杏汁发酵与杏皮渣发酵对杏酒香气质量的影响

刘 敏，高 伟，张睿梅

（1.山西农业大学食品科学与工程学院，山西 太谷 030801；2.山西农业大学创新创业学院，山西 太谷 030801；3.北京食品科学研究院，北京 100068）

杏（Prunus armeniacaL.）是蔷薇科李亚科杏属，原产于我国，现广泛分布于河北、河南、山东、陕西、山西、新疆等地。杏果实酸甜可口，香气浓郁，含有多种人体所需的营养成分，包括蛋白质、多酚、多糖、有机酸、矿物质、维生素和类胡萝卜素等。杏果实中的扁桃苷还具有抗癌活性，经常食用可以起到防癌抗癌的作用[1]。但是杏果呼吸强度高，不耐贮藏，采后容易发生腐烂、失水、褐变等问题[1-2]。以杏为原料酿造杏酒，不仅可以解决杏货架期短的问题，还可以提高产品的附加值，增加果酒种类。目前国外关于杏酒的研究鲜见报道，而国内对杏酒的研究主要集中在发酵工艺的优化[3-5]、杏品种[6]和酵母的筛选[7]等方面。

发酵工艺是影响果酒品质的重要因素，目前杏酒的发酵工艺尚不成熟，市面上杏酒种类较少。与葡萄酒发酵工艺不同，杏酒乙醇发酵包括主发酵和后发酵两个阶段，发酵一段时间后，当质量不再发生变化时，主发酵结束，接着进行酒泥分离，然后转入后发酵[3-4]。这可能是由于酵母在发酵过程中产生了一些抑制其自身生长的物质，只有除去酒泥后才可以继续发酵。傅力等[8]以赛买提杏为原料，采用杏浆和杏汁两种方式进行发酵，结果表明杏汁发酵的杏酒细腻、洁净，而杏浆发酵的酒口感较粗糙。现在大多数杏酒都是用杏汁进行发酵，所酿杏酒澄清度好，稳定性高，但同时产生了许多杏皮渣，造成资源浪费和环境污染。为了解决这一问题，本研究将杏皮渣加水蒸煮后进行发酵，这种方法还可以提高杏酒产量，增加经济效益。

香气是决定杏酒感官品质的重要因素之一，其受到杏品种、发酵工艺、酵母、下胶、贮存等因素的影响。傅力等[9]用6 种不同品种杏酿酒并进行香气分析，共检出香气成分70 种，其中共有香气成分22 种，包括正己醇、芳香醇、苯乙醇、乙酸乙酯、辛酸乙酯、苯甲酸乙酯、丁香酚等。李硕等[10]以冻杏为原料酿造杏酒，检出香气成分23 种，其中含量较高的香气物质有异戊醇、1,3-丁二醇、苯乙醇、异丁酸乙酯、酮戊二酸、1,8-萜二烯、苦杏仁油等。

本实验室前期对杏酒的发酵工艺进行了优化，在料液比1∶1、发酵温度25 ℃条件下，使用酵母BV818和CECA发酵的杏酒品质较好。在此基础上，本研究以杏汁和杏皮渣为原料，分别加入两种酵母进行发酵，比较不同发酵工艺对杏酒中还原糖、总酸、总酚、总浸出物、乙醇体积分数等基本理化指标和香气成分的影响，并分析杏酒的特征香气物质，旨在为提高杏酒品质提供技术支持，也为进一步研究杏酒香气物质的合成提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

凯特杏，于2019年6月中旬采自山西农业科学院太谷果树研究所，挑选无破损、无霉变的成熟果实作为酿造杏酒的原料，还原糖质量浓度为156.3 g/L（以葡萄糖计），总酸质量浓度为12.2 g/L（以柠檬酸计）。

酵母BV818、CECA 安琪酵母股份有限公司；RF果胶酶 德国AB酶制剂公司；福林-酚试剂天津市光复精细化工研究所；没食子酸标准品 美国Sigma公司；碳酸钠、亚硫酸、氢氧化钠、葡萄糖等均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

TRACE 1310-ISQLT气相色谱-质谱联用仪美国Thermo Fisher公司；UV752N紫外-可见分光光度计 上海精科仪器有限公司；HR2101/03榨汁机飞利浦电器（中国）有限公司；PHS-3E pH计上海仪电科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 发酵工艺流程及操作要点

凯特杏→按质量比1∶1加水→榨汁机打浆→加亚硫酸→1 h后加果胶酶→室温静置24 h→取杏汁或杏皮渣→调整成分→加酵母→主发酵→倒罐→后发酵→澄清→过滤→装瓶→测定指标

操作要点：1）杏汁和杏皮渣的获得：凯特杏去核，果肉称质量后放入榨汁机，按质量比1∶1加水，打浆后加入0.1%亚硫酸防止氧化，1 h后加入40 mg/L果胶酶，室温静置24 h，取上层清汁，并用纱布对皮渣进行压榨，将两部分杏汁合并，用于发酵杏酒。将剩余的皮渣称质量，按质量比1∶1加水，浸泡2 h，121 ℃高压蒸煮20 min，起到灭菌和提高出汁率的作用，用纱布过滤后用于发酵杏皮渣酒。2）调整成分：添加蔗糖，调整还原糖质量浓度为220 g/L。3）添加酵母：按照200 mg/L质量浓度称取酵母，加入10 倍体积的杏汁，在37 ℃水浴锅中进行活化，然后倒入发酵罐中搅拌均匀。4）发酵：发酵温度为25 ℃，每隔24 h测定温度和相对密度，当连续2 次相对密度不再变化时，主发酵结束。倒罐，去除酒泥，进行后发酵，当相对密度不再变化时，加入0.1%亚硫酸终止发酵。5）在4 ℃条件下自然澄清，2 个月后过滤装瓶，进行理化指标的测定和感官评价。

本研究采用4 种发酵工艺，工艺1：杏汁+酵母BV818；工艺2：杏汁+酵母CECA；工艺3：杏皮渣+酵母BV818；工艺4：杏皮渣+酵母CECA。

1.3.2 基本理化指标的测定

还原糖：采用斐林试剂法测定；总酸：采用NaOH滴定法测定；pH值：采用pH计测定；乙醇体积分数：采用酒精计测定；总浸出物：采用密度瓶法测定；总酚：采用福林-肖卡法测定；总二氧化硫：采用氧化法测定；挥发酸：采用滴定法测定[11]。

1.3.3 香气物质的测定

将5 mL杏酒放入样品瓶中，加入0.2 g NaCl和50 μL内标2-辛醇（100 mg/L），置于自动进样台上，40 ℃平衡10 min，固相微萃取头插入样品瓶中吸附30 min后进样，250 ℃解吸5 min，毛细管柱为TG-WAX（30 m×0.25 mm，0.25 μm）。升温程序为40 ℃保持3 min，以7.0 ℃/min升至230 ℃，保持8 min；进样口250 ℃；传输线230 ℃；载气He，流速1.0 mL/min；不分流进样。电离方式为电子电离，离子能量70 eV，离子源温度230 ℃，质量扫描范围33～450 u，发射电流100 μA，检测电压1.4 kV。用2-辛醇作内标计算各组分相对含量，设3 次生物学重复。

1.3.4 感官评价

由20 名品尝员组成品尝小组，根据GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》的评分细则，对杏酒的外观、香气、滋味、典型性4 个方面进行感官评价，评分标准见表1[12]。

表1 杏酒的感官评价标准Table 1 Criteria for sensory evaluation of apricot wine

杏酒感官量化分析根据Tao Yongsheng等[13]的方法进行，要求品尝员用5～6 个标准词汇描述样品香气特征，采用五点法对感官特征进行量化，并计算香气特征的量化强度（modified frequency，MF）值。

式中：F为某一特征的使用频率/%；I为某一特征强度分值平均数占最大值5 分的百分数/%。

1.4 数据分析

用SPSS 21软件进行方差分析和主成分分析（principal component analysis，PCA）。

2 结果与分析

2.1 杏酒发酵过程中相对密度变化

将酵母活化后倒入杏汁中，在发酵6 h后可观察到气泡产生，说明酵母生长良好。杏酒在发酵过程中，由于乙醇的产生，相对密度不断下降（图1）。用酵母BV818发酵的酒样（工艺1和工艺3）在发酵第3天，相对密度分别降至1.015和1.019，而在发酵第4天相对密度无变化，然后倒罐，进行后发酵，相对密度继续下降；发酵至第8天相对密度不再下降，加亚硫酸终止发酵，相对密度分别为0.991和0.992。用酵母CECA发酵的酒样（工艺2和工艺4）在发酵第5天进行倒罐，在第10天终止发酵，相对密度分别为0.992和0.993。

图1 杏酒发酵过程中相对密度变化Fig.1 Change in specific gravity during the fermentation of apricot wines

2.2 发酵工艺对杏酒理化指标的影响

由表2可知，不同工艺的杏酒中还原糖质量浓度均大于13 g/L，按照我国葡萄酒的理化指标要求（GB 15037—2006《葡萄酒》），属于半甜型果酒。酒样中总酸质量浓度均在8 g/L以上，pH值范围在3.3～3.7之间，杏汁发酵的杏酒中总酸含量较高，pH值较低。杏酒酸度较高，酒中留有残糖，可以平衡酸度，使口感更加协调、圆润。据报道，杏酒中柠檬酸含量最高，占总酸的37%，其次是乳酸和苹果酸[14]，柠檬酸和苹果酸来源于杏果，而乳酸是酵母发酵产生的。发酵前含糖量一致，而酵母BV818发酵的酒样（工艺1和工艺3），其乙醇体积分数显著大于酵母CECA发酵的酒样（工艺2和工艺4），可能是由酵母BV818的乙醇转化率较高导致。总浸出物是指在一定物理条件下，酒中非挥发性物质的总和，包括糖、有机酸、甘油、单宁、色素、无机盐、矿物质等，工艺3和工艺4酒样是杏皮渣发酵，其总浸出物质量浓度分别为33.53 g/L和30.07 g/L，显著高于杏汁发酵的酒样。同样，工艺3和工艺4酒样中总酚含量显著高于工艺1和工艺2酒样，其中工艺3酒样的总酚质量浓度最高（347.84 g/L）。GB 15037—2006规定葡萄酒中挥发酸质量浓度≤1.2 g/L（以乙酸计），GB 2758—2005《发酵酒卫生标准》规定果酒中总二氧化硫质量浓度不大于250 mg/L，在4 种工艺的酒样中，挥发酸和总二氧化硫含量均符合国标要求。

表2 杏酒的理化指标Table 2 Physicochemical indexes of apricot wines

2.3 发酵工艺对杏酒香气物质的影响

杏酒的香气来源于杏果、发酵和陈酿过程。不同品种的杏酿成酒后，会表现出不同的品种香气特征，这主要来源于杏果中香气成分的气味贡献，而这些香气成分在呈香过程中往往具有协同效应[15]。在杏酒发酵过程中，除产生乙醇外，还会产生多种副产物，其中具有挥发性气味的物质主要包括高级醇、酯类、脂肪酸等化合物[16]。本研究杏酒中共检测出41 种香气物质，包括酯类29 种、醇类5 种、醛类2 种和萜烯类5 种（表3），含量分别占香气总量的72.7%、21.1%、0.3%和5.9%，其中酯类物质种类最多，含量最高。

在4 种工艺的酒样中，分别检测到37、31、19 种和18 种香气物质，香气总量分别为14 765.27、15 034.37、12 580.27 μg/L和7 347.61 μg/L（表3），可见杏汁发酵的杏酒中无论香气种类还是香气总量均显著高于杏皮渣发酵的杏酒。

表3 不同工艺酿造杏酒的香气物质Table 3 Aroma components identified from apricot wines

2.3.1 酯类

酯类物质是杏酒的主要香气物质，具有花香和果香的香气特征。在酒样中共检测到29 种酯类物质，包括5 种乙酸酯、13 种乙醇酯和11 种其他酯，其中乙醇酯种类最多，而且含量最高，占酯类总量的71.14%。乙醇酯，也称作脂肪酸乙酯，是酵母的次级代谢产物，有研究表明脂肪酸乙酯含量增加可以增强葡萄酒的果香[17]。酒样中乙醇酯含量按大小排序为：工艺1＞工艺2＞工艺3＞工艺4。

在4 种工艺的酒样中分别检测到28、21、13 种和12 种酯类物质，其中工艺1酒样中酯类物质质量浓度最高（11 850.92 μg/L），工艺4酒样中酯类物质质量浓度最低（3 990.60 μg/L）。在4 种工艺的酒样中含量均较高的酯类物质包括乙酸异戊酯、己酸乙酯、辛酸乙酯和癸酸乙酯。乙酸异戊酯具有香蕉香气[15]，己酸乙酯具有青苹果的香气[17]，辛酸乙酯表现出菠萝、梨和花的香气特征[18]，低浓度的癸酸乙酯具有果香，当质量浓度较高时有脂肪味[19]。有研究表明，与发酵前的杏汁相比，杏酒中辛酸乙酯和癸酸乙酯含量显著提高，是杏汁中含量的76.5 倍和36.3 倍；月桂酸乙酯在杏汁中未检出，而在杏酒中质量浓度为22.62 μg/L[20]。在工艺1和工艺2的酒样中，月桂酸乙酯质量浓度分别为196.05 μg/L和30.51 μg/L，而在工艺3和工艺4的酒样中未检出。乙酸己酯是金凯特[21]、大接杏[22]、鲁杏6号[23]的特征香气成分，具有梨、樱桃、香蕉等清甜果香，在4 种工艺的酒样中均可检出。

2.3.2 醇类

醇类物质是杏酒的第二大香气物质，主要由酵母代谢、糖苷和酯的水解作用形成[24]。在杏酒中共检测到5 种醇类物质，分别为异丁醇、异戊醇、2,3-丁二醇、正己醇和1-辛烯-3-醇。在4 种工艺的酒样中均检测到异丁醇和异戊醇，这两种物质可以赋予酒体杂醇香[25]。在工艺1和工艺2的酒样中可以检测到正己醇，其具有青草的香气特征，该物质主要来源于杏果，是杏果的特征香气成分之一[20-21]。2,3-丁二醇仅在工艺1的酒样中检测到，具有黄油和乳酪的香气[25]，而1-辛烯-3-醇仅在工艺4的酒样中检

测到，具有蘑菇的香气[26]。酒样中醇类物质含量最高的是工艺3的酒样，质量浓度为3 505.61 μg/L，其次是工艺2和工艺4的酒样，含量最低的是工艺1的酒样。高级醇具有强烈的刺激性气味，对葡萄酒等果酒及白兰地的感官特性具有显著影响[27-28]。有研究表明，适当质量浓度的高级醇（＜300 mg/L）可增加葡萄酒香气的复杂性，而质量浓度较高（＞400 mg/L）则会给葡萄酒带来化学味，破坏葡萄酒的感官品质[29]。结合感官评价结果，4 种工艺酿造的杏酒醇香浓郁，并未感知到高级醇带来的不良气味。

2.3.3 醛类

在杏酒中检测到的醛类物质含量较低，仅占香气总量的0.3%。在4 种工艺的酒样中共检测到2 种醛类物质，分别为壬醛和2,3-二羟基-丙醛，其中壬醛含量较高，具有甜橙、花香、油脂和蜡烛的香气特征[30]。在工艺2的酒样中，醛类物质总量和壬醛质量浓度分别为84.08 μg/L和64.94 μg/L，均显著高于其他3 个工艺的酒样。

2.3.4 萜烯类

萜烯类化合物是植物体中由乙酰CoA合成的次级代谢产物[31]，由于其香气优雅，且嗅觉阈值较低，所以对果酒香气的贡献较大[32]。在杏酒中检测到5 种萜烯类物质，分别为芳樟醇、松油醇、α-月桂烯、α-罗勒烯和反式-β-罗勒烯，这些香气物质均来自杏果，是杏果的特征香气成分[22,33]。从萜烯类物质总量上看，工艺2＞工艺1＞工艺4＞工艺3。芳樟醇在4 种工艺的酒样中均检出，可以给酒体带来紫丁香、铃兰、玫瑰花等花香，使香气更加清新甜美，在工艺1和工艺2的酒样中芳樟醇质量浓度较高（＞700 μg/L）。同样在工艺1和工艺2的酒样中检测到较高浓度的松油醇，该物质具有紫丁香的香气特征。芳樟醇和松油醇在葡萄酒[25]、柑橘酒[34]、欧李果酒[35]、猕猴桃酒[36]中也可检出，可以增加酒的花香。α-月桂烯和α-罗勒烯在工艺4的酒样中含量较高，具有香脂、青草、橙花等香气。月桂烯和罗勒烯在杏果和杏酒中经常被检出[22,37]，但在葡萄和葡萄酒中鲜见报道。果酒的典型香气特征主要取决于品种香气特征，很大程度上归因于萜烯类等芳香物质的最大保留[38-39]。有研究表明，杏汁发酵后萜烯类物质的含量显著增加[20]，这是由于结合态香气物质被转化为游离态。萜烯类物质大部分以没有气味的糖苷结合态形式存在于果实中，酵母分泌的糖苷酶可使这些物质释放出来，从而产生香气，不同的酵母由于酶系不同，所释放的香气成分也不同[40]。在本研究中，工艺2的酒样中萜烯类物质质量浓度最高（987.93 μg/L），而且5 种萜烯类物质均可检出，结合感官评价结果，工艺2的酒样花香比较明显，具有较好的香气质量。

2.4 杏酒的特征香气物质

在4 种工艺的酒样中均能检出的香气物质共13 种，计算其质量浓度与嗅觉阈值的比值，得到气味活性值（odor active value，OAV）（表4）。一般认为只有含量超过其嗅觉阈值的物质才能被人感知，即只有OAV大于1的物质才对酒的香气有贡献。在这13 种共有香气物质中有6 种物质的OAV大于1，是杏酒的特征香气物质，按OAV平均值的大小排序为：辛酸乙酯＞己酸乙酯＞乙酸异戊酯＞芳樟醇＞癸酸乙酯＞丁酸乙酯（表4）。OAV大于100的为辛酸乙酯和己酸乙酯，这两种物质对杏酒的香气贡献较大，可以给酒体带来菠萝、梨、青苹果等果香和甜花香；OAV大于10的是乙酸异戊酯和芳樟醇，乙酸异戊酯具有典型的香蕉味，而芳樟醇具有紫丁香和玫瑰花香；OAV介于1～10之间的是癸酸乙酯和丁酸乙酯，癸酸乙酯具有果香和脂肪味，而丁酸乙酯可以赋予酒体草莓、苹果、香蕉等果香。

表4 杏酒中共有香气物质的OAVTable 4 OAV of shared aroma components in apricot wines

2.5 PCA结果

对杏酒中的香气物质进行PCA，结果显示PC1和PC2分别解释了数据总方差的56.72%和28.71%，累计为85.43%（图2）。工艺1和工艺2用杏汁发酵，位于PC1的正向端，香气物质丰富，而工艺3和工艺4用杏皮渣发酵，位于PC1的负向端，香气物质较少。具体来说，工艺1位于第4象限，与癸酸甲酯、癸酸丙酯、壬酸乙酯、丁二酸二乙酯、己酸甲酯、庚酸乙酯、2,3-丁二醇靠近，这些物质具有玫瑰花、水果、黄油、乳酪等香气。工艺2位于第1象限，与乙酸异戊酯、乙酸异丁酯、丁酸乙酯、乙酸-2-甲基丙酯、反式-α-罗勒烯、壬醛靠近，这些物质赋予酒体香蕉、草莓、苹果等果香和花香。从表4可知，杏酒中贡献较大的香气物质共6 种，其中5 种位于第1象限，分别为乙酸异戊酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯和芳樟醇，说明工艺2的酒样具有杏酒的典型香气特征。工艺3位于第2象限，与异丁醇和异戊醇靠近，它们会给酒体带来杂醇、苦杏仁、指甲油等气味。工艺4位于第3象限，与α-罗勒烯、α-月桂烯、1-辛烯-3-醇、癸酸异丁酯靠近，α-罗勒烯具有草香和橙花香[41]，α-月桂烯是合成芳樟醇、香叶醇、橙花醇、香茅醇、香茅醛、紫罗兰酮等多种香气物质的底物，具有淡淡的香脂气味[42]，1-辛烯-3-醇和癸酸异丁酯分别具有蘑菇和水果的香气[43]。

图2 杏酒香气物质前2 个PC的载荷图和酒样分布图Fig.2 Loadings plot of aroma components and distribution of apricot wine samples on the first two PCs

2.6 感官评价

对不同工艺酿造的杏酒进行感官评价，结果表明，用工艺2酿造的酒样感官评分最高，达到85.1 分；其次是工艺1酒样，感官评分为82.7；而用杏皮渣发酵的酒样（工艺3和工艺4），感官评分较低，均低于80 分（表5）。

表5 杏酒的感官评分Table 5 Sensory scores of apricot wines

从外观角度，工艺1和工艺2的酒样颜色为浅黄色，晶莹悦目，澄清度好，而工艺3和工艺4的酒样颜色较深，为橙色，澄清度和光泽度一般，所以外观评分较低。从口感角度，工艺1和工艺2的酒样酸度较高，酒体轻盈，口感清爽，而工艺3和工艺4酸度较低，由于酚类物质和总浸出物含量较高，酒体比较饱满。用不同工艺酿造的杏酒可以满足不同消费者的需求，也可以作为基酒进行调配，使杏酒口感更平衡。

优雅馥郁的香气是杏酒受到消费者青睐的重要原因之一。本实验对杏酒样品的香气特征MF值进行统计分析，结果如图3所示。不同工艺酿造的杏酒具有杏、桃、柑橘、苹果、梨等果香和槐花、金银花等花香，其中工艺1酒样具有明显的樱桃、草莓等红色浆果的香气，工艺2酒样中甜瓜的香气比较浓郁。工艺3和工艺4酒样中面包、饼干等酵母味比较明显，这可能是由于酒样在贮存过程中与酒泥接触导致。实验中也发现，用杏皮渣发酵的酒样中酒泥明显多于用杏汁发酵的酒样。总体来说，工艺1和工艺2以花香和果香为主，香气清新，而工艺3和工艺4的香气比较复杂，酵母味明显。

图3 杏酒的香气特征MF值Fig.3 MF values of aroma characteristics of apricot wines

3 结 论

在杏酒中共检测出41 种香气物质，其中酯类物质种类最多，含量最高。杏酒的特征香气物质包括辛酸乙酯、己酸乙酯、乙酸异戊酯、芳樟醇、癸酸乙酯和丁酸乙酯。用杏汁发酵的杏酒，香气物质含量较高，以果香和花香为主，酒体轻盈，口感清爽，而用杏皮渣发酵的杏酒，总酚含量较高，香气复杂，酵母味明显，酒体饱满。用杏皮渣酿造杏酒，可以提高杏果的综合利用价值，减少资源浪费和环境污染。