苹果酒酿造中香气物质的研究

【摘要】：我国自1992年以来,一直是世界上苹果生产大国,目前苹果相对过剩,而苹果酒是对苹果进行精深加工的有效形式,如何利用我国现有苹果品种生产优质苹果酒理应成为苹果酒科研工作者的重点。 优良的苹果酒有一定程度的芳香(Aromatic)和Apple aroma(Appley),一定程度的苦味和涩味,其中的芳香和Apple aroma在实际的品尝过程中常常被合并为果香(Fruity),是苹果酒香气感官质量的主要质量指标。本课题以我国现有苹果品种为原料,以苹果品种、酵母调控苹果酒的果香强弱为目标,对代表我国主要苹果品种系列的几种苹果的酿造特性及其对苹果酒挥发性成分的影响、本实验室收集筛选的酵母的酿造特性及其对苹果酒挥发性成分的影响、混和酵母的发酵效率及其对苹果酒香气物质影响、酵母中有关苹果酒重要挥发性成分的合成机理进行了较为系统和深入的研究。研究的主要内容如下: (1) 建立了一种快速、简单、样品量少、较准确的测定苹果酒中挥发性成分的分析方法,即顶空固相微萃取法与气相质谱联用法。该方法能萃取苹果酒中的醇类、酯类、低级脂肪酸类等物质,在苹果汁、苹果酒中的醇类、酯类和低级脂肪酸类等常见挥发性物质的浓度范围内,R2 0.9112,回收率为80.23-110.21%,相对偏差为1.5-6.4%,可用于苹果汁及酒精度低于12%(v/v)的苹果酒中香气物质的测定。该方法的主要分析条件是:75 μm Carboxen-PDMS纤维头;吸附时间:40min;吸附温度:45℃;加盐量:25%;解吸时间:3min。 (2) 研究了代表我国主要苹果品种系列的几种苹果的酿造特性,包括红富士、红星、金冠、乔纳金、嘎啦、青香蕉、青萍、红香蕉、小国光苹果,并根据酿酒用苹果的国际通用标准对该苹果品种进行分类,发现试验用苹果品种中,除青萍苹果属于尖酸苹果外,其他品种属于甜品种。产量最大的红富士苹果, 是试验用苹果品种中的低酸、低酚、高糖苹果品种,属于典型的甜苹果品种。除嘎啦苹果属醇香型苹果外,其他品种均属于酯香型苹果。 (3) 参考国际上葡萄酒的香气定量描述性分析方法,对代表我国主要苹果品种系列的几种苹果酿造的苹果酒果香进行了定量感官评定,根据感官评定结果,试验用不同品种酿造 WP=11 的苹果酒果香从强到弱的顺序为:青香蕉酒、红星酒、红香蕉酒、青萍酒、陕西红富士酒、乔纳金酒、山东红富士酒、嘎啦酒、金冠酒、小国光酒。为了揭示不同品种苹果酒果香的化学本质,采用不受人的主观因素干扰的主成分分析法对苹果酒中的醇类酯类物质进行了分析,发现苹果酒没有单一主体香,要想利用少数几种成分来区别各种苹果酒的香气特征是非常困难的,但能确定影响苹果酒果香的10种相对重要的香气成分为1,3-己烯-1-醇、异戊醇、正丙醇、乙酸乙酯、苯乙醇、异丁醇、正己醇、正庚醇、乙酸-2-苯乙酯、豆蔻酸乙酯;通过进一步比较不同苹果酒香气成分的主成分分析结果得到的10种重要香气成分的风味强度,发现异戊醇是区别不同品种苹果酒香气特征的最重要成分,乙酸-2-苯乙酯是调控试验用不同品种苹果酒果香特征的最重要物质。 (4) 对苹果酒中主要醇类酯类物质的来源研究中,发现大部分苹果酒的酯类醇类物质是在发酵过程中产生,醇类香气物质比酯类物质更多地来源于发酵过程。对于所有品种的苹果酒,发酵过程中产生的醇类物质和酯类物质分别占苹果酒中香气物质酯类醇类物质总量的50.92-99.09%、40.59-93.45%,即苹果酒中醇类酯类物质的0.91-49.08%、6.55-59.41%来源于苹果汁本身。因此,品种对苹果酒的香气成分有明显影响,一方面该影响主要是由于苹果汁中合成香气物质的非挥发性前体物质存在差异,这些非挥发性前体物质在发酵过程中转变成苹果酒中的香气物质,另一方面,苹果汁中原有的挥发性物质对最终苹果酒中的香气物质含量的影响随品种不同有较大区别。 (5) 在研究酵母对苹果酒香气物质的影响时,发现不同酵母苹果酒的果香强弱顺序是:非酵母属酵母美极梅氏酵母、非酵母属酵母法尔皮有孢汉生酵母、酵母属酵母。其中非酵母属酵母比酵母属酵母产生更高的酯类物质和更低的醇类物质,法尔皮有孢汉生酵母和美极梅氏酵母分别能产生最高含量的乙酸-2-苯乙酯(96.86 mg/L)和乙酸乙酯(74.13 mg/L);在发酵初期同时加入非酵母属酵母和酵母属酵母进行混菌发酵,苹果酒的香气成分组成接近其中的酵母属酵母组成,不能产生非酵母属酵母特有的果香。对不同酵母的果香描述性评定结果和相应酵母的香气组成进行相关性分析,结果表明,醇酯比(R2=0.7027)是影响不同酵母苹果酒果香的最重要因素,其次是总酯浓度(R2=0.5319),相比之下,总醇浓度(R2=0.0846)和总醇酯浓度(R2=0.0463)对苹果酒果香影响很小,其中,醇酯比与果香负相关,总酯浓度与果香正相关。 (6) 综合比较了酵母的耐酒精性能、耐二氧化硫性能、凝聚性、硫化氢产生量、发酵完全能力、香气物质产生量及香气感官特征,发现非酵母属酵母法尔皮有孢汉生酵母和美极梅氏酵母适合于酯香型高残糖苹果酒的发酵,6号酵母属酵母适合于香气淡薄的干型苹果酒的酿造。根据酵母属酵母、非酵母属酵母和所有酵母酿造特性及香气特征的变异系数大小,若要调节发酵效率,改变酵母属酵母将是一种有效手段,若要调节苹果酒的果香、总酯含 WP=12 量、醇酯比,改变酵母属酵母