红枣酒中香气成分复杂多样，为进一步确定红枣酒特征香气物质，采用PCA法对3 种红枣酒的香气成分进行综合评价，如图1所示。以特征值大于1为依据，共提取了4 个PC，其中，PC1和PC2累计方差贡献率达88.72%，基本可以解释原变量绝大多数的变异信息[20,24]。

图1 香气化合物PCA的样品分布图（A）和因子载荷图（B）Fig.1 PCA score plot (A) and loadings plot (B) of volatile aroma compounds in different jujube wines

从图1可看出，3 种红枣酒在样品属性分布图中得到了较好区分，民勤圆枣酒样主要分布在PC1的正半轴，小口枣主要分布于PC2的正半轴，临泽小枣酒样主要分布于2 个PC的负半轴。PC1主要反映了乙酸乙酯、戊酸乙酯、乙酸庚酯、苯甲酸乙酯、苯丙酸乙酯、十四酸乙酯、正己醇、3-己烯-1-醇、正庚醇、2,3-丁二醇、正癸醇、正戊酸、异戊酸、壬酸、癸酸、月桂酸、芳樟醇、橙花醇、香叶醇、椰子醛等化合物的信息，PC2主要反映了乙酸异戊酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、异戊醇、正己酸、庚酸、辛酸、大马士酮等化合物信息；此外，PC1与壬醛呈负相关，而PC2与月桂酸乙酯、月桂醇、丁酸、2-甲基丁酸、苯乙醛呈负相关。尽管不同品种红枣所酿枣酒的挥发性香气成分各有特点，但由于不同香气化合物的呈味类型及阈值不同，对风味特征的贡献也有差异，因此还需结合OAV及感官评价等方法进行进一步分析[16,30]。

2.4 酒体香气轮分析

红枣酒中的香气成分主要包括醇类、酸类、酯类、萜烯类化合物等，这些化合物可通过相互累积、协同、抑制和掩蔽等作用，使果酒的香气复杂多变[20]。OAV是香气化合物的浓度与其感知阈值的比值，用于表征挥发性化合物对酒样总体香气的贡献。如表4所示，3 种枣酒中共有8 种化合物的OAV大于1，可能是其主体呈香物质，但由于不同化合物间可能存在相互影响，如OAV较高的化合物可能因拮抗作用被其他化合物所遮掩，而OAV较低的物质也可因相加或协同作用而被感知到，因此对所有OAV大于0.1的香气化合物均予以列出[20]。

大马士酮可赋予酒样玫瑰香，其OAV在3 种酒样中均最高，是红枣酒中最重要的香气物质之一；苯乙醛呈蜂蜜和花香，且在不同酒样中的OAV均大于10，也是构成红枣酒花香的主要物质；己酸乙酯（青苹果和草莓味）和乙酸异戊酯（香蕉味）OAV也较高，是构成红枣酒果香风味的主要物质；异戊醇赋予酒样苹果白兰地和辛辣味，可赋予红枣酒刺激味。

表4 不同品种红枣酒OAV及特征描述Table 4 Odor activity values and odor descriptions of different jujube wines

根据香气化合物的风味特征并参照香气轮中的模块分类，将红枣酒香气成分划分为5 个系列，分别是花香味（5）、果香味（7）、刺激味（2）、脂肪味（13）和植物味（8），计算各香气系列的OAV并绘制香气轮廓图[20]。如图2所示，花香味和果香味是红枣酒中主要呈现的2 种香气类型，其次为化学味、脂肪味和较弱的植物味（OAV均小于1），这与焦娇等[30]的研究结果（红枣发酵酒的香气主要由果香、枣香和窖香组成，花香味对整体香气起补充作用）略有不同，可能与红枣酒的陈酿方式和时间有关。实验所得3 种红枣酒的总体香气轮廓特征较为相似，但小口枣酒样的花香、果香和刺激味最强，民勤圆枣和临泽小枣酒样的脂肪味和植物味分别较高，这可能是不同品种红枣原料中所含糖、酸等成分及其风味物质不同所致[29]；此外，发酵过程中添加适量磷酸氢二铵可以增强红枣酒中的果香和花香风味[31]。

图2 不同品种红枣酒香气轮廓图Fig.2 Aroma profiles of different jujube wines

2.5 酒体感官分析

图3 不同品种红枣发酵酒感官评价Fig.3 Sensory evaluation of different jujube wines

如图3所示，3 种枣酒均符合优质果酒的要求，酒体澄清透明、呈橙红色，具有纯正、优雅的果香和酒香，酒体协调，具有红枣酒的典型性。就外观而言，3 种酒样澄清度无明显差异，但临泽小枣酒样色泽最深；香气品质方面，小口枣酒样的香气更为浓郁优雅；与上述2 种酒样相比，民勤圆枣酒样滋味得分较低，典型性也不如临泽小枣酒样。综合评价结果显示，临泽小泽和小口枣酒样感官品质较佳。

3 结 论

实验考察3 种发酵型红枣酒在理化指标、香气成分及感官品质方面的差异。结果表明，所得枣酒的理化指标均符合国标规定，但临泽小枣酒样的总酸含量和色度值最高，且与其他2 种枣酒相比差异显著；3 种枣酒中共鉴定出65 种香气化合物，包括酯类23 种、醇类和酸类各13 种、萜烯类6 种、醛酮类10 种，其中酯类、醇类和萜烯类化合物在小口枣酒样中含量最高，酸类和醛酮类化合物在民勤圆枣酒样中含量最高，临泽小枣酒样中上述化合物的含量均最低且差异显著，3 种酒样可通过香气化合物的PC样品分布图良好区分；酒体香气轮分析显示花香味和果香味是红枣酒的主要香味，其次为化学味，构成上述风味特征的主要物质可能是大马士酮、苯乙醛、己酸乙酯、乙酸异戊酯、丁酸乙酯和异戊醇；感官评价结果表明小口枣酒样的香气最为浓郁优雅，临泽小枣酒样具有较好的色泽和典型性，2 种酒样的感官品质均较佳，可用于高品质特色枣酒的生产。