不同发酵工艺对沙棘果酒品质和香气的影响

石飞，乔翼娇，王君

（山西农业大学食品科学与工程学院，山西 太谷 030801）

沙棘（Hippophae rhamnoidesLinn.），又称为沙枣、酸柳、酸棘、酸刺、黑刺。沙棘果实是一种药食两用的植物资源，营养价值丰富，含有0.4%～1.6%的蛋白质，人体8 种必需氨基酸中除没有色氨酸外，其它氨基酸含量均很高，果实中的维生素C 的含量可达猕猴桃的2～3 倍，还含有钾、镁、铁、钠等多种矿物质［1~3］。沙棘中许多成分在抑制肿瘤细胞、抗病毒、抗辐射、抗衰老、抗疲劳、降血糖、抑菌、伤口愈合、消炎和增强机体免疫防御等方面展现出独特的治疗效果［4~6］。

果酒，是指将含有一定糖分和水分的果实，经过破碎、榨汁、发酵或浸泡等工艺精心酿造调制而成的各种低度饮料酒［7］。长期饮用富含多种维生素、矿物质、各种所需氨基酸以及大量多酚物质的果酒，能够促进血液循环、维持体内胆固醇水平、调节人体新陈代谢、延缓衰老等［8］。低酒度、营养丰富又保健的果酒，深得消费者的欢心，具有广阔的市场前景［9，10］。沙棘果酒中富含对人体有益的物质，在提高人体免疫力方面发挥着巨大作用，有增强毛细血管、抗凝、止血、抗白癫风、解痉、抑制肿瘤、利胆、解热等作用，有利于心脑血管的扩张，改善血液循环，血压平稳，对中老年常见病的预防及治疗具有一定价值［11，12］。有研究以沙棘果为原料，分别采用发酵法和传统浸泡法的工艺来酿造沙棘原酒，之后将2 种工艺酿造出的原酒进行调配，得到口感醇厚、果香浓郁的沙棘果酒［13，14］；有研究者优化了以沙棘果汁和食用酒精为原料生产调和酒的生产工艺［15］；也有研究者对沙棘复合果酒的工艺进行了研究［16~18］。目前，关于沙棘果酒的研究已取得丰硕成果，优化了发酵工艺参数和筛选了酿酒酵母实现了沙棘果酒的工业化生产［19~21］。本试验以浸泡法、生汁发酵、熟汁发酵3种不同工艺进行沙棘果酒的酿造，通过检测酒度、pH、总酸、总糖、总酚、色度、挥发性香气成分，得到品质最优的沙棘果酒的酿制工艺，为沙棘果酒工艺优化和工业化生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

沙棘果：采自山西省吕梁市临县境内；50°纯粮白酒：黑龙江大地酒业有限公司；白砂糖：本地市售；安琪酵母：安琪酵母股份有限公司；亚硫酸（分析纯）：天津市元立化工有限公司；果胶酶（10 000 UPTE·mL-1）：上海鼎唐国际贸易有限公司；硫酸铜，氢氧化钠，葡萄糖，碳酸钠（分析纯）：天津市北辰方正试剂厂；酒石酸钾钠（分析纯）：天津市凯通化学试剂有限公司；浓盐酸，酚酞（分析纯）：天津市津东天正精细化学试剂厂；次甲基蓝：天津市天力化学试剂有限公司；福林酚（分析纯）：北京索莱宝科技有限公司提供；氯化钠（分析纯）：天津市鼎盛鑫化工有限公司。

1.2 仪器与设备

SD-PB101 型榨汁机：佛山市三的电器制造有限公司；C21-J66 型电磁炉：杭州九阳生活电器有限公司；JJ124BC 型电子天平：常熟市双杰测试仪器厂；YLD-3000 型电热恒温鼓风干燥箱：上海跃进医疗器械有限公司；XMTD-6000 型恒温水浴锅：上海宜昌仪器纱筛厂；MC202231 手持糖量计：成都泰华光学有限公司；酒精计：河北省武强县红星仪表厂；V-1300 型可见分光光度计：上海美析仪器有限公司；Trace 1300 ISQ 气相色谱-质谱联用仪：美国 Thermo Fisher 公司。

1.3 方法

1.3.1 样品处理

沙棘果实采摘当天运回实验室，挑选后除去沙棘果的枝干和果梗，用蒸馏水清洗后晾干备用。

1.3.2 不同沙棘果酒制作工艺流程及操作要点

（1） 沙棘浸泡酒的制作

沙棘果→挑选→清洗→晾干→浸泡→过滤→成品

原料处理：选取无病虫害、无霉烂，新鲜饱满的成熟沙棘果，清洗沥干。

浸泡：将沙棘果置于50°白酒中浸泡，料液比为沙棘∶白酒=1∶10，在15 ℃的环境温度下浸泡45 d。

过滤：通过200 目的滤网袋过滤得到成品沙棘浸泡酒。

（2） 沙棘鲜汁发酵酒的制作

沙棘果→分选→除梗破碎→酶解→调糖→接种酵母→添硫→主发酵→过滤→后发酵→成品

原料预处理：将成熟的沙棘果清洗干净、沥干；除梗破碎打浆，测得沙棘浆的糖度为6.3 °Bx。

酶解：向沙棘果汁中添加0.5%的果胶酶，于40 ℃下酶解3 h。

调糖：添加白砂糖调整糖度为23 °Bx。

酵母活化：根据0.04%的接种量准确称量活性酿酒酵母，于37 ℃水浴活化30 min。

添硫：向沙棘果汁中加入6%的亚硫酸溶液，边入罐边加硫。

接种发酵：将活化好的酵母加入调糖后的沙棘汁中进行发酵，温度控制在20 ℃，每隔12 h 观察一次发酵液残糖量的变化，当残糖含量及酒精度维持72 h 不变时，主发酵结束。

过滤：上层果酒用虹吸管抽取至玻璃瓶中，下层果酒过滤除去酒渣。

后发酵：于15 ℃进行后酵10～15 d，澄清过滤，得到沙棘鲜汁发酵果酒。

（3） 沙棘熟汁发酵酒的制作

沙棘果→分选→除梗破碎→煮制→酶解→调糖→接种酵母→主发酵→过滤→后发酵→成品

原料处理：将挑选好的沙棘果除梗破碎打浆后加热至沸，在沸腾状态下保持5～8 min，后待其降温。

降温后进行酶解、调糖、接种酵母进行主发酵、后发酵，操作步骤同（2）。

1.3.3 基础理化指标测定方法

酒样的pH、酒精度、总酸、总糖的测定方法采用国家标准《葡萄酒、果酒通用分析方法》［22］。

总酚含量测定采用福林-肖卡（Folin-Ciocaolteu）试剂法测定［23］。

色度的测定：取少量澄清沙棘果酒加入到1 cm 比色杯中，以蒸馏水为空白对照，在分光光度计波长420、520、620 nm 下分别测定各工艺沙棘发酵酒酒液的吸光值，三者之和即为沙棘酒的色度［24］。

1.3.4 香气成分含量的测定

采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用（GC-MS）法测定［25］。

香气成分萃取：在15 mL 顶空瓶中加入8 mL酒样，加 2 g NaCl，于 25 ℃下萃取 30 min，解吸 5 min。

气相-质谱条件：DB1701 弹性石英毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm），进样口温度250 ℃，程序升温，40 ℃ 2.5min，以 5 ℃·min-1升至 200 ℃，再以 10 ℃·min-1升至 240 ℃，保持 5 min；230 ℃，氦气流速 1.0 mL·min-1。电离方式：EI，70 eV，离子源温度230 ℃，进样口温度250 ℃，扫描范围：35～400 amu，发射电流：100 μA，检测电压：1.4 kV。对采集到的质谱图利用NIST02 谱库进行检索。

1.4 统计分析

采用SPSS 16.0 进行数据分析并作图。

2 结果与分析

2.1 不同制作工艺对沙棘果酒理化指标的影响

由表1 可知，3 种工艺制作的沙棘果酒中，浸泡酒的pH、总糖、总酸和酒精度与两种发酵酒均有显著差异。浸泡酒的酸度含量最低仅为2.41 g·L-1，pH 最高为 4.35，2 种发酵酒中熟汁 发酵酒的pH 为3.70 略小于生汁发酵酒3.75，这可能是由于加热过程中发酵液电离出来的氢离子抑制了的水的电离，使得pH 减小，熟汁发酵酒的总酸含量为12.53 g·L-1大于生汁发酵酒 11.66 g·L-1。生汁发酵酒和熟汁发酵酒原料中的可发酵糖在发酵过程中被酵母菌全部消耗，两者的残糖含量相差不大。熟汁发酵酒乙醇含量为11.57%高于生汁发酵酒11.20%，但均显著低于浸泡酒45.57%，加热处理后沙棘汁中的部分多糖分解形成可发酵的还原糖，进而被酵母菌发酵得到更多的乙醇。

沙棘果实是沙棘果酒中酚类的主要来源，酚类物质对于沙棘果酒的感官品质、抗氧化性以及失光沉淀都有着重要的影响［12］。由表1 可见，熟汁发酵酒的总酚含量为483.76 mg·L-1显著高于生汁发酵酒的总酚含量为403.76 mg·L-1和浸泡酒94.95 mg·L-1，这是由于沙棘汁在破碎和煮制过程中增加了总酚的溶出率。

由表1 可见，不同制作工艺的沙棘果酒色度差异显著。沙棘浸泡酒的色度为三者最低，但其色泽却是最红，这是由于高浓度乙醇溶液能有效浸提出沙棘果中的红色素，溶出色素与单宁形成聚合物使其酒体较稳定。熟汁沙棘发酵果酒的色度值最高，其颜色最深，这是由于在煮制过程中发生了非酶褐变反应，同时单宁和色素的更多溶出，导致酒体略带黄褐色且粗糙。生汁沙棘发酵酒的色度值位于三者的中间值，其亮度最大，清澈明亮。

表1 不同制作工艺对沙棘果酒理化指标的影响Table1 Effects of different processing technologies on physicochemical indexes of sea-buckthorn fruit wine

2.2 制作工艺对沙棘果酒香气成分含量的影响

由表2 可见，沙棘浸泡酒中无烃类化合物，共有60 种挥发性成分被检测出来，相对含量为25.06%，其中有45 种酯类化合物、5 种醇类化合物、7 种醛酮化合物和2 种羧酸类化合物，这些化合物的相对含量分别为25.19%、2.56%、0.61%、0.3%，其中己酸乙酯占11.81%是沙棘浸泡酒中最主要的香气成分；生汁发酵酒中无羧酸类化合物，共检测到45 种挥发性成分，相对含量占8.98%，包括5.51%的酯类化合物33 种、3.44%的醇类化合物10 种、0.02%的醛酮类化合物1 种和0.01%的烃类化合物1 种；熟汁发酵酒检测出只含酯类和醇类化合物，共含31 种挥发性成分，相对含量为10.84%，有25 种酯类化合物和6 种醇类化合物，相对含量分别为5.84%和5.00%，其中异戊醇的含量是生汁发酵酒的3 倍多。发酵型酒中对香气贡献最大的酯类物质是己酸乙酯和辛酸乙酯，是发酵酒中最重要的香气成分。

表2 不同制作工艺对沙棘果酒香气成分含量的影响Table 2 Effects of different processing technologies on aroma components contents of sea-buckthorn fruit wine

续表

续表

3 讨论

除了酿酒原料外，影响果酒品质与风味的因素很多，其中发酵工艺条件和酿酒酵母的种类、酿酒性能是最重要的［7，9］，刘晓娜研究了 6 种酿酒酵母对发酵沙棘果酒的品质的影响，鉴定出了一株较优的酿造沙棘果酒酵母［26］。浸泡酒酿造工艺是通过高度白酒的浸泡作用将原料中的各种物质溶出，得到的成品果酒包含了浸泡所用白酒类同的风格，同时带有原料果实的香气，这种成品酒一般酒度较高，酒香突出，酒体缺乏协调性［7］，本研究中通过浸泡工艺得到的沙棘果酒基本保留了白酒原有的特征香气己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸乙酯、戊酸乙酯等酯类香气，但果香单薄，色度较低，酸味明显，几乎无涩味，酒体不够协调。生汁发酵工艺和熟汁发酵工艺酒均经过发酵过程，并产生了复杂的代谢产物，使成品酒口感醇厚而香气复杂［9，13］。本研究中生汁发酵工艺最大程度地保留了原料果实中的营养成分，在色泽方面有较好的表现，色泽金黄，香气成分丰富，醇类香气种类较多，果香突出，其中苯乙醇、苯甲醇、芳樟醇等作为关键的果酒香气［27］，提供酒体淡雅细腻的花香果香香气，但涩味较重，酒体较柔和；熟汁发酵工艺由于对原料进行了加热处理，总酚含量较生汁发酵高，酯类香气突出，其中赋予熟汁发酵酒玫瑰、蜂蜜样底香的香气物质乙酸苯乙酯含量较高，赋予酒体椰子香和极温和的鸢尾香气的肉豆蔻酸乙酯含量也最高，而且沙棘果酒的特征香气辛酸乙酯含量较高，涩味协调，酒体柔和，在整体口感和平衡性方面更好。这些结果与王菁等研究比较欧李果酒的3 种酿造工艺的结果一致［28］。这一结果将为酿造优质的沙棘果酒提供理论依据，同时也为研究筛选适合沙棘果酒发酵的酵母菌种奠定了基础。

4 结论

熟汁发酵工艺得到的沙棘果酒酒度适中，酯类香气突出，色度较好，酒体柔和，且总酚含量较高，在沙棘果酒生产中具有极大的应用前景。