不同海拔高度和品种对脐橙酒香气组成及感官品质的影响

钟 轲，丁 燕，汤晓宏，李志宇，韩晓梅，孙玉霞*，谭 祥，肖 建

（1.山东省葡萄研究院 山东省酿酒葡萄与葡萄酒技术创新中心，山东 济南 250100；2.西南大学 柑桔研究所，重庆 400712；3.重庆市奉节县夔凤酒业有限公司，重庆 404600）

柑橘类产量为所有水果产量之首，由于其美味且具有较高的经济价值，不仅可用来制作果酱、果酒，还可用于肥皂、化妆品的研制[1-2]。脐橙被称作“柑橘之王”，在我国四川、江西等省份广泛种植，形成了具有地域特色的脐橙资源，如赣南脐橙、奉节脐橙[3-4]。随着脐橙种植面积与产量逐年上升，目前面临着生产过剩、不易储藏等问题，另外，我国脐橙加工业欠发达，消费模式仍以鲜食和榨汁为主，因此亟需拓展脐橙的深加工产业链[3，5]。

奉节脐橙是重庆市奉节县的特色品种，其酿造的果酒口感清爽，不仅保留了原有维生素，也更有利于人体的吸收[6-8]。香气是评价脐橙果酒品质的重要指标之一，微生物将脐橙中的还原糖转化为醇类、酯类等香气化合物，使风味更加丰富[9-10]。郑淑丹等[9]优化脐橙全果酒的发酵条件，并对比脐橙果汁酒和脐橙全果酒的香气差异，结果表明，脐橙全果酒香气化合物种类更复杂，感官更饱满；邓山鸿等[11]研究了氮源对脐橙果酒低温发酵的积极影响，并发现氮源对香气化合物的含量具有促进作用；胡小琴等[7]研究了不同酵母对脐橙果酒品质及香气的影响，并得出法国Lallemand公司的商业酿酒酵母DV10（Saccharomyces cerevisiae）为适宜脐橙果酒酿造的菌种。近年来，通过筛选酵母菌株、优化发酵工艺等提升脐橙酒香气品质的研究较多，而不同海拔高度、不同脐橙品种对果酒香气影响的差异性研究较少[12]。另外，高海拔区域光照充足、昼夜温差较大，有利于有机物的积累，选择不同海拔高度的原料，对其基本理化指标及果酒香气成分也会造成影响。因此，对不同海拔高度及现有脐橙品种酿酒特性的分析，可以为脐橙果酒的工业化生产提供参考依据。

本实验以重庆市奉节县不同海拔高度采收的福本、纽荷尔、奉园72-1、圆虹4个品种脐橙作为原料，对其果汁及其果酒的理化指标、香气成分等酿酒特性进行综合分析，以期为脐橙果酒的工艺化生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 样品

分别从重庆市奉节县安坪镇、朱衣镇、草堂镇不同海拔高度采收的福本、纽荷尔、奉园72-1、圆虹4个品种的脐橙。取样地点信息见表1。

表1 采样点基本信息Table 1 Basic information of sampling points

1.1.2 试剂

偏重亚硫酸钾（potassium metabisulfite，PMS）：上海麦克林生化科技有限公司；果胶酶EX-V（多聚半乳糖醛酸酶80%，果胶酯酶18%，果胶裂解酶2%）：法国Lallemand公司；活性干酵母FX10：法国Laffort公司；4-甲基-2-戊醇（色谱纯，98%）：美国Sigma Aldrich公司。

1.2 仪器与设备

L12-Energr61破碎机：山东九阳股份有限公司；BX-1手持折光计：德国SCHMIDT+HAENSCH公司；TU5200酒精计：江苏金怡仪器科技有限公司；57329-U萃取头：美国Supelco公司；自动进样器（PAL RSI85）：瑞士CTC公司；Aglient GC 7890B/MS 5977A气质谱联用（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）仪、DB-WAX色谱柱（60 m×2.5 mm，0.25 μm）：美国Agilent公司。

1.3 实验方法

1.3.1 脐橙果酒制备工艺流程及操作要点

脐橙分选、清洗、去皮、切块→榨汁（立即添加PMS、果胶酶）→过滤取汁→成分调整（添加白砂糖、接种酵母菌）→控温发酵→澄清分离→脐橙酒

操作要点：选取色泽匀称、表皮光滑的新鲜健康脐橙，清洗以减少果皮上的杂菌，去皮切成小块置于破碎机中。榨汁后立即向橙汁中添加偏重亚硫酸钾150 mg/L搅拌均匀，随后添加果胶酶30 mg/L，沉降4 h后纱布过滤，果汁控温至15～16 ℃。调整脐橙汁成分，添加白砂糖将糖度统一调整为22 °Bx，取商业酿酒酵母，以200 mg/L的接种量加入料液比为1∶50（g∶mL）的糖水，置于38 ℃水浴锅中活化1 h，随后接入活化好的酿酒酵母进行控温（18～20 ℃）发酵，至可溶性固形物含量稳定不变，视为酒精发酵结束，酒样经虹吸法澄清分离后添加偏重亚硫酸钾180～200 mg/L，低温保存待测，每组样品做3个重复。

1.3.2 基本理化指标检测

可溶性固形物：采用BX-1手持糖度计测定；乙醇、总酸、总糖等指标测定：参考GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》。

1.3.3 香气化合物分析

香气化合物的检测采用气相色谱质谱（gas chromatography mass spectrometry，GC-MS）联用技术，具体操作条件参照原苗苗等[13]的方法。

定性分析：将质谱检测图运用计算机谱库美国国家标准与技术研究院（national institute of standards and technology，NIST）14进行初步检索和分析，再结合相关文献资料对人工谱图进行解析，确定每种香气化合物。

定量分析：采用内标法半定量分析，计算样品中各香气组分的含量。

1.3.4 香气活度值计算

香气活度值（odor activity value，OAV）能表征单个香气化合物对主体香气化合物的贡献度，由挥发性香气化合物质量浓度除以其香气阈值得到，OAV＞1的香气化合物对酒体香气有直接贡献，其计算公式如下：

1.3.5 感官评定

参考郑淑丹等[9]的方法制定评分标准，由10位受到专业培训的品评小组成员对脐橙酒进行感官评分，取其平均值作为评分结果，满分100分，感官评分标准见表2。

表2 脐橙酒感官评分标准Table 2 Sensory evaluation standards of navel orange wine

1.3.6 数据处理与统计分析

采用SPSS 25.0软件进行数据统计分析，并采用Origin 2018进行数据做图和分析。

2 结果与分析

2.1 脐橙汁和脐橙酒理化指标分析

对在安坪镇、朱衣镇、草堂镇不同海拔高度采收的4种脐橙进行榨汁和酿酒处理，测定脐橙汁与脐橙酒的理化指标，结果见表3。

由表3可知，脐橙汁的pH为3.09～3.85，其中在安坪镇低海拔区域的奉园72-1果汁pH值最低为3.09，朱衣镇低海拔区域的圆虹果汁pH值最高为3.85；发酵后的脐橙酒pH值为3.40～3.95，草堂镇低海拔区域的奉园72-1脐橙酒pH最低为3.40，朱衣镇低海拔区域的圆虹脐橙酒pH最高为3.95，由此可见，奉园72-1发酵前后pH值较低，圆虹发酵前后pH值较高。草堂镇高海拔区域的圆虹脐橙汁含糖量最低为9.5°Bx，其余品种橙汁的糖度均在11°Bx以上；安坪镇高海拔区域的纽荷尔脐橙汁出汁率最低为59.31%，其余样品出汁率均达到60%以上。在高海拔区域的果汁糖度较高且出汁率较低，这可能是因为高海拔区域光照充足，能充分进行光合作用制造糖分，可溶性固形物含量高于低海拔区域；脐橙酒的总糖含量为4.01～5.87 g/L，总酸含量为5.01～6.80 g/L，高海拔区域的总糖和总酸高于低海拔区域；酒精度为9.33%vol～11.48%vol，草堂镇低海拔区域的圆虹脐橙酒最低为9.33%vol，朱衣镇高海拔区域的奉园72-1脐橙酒最高为11.48%vol，高海拔区域的酒精度高于低海拔区域。

综合而言，这些基本理化指标均在正常范围内，但是高海拔区域的脐橙酒含有更高的糖酸和酒精度，奉园72-1发酵前后pH值均较低。

2.2 脐橙果酒香气化合物分析

香气是评价果酒品质优劣的重要指标之一，主要包括醇类、酯类、酸类、醛酮类和萜烯类等成分[14-15]。这些香气化合物种类丰富、相互协调，成分与含量受不同海拔高度、脐橙品种、酵母菌株、酿造工艺等影响[9，16]。在不同海拔高度的4种脐橙果酒中共检测到38种挥发性香气化合物，但是表中仅列出了酒中共有且含量较高的15种主要挥发性香气化合物，结果见表4。

表4 脐橙酒中香气化合物的含量Table 4 Aroma compounds contents in navel orange wines mg/L

由表4可知，12种脐橙酒中15种主要挥发性香气化合物包括5种酯类、4种醇类、1种酸类、1种醛酮类、4种萜烯类，它们相互协调，赋予了脐橙果酒独特的风味[17-18]。

酯类往往为脐橙果酒带来令人愉悦的花香及果香，是果酒中重要的风味化合物[19-20]。表4中列出的酯类化合物有5种，均占香气化合物的52%以上，癸酸乙酯和辛酸乙酯占酯类化合物总量的86%以上，赋予了脐橙酒菠萝香和椰汁香[21]。相同地块中，福本脐橙酒癸酸乙酯含量最高，但辛酸乙酯含量较低，纽荷尔脐橙酒的癸酸乙酯含量要低于其他3种脐橙酒，圆虹脐橙酒乙酸异戊酯含量最高。高海拔区域脐橙酒的酯类化合物总量高于低海拔区域，从而赋予其更浓郁的果香和甜香。

醇类是果酒中较为丰富的挥发性化合物，其种类与含量对果酒风味具有重要影响[22]。表4中共列出4种醇类化合物，异戊醇和苯乙醇占醇类化合物总量的46%以上，在朱衣镇纽荷尔脐橙酒中占比甚至高达97%；除朱衣镇外，圆虹脐橙酒1-癸醇所占醇类化合物比例达20%，赋予了果酒诱人的杏仁、奶酪香气。在高海拔区域，奉园72-1的苯乙醇含量高于其他3种脐橙酒；大部分高海拔区域脐橙酒醇类化合物总量高于低海拔区域，可能是因为高海拔区域的果实成熟度更高，形成的醇类化合物含量更丰富。

表4中共列出4种萜烯类化合物，是脐橙酒果香和花香的重要来源[23]。萜烯类化合物均占香气化合物总量的20%以上，大部分高海拔区域脐橙酒的萜烯类化合物总量高于低海拔区域。D-柠檬烯占萜烯类化合物总量最高，达58%以上，被视为脐橙酒的特征香气，福本脐橙酒D-柠檬烯占萜烯类化合物总量均达70%以上，赋予脐橙果酒愉悦的甜橙香和柠檬清香[24]。萜品醇和芳樟醇都被描述为丁香花味，相同地块中，圆虹脐橙酒所占比例均达27%以上；除草堂镇外，福本脐橙酒萜品醇和芳樟醇所占萜烯类化合物总量均低于其他3种脐橙酒。

酸类是香气成分中的重要协调部分，适量的酸类可以修饰果酒口感，但浓度过高时会导致负面气味[7，25]。辛酸占总香气化合物的1%～4.5%。在相同地块中，福本脐橙酒辛酸最低，仅占挥发性香气化合物总量的1%～3%，纽荷尔脐橙酒辛酸含量较高，占比4%，不同海拔高度辛酸差异不明显。另外，醛酮类化合物中的乙缩醛，虽然含量较少但对脐橙酒的香气起到了不可忽视的重要作用。其中，纽荷尔脐橙酒所占比例较低，占0.37%～1.12%，大部分高海拔区域的乙缩醛含量要高于低海拔区域。

综上所述，不同海拔、不同品种脐橙对果酒香气影响较大。福本脐橙酒癸酸乙酯、D-柠檬烯所占比例较高；圆虹脐橙酒乙酸异戊酯、1-癸醇较高，从而使果酒拥有更成熟的香蕉、杏仁香气；与其他品种相比，纽荷尔脐橙酒辛酸占比较高，但乙缩醛占比较低，奉园72-1脐橙酒在高海拔区域苯乙醇含量更高。高海拔区域脐橙酒的酯类、醇类要高于低海拔区域，从而赋予果酒更丰富的果香和甜香。

2.3 挥发性香气化合物的气味活度值分析

果酒中香气化合物的贡献率不仅与其浓度相关，还与阈值有关[11，21]。根据阈值计算出表4香气化合物的OAV，并将OAV＞1的香气化合物进一步整理，结果见表5。

表5 脐橙酒香气物质的香气活度值分析及特征描述Table 5 Odor activity value analysis and characteristic description of aroma compounds in navel orange wines

由表5可知，OAV＞1的香气化合物共计9种，包括酯类3种，萜烯类4种，醇类1种，酸类1种。在酯类化合物中，癸酸乙酯、辛酸乙酯在大多数脐橙酒中OAV＞10，高海拔区域的癸酸乙酯和辛酸乙酯OAV大于低海拔区域，构成了脐橙酒的主体香气物质；在相同地块中，福本脐橙酒癸酸乙酯的OAV最高，其次是奉园72-1，这赋予脐橙酒更浓郁的果香，圆虹脐橙酒乙酸异戊酯的OAV最高，对脐橙酒中成熟的香蕉风味起到了重要作用。萜烯类化合物OAV较大，由于D-柠檬烯阈值较低，其OAV均＞60，在高海拔区域D-柠檬烯OAV整体大于低海拔区域，福本脐橙酒中甚至高达167；香茅醇和芳樟醇也是果酒中的关键香气化合物，分别赋予了果酒玫瑰香和水果香，纽荷尔脐橙酒和圆虹脐橙酒中OAV较高；1-癸醇在高海拔区域OAV大于低海拔区域，不同品种脐橙酒中差异不大。另外，辛酸OAV较小，但为脐橙酒的香气也提供了新鲜风味，对香气起到不可忽视的作用[25]。除奉园72-1辛酸OAV＞1外，其他3种脐橙酒均较低。

综上，高海拔区域OAV大于低海拔区域，萜烯类化合物OAV较大，其中，D-柠檬烯在脐橙酒中占主要地位；福本脐橙酒癸酸乙酯和D-柠檬烯最高，富含果香更明显。

2.4 挥发性香气化合物的主成分分析

为了更直观反应不同品种脐橙酒香气成分的差异性，对表5中相关数据进行主成分分析（principal component analysis，PCA），结果见图1。由图1可知，不同品种脐橙酒可通过主成分分析有效区分，脐橙酒风味特征差异明显，PC1与PC2相加可以代表66.9%的原数据。福本脐橙酒主要分布在PC2的上侧，在这一区域的特征香气化合物主要有癸酸乙酯、D-柠檬烯，这为酒体带来了柠檬清香和水果等香气；纽荷尔脐橙酒主要分布在PC2的下侧，这一部分的特征香气成分主要有芳樟醇、辛酸，为脐橙酒带来了水果香和青草味；圆虹脐橙酒主要分布在PC1右侧，这一部分的特征香气成分主要有乙酸异戊酯、1-癸醇、萜品醇，这为脐橙酒带来了成熟的香蕉及紫罗兰花香[28]；奉园72-1脐橙酒主要分布在PC2上侧，特征香气化合物主要有癸酸乙酯、香茅醇和D-柠檬烯，这为脐橙酒带来了果香味和甜橙香[29]。

图1 4个品种脐橙酒中OAV＞1的香气化合物主成分分析Fig.1 Principal component analysis of aroma compounds with OAV＞1 in 4 varieties of navel orange wines

2.5 挥发性香气化合物的热图分析

为了更直观体现不同海拔高度脐橙酒中香气成分差异，对OAV＞1的香气化合物进行热图分析，结果见图2。

图2 4个品种脐橙酒OAV＞1的挥发性香气成分热图Fig.2 Heat map of volatile aroma compounds with OAV＞1 in 4 varieties of navel orange wines

由图2可知，高海拔区域红色系较多，因此含有较多能被嗅觉感知到的酯类、醇类等香气化合物。在高海拔区域中，奉园72-1脐橙酒辛酸乙酯、香茅醇含量较高，但低海拔区域辛酸含量较高，福本脐橙酒癸酸乙酯、D-柠檬烯含量较高，赋予了其更丰富的甜香和柠檬香气，纽荷尔脐橙酒芳樟醇较高，所含有的玫瑰香味更明显，圆虹脐橙酒乙酸异戊酯较高，成熟的香蕉风味更丰富。综上所述，高海拔区域的脐橙酒所含有的花香、果香层次更明显，香味更加浓郁，但实际结果要根据感官分析进一步验证。

2.6 脐橙酒的感官评价

通过感官评价小组品评，对不同脐橙酒的滋味、香气、外观、典型性进行评价，结果见图3。

图3 4个品种脐橙酒感官评分雷达图Fig.3 Radar map of sensory scores of 4 varieties of navel orange wines

由图3可知，滋味评分较高的脐橙酒为高海拔区域的安坪奉园72-1、草堂圆虹和低海拔区域的安坪福本，其口感圆润柔和，酸甜适度；香气评分较高的脐橙酒有高海拔区域的安坪奉园72-1、安坪圆虹、草堂奉园72-1、草堂福本，其果香、花香浓郁协调，优雅细腻。外观评分较高的酒样有高海拔区域的安坪奉园72-1、草堂奉园72-1、草堂福本和低海拔区域的朱衣福本，其外观澄清，无杂质。典型性评分较高的有高海拔区域的安坪奉园72-1、安坪纽荷尔、草堂圆虹、朱衣纽荷尔，其风格良好且具有显著性风格。综合得分最高的是高海拔区域的安坪奉园72-1、草堂福本，达87分，其次是低海拔区域的安坪奉园72-1为84分。针对不同海拔高度，高海拔区域感官评分较高，其酿造的脐橙酒细腻醇厚；针对不同品种，奉园72-1感官评分最高，其酿造的脐橙酒酸甜适度，带来较好的愉悦度。

3 结论

本研究以不同海拔高度采收的4个品种的脐橙为原料酿造脐橙酒，分别对比其理化指标、香气化合物及感官质量发现，脐橙出汁率均在60%以上；脐橙酒的总糖含量为4.01～5.87 g/L，均在基本理化指标正常范围内。对脐橙酒风味物质进行鉴定，高海拔区域的脐橙酒酯类和醇类较高，花香、果香层次更明显；不同品种脐橙酒风味特征差异明显。福本脐橙酒含有更多的柠檬清香，纽荷尔脐橙酒含有更多的水果香及青草香，圆虹脐橙酒富含更多成熟香蕉的味道，奉园72-1富含更多的甜橙香。综合感官评价分析，高海拔区域的奉园72-1和福本体现了更好的酿酒特性，而纽荷尔及圆虹也表现出了品种典型性。在今后的研究中，可以利用不同海拔高度及品种之间的混酿，结合不同工艺及菌株，进一步提高脐橙酒的风味与口感，满足市场需求。