百香果全果与果汁发酵酒滋味成分及香气成分对比

胡来丽 秦礼康 王玉珠

(1. 贵州大学，贵州 贵阳 520025；2. 贵州省山地资源研究所，贵州 贵阳 520025)

百香果(PassifloraedulisSims)，又名西番莲，为西番莲科西番莲属多年生木质藤本植物，其果实富含黄酮、多酚、有机酸、维生素C等活性和营养成分[1]，具有降血糖[2]、抗抑郁[3]、抗焦虑[4]等医药功能，有“果汁之王”之美誉[5]。

杨玉霞等[6]、程昊等[7]分别以百香果全果和果汁为原料发酵果酒，并确定了最佳酿造工艺；程宏帧等[8]评价了百香果全果发酵酒、百香果果汁酒和原汁的抗氧化活性差异，其大小顺序为全果酒>果汁酒>原果汁；刘晓静等[9-10]利用GC-MS技术鉴定出百香果果汁酒的香气成分分别为10，25种；程宏帧等[11]采用HS-SPME-GC-MS技术鉴定出紫皮百香果全果发酵酒的香气成分为39种。综上，对百香果发酵酒酿造工艺优化和抗氧化活性分析虽有研究，但对百香果全果和果汁发酵酒香气及滋味成分进行系统的对比分析尚未见报道，而香气和滋味成分作为评价果酒品质优劣的重要指标，对产品标准化生产尤具指导意义。

课题组拟选取生态优良的黔产紫皮百香果为原料，以全果酒和果汁酒为研究对象，在对比两者香气成分的基础上，重点剖析其滋味成分的差异，以期为百香果酒品质提升与标准化生产提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

紫色百香果：紫香1号，试验前于-20 ℃冰箱低温保藏，贵州省傲天农业科技有限公司；

原果汁、果汁酒、全果酒：实验室自制。

1.2 主要试剂

焦亚硫酸钾、小苏打、白砂糖：市售；

葡萄酒活性干酵母RV818：安琪酵母股份有限公司；

氢氧化钠、酒石酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸、甲醇、磷酸二氢钾、磺基水杨酸等均为国产分析纯。

1.3 仪器与设备

高效液相色谱仪：1200 Infinity型，美国安捷伦公司；

氨基酸自动分析仪：L-8800型，日立公司；

烘箱：GX-45B型，天津市泰斯特仪器有限公司；

电子舌味觉分析系统：TS-500Z型，日本Insent公司；

生化培养箱：1708179型，天津市泰斯特仪器有限公司；

超声波清洗机：16C139型，宁波新芝生物科技股份有限公司；

台式高速冷冻离心机：H2-16KR型，湖南可成仪器设备有限公司；

艾柯实验室超纯水机：AKDL-Ⅱ-1型，天津市泰斯特仪器有限责任公司；

气相—高通量高分辨质谱联用仪：Pegasus HRT 4D Plus型，美国LECO公司。

1.4 试验方法

1.4.1 百香果酒制作工艺

(1)原料预处理：将百香果清洗干净，沥干后皮肉分离，用160目滤布过滤去籽，收集百香果原果汁，备用；将百香果皮切成小块，破碎打浆，备用。

(2)调pH：用小苏打将百香果汁的pH值调为3.5左右。

(3)加硫：添加焦亚硫酸钾(100 mg/L)，防止微生物污染，保证发酵顺利进行。

(4)酵母活化：向38 ℃温水中加入5%白砂糖，加入干酵母RV818水浴活化25 min。

(5)主发酵：全果酒发酵液为原果汁加果皮浆，果汁酒发酵液为原果汁加无菌水，两者皆以料液比1∶1 (g/mL)填料，接种0.1%酵母，初始糖度调为21%，使用单向阀排气，29 ℃恒温培养箱中密封发酵1周。

(6)陈酿：倒罐后于4 ℃冰箱静置发酵2个月。

(7)过滤澄清：8 000 r/min离心5 min，收集澄清酒液于储酒罐中。

(8)脱气杀菌：储酒罐于80 ℃水浴脱气10 min；采用巴氏杀菌法，将储酒罐于65 ℃杀菌30 min，待冷却后过滤膜精滤，使酒液澄清透明，装瓶待测。

1.4.2 有机酸测定 参照朱晓丽等[12]的方法。

1.4.3 总游离氨基酸分析 参照Wen等[13]的方法，样品前处理后立即注入仪器内分析。

1.4.4 电子舌分析 参照于博等[14]的方法，以百香果原果汁为对照组，对不同果酒发酵样品的6种味觉进行分析。

1.4.5 挥发性风味成分测定 根据Guo等[15]的方法。

1.4.6 数据处理 采用SPSS 26.0软件对试验数据进行显著性分析，采用Origin 2018软件绘图，所有试验重复3次，P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 滋味成分

2.1.1 有机酸 由表1可知，原果汁中，有机酸以柠檬酸含量最高(34.25 mg/mL)，属柠檬酸优势型，与潘葳等[16]的研究结果一致；其次为酒石酸(5.71 mg/mL)，乳酸含量最低(1.31 mg/mL)。2种百香果发酵酒中有机酸含量变化较大，除苹果酸含量差异不显著外，其余3种有机酸存在显著差异(P<0.05)，且全果酒和果汁酒中含量最多的分别为酒石酸(27.20 mg/mL)和柠檬酸(12.49 mg/mL)。全果酒中，酒石酸含量相比于原果汁增加了3.7倍，乳酸含量增加了6.2倍，而柠檬酸和苹果酸含量均下降了60%，说明1 L酒样中约减少20 g柠檬酸，其具体原因有待进一步研究。果汁酒中，酒石酸、柠檬酸和苹果酸含量相比于原果汁分别下降了80%，60%，60%，但乳酸含量增加了3.3倍。两种发酵酒中，苹果酸和柠檬酸含量皆有所下降，而乳酸含量增加，是因为苹果酸在酒精发酵过程中被转化成酒精或生成可改善果酒感官特征的乳酸，此过程可降低酒体酸度[17]。乳酸是酵母酒精发酵过程中的主要羟酸，是发酵食品中的象征性酸，具有温和的酸味，为百香果酒成为酸奶制品的添加成分奠定了基础[9]。全果酒中酒石酸含量是果汁酒的19.9倍，而饮食酒石酸有助于防止尿液中草酸钙结石的复发，预防复发性肾结石[18]。

表1 百香果发酵酒中有机酸含量†Table 1 Organic acid content of passion fruit wine mg/mL

2.1.2 游离氨基酸 由表2可知，原果汁、全果酒和果汁酒中共检出17种游离氨基酸，原果汁和全果酒中均检测到16种，而果汁酒中只检测到12种，3个样品中总游离氨基酸含量为68.88～406.26 mg/100 g，7种必需氨基酸含量为5.85～28.05 mg/100 g。2种果酒中的总游离氨基酸和必需氨基酸含量皆高于果汁酒。原果汁中，除Arg外其他氨基酸均有检出，而发酵后的果酒中均未检出Cys，可能是由于发酵过程中产生某种转换或是由于检测条件未达到要求所致[19]。3个样品中各氨基酸含量差异显著(P<0.05)，其中Pro在各样品中含量最高，其次是Ala。根据人体必需氨基酸含量模式谱，FAO/WHO规定EAA/TFAA比值为40%，而百香果中EAA/TFAA比值为7%～16%，不符合该模式，且与刘文静等[20]的研究结果不一致，可能是Pro比例较高(原果汁高于38.04%，全果酒和果汁酒分别高于68.23%，79.73%)，从而影响EAA/TFAA比值，但Pro除了作为渗透调节的渗透剂外，还有助于稳定亚细胞结构(如膜和蛋白质)、清除自由基和缓冲应激条件下的细胞氧化还原电位[21]。发酵后全果酒EAA/TFAA比值(0.16)均显著高于原果汁(0.07)和果汁酒(0.09)，说明全果酒中必需氨基酸含量相对较高。

表2 百香果发酵酒中游离氨基酸含量†Table 2 Results of determination of free amino acid content of passion fruit before and after fermentation

根据游离态氨基酸的呈味特征，其大致分为鲜味氨基酸(Glu、Asp)、甜味氨基酸(Thr、Gly、Ala、Pro、Ser)、苦味氨基酸(His、Met、Arg、Val、Leu、Ile、Tyr、Phe)、无味氨基酸(Lys、Cys)。由表3可知，3个样品中鲜味氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸和无味氨基酸含量分别占总呈味氨基酸含量的22.04%，65.64%，9.11%，3.21%。鲜味氨基酸中，Glu和Asp具有亲水性，既不影响其他味觉，又增强彼此风味特征，在酒类增味方面效果良好[22]。甜味氨基酸可增加百香果的甜味，赋予其更好的口感，且与人体健康密切相关[23]；无味氨基酸在各样品中占比最低，但可通过味觉受体到大脑信号的传递，使其余呈味氨基酸味觉感受强度更突出[24]。总体而言，全果酒呈味氨基酸含量均大于果汁酒，表明全果酒整体呈味效果更好。

2.1.3 电子舌分析 由图1可知，全果酒和果汁酒的咸味差异性最大，其次是酸味；且全果酒鲜味和咸味最强，酸味、涩味和甜味最弱，是因为鲜味是由某些氨基酸引起的，提供有关氨基酸存在的信息[25]，与氨基酸检测结果相呼应，也与氨基酸的呈味特征一致，而且酸味指标也符合有机酸的测定结果。Wang等[26]发现鲜味作为食物中蛋白质含量的潜在指标，有助于食物的适口性，从而促进食物的选择和摄入。

表3 百香果发酵酒中呈味氨基酸含量†Table 3 Amino acid content of passion fruit before and after fermentation mg/100 g

图1 百香果发酵酒味感雷达图Figure 1 Radar chart of passion fruit fermented wine taste

2.2 挥发性化合物

百香果发酵酒的GC-MS分析总离子流色谱图如图2所示，其HS-SPME-GC-MS鉴定结果见表4。

图2 百香果发酵酒中风味物质GC-MS分析总离子流色谱图Figure 2 Total ion current chromatograms of GC-MS analysis of flavor substances in passion fruit before and after fermentation

表4 百香果发酵酒中挥发性物质的HS-SPME-GC-MS鉴定结果†Table 4 HS-SPME-GC-MS identification results of volatile substances in passion fruit fermented wine

续表4

种类挥发性成分保留时间/min含量/(μg·L-1)原果汁果汁酒全果酒酯类L(-)-乳酸乙酯10.68-36.25±0.42a25.29±1.12bE-2-己酸乙酯10.74123.16±3.19a--乙酸庚酯11.111.84±0.04a--1-甲基丁酸己酯11.44262.07±2.49a--己酸丁酯11.64--3.43±0.29a丁酸己酯11.68266.80±1.70a30.43±1.51b-辛酸乙酯11.93295.34±0.56b465.95±2.65a77.10±1.00c顺-3-己烯基丁酯12.2834.83±1.69a--顺式-4-辛烯酸乙酯12.4476.25±0.99a--醋酸-2-乙基己酯12.4532.61±0.49a--7-辛烯酸乙酯12.49-10.01±0.88a-3-羟基丁酸乙酯13.0294.16±0.56a30.56±0.54b26.61±0.57c3-甲硫基丙酸乙酯13.69-21.48±0.80a14.62±0.52bDL-3-乙酰氧基丁酸乙酯13.7511.81±0.26a--1-甲基己酸己酯13.83643.81±0.86a61.48±0.47b10.53±0.52c1-甲基丁酸辛酯13.9233.53±0.55a--己酸己酯14.12493.94±2.92a126.27±1.29b30.77±1.14c3-甲基六氢邻苯二甲酸酯14.14--7.45±0.98a癸酸乙酯14.45-188.45±0.95a34.44±0.95b丁二酸二乙酯14.91-9.18±0.11a7.19±0.18b苯甲酸乙酯14.942.38±0.32c3.55±0.40b11.92±0.79a3-羟基己酸乙酯14.95162.78±5.97a27.27±0.50b26.81±1.58b异丁酸乙酯15.02125.41±1.43a25.77±0.48b-γ-己内酯15.425.59±0.50a--乙酸苄酯15.61128.05±1.49b74.25±1.10a129.22±1.05a辛酸庚酯16.05-38.74±1.53a-水杨酸甲酯16.2315.85±2.07c44.13±0.82b55.98±2.02a(Z)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯-1-醇乙酸酯16.25--4.24±0.44a(2-甲基)3,7-二甲基-6-辛烯丙酸酯16.2617.41±0.50a--4-羟基丁酸乙酯16.30-384.59±2.17a232.17±2.46b辛酸己酯16.3773.63±3.08a--乙酸苯乙酯16.569.01±0.08c259.88±1.67a211.31±7.49b月桂酸乙酯16.71-407.84±1.19a206.88±2.24b丁酸苄酯17.1110.52±0.65a--乙酸2-苯乙基酯17.58--16.93±0.99aDL-苹果酸二乙酯17.771.57±0.11a--肉豆蔻酸异丙酯18.64-5.17±0.24a-十四酸乙酯18.77-8.29±0.20a-肉桂酸乙酯19.737.80±0.35a--顺式肉桂酸乙酯19.74-7.56±0.39a-丙位癸内酯19.892.35±0.31a--

续表4

种类挥发性成分保留时间/min含量/(μg·L-1)原果汁果汁酒全果酒酯类棕榈酸乙酯20.66- 239.78±15.67a 171.71±10.08b丁二酸单乙酯21.79-8.76±0.58a3.25±0.20b7,10-十六烯二烯酸甲酯23.23- -7.72±0.23a邻苯二甲酸二异丁酯23.50 3.33±0.22a - -醇类乙醇26.40195.65±2.37c10574.40±6.42a7855.41±4.34b新戊二醇33.23- -9.14±0.07a正丙醇35.29-30.27±1.51b68.60±0.22a异丁醇40.52-1734.38±4.72a403.85±1.17b正丁醇45.441.44±0.12c3.63±0.07b6.01±0.15a异戊醇51.433.55±0.13c4057.62±7.76a3716.59±1.85b桉叶油醇51.964.75±0.13a - -2-庚醇61.48418.56±9.59a148.92±2.01b139.12±0.60b正己醇64.42-81.68±0.76b114.02±0.60a叶醇67.24- -15.35±0.33a反式-3-己烯醇67.2410.59±1.23a - -正庚醇72.7210.31±0.83a - -环戊烯-3-甲醇73.28-10.68±1.24b19.71±1.63a6-甲基-5-庚烯-2-醇73.3312.66±0.90a - -2-壬基醇77.53144.32±1.63a58.21±0.80b56.92±0.77b2,3-丁二醇79.32-128.27±4.34a83.32±1.49b芳樟醇79.75393.67±3.97a233.68±2.84b227.88±1.66b辛醇80.49281.87±2.38a93.66±1.43c100.99±2.17b2,3,4-三甲基-5-己烯-3-醇81.036.07±0.96a - -(2S,3S)-(+)-2,3-丁二醇81.92-68.82±0.28a29.30±0.74b4-萜烯醇84.48- -23.47±0.73a2-甲基-5-异丙基-二环[3.1.0]己烷-2-醇84.4890.44±0.71a - -α-松油醇90.9383.87±1.90a0.20±0.02c73.01±0.86b2-十一醇91.7544.63±0.64a29.46±0.73b23.08±0.51b3-(甲硫基)-1-丙醇92.40- -23.20±1.66a香茅醇95.0152.85±1.62b48.95±0.64c64.04±0.83a苯甲醇102.9728.40±1.45c142.97±1.47b1623.92±1.04a2-十二烷醇104.63-8.64±0.12a -2-十三醇104.628.16±0.84a - -苯乙醇105.200.81±0.09c5100.95±3.22a3196.15±1.86b6,10-二甲基-5,9-十一烷-2-醇106.91- -30.28±0.56a二氢-β-紫罗兰醇107.8957.14±1.44a26.97±1.28c54.23±0.56bS-(Z)-3,7,11-三甲基-1,6,10-十二烷三烯-3-醇111.93- -16.59±0.60a醚酸类醋酸12.15- 424.17±10.61a238.19±8.60b4-辛烯酸,乙醚12.4980.29±0.85a - -异丁酸13.57-111.80±3.10a -乙二醇甲醚13.651.80±0.08a - -

续表4

种类挥发性成分保留时间/min含量/(μg·L-1)原果汁果汁酒全果酒醚酸类1-乙基丙酯辛酸13.9921.45±1.62a- - 戊酸14.301.52±0.05c9.68±0.15a4.93±0.10b异戊酸14.77-29.28±1.10a10.83±0.18b四乙二醇二甲醚14.58-1.72±0.12a- 1-(3,3-二甲基-1-基)-2,2-二甲基环丙烯-3-羧酸16.02-19.74±1.06b33.09±1.77a辛酸18.85-216.92±1.72a146.47±3.14b壬酸19.843.17±0.10c13.58±0.45a6.75±0.57b正癸酸20.794.07±0.19c80.35±0.98a55.02±1.81b邻羟基肉桂酸21.98-22.72±2.24a- 苯甲酸22.406.98±0.07b28.81±0.97a- 酮类丙酮3.314.30±0.26b7.27±0.06a- 丙酮醛3.90-4.34±0.06a- 2-戊酮5.046.09±0.21a- - 2-十二烷酮8.28-3.20±0.16a- 4-壬酮10.472.20±0.15a- - 3-壬酮10.901.93±0.04a- - 2-壬酮11.350.92±0.02c9.16±0.03a3.47±0.22b4,5-二甲基-1-己炔-3-酮12.28-1.66±0.02a- 苯乙酮14.81-8.50±0.16a6.57±0.25b2-羟基-(6CI,9CI)-3-己酮15.17-11.86±0.21a9.69±0.32bβ-紫罗酮16.0263.48±0.67a- - 大马士酮16.62--12.15±0.66a橙化基丙酮16.8961.76±1.12a51.70±0.76b38.93±0.10cβ-紫罗兰酮17.84112.07±1.12a73.65±1.85b61.17±0.32c呋喃酮18.67-12.24±0.39a5.38±0.16b6,10-二甲基-3,5,9十一三烯-2-酮19.705.76±0.09a- - 2-十三烷酮20.501.31±0.02c5.36±0.07a2.13±0.18b萜烯类三环[4.1.0.02,7]庚-3-烯6.00-- 2.52±0.48a庚烷-1,2,4,6-四烯6.09-4.34±0.24a- (+)-柠檬烯8.5320.51±1.27a- - 罗勒烯9.358.39±0.47a- - 苯乙烯9.5210.59±0.91b20.38±1.20a11.68±1.56b萜品油烯9.844.87±0.17a- - 2-甲基-1-苯基丙烯12.07-- 4.16±0.52a2,5,5-三甲基-1,3-环戊二烯12.113.79±0.58a- - 1,4,4-三甲基-顺-双环[3.2.0]庚-2-烯13.198.86±0.09a- 6.82±0.24b2,6,10,10-四甲基-1-氧杂螺[4.5]癸-6-烯13.3852.18±1.85a- 10.04±0.86b6-(E)-2-丁烯基-1,5,5-三甲基-1-环己烯14.3539.04±1.03a- - γ-松油烯16.254.11±0.48b- 14.61±1.49a4-α-异丙烯基-(+)-2-碳烯16.4313.07±1.27a- - 月桂烯16.7225.32±1.17a- -

续表4

种类挥发性成分保留时间/min含量/(μg·L-1)原果汁果汁酒全果酒醛类乙醛2.7714.78±1.01c64.27±3.55a39.17±1.02b正丁醛3.28--1.59±0.04a丙酮醛3.90-4.30±0.01a-正辛醛9.942.94±0.02a--壬醛11.42-93.47±2.99a45.04±0.04b糠醛12.47--2.08±0.04a癸醛12.80-14.19±0.17a9.57±0.42b苯甲醛13.28-1006.99±1.70a-甲氧基丙醛13.86--5.38±0.07a苯乙醛14.69--20.87±2.53a烷类1,1-二乙氧基乙烷3.91-16.60±1.43a11.55±0.66b十一烷6.76-6.44±0.33b12.52±1.47a3-羟基壬烷12.60--10.42±0.54a正庚烷12.75-5.51±0.36a4.07±0.10b双环[10.1.0]十三烷12.82--2.41±0.26a1-乙酰氧基-3-[4-乙酰氧基-3-甲氧基苯基]-2-丙烷13.57--33.93±2.34a1-亚甲基-3-丙基环丁烷13.77--2.51±0.46a正十六烷13.971.56±0.05b4.45±0.38b-反式双环[4.2.0]辛烷14.1312.74±0.68a--1,2(S)-环氧庚烷17.10-6.45±0.53a2.20±0.18b其他类2,4,5-三甲基-1,3-二氧戊环4.55-16.35±2.05a-甲苯6.006.92±0.59a--邻-(1-苯基乙基)苯酚6.93-3.33±0.28a-邻二甲苯8.371.05±0.11a--2-正戊基呋喃9.04-3.40±0.24a-对伞花烃9.675.48±0.41a--1,3-二叔丁基苯11.878.95±0.28a35.52±3.10a18.79±2.65b1,2,3,4-四氢-1,1,6-三甲基萘12.192.17±0.16a--EdulanII12.6110.21±0.98c53.62±2.18a26.17±2.00bEdulanI14.21212.17±4.15a--2,5-二异丙基-1,4-二甲苯15.10-10.83±1.46a4.42±0.31b1-丙醇3-(甲硫基)15.40--25.04±2.04a1,1,6-三甲基-1,2-二氢萘15.8528.09±1.04a9.90±0.68b5.53±0.37a萘15.88-4.54±0.45a3.39±0.33b正己基呋喃16.683.42±0.37a--2-甲基苯并呋喃16.83--1.06±0.13a丁香酚20.02--5.31±0.17a(E)-2-甲氧基-4-(1-丙烯基苯酚)20.03-2.66±0.25a-2,4-二叔丁基苯酚21.141.39±0.17b-4.02±0.23a4-烯丙基苯酚21.48--1.57±0.17a

由表4可知，3个样品中共检出179种香气成分，包括61种酯类、33种醇类、14种醚酸类、17种酮类、14种萜烯类、10种醛类、10种烷烃类以及20种其他类化合物。3个样品中鉴定出乙酸乙酯、丁酸乙酯、乙醇、芳樟醇、α-松油醇、戊酸、壬酸、2-壬酮、苯乙烯、乙醛等38种共有成分，但含量差异显著(P<0.05)，这些化合物可能是百香果酒的关键香味物质。

由表5可知，从种类数量上看，原果汁、全果酒和果汁酒中分别检出103，100，95种挥发性成分，全果酒中挥发性化合物比果汁酒多4种，但萜烯类和烷类物质种类分别多3，1倍。从含量上看，原果汁中酯类(8 773.33 μg/L)、酮类(259.82 μg/L)、萜烯类(190.73 μg/L)和其他类物质含量(279.87 μg/L)均高于两种果酒，但全果酒和果汁酒中的醇类化合物含量显著高于原果汁(P<0.05)；与种类数量一样，全果酒中萜烯类和烷类物质含量均高于果汁酒，Janzantti等[27]研究发现萜烯类物质对百香果香气有较高贡献，其主要表现为花香和果香；酯类化合物是各种水果特有的果味和芳香的主要贡献者，在文献[28]中也形成了最大的挥发性化合物，而醇类化合物含有花香和草本的绿色香气，是第二大类；酮类化合物由于柱残留非常严重，相对酯类和醇类来说，2种发酵酒中酮类物质含量较少，但由于其感觉阈值较低，因而对果酒风味贡献较大[29]。

表5 百香果发酵酒中挥发性化合物种类和含量†Table 5 Variety and content of volatile compounds in fermented passion fruit wine

3 结论

对百香果全果发酵酒和果汁发酵酒中的主要风味成分进行了研究。结果表明，除苹果酸外，全果酒中的有机酸含量均显著高于果汁酒中的(P>0.05)；发酵后，两种发酵酒苹果酸含量减少，乳酸含量增加，且前者变化更大，说明其口感变得更柔和。全果酒中的呈味氨基酸含量均大于果汁酒，表明全果酒的整体呈味效果更好。味觉数据显示，全果酒中鲜味突出、涩味减弱，总体滋味协调。全果酒中的香气成分种类多于果汁酒，且前者的萜烯类物质含量和种类比后者分别多1，3倍。综上，与果汁酒相比，百香果全果酒的滋味和香气成分更为理想，后续可对百香果全果发酵酒和果汁发酵酒的功能性成分及抗氧化活性进行研究。