钙果与2种酿酒葡萄酿制复合型果酒的品质分析

温华婷， 梁丽红， 李敏， 高娉娉， 赵美， 王婧

(1.甘肃农业大学食品科学与工程学院，甘肃 兰州 730070；2.甘肃省葡萄与葡萄酒工程学重点实验室，甘肃 兰州 730070)

钙果学名欧李(Cerasushumilis(Bge.) Sok.)，是中国特有的蔷薇科樱桃属的矮生灌木，具有耐寒、耐旱、耐盐碱、耐瘠薄、固沙以及蓄水等特性，在生态治理中发挥着十分重要的作用[1-2]。钙果主要分布在中国长江以北地区，包括东北、华北和西北等[3]。钙果果实成熟期为7—10月，果树结果早，产量高，可达到15 t·hm-2以上[4]。钙果果实颜色艳丽、风味独特、富含多种营养物质及抗氧化活性物质，其中氨基酸种类多达17种，含量高达3.4～4.5 mg·g-1，钙含量高达0.6～0.9 mg·g-1[5-6]，是药食两用的高保健型水果。钙果果实含有100多种挥发性香气化合物，具有独特的水果香气[7]。但是，钙果果实含糖量低，总酸和单宁含量高，导致无法鲜食，严重影响推广与利用。利用钙果果实开发果酒可以提高钙果利用率，然而钙果果实单独酿制的果酒存在乙醇体积分数低、酒体酸涩以及口感不佳等问题，不适合投入市场[8-9]。郄志民等[10]通过对钙果酿制果酒的可行性研究，发现钙果单独酿制的果酒酒体微涩，单宁质量浓度较高。张忠爽等[11]研究发现，钙果果实出汁率较低，不利于钙果果酒的酿制。因此，利用其他果实原料酿制复合型果酒成为改善钙果果酒出路的主要措施之一。‘霞多丽’(Chardonnay)是酿制白葡萄酒的优良品种，果皮薄，出汁率高达90%，果实糖度较高，酿制的葡萄酒酒体轻柔、口感圆润，具有菠萝、青苹果等多种香气特征，在各葡萄酒产区均广泛种植，且与钙果果实成熟期基本一致[12]。‘美乐’(Merlot)是各葡萄酒产区酿酒红葡萄的主要栽种品种，属于早熟丰产型葡萄，酿制的果酒果香浓郁、单宁柔顺、气味协调优雅[13]。目前，利用酿酒白葡萄和酿酒红葡萄与钙果酿制复合型果酒的研究尚未见报道。本试验将钙果分别与酿酒白葡萄‘霞多丽’和酿酒红葡萄‘美乐’以不同比例酿制复合型果酒，在基本理化指标和感官评价测定的基础上，分析挥发性香气化合物组成，旨在为钙果复合型果酒的生产提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

新鲜钙果果实来自甘肃皋兰县钙果基地的‘皋兰山4号’，含糖量152 g·L-1，总酸质量浓度20.3 g·L-1(以酒石酸计)。酿酒白葡萄‘霞多丽’和酿酒红葡萄‘美乐’果实来自甘肃省武威市民勤县夏博览葡萄酒庄园葡萄种植基地，含糖量分别为210和238 g·L-1，总酸质量浓度分别为7.5和5.8 g·L-1(以酒石酸计)。果实原料均于试验当天直接处理。活性干酵母粉购自安琪酵母公司；果胶酶EX-V(3.5×104U·g-1)购自法国Lallemand公司。

2-辛醇，色谱纯，购自中国SIGMA-ALDRICH(上海)贸易有限公司；福林酚，分析纯，购自中国国药集团化学试剂有限公司；其余试剂分析纯，购自中国天津市科密欧化学试剂有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 复合型果酒酿制工艺 (1)原料前处理：酿酒白葡萄‘霞多丽’除梗破碎后于4 ℃低温浸渍，24 h后压榨取汁，添加30 mg·L-1的SO2(以偏重亚硫酸钠形式)，随后添加1 g·L-1的膨润土下胶澄清，取葡萄澄清汁；酿酒红葡萄‘美乐’除梗破碎制成葡萄醪；钙果果实去梗、去核、压碎制成带皮果醪。(2)菌种活化：称取相应质量的酵母活性干粉，加入10倍体积无菌蒸馏水，置于恒温水浴锅(HH-S型，中国金坛市恒丰仪器厂)28 ℃中复水活化15 min，再加入对应等体积灭菌葡萄汁，25 ℃下恒温水浴活化10 min。(3)复合型果酒酿制：将前处理后原料按照表1分别进行酿制，添加20 mg·L-1果胶酶，23～28 ℃酶解2 h。钙果与‘美乐’酿制复合型果酒加入40 mg·L-1的SO2，钙果与‘霞多丽’酿制复合型果酒加入30 mg·L-1的SO2(均以偏重亚硫酸钠的形式)。接入0.2 g·L-1活化的酵母活性干粉，25 ℃静态发酵，当残糖质量浓度低于4 g·L-1时，终止并进行皮渣分离，加入60 mg·L-1偏重亚硫酸钾，在14～16 ℃陈酿2—3月后，取样进行指标检测。

表1 钙果与酿酒葡萄复合酿制比例Table 1 Compound brewing ratio of Cerasus humilis to wine grape

1.2.2 理化指标测定 总酸、总糖、乙醇体积分数和挥发酸的测定：参照中华人民共和国国家标准GB/T 15038—2006[14]。

总酚质量浓度的测定：采用Folin-Ciocalteu法测定。标准曲线的绘制：以总酚质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线，线性回归方程为：y=0.010 4x+0.084 4，相关系数R2=0.993 6。样品的测定：取1 mL样品稀释至10 mL后，再取0.1 mL加入6 mL蒸馏水、0.5 mL浓度为1 mol·L-1的Folin-Ciocalten显色剂和1.5 mL质量分数17%的碳酸钠溶液定容至10 mL静置2 h，紫外-可见分光光度计(Genesis 10s，美国Thermo Scientific 公司)测定765 nm波长处样品的吸光度，再根据标准曲线方程计算样品中总酚质量浓度(以没食子酸计)。

钙的测定:参照张秀香[15]的方法。在10 mL样品中分别加入0、0.5、1.0、1.5、2.0 mL钙标准溶液(50 mg·L-1)，测定422 nm波长处的吸光度，绘制曲线，计算样品中钙的质量浓度。

1.2.3 感官评价测定 参照中华人民共和国农业行业标准NY/T 1508—2017[16]制定评分标准。选择8名经过专业培训的品尝员分别对钙果与酿酒白葡萄‘霞多丽’以及钙果与酿酒红葡萄‘美乐’复合型果酒进行感官评定。对果酒的外观、香气、滋味和典型性4项指标进行综合评分，满分100分，选出每组中综合评分最高的产品。评分标准见表2。

表2 复合型果酒感官评分标准Table 2 Sensory scoring standard for compound fruit wine

1.3 挥发性香气化合物分析

1.3.1 香气成分的富集 分别选取钙果与酿酒白葡萄‘霞多丽’以及钙果与酿酒红葡萄‘美乐’复合型果酒中理化指标和感官评价较好地处理组进行挥发性香气化合物分析。参照马腾臻等[17]的方法并略作修改。在8 mL样品中加入2.4 g NaCl和10 μL质量浓度为88.2 mg·L-1的2-辛醇溶液(内标物)，加磁力搅拌转子并密封于40 ℃下水浴平衡30 min后通过顶空固相微萃取装置(HS-SPME，50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头，美国Surpelco公司)萃取30 min后进行检测。

1.3.2 气相色谱-质谱(GC-MS)条件 仪器：TRACE 1310-ISQ气相色谱-质谱仪(SIGMA-ALDRICH上海贸易有限公司)；色谱条件：DB-WAX色谱柱(60 m×2.5 mm×0.25 μm, 美国Agilent Technologies公司)；升温程序：50 ℃保持5 min，以6 ℃·min-1升至230 ℃，保持10 min；载气(He)流速1 mL·min-1；不分流进样。

质谱条件：电子轰击离子源；电子能量70 eV；传输线温度230 ℃；离子源温度250 ℃；质荷比扫描范围m/z50～350。

1.3.3 香气成分的定性与定量分析 香气成分的定性分析由GC-MS分析所得的样品质谱图经计算机在NIST、Wiley质谱库中检索比对。香气成分的定量分析采用内标法进行。

(1)

式中：X为香气物质的质量浓度；A1为测得香气物质的峰面积；C为内标物的质量浓度；A为内标物的峰面积。

1.3.4 香气贡献评价方法 采用气味活性值(odor activity value, OAV)评价各香气物质对钙果葡萄果酒整体香气的贡献[18-19]。感官阈值和香气描述根据文献[20]获得。

(2)

式中：X为香气物质质量浓度；T为感官阈值。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2010进行数据汇总，SPSS Statistics 22.0对数据进行方差分析，并利用Duncan’s多重比较在置信区间0.05下对数据进行差异显著性分析，设3次重复。

2 结果与分析

2.1 复合型果酒理化指标分析

葡萄酒中残糖质量浓度的高低是区分葡萄酒类型的重要指标，由表3和表4可知，各复合型果酒的残糖质量浓度均小于4 g·L-1，属于干型果酒。V(钙果)∶V(‘霞多丽’)=1∶9和V(钙果)∶V(‘美乐’)=1∶9复合型果酒乙醇体积分数高于同组中其他处理，分别为11.75%和13.03%。本试验中不同复合酿酒比例对复合型果酒总酸质量浓度的影响较大，当钙果比例越大时，复合型果酒中总酸质量浓度越高。参照中华人民共和国农业行业标准NY/T 1508—2017，果酒中总酸质量浓度范围为4～9 g·L-1，本试验中符合标准的有试验组E、I和J。挥发酸质量浓度是衡量果酒健康状态或腐败情况的指标，应低于1.0 g·L-1，复合型果酒中挥发酸质量浓度为0.235～0.346 g·L-1。随着钙果比例的增大，总酚质量浓度下降，V(钙果)∶V(‘霞多丽’)=1∶9和V(钙果)∶V(‘美乐’)=1∶9复合型果酒总酚质量浓度高于同组中其他处理，分别为0.491和0.497 g·L-1。本试验中复合型果酒随着钙果比例的减小，钙的质量浓度不断下降。

表3 不同比例钙果与‘霞多丽’复合型果酒基本理化指标Table 3 Basic physical and chemical indexes of Cerasus humilis and ‘Chardonnay’ compound wine with different proportions

2.2 复合型果酒感官评价分析

2.2.1 钙果与‘霞多丽’复合型果酒的感官分析 钙果与‘霞多丽’复合型果酒的感官分析雷达图如图1所示。从外观来看，试验组D和E评分最高，澄清透明，无明显悬浮物。试验组A评分较低澄清度下降，少许浑浊，推测与钙果比例有关。从香气来看，试验组A评分最高，钙果与‘霞多丽’复合型增加了果酒香气的复杂性，但各试验组之间相差不大，钙果典型的香气较突出。从滋味分析，试验组A、B和C口感酸涩，酒体欠佳；试验组E口感细腻,酸甜适中,余味悠长。随着钙果比例的增加，复合型果酒在协调性和涩味评分较低，说明钙果果实中的酸度和涩度增强了果酒酸涩感。从典型性分析可知，试验组A和B典型性一般。总体而言，试验组E颜色感官评价得分最高，色泽明亮，光泽度好，口感圆润，典型性突出。

表4 不同比例钙果与‘美乐’复合型果酒基本理化指标Table 4 Basic physical and chemical indexes of Cerasus humilis and ‘Merlot’ compound wine with different proportions

图1 钙果与‘霞多丽’复合型果酒感官分析雷达图Fig.1 Sensory analysis radar map of Cerasus humilis and ‘Chardonnay’ compound fruit wine

2.2.2 钙果与‘美乐’复合型果酒的感官分析 钙果与‘美乐’复合型果酒的感官分析雷达图如图2所示。就外观而言，各试验组在色泽差异不大，原因是‘美乐’葡萄汁颜色为红色，钙果的加入对果酒颜色影响不大。试验组J在澄清度强度量化分均高于其他试验组，颜色为宝石红，酒体澄清透明无杂质。在香气方面，各试验组果香突出，醇香浓郁，优雅和谐，差异不大。在滋味方面，试验组F和G口感酸涩，酒体欠佳，而试验组J酒体丰满，口感圆润，酸甜适口。随着钙果比例增加，果酒酒体酸涩感增强。因此，对钙果与‘美乐’复合型果酒而言，添加少量的钙果使口感上更具有优势。从典型性分析可知，试验组I和J复合型果酒典型性好。综上，试验组J感官评价得分最高。

2.3 复合型果酒香气分析

在基本理化指标分析和感官评价基础上，本研究选取试验组E和试验组J，即V(钙果)∶V(‘霞多丽’)=1∶9和V(钙果)∶V(‘美乐’)=1∶9复合型果酒分别进行香气分析，结果如表5所示。试验组E共检出41种香气化合物，包括15种酯类、12种醇类、8种脂肪酸类以及6种其他类化合物。试验组J共检出52种香气化合物，包括16种酯类、18种醇类、9种脂肪酸类以及9种其他类化合物。

酯类化合物是酵母菌发酵以及陈酿过程中产生的，有令人愉悦的花香味和果香味，增加香气的复杂性和典型性[21]。试验组E中含有15种酯类化合物，质量浓度为6 108.42 μg·L-1；OAV质量浓度大于1 μg·L-1有6种，包括乙酸己酯、乙酸异戊酯、正己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯和肉桂酸乙酯，主要赋予苹果、樱桃、香蕉、梨、菠萝、草莓、蜂蜜和肉桂等浓郁果香。试验组J中含有16种酯类化合物，质量浓度为4 126.79 μg·L-1；OAV质量浓度大于1 μg·L-1有6种，包括癸酸乙酯、乙酸己酯、辛酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸异戊酯和正己酸乙酯，主要赋予苹果、樱桃、香蕉、梨、菠萝以及草莓等浓郁果香。2种复合型果酒在酯类化合物质量浓度和种类方面差异较大，试验组E比试验组J中酯类化合物质量浓度高出32.44%，但乙酸己酯、乙酸异戊酯、正己酸乙酯、辛酸乙酯和癸酸乙酯的质量浓度均远高出阈值，对复合型果酒果香味贡献较大。

图2 钙果与‘美乐’复合型果酒感官分析雷达图

醇类化合物是复合型果酒香气的主要成分，由糖代谢、氨基酸脱羧和脱氢产生，赋予水果香气[22-23]。RAPPA等[24]认为，当高级醇质量浓度低于300 mg·L-1时有助于提升果酒中香气复杂性。试验组E和试验组J分别检测出12种和18种醇类物质，质量浓度分别为9 692.11和5 175.09 μg·L-1，其中试验组E比试验组J中醇类物质质量浓度高出46.61%，主要是因为试验组E中正己醇质量浓度较高。试验组E中OAV质量浓度大于1 μg·L-1只有正己醇，赋予生青味和青草味，而试验组J中醇类化合物中OAV质量浓度大于1 μg·L-1有苯甲醇和正己醇2种，赋予青草味、杏仁味和胡桃味，这表明钙果与‘美乐’复合型果酒香气更丰富。

有机酸类化合物是保持复合型果酒酒体平衡和口感清爽的主要物质，适宜的含酸量可赋予果酒新鲜的水果香[25-26]。试验组E中有机酸类香气化合物质量浓度为3 433.51 μg·L-1，比试验组J高出10.88%。乙酸是衡量葡萄酒质量的重要因素，超过700 mg·L-1时会产生刺鼻气味和不良口感[27]，而在复合型果酒中乙酸的质量浓度较低，均未超过感官阈值。

复合型果酒香气中其他类化合物主要包括醛类和萜烯类等。试验组E中含有6种其他类香气化合物，包括萜烯类3种、醛类2种和呋喃1种。试验组J中含有9种其他类香气化合物，包括萜烯类6种、醛类2种和呋喃1种。研究发现试验组J中果酒的萜烯类化合物较多，原因是萜烯类化合物大多源于葡萄果实，葡萄品种的不同导致2种复合型果酒中存在差异[28]。试验组E中其他类化合物的质量浓度为2 172.30 μg·L-1，比试验组J中低64.86%。其中，试验组E中萜烯类化合物OAV质量浓度大于1 μg·L-1有橙花醇和芳樟醇2种，主要呈现紫罗兰花香和麝香香味；试验组J中萜烯类化合物OAV质量浓度大于1 μg·L-1为香叶醇、香茅醇和芳樟醇，主要呈现柠檬味、麝香、青草味和花香味。2种复合型果酒的醛类化合物中OAV质量浓度均大于1 μg·L-1是癸醛，主要赋予复合型果酒生青味和青草味。

表5 钙果复合酿制果酒香气分析表Table 5 Aroma analysis of Cerasus humilis compound fruit wine

续表5Continuing table 5

3 结论与讨论

本研究选用典型的酿酒白葡萄‘霞多丽’和酿酒红葡萄‘美乐’分别与钙果进行复合酿制，探究钙果与酿酒葡萄进行复合酿制的最佳比例，为钙果复合型果酒的生产工艺技术的研发提供理论参考。本研究结果表明，随着葡萄汁比例增大，乙醇体积分数也会相应增大。酚类物质是参与果酒骨架、结构和颜色形成的主要因素[29]。钙果与‘美乐’酿制的复合型果酒比与‘霞多丽’酿制的复合型果酒总酚质量浓度高，且随着钙果比例的增大，复合型果酒的酸味和涩味也逐渐增强。都振江等[30]发现，将钙果果酒进行苹果酸-乳酸发酵可以突出钙果独特果香和均衡口感，保留其内在营养物质。本试验采用V(钙果)∶V(‘霞多丽’)=1∶9和V(钙果)∶V(‘美乐’)=1∶9酿制复合型果酒，口感清爽，酸甜平衡，钙果特征香气突出，感官品评得分高，且不需要进行苹果酸-乳酸发酵试验，从而探索出钙果复合型果酒酿制的新工艺。钙果与不同原料酿制的复合型果酒颜色存在差异，本试验中，钙果与‘霞多丽’酿制的复合型果酒颜色为瓦红色，与‘美乐’酿制的复合型果酒颜色为宝石红色，这与程兆宇等[31]和孙晓成等[32]研究结果一致。‘美乐’葡萄汁由于本身具有红色，钙果的加入对果酒颜色影响不大，而在与‘霞多丽’白葡萄酿制的复合型果酒中，钙果比例越高，外观颜色强度越高。刘婷婷等[33]研究表明，辛酸乙酯是钙果果酒中的特征性香气物质，主要赋予果酒菠萝和梨香，同时钙果单独酿制的果酒中萜烯类化合物质量浓度较少。而本试验中，V(钙果)∶V(‘霞多丽’)=1∶9和V(钙果)∶V(‘美乐’)=1∶9复合型果酒的辛酸乙酯质量浓度和萜烯类化合物种类明显增加，与单一品种酿制葡萄酒相比，大幅提高了果酒香气复杂性和整体品质。利用钙果与葡萄汁原料酿制的复合型果酒不仅能够得到优良的口感，还弥补了钙果单独酿制时因糖度不足、酸度过高产生的缺陷。相比普通葡萄酒，钙果复合型果酒含有更丰富的营养价值，不仅充分利用了西北特色原料，丰富了果酒品种，而且对钙果相关产品的深加工以及带动地方产业经济具有实际意义。