樹(shù)莓格瓦斯發(fā)酵過(guò)程中品質(zhì)研究

韓宗元， 李曉靜， 孫 菡， 王家慶， 肖志剛

（1.沈陽(yáng)工學(xué)院 生命工程學(xué)院，遼寧 撫順 113122；2.沈陽(yáng)師范大學(xué) 糧食學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110034）

樹(shù)莓果實(shí)為聚合漿果，柔嫩多汁，香味濃郁，風(fēng)味獨(dú)特，色澤鮮艷誘人，并且含有大量維生素、超氧化物歧化酶、γ-氨基丁酸以及鞣化酸等，其中維生素E和鞣化酸含量為所有水果之最[1-2]。格瓦斯最初是以面包屑為原料，經(jīng)過(guò)乳酸菌和酵母菌共同發(fā)酵制得一種具有面包香氣、清涼爽口的發(fā)酵飲料。目前格瓦斯釆用原料種類(lèi)很多，如：黑麥、大麥、小麥、蕎麥、水果、蜂蜜、糖、香料等，按照原料可以將格瓦斯分為5大類(lèi)：面包格瓦斯、水果格瓦斯、野果格瓦斯、蜂蜜格瓦斯及其他格瓦斯。格瓦斯這種飲料除清涼爽口、消暑解渴、提神助興的作用外，還具有特殊的風(fēng)味和香味，具有多種功效，對(duì)人體健康起重要作用[3]。

在格瓦斯發(fā)酵過(guò)程中，大麥芽還原糖含量較高，有利于酵母菌發(fā)酵，產(chǎn)生乙醇和二氧化碳。而且酵母菌對(duì)于格瓦斯中風(fēng)味物質(zhì)起到重要作用，風(fēng)味物質(zhì)是在酵母菌發(fā)酵過(guò)程中形成的。格瓦斯中風(fēng)味物質(zhì)包括醇類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)及揮發(fā)性脂肪酸等，都是由酵母菌產(chǎn)生的[4-6]。香氣物質(zhì)的相對(duì)含量和閾值對(duì)于酒精飲品的氣味有重要影響，所以可以通過(guò)氣味活性值來(lái)綜合評(píng)估香氣物質(zhì)對(duì)酒精飲品氣味的貢獻(xiàn)率，并且貢獻(xiàn)率大的香氣物質(zhì)的氣味活性值都大于1[7-9]。

作者研究了發(fā)酵過(guò)程中樹(shù)莓格瓦斯pH、糖度、酒精度的變化，且它們與樹(shù)莓格瓦斯感官品質(zhì)的相關(guān)性；通過(guò)GC-MS，檢測(cè)并鑒別出樹(shù)莓格瓦斯發(fā)酵過(guò)程中各種香氣成分，并根據(jù)香氣成分的氣味活性值，確定其貢獻(xiàn)率以及解釋香氣成分對(duì)樹(shù)莓格瓦斯品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

樹(shù)莓：實(shí)驗(yàn)基地種植；大麥芽：卡羅琳娜釀酒設(shè)備技術(shù)有限公司產(chǎn)品；酵母菌：安琪酵母股份有限公司產(chǎn)品；酒花：新疆啤酒花股份有限公司產(chǎn)品。

FA2004型電子分析天平：上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；HPX-9162MBE恒溫培養(yǎng)箱：中儀國(guó)科科技有限公司產(chǎn)品；XMTD-4000型電熱恒溫水浴鍋：北京市永光明醫(yī)療儀器廠產(chǎn)品；九陽(yáng)榨汁機(jī)：深圳市金美盾科技有限公司產(chǎn)品；手持式酸度計(jì)、手持式糖度儀、手持式酒精計(jì)：上海江儀儀器有限公司產(chǎn)品；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國(guó)安捷倫科技有限公司產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樹(shù)莓格瓦斯加工 稱(chēng)取500 g大麥芽，利用多功能粉碎機(jī)粉碎大麥芽2～3次，過(guò)40目篩，加入5～10倍的水，在 65℃水浴鍋恒溫糖化1.5 h，再放入72℃水浴鍋恒溫糖化1 h。糖化結(jié)束后，8層紗布過(guò)濾，濾液煮沸1 min，冷卻至38℃，制得麥芽汁；再稱(chēng)取500 g樹(shù)莓，利用榨汁機(jī)榨汁，過(guò)濾得到濾液，蒸煮5～10 min至沸騰，冷卻放置冰箱內(nèi)4℃保藏；稱(chēng)取7.5%的酵母菌粉 （按大麥芽質(zhì)量計(jì)算）加10倍水在38℃下活化20 min；將所得麥芽汁和樹(shù)莓汁混合使糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10%，將混合物與活化的酵母菌和質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.08%酒花加入到發(fā)酵罐中在恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，發(fā)酵時(shí)間72 h，發(fā)酵溫度38℃；將發(fā)酵后的格瓦斯通過(guò)8層紗布過(guò)濾；格瓦斯在高壓滅菌鍋中進(jìn)行滅菌，調(diào)配制成產(chǎn)品。

1.2.2 感官評(píng)價(jià)測(cè)定 采用標(biāo)度法[10]進(jìn)行感官評(píng)定，分值越高，則表示其品質(zhì)越好。感官評(píng)價(jià)指標(biāo)包括口感、氣味、色澤，感官指標(biāo)及其評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如下：口感范圍1-9分 （1分：差；5分：一般；9分：極好），色澤范圍1-9分（1分：差；5分：適中；9分：極好），氣味范圍1-9分（1分：差；5分：一般；9分：極好）。選擇20名專(zhuān)業(yè)飲料品評(píng)師進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，其中包括10名男士，10名女士。

1.2.3 理化指標(biāo)測(cè)定 采用手持式pH計(jì)、手持式糖度儀、手持式酒精度計(jì)分別測(cè)定樹(shù)莓格瓦斯pH、糖度、酒精度。

1.2.4 香味物質(zhì)的測(cè)定 采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀測(cè)定揮發(fā)性香味化合物。色譜條件：離子源溫度230℃，EI源；進(jìn)樣口溫度250℃；載氣 He，流量1.0 mL/min。采用程序升溫方式，由室溫升至100℃保持3 min，然后以4℃/min升至250℃在此溫度下保持10 min，不分流進(jìn)樣。萃取條件：所有凍存樣品解凍后，60℃水浴下平衡10 min，萃取頭頂空吸附30 min后，在GC進(jìn)樣口釋放1 min。萃取頭老化10 min。

1.2.5 香味物質(zhì)的評(píng)價(jià)方法 采用氣味活性值（odor activity value，OAV）評(píng)價(jià)各香氣物質(zhì)對(duì)格瓦斯風(fēng)味的貢獻(xiàn)[2，9]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)均為 “平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”。采用SPSS19統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 樹(shù)莓汁添加量對(duì)樹(shù)莓格瓦斯理化品質(zhì)和感官品質(zhì)的影響

由表1可知，樹(shù)莓汁添加量對(duì)格瓦斯pH、糖度、酒精度和感官評(píng)價(jià)值產(chǎn)生重要作用。隨著樹(shù)莓汁添加量增加，糖度逐漸降低，由于發(fā)酵過(guò)程中，酵母菌利用可發(fā)酵糖產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w和酒精，尤其在發(fā)酵初期大量二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生[3]；產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w使發(fā)酵液pH逐漸增大，在樹(shù)莓汁添加量為質(zhì)量分?jǐn)?shù)8%時(shí)，達(dá)到最大值，并且pH和糖度呈極顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.930 7，P<0.01）。在發(fā)酵后期一部分二氧化碳?xì)怏w又溶于發(fā)酵液中且酵母菌也會(huì)產(chǎn)生酸類(lèi)物質(zhì)，pH降低；酒精度逐漸增大后減小，由于發(fā)酵初期酵母菌利用可發(fā)酵糖開(kāi)始產(chǎn)生大量酒精，發(fā)酵后期酵母菌占主導(dǎo)地位，產(chǎn)生酯類(lèi)等香氣物質(zhì)[4-5]，酒精度下降；口感、色澤、氣味、感官評(píng)價(jià)先增加后保持穩(wěn)定，pH對(duì)格瓦斯的口感、色澤、氣味、感官評(píng)價(jià)呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），糖度對(duì)其感官指標(biāo)呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），說(shuō)明對(duì)于添加樹(shù)莓汁來(lái)說(shuō)，格瓦斯酸度降低、甜度增加能夠顯著提高樹(shù)莓格瓦斯的感官評(píng)價(jià)指標(biāo)。

表1 不同樹(shù)莓汁添加量對(duì)樹(shù)莓格瓦斯品質(zhì)影響Table 1 Effects of the amount of raspberry juice on quality of raspberry kvass

2.2 酵母菌添加量對(duì)樹(shù)莓格瓦斯理化品質(zhì)和感官品質(zhì)的影響

由表2可知，酵母添加量對(duì)格瓦斯pH、糖度、酒精度和感官評(píng)價(jià)值影響如下：隨著酵母添加量增加，糖度逐漸降低，由于發(fā)酵過(guò)程中，酵母菌利用可發(fā)酵糖產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w和酒精，酵母菌用量越大，糖度越低；pH先快速增大后逐漸降低，在酵母添加量為質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.5%時(shí)，達(dá)到最大值，并且pH和糖度呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.637 7，P<0.05）。酵母菌添加量增加使二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)量增大，pH大幅升高，但在發(fā)酵后期一部分二氧化碳?xì)怏w又溶于發(fā)酵液中，pH逐漸降低；乙醇體積分?jǐn)?shù)開(kāi)始快速增大后保持穩(wěn)定，由于發(fā)酵初期酵母菌利用可發(fā)酵糖開(kāi)始產(chǎn)生大量乙醇，糖度與乙醇體積分?jǐn)?shù)呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.721 6，P<0.05），發(fā)酵后期產(chǎn)生酯類(lèi)物質(zhì)[4-5]，所以乙醇體積分?jǐn)?shù)略有降低；口感、色澤先增加后保持穩(wěn)定，但氣味受到酵母菌影響，先增加后降低，進(jìn)而導(dǎo)致感官評(píng)價(jià)值也先增加后降低，pH、乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)格瓦斯的口感、色澤、氣味（酒精度呈顯著正相關(guān)，P<0.05）、感官評(píng)價(jià)呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），說(shuō)明對(duì)于添加酵母菌來(lái)說(shuō)，格瓦斯酸度降低、乙醇體積分?jǐn)?shù)增加能夠顯著提高樹(shù)莓格瓦斯的感官評(píng)價(jià)指標(biāo)，氣味直接影響感官評(píng)價(jià)的趨勢(shì)，并且氣味對(duì)感官評(píng)價(jià)呈極顯著正相關(guān)（r=0.964 6，P<0.01），因此氣味對(duì)感官評(píng)價(jià)影響很大。

表2 不同酵母添加量對(duì)樹(shù)莓格瓦斯品質(zhì)影響Table 2 Effects of the amount of yeasts on quality of raspberry kvass

2.3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)樹(shù)莓格瓦斯理化品質(zhì)和感官品質(zhì)的影響

由表3可知，發(fā)酵時(shí)間對(duì)格瓦斯pH、糖度、酒精度和感官評(píng)價(jià)值影響如下：隨著發(fā)酵時(shí)間增加，糖度逐漸降低，由于發(fā)酵過(guò)程中，酵母菌利用可發(fā)酵糖產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w和乙醇，酵母菌用量越大，糖度越低；pH和乙醇體積分?jǐn)?shù)都是先增大后逐漸降低，在發(fā)酵初期，主要產(chǎn)生乙醇和二氧化碳，發(fā)酵后期產(chǎn)生酯類(lèi)物質(zhì)和酸類(lèi)物質(zhì)[4-5]，并且pH和乙醇體積分?jǐn)?shù)呈極顯著正相關(guān) （r=0.911 2，P<0.01）；口感、色澤、氣味、感官評(píng)價(jià)先增加后保持穩(wěn)定，糖度對(duì)格瓦斯的口感、色澤、氣味、感官評(píng)價(jià)呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），pH對(duì)口感、氣味、感官評(píng)價(jià)呈顯著正相關(guān)（P<0.05），說(shuō)明對(duì)于發(fā)酵時(shí)間來(lái)說(shuō)，格瓦斯酸度和糖度降低能夠顯著提高樹(shù)莓格瓦斯的感官評(píng)價(jià)指標(biāo)。

表3 不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)樹(shù)莓格瓦斯品質(zhì)影響Table 3 Effects of fermentation time on quality of raspberry kvass

2.4 糖化液糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)樹(shù)莓格瓦斯理化品質(zhì)和感官品質(zhì)的影響

由表4可知，糖化液糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)格瓦斯pH、糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、乙醇體積分?jǐn)?shù)和感官評(píng)價(jià)值影響如下：隨著糖化液糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，格瓦斯糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)和乙醇體積分?jǐn)?shù)都增加，且糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)和乙醇體積分?jǐn)?shù)呈極顯著正相關(guān) （r=0.978 7，P<0.01）；pH先增大后逐漸降低，因?yàn)榘l(fā)酵后期酸類(lèi)物質(zhì)增加[4-5]；口感、色澤先增加后保持穩(wěn)定，氣味和感官評(píng)價(jià)先增加后降低，糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)和乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)格瓦斯的口感、氣味、感官評(píng)價(jià)呈顯著正相關(guān)（P<0.05），對(duì)色澤呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），說(shuō)明對(duì)于糖化液糖度來(lái)說(shuō)，格瓦斯糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)和乙醇體積分?jǐn)?shù)增加能夠顯著提高樹(shù)莓格瓦斯的感官評(píng)價(jià)指標(biāo)，氣味直接影響感官評(píng)價(jià)趨勢(shì)，并且氣味對(duì)感官評(píng)價(jià)呈極顯著正相關(guān)（r=0.961 7，P<0.01），因此氣味對(duì)感官評(píng)價(jià)很重要。

2.5 酒花添加量對(duì)樹(shù)莓格瓦斯理化品質(zhì)和感官品質(zhì)的影響

由表5可知，酒花添加量對(duì)格瓦斯pH、糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、乙醇體積分?jǐn)?shù)和感官評(píng)價(jià)值影響如下：隨著酒花添加量增加，格瓦斯乙醇體積分?jǐn)?shù)增加，且糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)和乙醇體積分?jǐn)?shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.839 0，P<0.01）見(jiàn)表10；糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸降低，且糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)和pH呈極顯著負(fù)相關(guān) （r=-0.809 7，P<0.01）；pH增大后保持穩(wěn)定，且pH和乙醇體積分?jǐn)?shù)呈極顯著正相關(guān)（r=0.992 2，P<0.01），因?yàn)榘l(fā)酵前期主要產(chǎn)生酒精和二氧化碳?xì)怏w；色澤先增加后保持穩(wěn)定，口感、氣味和感官評(píng)價(jià)先增加后降低，因?yàn)榫苹ㄔ黾铀诟泻头枷銡馕叮砑舆^(guò)多會(huì)加重苦澀味道[11]，且pH和酒精度對(duì)格瓦斯的口感、色澤（呈極顯著正相關(guān)，P<0.01）、氣味、感官評(píng)價(jià)呈顯著正相關(guān)（P<0.05），見(jiàn)表10，說(shuō)明對(duì)于添加酒花來(lái)說(shuō)，格瓦斯pH和乙醇體積分?jǐn)?shù)增加能夠顯著提高樹(shù)莓格瓦斯感官評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2.6 樹(shù)莓格瓦斯發(fā)酵過(guò)程中的香氣成分分析

由表11可知，樹(shù)莓格瓦斯共鑒定出49種香氣成分，主要為苯乙醇 （15.24%）、十六烯酸乙酯（12.07%）、6甲基環(huán)三硅醚 （11.44%）、5H甲萘酚 5甲基咔唑 （10.03%）、4苯甲酰胺6甲基8H吡喃酮（7.59%）、十六烷酸乙酯 （6.03%）、環(huán)戊硅氧烷（4.11%）、油酸乙酯（3.28%）、2甲氧基 4乙烯基苯酚（3.16%）。通過(guò)氣味活性值可知，辛酸乙酯（226）、癸酸乙酯 （15.41）、苯乙醇 （15.24）、十六烯酸乙酯（6.04）、十六烷酸乙酯（3.02）、油酸乙酯（1.64）氣味活性值均大于1，并且酯類(lèi)和含羥基物質(zhì)的氣味活性值要高于其他類(lèi)物質(zhì)，說(shuō)明對(duì)樹(shù)莓格瓦斯的氣味貢獻(xiàn)極大[7，9，12]。

表6 樹(shù)莓格瓦斯香氣物質(zhì)相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)及氣味活性值Table 6 Aroma component contents and odor activity values

續(xù)表6

圖1 樹(shù)莓格瓦斯香氣成分比較Fig.1 Comparison of aroma components in raspberry kvass

由表6和圖1可知，通過(guò)分析樹(shù)莓格瓦斯的香氣成分可以得出：樹(shù)莓格瓦斯中含羥基（5種）所占整個(gè)香氣成分比例最大，為30.77%；其次是酯類(lèi)（10種）占27.59%；含碳氧雙鍵（6種）占11.52%；醚類(lèi)（1種）占11.44%；烷類(lèi)（9種）占9.14%；含碳氮雙鍵（7種）占 4.64%；酸類(lèi)（4種）占 1.59%；含碳碳雙鍵（4種）占 1.41%；其他（3種）1.32%[13-14]。含羥基物質(zhì)中，苯乙醇是主要的風(fēng)味物質(zhì)，苯乙醇不僅有一定的殺菌作用，而且有誘人的茉莉花香和玫瑰香，給人以柔和愉悅的感覺(jué)[7，9，12]，不同于其他醇類(lèi)物質(zhì)所帶有的刺鼻氣味；酯類(lèi)物質(zhì)中，十六烯酸乙酯是主要的風(fēng)味物質(zhì)，具有花香，并帶有水果的清香氣味[7，9，12]。并且含羥基和酯類(lèi)物質(zhì)的氣味活性值最大，其中辛酸乙酯、癸酸乙酯、苯乙醇?xì)馕痘钚灾捣謩e為226、15.41、15.24，是樹(shù)莓格瓦斯氣味活性值最大的3種香氣物質(zhì)，其中辛酸乙酯具有果香和花香，癸酸乙酯具有葡萄的水果香氣，這也進(jìn)一步闡明了氣味活性值可以量化各香氣物質(zhì)對(duì)樹(shù)莓格瓦斯的貢獻(xiàn)程度[2，9]，并解釋香氣成分對(duì)樹(shù)莓格瓦斯的氣味和感官評(píng)價(jià)值起到極其重要的作用。表6中硅氧烷化合物不是樹(shù)莓格瓦斯的香氣物質(zhì)，可能是色譜柱流失造成的。

3 結(jié) 語(yǔ)

格瓦斯的理化品質(zhì)和感官品質(zhì)呈顯著相關(guān)性（P<0.05），在樹(shù)莓汁添加量參數(shù)中，pH和糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)都與感官評(píng)價(jià)呈極顯著相關(guān)（P<0.01）；在酵母菌添加量參數(shù)中，pH和乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)感官評(píng)價(jià)呈極顯著正相關(guān)（P<0.01）；在發(fā)酵時(shí)間參數(shù)中，pH對(duì)感官評(píng)價(jià)呈顯著正相關(guān)（P<0.05），糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)感官評(píng)價(jià)呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01）；在糖化液糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)參數(shù)中，糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)和乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)感官評(píng)價(jià)呈顯著正相關(guān) （P<0.05）；在酒花添加量參數(shù)中，pH和乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)感官評(píng)價(jià)呈顯著正相關(guān) （P<0.05）。 樹(shù)莓格瓦斯中主要的香氣成分為含羥基（30.77%）和酯類(lèi)物質(zhì)（27.56%），并且含羥基和酯類(lèi)物質(zhì)的氣味活性值最大，其中辛酸乙酯、癸酸乙酯、苯乙醇?xì)馕痘钚灾捣謩e為226、15.41、15.24，說(shuō)明這3種物質(zhì)對(duì)氣味貢獻(xiàn)最大，辛酸乙酯具有果香和花香；苯乙醇有誘人的茉莉花香和玫瑰香，給人以柔和愉悅的感覺(jué)；癸酸乙酯具有葡萄的水果香氣。因此，樹(shù)莓格瓦斯的香氣成分對(duì)其感官品質(zhì)起到重要作用。

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