不同催陈方式对椪柑果酒品质与香气成分的影响

李冲,余佶,邹海英,麻成金*

1(吉首大学，林产化工工程湖南省重点实验室，湖南 吉首，427000) 2(吉首大学，食品科学研究所，湖南 吉首，416000)

近年来，随着生活水平的不断提高，人们更加追求饮食的安全、营养、健康，水果发酵酒因其丰富的营养及保健功能，逐渐受到人们的青睐[1-2]。椪柑是我国南方主产水果之一，出汁率高、营养丰富，加工而成的果酒也兼具其营养和保健功能，受到消费者喜爱[3-4]。新酿制的椪柑果酒口味较苦涩、不够醇厚，可通过催陈来改善其品质[5-6]。尽管自然陈酿下的椪柑果酒风味较好，但生产周期长，给生产带来诸多问题[6]。

目前，微氧熟化[7]、超声波[8]、冷热处理[9]、化学助催剂[10]、电磁场[11]、辐射[12]、高压脉冲[13]等人工快速催陈方法在不同种类的果酒陈酿过程中得到应用，催陈效果比较明显。国内外关于果酒催陈技术的研究多集中于葡萄酒[14-16]，椪柑果酒的相关联合催陈技术未见报道。本实验将超声波、化学催陈法结合不同陈酿容器对椪柑果酒进行联合催陈，通过分析催陈后的品质变化及香气成分，旨在为椪柑果酒的生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

椪柑新酒：酒精发酵后过滤、澄清，由湖南边城生物科技有限公司提供，经测定，酒精度为12.5%vol，总酸含量为8.3 g/L，总酯含量为6.1 g/L，色度为0.23。

橡木桶、陶瓷罐，器型基本相同，容量均为3 L；法国进口橡木片，长9～12 mm，宽5～9 mm，厚1～2 mm，中度烘烤；H2O2、NaOH、酚酞、H2SO4、乙醇、NaOH、邻苯二甲酸氢钾，均为国产AR级。

1.2 仪器与设备

JA2003型电子天平，上海舜宇恒平仪器有限公司；酒精计(规格0～30)，上海医用仪表厂；SPX-250B-Z型生化培养箱，上海博讯实业有限公司；PHS-25 数字式 pH 计，上海雷磁仪厂；85-2A数显恒温测速磁力搅拌器，金坛市白塔新宝仪器厂；DCTC-2000“弘祥隆”多用途恒温超声提取机，北京弘祥隆生物技术开发有限公司；UV-2550型紫外可见分光光度计，日本Shimadzu公司；7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪，美国Agilent公司；固相微萃取进样器及萃取纤维头，美国Supelco公司。

1.3 实验方法

FAO/WHO联合食品添加剂专家委员会根据过氧化氢毒性试验报告规定，大鼠的皮内注射LD50为0.7 g/kg[27-28]。实验取2.7 L未经催陈的椪柑果酒于三角瓶中，添加H2O2(0.1 mol/L)后用木塞封口，于25 ℃水浴中处理2 h，后测得H2O2残留量为0.015 mol/L，在食品添加剂允许使用范围内。因此，H2O2添加量选择0.1 mol/L。

将超声波催陈法、化学催陈法(H2O2)结合橡木桶、橡木片、陶瓷罐对椪柑果酒进行联合催陈，具体联合催陈方式见表1。

表1 椪柑果酒的不同催陈方式Table 1 The different aging methods of Ponkan fruit wine

对照组：椪柑新酒，经酒精发酵后过滤，未经催陈处理，作为对照组，置于20 ℃的恒温箱中，密封避光，在玻璃容器中陈酿3个月；

处理A：取2.7 L未经催陈的椪柑果酒，装入橡木桶(预留约10%容积，下同)，封口，置于20 ℃的恒温箱中，密封避光催陈3个月。即橡木桶催陈，以XM表示；

处理B：取2.7 L未经催陈的椪柑果酒，装入陶瓷罐中，再加入橡木片(2 g/L)[19]，封口，置于20 ℃的恒温箱中，密封避光催陈3个月，仿橡木桶催陈效果。即陶瓷-橡木片催陈，以TX表示；

处理C：取2.7 L未经催陈的椪柑果酒于三角瓶中，添加H2O2(0.1 mol/L)[10]，后用木塞封口，于25 ℃水浴中处理2 h，再按照处理B操作。即H2O2-陶瓷-橡木片催陈，以HTX表示；

处理D：取2.7 L未经催陈的椪柑果酒进行超声处理，超声波频率20 kHz，处理温度40 ℃，超声波功率600 W，处理时间30 min[20]，再按照处理B操作。即超声波-陶瓷-橡木片催陈，以CTX表示。

1.4 评价指标测定

1.4.1 感官及理化指标

感官评价：评价小组由10位经过培训的本专业人员(男女各半，年龄在25～35岁之间)及2位专业品酒师(男女各一)组成，参照GB/T 15038—2006 葡萄酒、果酒通用分析方法，对椪柑果酒从外观、香气、滋味进行评价。

酒精度、总酸测定：参照GB/T 15038—2006 葡萄酒、果酒通用分析方法；总酯的测定：参照GB/T 10345—2007 白酒分析方法。

色度的测定：参考相关文献[23]，部分参数略有调整。取椪柑果酒样品离心(4 000 r/min，10 min)，取上清液装入1 cm比色杯中，于波长450、550、650 nm处分别测其吸光度值，三者相加即为椪柑果酒色度。

1.4.2 香气成分

(1)样品处理

量取8 mL的椪柑果酒，装入15 mL顶空瓶中，添加1.2 g NaCl，密封，45 ℃下在磁力搅拌器上平衡20 min，插入50/30 μm的DVB/CAR/PDMS(老化后)萃取纤维头吸附30 min，于进样口解析3 min，后采集数据。对照组处理相同。

(2)GC-MS检测条件

气相色谱条件：Agilent190191S-433型石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，进样口温度250 ℃，载气(He)：流量1.0 mL/min，不分流进样，程序升温：起始温度40 ℃，保持3 min，以3 ℃/min升至160 ℃，保持2 min，以8 ℃/min升至220 ℃，保持3 min；质谱条件：离子源温度230 ℃，四极杆温度150 ℃，离子化方式EI，电子能量70 eV，分辨率1 000，质量范围30～500 u/s。

(3)数据处理

将催陈后的椪柑果酒经过GC-MS检测，各组分的质谱图通过计算机谱库(NIST 11)初步检索，再结合已有文献进行定性分析，对照气相色谱分析结果，按照峰面积归一化法定量计算出各检出组分的相对百分含量。

2 结果与讨论

2.1 不同催陈方式对椪柑果酒感官品质的影响

感官品评对果酒的品质鉴定非常重要，包括外观、香气、滋味等方面[6]，结果见表2。

未经催陈处理(对照组)的椪柑果酒颜色较浅，具有明显的酵母香气和酒精香气，苦涩味较重，经不同催陈处理后的椪柑果酒颜色有不同程度的加深，苦涩味有明显的改善。对比橡木桶(XM)的催陈效果，陶瓷-橡木片(TX，仿橡木桶效果)处理后的果酒颜色较浅，橡木香气较弱，整体香气没有橡木桶处理后的香气复杂、浓郁，口感也欠柔和、饱满，效果并不理想。通过对陶瓷-橡木片(TX)增加前处理方式，即超声波-陶瓷-橡木片(CTX)和H2O2-陶瓷-橡木片(HTX)催陈方式，发现椪柑果酒从色泽、气味、滋味都有明显改善，其中H2O2-陶瓷-橡木片(HTX)处理后的椪柑果酒颜色浅赤金黄色、有光泽，具有橡木香气，酒香、果香优雅、浓郁，酒体丰满、口味醇厚，略苦涩。超声波-陶瓷-橡木片(CTX)处理效果次之。综上，H2O2-陶瓷-橡木片(HTX)处理后的椪柑果酒整体感官品质最优，甚至优于橡木桶的处理效果，成本更低，可作为橡木桶的替代选择。

表2 不同催陈方式对椪柑果酒感官品质的影响Table 2 The sensory evaluation of Ponkan fruit wine in different aging methods

2.2 不同催陈方式对椪柑果酒主要理化指标的影响

2.2.1 不同催陈方式对椪柑果酒酒精度的影响

由图1可知，4种催陈方式对椪柑果酒的酒精度影响不明显。其中，H2O2-陶瓷-橡木片处理后的酒精度为12.0%，比原酒下降了0.5%，橡木桶、陶瓷-橡木片及超声波-陶瓷-橡木片处理后的酒精度分别为12.4、12.3、12.2%，变化很小。

图1 不同催陈方式对椪柑果酒酒精度的影响Fig.1 The effect of different aging methods on alcohol degree of Ponkan fruit wine

2.2.2 不同催陈方式对椪柑果酒总酸的影响

由图2可知，4种催陈方式对椪柑果酒的总酸影响程度不同，其中H2O2-陶瓷-橡木片与超声波-陶瓷-橡木片处理后的椪柑果酒总酸降低明显。原果酒总酸含量为8.3 g/L，酸涩感明显，口感不协调，经过H2O2-陶瓷-橡木片处理后总酸降低至5.8 g/L，超声波-陶瓷-橡木片处理后的酸度降低至6.2 g/L，表明装桶之前的过氧化氢及超声波处理方式对椪柑果酒的总酸影响较大。超声波的空化作用能够提高酒体各组分的活化能，促进其发生一系列积极的物理、化学变化[6]；H2O2具有较强的氧化能力，促进醇-水体系的缔合作用，提高分子间的有效碰撞率，加速缔合、酯化、氧化还原等反应[29]；各种有机酸也参与氢键的缔合作用及其他酯化反应，进而加速了新酒的陈酿进程，促进其风味的形成[10,22]。而橡木桶与陶瓷-橡木片催陈方式均未经前处理，因此总酸含量较前者下降并不明显。

图2 不同催陈方式对椪柑果酒总酸的影响Fig.2 The effect of different aging methods on total acid of Ponkan fruit wine

2.2.3 不同催陈方式对椪柑果酒总酯的影响

由图3可知，4种催陈方式对椪柑果酒的总酯含量影响各不相同。橡木桶与H2O2-陶瓷-橡木片处理后的总酯含量上升最高且较为接近，陶瓷-橡木片与超声波-陶瓷-橡木片处理后的总酯含量略有提升。其中，橡木桶处理后的总酯含量由6.15 g/L(原酒)提升至7.8 g/L，H2O2-陶瓷-橡木片处理后的总酯含量为7.83 g/L，橡木片与酒体的接触面积比橡木桶比例更大、控制更精确、成本低廉，同时橡木中的各类成分浸提作用更明显，与橡木桶对提高椪柑果酒总酯含量的效果基本一致。

图3 不同催陈方式对椪柑果酒总酯的影响Fig.3 The effect of different aging methods on total ester of Ponkan fruit wine

2.2.4 不同催陈方式对椪柑果酒色度的影响

由图4可知，4种催陈方式对椪柑果酒色度的影响不同。H2O2-陶瓷-橡木片处理后的色度提升明显高于橡木桶、陶瓷-橡木片及超声波-陶瓷-橡木片处理方式，果酒色度由0.23(原酒)提升至0.52；超声波-陶瓷-橡木片处理后色度提升至0.44。表明超声波及过氧化氢前处理方式对椪柑果酒的色度有明显提升效果，原因可能是椪柑果酒中的呈色物质对超声波、过氧化氢比较敏感，以及氧化作用导致了椪柑果酒的色度加深[6,14,21]。对比发现，经过H2O2-陶瓷-橡木片处理后的椪柑果酒呈现出更加诱人的色泽。

图4 不同催陈方式对椪柑果酒色度的影响Fig.4 The effect of different aging methods on chromaticity of Ponkan fruit wine

橡木桶、陶瓷-橡木片、H2O2-陶瓷-橡木片、超声波-陶瓷-橡木片4种催陈方式下的酒精度变化不大， H2O2-陶瓷-橡木片处理下的总酸含量降低最明显，橡木桶与H2O2-陶瓷-橡木片处理对椪柑果酒的总酯含量提升接近，但H2O2-陶瓷-橡木片处理方式更经济。色度提升上，H2O2-陶瓷-橡木片处理方式有利于呈色物质的变化，椪柑果酒的色泽最佳。

综上，H2O2-陶瓷-橡木片处理后的椪柑果酒酒精度为12.0%，没有明显变化；总酸含量降低至5.8 g/L，降酸效果显著；总酯含量提高至7.83 g/L，与橡木桶改善能力相当；色度由0.23提升至0.52，提升最高，呈现出诱人的色泽。因此，H2O2-陶瓷-橡木片对椪柑果酒的催陈效果在4种所选择的方式中最优。

2.3 不同催陈方式对椪柑果酒香气成分的影响

使用50/30 μm的DVB/CAR/PDMS萃取头对椪柑果酒的香气成分萃取并进行GC-MS分析。对照组及实验组总离子色谱图见图5、图6。

图6 不同催陈方式下椪柑果酒香气成分总离子流色谱图Fig.6 The total ion chromatogram of Ponkan fruit wine in different aging methods

由图5、图6及表3可知，对照组椪柑果酒检测到9种香气成分，其中烃类1种，相对含量1.05%，醇类物质2种，相对含量12.02%，酯类物质6种，相对含量86.93%。橡木桶催陈后的椪柑果酒中检测到13种香气物质，其中烃类4种，相对含量22.09%，醇类2种，相对含量15.02%，酯类5种，相对含量47.59%，酮类2种，相对含量1.19%。陶瓷-橡木片催陈后的椪柑果酒检测出13种香气成分，烃类5种，相对含量11.44%，醇类3种，相对含量17.57%，酯类4种，相对含量58.83%，酮类1种，相对含量1.38%。H2O2-陶瓷-橡木片催陈后的椪柑果酒检测出16种香气成分，其中烃类4种，相对含量为17.42%，醇类4种，相对含量为56.54%，酯类7种，相对含量为18.18%，酮类1种，相对含量为0.42%。超声波-陶瓷-橡木片催陈后的椪柑果酒检测出15种香气成分，其中烃类6种，相对含量27.85%，醇类2种，相对含量48.17%，酯类7种，相对含量20.96%。

影响椪柑果酒中的香气成分主要是醇类及酯类化合物，与康明丽[4]、刘韬[24]、袁敏[25]等对果酒的相关研究结果类似。在陈酿过程生成多种醇类物质，从而赋予果酒优雅、多变的香气，苯乙醇与异戊醇是含量较多的高级醇，也是柑橘类果酒的主要特征风味物质[17,18]。酯类化合物中，苯甲酸乙酯、乙酸苯乙酯、葵酸乙酯、辛酸乙酯、月桂酸乙酯是椪柑果酒的主要酯类物质。超声波、化学法可以加速酯化、氧化、缩合等反应的进行[15,26]，进而促进新的酯类生成[21]；而橡木片制品相比于橡木桶有更高的利用效率[6,19]。对比发现，H2O2-陶瓷-橡木片催陈后的椪柑果酒中酯类、醇类化合物较多，其中，苯乙醇、异戊醇、苯甲酸乙酯、乙酸苯乙酯、葵酸乙酯、月桂酸乙酯含量较高。

表3 不同催陈方式下椪柑果酒香气成分的GC-MS分析结果Table 3 Relative contents of aroma compounds of Ponkan fruit wine in different aging methods

续表3

分类序号化合物对照组XMTXHTXCTX酮类14-羟基-2-丁酮00.8200023,5-双-三甲基甲硅烷基-2,4,6-环庚三烯-1-酮0000.42033,5-双-三甲基甲硅烷基-2,4,6-环庚三烯-1-酮001.380043-苯基-4-苯胺-4,5(1H)-二氢-1,2,4-三唑-5-酮00.37000

3 结论

通过4种不同催陈方式对椪柑果酒进行催陈的实验发现，H2O2-陶瓷-橡木片(HTX)处理后的椪柑果酒呈浅赤金黄色、有光泽，果香、酒香及橡木香气优雅、浓郁，酒体丰满、醇厚，略苦涩，整体感官评价优于其余3种催陈方式。橡木桶催陈对提升椪柑果酒总酯含量较明显；陶瓷-橡木片催陈方法降酸效果不明显，总酯含量和色度有一定程度提升；超声波-陶瓷-橡木片催陈方法对总酯含量、色度均有改善，也能够降低部分酸度，但效果不如H2O2-陶瓷-橡木片催陈方法。对比发现，H2O2-陶瓷-橡木片催陈效果最好，总酸含量降低至5.8 g/L，总酯含量的提升达到7.83 g/L，同时色度提升到0.52，呈现浅赤金黄色。

橡木桶、陶瓷-橡木片、H2O2-陶瓷-橡木片、超声波-陶瓷-橡木片4种催陈方法下分别检测出13、13、16、15种香气化合物，有烃类、醇类、酯类、酮类。其中，醇类、酯类是主要的风味物质，占整个香气化合物总量的60%以上。苯乙醇、苯甲酸乙酯、葵酸乙酯是4种催陈方式下共同香气成分，与异戊醇、乙酸苯乙酯、辛酸乙酯、月桂酸乙酯共同构成椪柑果酒的主要香气成分。因此，采用H2O2-陶瓷-橡木片联合催陈椪柑果酒，不仅优于橡木桶的处理效果，同时经济成本更低，可考虑作为橡木桶贮藏陈酿的替代选择。