不同酵母发酵对石榴果酒香气成分的影响分析

杨群娜 林巧 何劭英 柏苑苑 郑雲丹 林晓宇

摘 要：本文采用气相色谱-质谱（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）联用仪，以不同酵母发酵的石榴果酒为原料，结合感官评价、理化指标分析、定性分析等方法对3种酵母发酵的石榴果酒的香气成分进行对比。结果表明，石榴果酒中的香气成分主要为醇类、酯类、酸类及少量的酚類物质等，其中以醇类和酯类为主，以SP、L13、LAB发酵的石榴果酒分别检测出23种、11种、12种香气成分。呈香效果的差异说明香气成分的种类在石榴果酒的感官评价中起关键性作用。

关键词：石榴果酒；气相色谱-质谱；香气成分；酵母

Analysis of the Effect of Different Yeast Fermentation on the Aroma Components of Pomegranate Fruit Wine

YANG Qunna， LIN Qiao*， HE Shaoying， BAI Yuanyuan， ZHENG Yundan， LIN Xiaoyu

（College of Agricultural Sciences， Xichang University，  Liangshan 615000， China）

Abstract： In this paper， gas chromatography-mass spectrometry was used for analysis of pomegranate fruit wine fermented by different yeasts， sensory evaluation， physicochemical index analysis， qualitative analysis and other methods were combined to compare the aroma components of pomegranate fruit wine fermented by three types of yeast. The results showed that the aroma components in pomegranate fruit wine were mainly alcohols， esters， acids and a small amount of phenolic substances， among which alcohols and esters were the main ones.The pomegranate wine fermented by SP， L13 and LAB detected 23，11 and 12 aroma components， respectively. The difference in aromatic effect suggests that the type of aroma component plays a key role in the organoleptic quality of pomegranate fruit wine.

Keywords： pomegranate fruit wine; gas chromatography-mass spectrometry; aroma components; yeast

石榴果酒营养价值丰富，具有抗衰老、预防心脏病、美容养颜及生津止渴等功效。但目前我国石榴的深加工产品较少，凉山州会理县是我国主要的石榴生产基地，每年有大量的鲜果滞销，造成大量损失。对石榴果酒进行深入研究，提升石榴果酒的品质，进一步提高其市场占有率和竞争力，能有效解决石榴鲜果滞销的问题。

呈香物质在果酒的口感和酒质方面起关键性作用。嗅觉和味觉器官受到芳香物质刺激并产生感觉，从而得出对石榴果酒质量的感官评价[1]。国内对葡萄酒中呈香物质的研究较为全面，但关于不同酵母对石榴果酒香气成分影响的报道较少。李美萍等[2]利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用仪研究了石榴酒中的挥发性成分。本实验采用气相色谱-质谱联用仪对石榴果酒中香气成分进行检测，并结合感官评价等方法，将3种酵母发酵所得石榴果酒的香气成分进行对比，筛选出最适合制作石榴果酒的酵母。

1 材料与方法

1.1 材料

突尼斯石榴，四川省凉山州会理县；SP酵母、L13酵母、LAB酵母，法国LAMOTHE ABIET；果胶酶，广东康达生物科技有限公司；二氧化硫（400 mg·L-1），厦门海标科技有限公司；葡萄糖，阜丰生物科技有限公司；乙酸正戊酯（内标物质），滕州中科普分析仪器有限公司。

1.2 仪器与设备

台式气相色谱（四极）质谱联用仪，北京东西分析仪器有限公司；CPWAX57CB毛细管柱（50 m×0.25 mm，0.20 μm），美国Agilent公司；数显糖度计，杭州陆恒生物科技有限公司；酒精度计，衡水创纪仪器仪表有限公司；pH-828 pH计，希玛仪表集团有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 石榴果酒的酿造

带籽发酵工艺流程为石榴无损坏→清洗→去皮去隔膜→取石榴籽→破碎榨汁→石榴混汁→加硫→酶解→调糖→接种酵母→主发酵→过滤→后发酵→澄清→装瓶[3]。

带籽发酵工艺的操作要点为挑选成熟且表皮无损伤的新鲜石榴，洗净后手动去皮去隔膜，取石榴籽，将石榴籽破碎后平均分为3份入罐（用于添加3种酵母）。3组分别添加80 mg·L-1二氧化硫防止氧化，静置30 min后各加入30 mg·L-1果胶酶，18 ℃条件下酶解15 h[4]。初始糖度为11.5 °Brix，加入一定量白砂糖调整总糖质量浓度为200 g·L-1。石榴果酒酵母的接种量为0.2 g·L-1，称量好所需酵母后，加入体积为酵母添加量10倍的蒸馏水，在37 ℃的恒温水浴锅中活化30 min，倒入石榴混合汁中搅拌均匀。主发酵温度为20 ℃，主发酵结束后，将石榴果酒进行初过滤，置于24 ℃恒温箱中进行后发酵。

1.3.2 石榴果酒的感官评价

将3种酵母酿造所得的石榴原酒样品放在通风良好、无任何气味的房间内，由果酒品鉴人员从色泽、澄清度、香气、滋味和典型性5个方面参照表1的感官评价标准进行打分，然后综合考虑评优[3]。

1.3.3 主要理化指标测定

根据《葡萄酒、果酒通用分析方法》（GB/T 15038—2006）中的数显糖度计法测定总糖、指示剂法测定总酸、酒精度计测定酒精度、滴定法测定挥发酸、密度瓶法测定干浸出物、气相色谱法测定甲醇以及pH-828 pH计测定pH值。

1.3.4 香气成分的提取

将蒸馏后的石榴果酒样品存放于-18 ℃的冰柜中待用。使用时取出样品，在37 ℃的水浴中加热解冻，随后精确量取10 mL放入15 mL的顶空瓶中，加入10 μL内标物（乙酸正戊酯），用PTFE/硅橡胶隔垫密封压紧，进行气相色谱-质谱分析。

1.4 仪器条件

1.4.1 气相色谱条件

CPWAX57CB石英毛细管柱（50 m×0.25 m，0.20 μm）；载气为高纯氦气，恒定流量为1 mL·min-1；分流比为40∶1，载气压力为50 kPa。柱温箱升温程序：从41 ℃开始，保持2 min，以10 ℃·min-1升温到200℃，保持10 min；自动进样，进样口温度210 ℃；检测电压为350 V。

1.4.2 质谱条件

电子轰击离子源，离子源温度为200 ℃，发射电流为200 μA，电子能量为70 eV，扫描方式Scan，起始真空度为1.27×10-3 Pa。

1.5 香气成分的定性分析

石榴果酒中的香气成分经过气相色谱分离后，不同物质形成各自的色谱峰，通过气相色谱-质谱联用仪进行分析鉴定。

1.6 数据处理

测定理化指标及香气成分所得的数据利用SPSS Statistics 27.0进行数据处理；整理后的数据利用Hi plot（ORG）网站进行绘图。数据标准化处理采用z-score。

2 结果与分析

2.1 石榴果酒感官分析

由图1可知，在石榴果酒的色泽方面，SP酵母发酵的酒样呈现的效果最好，有一定光泽，L13酵母呈现效果较差；在澄清度方面，L13酵母和SP酵母发酵的酒样呈现效果最好；在香气方面，L13酵母和LAB酵母发酵的酒样呈现效果明显，果香及酒香浓郁和谐，无不良气味；在滋味方面，LAB酵母发酵的酒样口感最好，酒质柔顺，回味悠长，SP酵母酒质略微酸涩，口味平淡；在典型性方面，3种酵母发酵酒样的效果均不理想，略带石榴果酒特有的风味，但典型性较为缺乏。

2.2 理化指标分析

3种酵母在同一酿造条件下进行发酵，测定不同酵母酿造的石榴果酒中的理化指标得到表2。3种酵母发酵所得的石榴果酒总糖含量在3.76～4.53 g·L-1，其中以L13酵母较为突出，含量最高，SP酵母与LAB酵母差异不大，果酒含糖量会影响到某些重要香气物质的合成，從而影响果酒的风味及口感；总酸含量在7.21～9.54 g·L-1，L13酵母酿造的石榴果酒的总酸明显高于SP酵母与LAB酵母；三者的酒精度无明显差异，度数在9.6°～10.0°；挥发酸含量在0.23～0.32 g·L-1，挥发酸作为评价果酒质量的重要指标之一，含量过高具有损害性[5]；干浸出物的含量在19.04～19.32 g·L-1，其中L13酵母酿造的石榴果酒干浸出物含量最高，LAB酵母酿造的石榴果酒干浸出物含量最低，干浸出物是体现果酒酒质好坏的重要标志之一[6]；甲醇含量在145.23～152.87 mg·L-1，均小于400 mg·L-1，符合《葡萄酒、果酒通用分析方法》（GB/T 15038—2006）中的规定；三者的pH值也无明显差异，为3.35～3.43。

为进行后续分析比较，需对石榴果酒中的理化指标数据进行标准化处理（z-score）[7]，见表3，经标准化处理后所的数据可做进一步的聚类分析。

2.3 理化指标聚类分析

将3种酵母发酵所得石榴果酒的理化指标数据进行标准化处理后，绘制聚类热图，如图2所示。根据图2可将3种酵母聚为两类，其中L13酵母单独为一类，SP酵母和LAB酵母为一类。理化指标中甲醇、干浸出物、总酸、总糖、pH值和挥发酸先聚为一类，再与酒精度聚为一类。

2.4 不同酵母发酵的石榴果酒的气相色谱-质谱分析

3种酵母发酵所得的石榴果酒样品经气相色谱-质谱联用仪分析后，分别得到各自的总离子流图，3种酵母的谱图比较类似，其中主要香气成分如表4所示。

2.5 主要香气成分比较

由图3可知，3种酒样中总共检测出34种香气物质，其中3种为三者共有，酵母SP发酵的酒样中特有的香气成分有15种，酵母L13发酵的酒样和酵母LAB发酵的酒样中特有的香气成分均为5种。由图4可知，石榴果酒中的香气成分主要分为醇类、酯类、酸类、醚类、醛酮类、酚类和烷烃类，符合石榴果酒中香气成分的组成[8]。从SP酵母发酵得到的石榴果酒检测出23种香气成分，相对含量为82.98%，种类丰富，含量最高；由L13酵母发酵所得的石榴果酒检测出11种香气成分，相对含量为77.41%，其中醇类和醛酮类的种类较多，含少数酚类等；由LAB酵母发酵所得的石榴果酒检测出12种香气成分，相对含量为57.64%，含量最低，其中醇类和醛酮类的种类较多，含少数酯类和酸类等。

3 结论

通过对3种酵母发酵所得石榴果酒的感官质量、理化指标、主要香气成分进行比较，发现3种酵母发酵石榴果酒中的主要香气成分较为相似，其中SP酵母的呈现效果最好。采用气相色谱-质谱联用仪对3种不同酵母发酵的石榴果酒的香气成分进行分析，可客观地反映出在不同酵母发酵出的石榴果酒之间香味物质的差异，为客观评价石榴酒香气质量及优化工艺提供理论依据。

参考文献

[1]李景明，于静，吴继红，等.不同酵母发酵的赤霞珠干红葡萄酒香气成分研究[J].食品科学，2009，30（2）：185-189.

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[3]李涛，李昀哲，冯翰杰，等.不同发酵工艺对石榴酒香气质量的影响[J].食品与发酵工业，2023，49（8）：137-147.

[4]朱玉章，王俊人，李西子，等.低高级醇石榴酒的酵母筛选及发酵工艺优化[J].现代食品科技，2021，37（4）：64-71.

[5]张晶，左勇，谢光杰，等.发酵条件对桑椹果酒中挥发酸的影响[J].食品工业科技，2018，39（1）：117-121.

[6]黄志芬，李循媛，黄梦婷.葡萄酒酒精度及干浸出物的快速测定[J].现代食品，2021，27（7）：179-182.

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[8]张卜升，高杏，闫昕，等.基于GC-IMS技术分析石榴果酒酿制过程中挥发性风味成分的变化[J].食品与发酵工业，2022，48（7）：252-257.