催陈方法对白肉枇杷果酒品质的影响

袁 敏 王巧碧 赵 欠 周才琼 吴习宇

(1. 西南大学食品科学学院，重庆 400715；2. 重庆市特色食品工程技术研究中心，重庆 400715；3. 四川卫生康复职业学院，四川 自贡 643000)

催陈方法对白肉枇杷果酒品质的影响

袁 敏1,2王巧碧3赵 欠1,2周才琼1,2ZHOU吴习宇1,2

(1. 西南大学食品科学学院，重庆 400715；2. 重庆市特色食品工程技术研究中心，重庆 400715；3. 四川卫生康复职业学院，四川 自贡 643000)

研究了超声、微波和冷热交替催陈工艺处理对白肉枇杷果酒品质形成的影响，结果显示，不同催陈处理枇杷果酒总酸略降及色度增加，感官评价显示冷热交替催陈处理优于超声催陈和微波催陈；处理后果酒香气物质检出种类减少，未检出成分占比增加，相对含量最高的是醇类和酯类，冷热交替、超声和微波催陈处理分别占比79.8%，78.3%，88.97%，均低于原酒的91.24%；催陈处理使其他香气成分占比增加，有利于提升果酒总体香气。醇类、醛类、酸类和酯类是影响果酒品质的主要成分，进一步分析显示香气品质得分依次为微波催陈>冷热交替催陈>超声催陈。对酒品质的评价应综合考虑感官评价、主成分分析和未检出成分测定结果，并由此得到冷热交替催陈处理白肉枇杷果酒较好。

白肉枇杷；果酒；催陈处理；品质形成

果酒风味品质受多种因素的影响，包括发酵过程中不同发酵条件以及陈化方式等。自然陈酿果酒品质较好，但耗时较长，因此采用人工催陈是果酒陈酿中重要的工艺。目前常用的人工催陈技术主要有超高压[1]、超声波[2-3]、微波[4]、臭氧[5]、微氧[6]、电场[7-8]和X射线[9]等，主要研究对象包括干红葡萄酒、白酒、食醋等。利用施加外源能量加速反应或是模拟橡木桶微氧陈酿环境等原理，从而高效、快速、低成本地进行人工催陈。微波催陈促进醇化反应；超声和电场等促进酯化反应和氧化还原反应，加速低沸点物质的挥发；超声、电场和磁场促进乙醇和水的缔合；微氧、臭氧利用氧化性加快醇、醛的氧化，从而促进酒体老熟。但是这些催陈技术也存在一些缺陷，不管超声、电磁场还是微波等都需要控制适宜的量才能有效改善酒的品质，否则会导致无法预测和控制的新物质产生亦或是回生现象。催陈技术在以葡萄[10]、梨[11]、蓝莓[12]、猕猴桃[13]、山竹[14]等为材料酿造的果酒中已经有研究报道，枇杷果酒的研究甚少，目前市面上并没有白肉枇杷产品，为此，本研究拟采用具有自主知识产权的华白1号白肉枇杷为试验材料，此材料新颖，具有创新价值，采用优化的酶解工艺和发酵工艺制备枇杷果酒原酒后，探讨陈酿工艺对枇杷果酒品质的影响，将感官评价和GC-MS相结合，从而对白肉枇杷果酒的催陈技术进行评价，优化筛选出白肉枇杷果酒的最佳陈酿方法，旨在为白肉枇杷应用于果酒生产提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料及处理

白肉枇杷：华白1号，西南大学农业综合开发研究室；

枇杷汁：枇杷打浆后酶解处理，柠檬酸调pH 4.0，加果胶酶0.17 g/kg，40 ℃下果胶酶酶解4.0 h，得澄清枇杷汁，平均透光率83.17%；

发酵条件：酶解后的枇杷汁加白砂糖，糖度调至20%，加入优化后的果酒酿酒酵母Y3，接种量0.50%，调pH 4.0，22 ℃下发酵。过滤得枇杷新酒。酒精度平均12.33%vol。

1.2 主要试剂

氢氧化钠、盐酸、葡萄糖、五水硫酸铜、氯化钠、酚酞、碘化钾、磷酸二氢钾：分析纯，成都市科龙化工试剂厂；

果胶酶：酶活≥50万U/g，成都市科龙化工试剂厂；

果酒酿酒酵母Y3：湖北安琪酵母股份有限公司。

1.3 主要仪器设备

气相质谱联用仪：GC-MS-2010型，日本岛津公司；

固相微萃取装置(配复合DVB/CAR/PDMS，50/30 μm萃取头)：57328-U型，美国 Supelco 公司；

SPME手动进样手柄：57330-U型，美国 Supelco 公司；

数控型超声波发生器：KQ5200DB型，昆山市超声仪器有限公司；

微波发生器：Mo-2270MI型，青岛海尔微波制品有限公司。

1.4 试验方法

1.4.1 不同催陈技术处理方法 300 mL三角瓶中装入200 mL新酒，封口膜密封。分别采用微波、超声和冷热交替技术催陈处理。

(1) 微波催陈：微波功率800 W；中等火力(50%)分别处理2，4，6，8 min，冷至室温，检测吸光度和总酸并进行感官评价。

(2) 超声催陈： ① 超声频率：50 ℃下分别在20，24，28，32，36 kHz时处理15 min，冷至室温后测定吸光度和总酸并进行感官评价，筛选最佳工作频率;② 超声时间：在50 ℃及最佳超声频率下分别处理5，10，15，20，25 min，冷至室温后测定吸光度和总酸并进行感官评价，筛选最佳处理时间;③ 超声温度：在最佳频率及时间下，分别在30，40，50，60，70 ℃下处理，冷至室温，测定吸光度和总酸并进行感官评价，得最佳处理温度。将在最佳频率、时间和温度下处理的样品进行固相微萃取及气相色谱—质谱联用(SPME—GC—MS)分析。

(3) 冷热交替催陈：40 ℃恒温培养箱中放置3 d，取出后-10 ℃放置3 d，循环3次(共计18 d)。检测吸光度和总酸并进行感官评价。

1.4.2 分析方法

(1) 总糖：斐林试剂法[15]5-6。

(2) 总酸：酸碱中和滴定法[15]7-8。

(3) 色度：根据文献[16]，修改为测定540 nm吸光度。

(4) 感官评定：参照文献[15]56-58。感官评分标准见表1。

表1 感官评分标准

(5) 香气检测：根据文献[17]，修改如下：取8 mL样品于15 mL样品瓶中，加入氯化钠0.25 g/mL，40 ℃水浴平衡20 min，插入固相微萃取头于液面上方20 mm处，40 ℃吸附30 min后立即将萃取头插入GC进样口解吸4 min，进行GC—MS分析。GC条件：DB-5MS色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 mm)，不分流进样，进样口温度260 ℃，升温程序：40 ℃保持5 min，以5 ℃/min升至220 ℃，保持10 min。载气(He)流量l mL/min。MS条件：EI+离子源，电子能量70 eV，灯丝流量0.20 mA，离子源温度250 ℃，质谱接口温度260 ℃，扫描范围30～500 amu。定性标准图库为NIST08和NIST08s，相似度80%以上。

1.5 数据分析

用Excel 2003和SPSS 20.0等软件进行图表绘制和相关数据处理。

2 结果与分析

2.1 超声陈酿对枇杷果酒品质形成的影响

2.1.1 超声频率的影响 由表2可知，总酸含量随超声频率增加逐渐下降，推测部分酸可能与果酒中的醇类形成了酯类香气，有待进一步研究；吸光度呈先升后降趋势，当超声频率在32 kHz时，吸光度达最大值。表明超声处理可使果酒色泽变深，酸味感略降。36 kHz时出现降低趋势，推测原因是超声提供能量的同时，加速了枇杷果酒中醇、醛、酸等有机成分之间发生了一系列复杂的氧化、酯化及缩合等反应，从而使得吸光度下降。超声频率为24 kHz时，果酒感官分值最高，此时果酒生涩味减弱，口味协调饱满。经对感官评价分数与果酒中总酸和吸光度进行皮尔森相关分析显示均不存在显著性相关(P>0.05)，其相关系数r分别为0.265和0.619，吸光度与果酒感官品质相关性相对较高。综合考虑以24 kHz作为后续超声催陈用频率。

表2 超声频率对白肉枇杷果酒品质指标的影响

Table 2 Effect of ultrasonic frequency on quality indicators of white pulp loquat fruit wine (n=10)

频率/kHz吸光度总酸/(g·L-1)感官评价00.06±0.036.01±0.1164.65±4.60200.07±0.015.53±0.1072.25±7.30240.08±0.005.35±0.0972.75±5.70280.09±0.005.26±0.0268.63±6.50320.10±0.004.89±0.0265.38±3.20360.08±0.014.81±0.1162.88±7.30

2.1.2 超声时间的影响 由表3可知，吸光度随处理时间延长呈快速增加后缓慢上升趋势，总酸变化则相反，可能是随时间延长酒中发生色变的成分逐渐消耗。表明延长超声时间可降低总酸而改善口感，但会加深果酒色泽。超声处理20 min时，感官评分最高。经对感官评分与果酒总酸和吸光度进行皮尔森相关分析显示，吸光度变化与感官评分显著相关(P<0.05)，相关系数r为0.892。综合考虑以超声处理20 min为最佳处理时间。

表3 超声时间对白肉枇杷果酒品质指标的影响

Table 3 Effect of ultrasonic time on quality indicators of white pulp loquat fruit wine (n=10)

超声时间/min吸光度总酸/(g·L-1)感官评价00.08±0.006.09±0.1163.00±4.7050.09±0.015.54±0.0363.40±7.90100.10±0.005.35±0.0365.30±3.90150.12±0.025.21±0.0266.00±6.10200.13±0.015.17±0.0571.00±4.60250.15±0.015.12±0.1069.30±5.50

2.1.3 超声温度的影响 由表4可知，吸光度随处理温度升高逐渐增加，总酸变化则相反。推测由于过高的温度破坏了酒体中一些有机成分以及发生酯化反应使挥发酸等下降，热力作用使酒的色度加深，可能与酒体中酚类物质的氧化等非酶褐变的发生有关，超声温度在50 ℃时感官评分最高。经对感官评分与果酒中总酸和吸光度进行皮尔森相关分析显示，均不存在显著性相关(P>0.05)。综合考虑，超声催陈最佳条件是在50 ℃经24 kHz超声频率处理20 min。

2.2 微波催陈处理对白肉枇杷果酒品质的影响

由表5可知，总酸随微波处理时间增加而下降，吸光度则相反。表明微波催陈处理可降低总酸含量而改进酒体滋味品质，但可导致酒体颜色加深，推测是由于陈化过程中酸的酯化反应以及酚类氧化发生的非酶褐变导致的。感官分析显示在微波处理4 min时感官评分值最高。经对感官评分与果酒中总酸和吸光度进行皮尔森相关分析显示其相关系数r分别为-0.021和-0.485，均不存在显著相关(P>0.05)。综合而言，适当微波处理可提高枇杷果酒品质。本试验条件下以微波功率800 W，中等火力下处理4 min为宜。

表4 超声温度对白肉枇杷果酒品质指标的影响Table 4 Effect of ultrasonic temperature on quality indicators of white pulp loquat fruit wine (n=10)

表5 微波催陈处理对白肉枇杷果酒品质指标的影响

Table 5 Effect of microwave treatment on quality indicators of white pulp loquat fruit wine (n=10)

时间/min吸光度总酸/(g·L-1)感官评价00.10±0.016.09±0.1169.00±1.8020.11±0.025.63±0.1175.50±5.4040.11±0.005.44±0.2277.50±4.6060.13±0.025.25±0.2774.00±6.1080.14±0.015.06±0.2167.50±3.20

2.3 冷热交替催陈处理对枇杷果酒品质的影响

由图1可知，与原酒相比，其吸光度增加，总酸下降，推测均与陈化处理中酸与醇的酯化反应以及酚类物质等非酶褐变反应有关。与前述微波和超声催陈处理比较，总酸略低，吸光度较高，褐变高于微波和超声催陈，但感官评价发现冷热交替催陈的枇杷果酒生涩味基本消失，酒味醇厚，果香浓郁，明显优于原酒和其他催陈工艺处理(见表6)。

图1 冷热交替催陈处理对白肉枇杷果酒品质的影响

Figure 1 Effect of alternation treatment by hot and cold on quality indicators of white pulp loquat fruit wine (n=10)

表6 不同催陈处理对白肉枇杷果酒感官品质的影响

Table 6 Effect of different aging treatments on sensory quality of white pulp loquat fruit wine (n=10)

催陈处理感官评价感官分值果酒原酒淡黄,较澄清,酒味略刺口,轻生涩味69.00±1.60超声催陈金黄澄清透明,明显酒香,酒味适宜78.50±2.80微波催陈金黄澄清透明,愉悦果酒香,酒味适宜77.50±2.30冷热催陈生涩味基本消失,酒味醇厚,果香浓郁83.50±1.40

由表6可知，不同催陈处理果酒感官评分与色度和总酸无显著相关(P>0.05)。本研究与Fralleiseo J. H.等[18]利用色泽变化来区分葡萄酒的陈酿条件及时间有差距，表明不同的果酒原料发酵果酒品质评价的差异。

2.4 催陈对白肉枇杷果酒挥发性香气成分的影响

2.4.1 陈酿处理枇杷果酒挥发性香气成分分析 冷热交替、超声和微波催陈检出挥发性香气成分分别为42，32，40种，均少于原酒的52种(见表7)。原酒主要香气1-戊醇、1-壬醇、苯乙醇、癸酸乙酯和正己酸乙酯(占比79.52%)；冷热交替催陈处理主要香气成分有异戊醇、2-甲基丁醇、辛酸乙酯、苯乙醇、癸酸乙酯和苯乙酸乙酯(占比73.01%)等；超声催陈处理主要香气成分有异戊醇、苯乙醇、丁二酸二乙酯、1-戊醇、癸酸乙酯、乙酸异戊酯、1-壬醇和正己酸乙酯(占比74.19%)等；微波催陈处理主要香气有1-戊醇、苯乙醇、辛酸乙酯和正己酸乙酯(占比74.05%)等；微波催陈主要香气成分接近原酒但香气种类下降较多。冷热交替和超声催陈主要香气成分略有差异，均与原酒和微波催陈有较大差异。

表7 催陈处理对白肉枇杷果酒挥发性风味成分及相对含量的影响

续表7

种类化合物保留时间/min原酒冷热交替超声陈酿微波陈酿酯类乙酸戊酯2.7621.40乙酸异丁酯5.4210.030.10异丁酸乙酯4.9080.01丁酸乙酯6.3920.060.202-甲基丁酸乙酯8.2570.150.28乙酸异戊酯9.3851.700.863.353.46正己酸乙酯13.9254.551.393.083.99苯甲酸乙酯16.8771.810.021.41庚酸乙酯17.2750.310.130.130.14辛酸甲酯18.1030.630.621.500.79苯乙酸乙酯21.1750.133.390.120.06辛酸乙酯20.3643.339.340.044.28水杨酸甲酯20.8770.060.04壬酸甲酯21.1570.05乙酸苯乙酯22.0590.070.080.140.07壬酸乙酯23.2390.740.370.530.55癸酸甲酯24.0150.080.070.060.06癸酸乙酯25.9454.784.844.543.59丁二酸二乙酯26.8090.050.0310.700.04辛酸异戊酯27.2850.150.050.070.09月桂酸乙酯30.9000.690.700.30苯甲酸甲酯17.1400.040.03己酸异丁酯18.9650.020.07己酸异戊酯21.9480.060.03辛酸异丁酯24.6610.050.03DL-2-羟基-4-甲基戊酸乙酯15.8900.16酮类二氢-2-甲基-3(2H)-噻吩酮13.5080.18大马士酮25.5420.02beta-紫罗兰酮28.1210.020.030.012-壬酮17.0440.030.03酚类及其他 4-乙烯基-2-甲氧基苯酚23.6340.491.871.170.312,4-二叔丁基苯酚28.7710.160.270.240.111,1-二乙氧基乙烷4.0280.650.43苯2.8010.222,3-二氢苯并呋喃20.9341.062.022.130.52双戊烯15.0330.03

冷热交替、超声和微波3种催陈处理果酒酯种类数相对最高，分别占香气种类的45.24%，50%，45%，均高于原酒的40.4%；相对含量最高的是醇类和酯类，分别占比为79.8%，78.3%，88.97%(见图2)，均低于原酒的91.24%，表明经不同催陈处理后主要香气成分依然是醇类和酯类，但香气占比下降而其他香气占比增加，这有利于提升果酒总体香气。

枇杷果酒中含量最多的是醇类和酯类。少量高级醇能赋予果酒优雅香气，同时又是其它香气物质良好溶剂。在冷热交替和超声催陈中含量最高的异戊醇有特殊旳苹果、香蕉、葡萄糖香及酒香，与酒中其他成分间存在相乘效果；苯乙醇有蔷薇样甜香气；3种酒都检出了优美愉快花香旳芳樟醇和有温和柏木香气的雪松醇。乙酸异戊酯有强烈旳香蕉、梨、苹果甜旳水果气味，并带梨旳甜酸味；正己酸乙酯有强烈旳香蕉、菠萝旳水果香气；辛酸乙酯有白兰地酒香味；癸酸乙酯有果香和酒香气及梨和白兰地似的香韵[19-21]。醇类相对含量较高，酯类气味阈值低于醇类，对枇杷果酒的风味影响较大。因此它们是影响果酒风味的重要构成分。冷热交替、超声和微波催陈均检出一定量酚类和酸类，相对含量占比分别为6.45%，5.56%，3.46%。酚类物质多有药香及木香，如2,4-二叔丁基苯酚具有枯焦气息[22]。检出的酸类如乙酸、辛酸、己酸和月桂酸等味道柔和并有浓郁发酵清香，辛酸有微弱水果酸味和油脂气息，月桂酸有微弱月桂油香气[23]。醛类和酮类相对含量和种类均较低，对果酒风味影响相对小；由于酮类气味阈值高于醛类，因此对枇杷果酒风味贡献要小于醛类物质。

图2 不同催陈处理白肉枇杷果酒挥发性香气成分相对含量和种类数

Figure 2 Relative content and species of aroma compound of white pulp loquat fruit wine by different aging treatments

2.4.2 不同催陈处理枇杷果酒挥发性香气主成分分析 以不同催陈处理枇杷果酒香气成分为样本，将3种催陈处理果酒按照各自6大类香气物质构成3×6矩阵进行主成分分析，提取出前2个主成分，相关矩阵特征值见表8，第1主成分和第2主成分累计贡献率达100%，说明前2个主成分能较客观地反应原有变量信息，可用F1，F22个新综合指标代替原来的6个指标进行分析。

特征向量及载荷值见表9。载荷值主要反映各变量与主成分间相关性，第1主成分与醇类和酸类高度正相关，与酯类、酚类及其他高度负相关；醛类和酮类是第2主成分特征贡献因子，呈高度正相关。综合分析各成分作用大小，醇类、醛类、酸类和酯类是影响陈酿果酒品质的主要成分。第1主成分Y1= 0.509X1-0.036X2+0.477X3-0.484X4+0.267X5-0.454X6，第2主成分Y2=0.041X1+0.679X2-0.241X3-0.216X4+0.580X5+0.309X6。进一步主成分得分分析见表10，以第一、二主成分贡献率大小为分配系数，计算综合得分F=0.640 8F1+0.359 2F2。果酒催陈后熟香气品质综合得分依次为微波催陈>冷热交替催陈>超声催陈。

表8 不同催陈处理枇杷果酒挥发性香气主成分特征值及贡献率

Table 8 Eigenvalues of aroma compound of different aged loquat wine’s principal components and their contribution and cumulative contribution

主成分特征值贡献率/%累积贡献率/%13.84564.08064.08022.15535.920100.000

表9 不同催陈技术处理枇杷果酒挥发性香气主成分特征向量与载荷

Table 9 Principal component eigenvectors and loading matrix of aroma compound of different aged loquat fruit wine

成分F1特征向量载荷F2特征向量载荷醇类 0.5090.9980.0410.060醛类 -0.036-0.0710.6790.997酸类 0.4770.935-0.241-0.354酯类 -0.484-0.949-0.216-0.317酮类 0.2670.5240.5800.852酚类及其他-0.454-0.8910.3090.453

表10 不同催陈技术处理枇杷果酒挥发性香气主成分得分

Table 10 Principal component scores of aroma compound of different aged loquat fruit wine

处理技术F1F2综合得分排名冷热交替催陈-0.6811.6170.1442超声催陈 -1.530-1.250-1.4303微波催陈 2.211-0.3671.2851

果酒中的香气物质既来源于果实原料中游离态香气成分，也来自于原料中结合态香气化合物在发酵和陈酿期间的转化[24]、发酵中形成的酯和醇等香气成分及陈酿过程中的酯化作用、类胡萝卜素及糖苷的降解形成的一些香味物质[25-27]。果酒陈酿过程中降低了杂醇油、挥发酸和单宁等含量，增加了酯类和其他芳香物质，大大改善了果酒风味，使酒质变得醇厚稳定，产生陈香[28-29]。

挥发性香气成分是衡量果酒品质的重要指标，通过对不同催陈处理枇杷果酒香气主成分分析，微波催陈综合得分最高，其次是冷热交替催陈，这与前述不同催陈处理感官评价以冷热交替催陈处理最好有差异。推测可能的原因在于经不同催陈技术处理后挥发性成分检出占比下降有关，经冷热交替、微波和超声催陈后检出挥发性成分分别为42，40，32种，占比分别为86.79%，92.71%，84.02%，低于枇杷果酒原酒52种和相对含量占比95.7%，其中冷热交替催陈和超声催陈未检出挥发性成分占比相对较高，这些未检出成分同样参与并影响酒体风味。

3 结论

(1) 微波、超声和冷热处理3种物理方法均能促进白肉枇杷果酒的陈化后熟，经后熟后的枇杷果酒色泽加深，总酸略降，外观色泽金黄澄清透明，酒香浓郁。与枇杷果酒原酒相比，经过一定条件的超声、微波和冷热处理，枇杷果酒的品质有所改善。能在短时间内，提高枇杷果酒品质，对实际生产具有指导意义。

(2) 本试验研究显示冷热催陈优于超声催陈和微波催陈。在未来的研究中，将综合评分相对较高的冷热交替和微波催陈方式复合使用，可能会取得更佳的催陈效果。

(3) 本研究对枇杷果酒挥发性风味物质进行了主成分分析，分析结果与感官评价有差异，表明影响果酒品质因素的多样性，不能用主成分分析代表枇杷果酒催陈效果。同时，由于冷热交替催陈和超声催陈未检出挥发性成分占比相对较高，这些未检出成分同样参与并影响酒体风味。因此，对枇杷果酒挥发性风味物质研究的前处理方法还有待更深入的研究。

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Influence on quality of white pulp loquat wine with different artificial aging technology

YUAN Min1,2WANGQiao-bi3ZHAOQian1,2Cai-qiong1,2WUXi-yu1,2

(1.FoodScienceCollege,SouthwestUniversity,Chongqing400715,China; 2.Engineering&TechnologyResearchCentreofCharacteristicFood,Chongqing400715,China;3.SichuanVocationalCollegeofHealthandRehabilitation,Zigong,Sichuan643000,China)

To recognize the effect of aging technology on quality of white pulp wine, samples were preprocessed by ultrasonic, microwave and cold and hot treatment. The results showed that the three different aging treatments all could lower total acid slightly and increase chroma of loquat wine, and aging by cold and hot treatment got higher scores than ultrasonic as well as microwave treatment in sensory evaluation. The species of aroma substances detected decreased while proportion of undetected compounds increased after aging treatment. The highest content were alcohols and esters, hot and cold, ultrasonic and microwave treatment, accounted for 79.8%, 78.3% and 88.97%, respectively, which was less than that of the original wine 91.24%. Aging treatment increased the proportion of the other aroma components, which was beneficial to enhance the overall aroma of the wine. Alcohols, aldehydes, acids and esters were the main factors influencing quality of wine, and further analysis showed that the scores of aroma were followed by microwave, cold and hot and ultrasonic treatment. Sensory evaluation, principal component analysis and determination of undetected component should be considered to estimate the wine, thus white pulp loquat wine aged by hot and cold treatment was of better quality.

white pulp loquat; wine; aging treatment; quality formation

10.13652/j.issn.1003-5788.2016.12.024

重庆市科委项目(编号：cstc2014jcsf-nycgzhA80001)

袁敏，女，西南大学在读硕士研究生。

周才琼(1964—)，女，西南大学教授，博士。 E-mail:zhoucaiqiong@swu.edu.cn

2016—10—13