三华李果酒发酵工艺的优化及香气成分分析

海金萍,刘钰娜,邱松山

(广东石油化工学院环境与生物工程学院,广东 茂名 525000)

摘 要:以三华李为原料,进行三华李果酒主发酵工艺条件优化并分析鉴定果酒中的香气成分。通过比较不同品牌酵母产酒精能力的大小选择马利干酵母作为三华李果酒主发酵的发酵菌。研究了不同的酵母菌接种量、初始糖度、初始pH值、发酵温度对三华李果酒酒精度(酒精体积分数)的影响;在单因素试验的基础上进行了四因素三水平三华李果酒主发酵工艺条件的响应面优化。结果表明,三华李果酒主发酵的最佳工艺条件为:接种量5%、初始糖度24 °Bx、初始pH 3.70、发酵温度28 ℃、发酵时间5 d,在此条件下得到的酒精度为12.4%。该果酒经22 d后发酵,采用顶空固相微萃取法,利用气相色谱-质谱联用技术对其香气成分进行分析与鉴定,结果表明:从三华李果酒中共鉴定出31 种香气成分,占总峰面积的99.48%;其香气物质主要是异戊醇、异丁醇、乙酸乙酯和辛酸乙酯。

关键词:三华李果酒;发酵;工艺优化;香气成分;气相色谱-质谱

三华李为蔷薇科李属植物,最早因在广东韶关翁源县三华镇种植而得名,是一种适宜于热带栽培的优质果树,是韶关翁源县、广州从化区、茂名信宜市等地区的主要水果之一 [1]。相关研究表明,三华李中含有丰富的矿质元素(钾、钠、磷、镁、锌、铜等)和维生素(VA、VD、VB 1、VB 2等),且其有机酸含量和种类的丰富亦系其他水果中所罕见 [2]

果酒即以新鲜水果或者果汁为原料,经全部或者部分发酵酿造而成的具有一定酒精度的发酵酒,营养丰富具有多种生理保健功能 [3-6]。目前多种果酒,如苹果酒 [7]、荔枝酒 [8]、龙眼酒 [9]等已经被开发出来,其他种类果酒的探究也不断涌现,如菠萝酒的工艺研究 [10]、猕猴桃酒的工艺研究 [11]、台湾青枣酒的工艺研究 [12]、杏子酒的工艺研究 [13]、草莓酒的工艺研究 [14]等,然而关于三华李果酒的研究则鲜有报道。本研究以茂名地区盛产的三华李为主要原料,通过比较不同品牌酵母产酒精能力的大小选择三华李果酒主发酵的发酵菌,同时以酒精度为主要指标,研究不同的酵母接种量、初始糖度、初始pH值、发酵温度对酒精度的影响;在单因素试验的基础上进行了四因素三水平三华李果酒主发酵工艺条件的响应面优化,并采用顶空固相微萃取(headspace solid-phase microextraction,HS-SPME)和气相色谱与质谱联用(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)技术对果酒中的易挥发成分进行分析,以期为提高三华李果酒的品质提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

三华李品质为迟熟李(九成熟) 茂名信宜前排镇。

食品级白砂糖 深圳安泰生物科技有限公司;葡萄酒用安琪高活性干酵母 安琪酵母股份有限公司;酿酒专用马利干酵母 英联马利(北京)有限公司;果胶酶(酶活力>50 000 U/g) 上海源聚生物科技有限公司;柠檬酸、碳酸氢钠(均为分析纯) 天津市百世化工有限公司;无水亚硫酸钠(分析纯) 天津市大茂化学试剂厂。

1.2 仪器与设备

MP2002电子天平 上海舜宇恒平科学仪器有限公司;0%~50%酒精计、PHS-3C精密pH计、0%~32% °Bx WIATC手持折光仪 上海精密科学仪器有限公司;LRH-250-G光照培养箱 韶关市泰宏医疗器械有限公司;HPX-9162MBE数显电热培养箱 上海博迅实业有限公司医疗设备厂;GC-MS仪(Thermo Trace DSQ Ⅱ GC-MS,配有75 μm CAR/PDMS萃取头SPME装置) 美国Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 三华李果酒酿造工艺流程

1.3.2 酶解

向果浆中添加质量分数0.1%的果胶酶,调节pH值至3.00,于55 ℃酶解3 h。

1.3.3 菌种的活化

称取适量干酵母,加10 倍于干酵母质量的38~40 ℃的2 g/100 mL白砂糖水,搅拌溶解,于30 ℃恒温培养箱中活化2 h。

1.3.4 三华李果酒酒精发酵条件的单因素试验

1.3.4.1 酵母菌的筛选

经处理的三华李果汁(果浆经果胶酶酶解过滤后添加SO 250 mg/L),调节初始糖度20 °Bx,初始pH 3.70,然后分别加入5%葡萄酒用安琪高活性干酵母活化液、酿酒专用马利干酵母活化液以及二者体积比为1∶1的混合活化液,在30 ℃发酵5 d,比较其酒精度和糖度,以确定最佳酵母菌。

1.3.4.2 发酵时间的确定

经处理的三华李果汁,调节初始糖度为20 °Bx,初始pH 3.70,然后添加体积分数为5%已选定的干酵母活化液,在30 ℃分别发酵3、4、5、6、7 d,比较各酒液的酒精度和糖度。

1.3.4.3 接种量的确定

经处理的三华李果汁,调节初始糖度20 °Bx,初始pH 3.70,分别以体积分数3%、4%、5%、6%、7%的接种量接种酵母菌活化液,在30 ℃发酵5 d,比较各酒液的酒精度和糖度。

1.3.4.4 初始糖度的确定

经处理的三华李果汁,调节初始糖度为16、18、20、22、24 °Bx,初始pH值为3.70,然后添加体积分数为5%已选定的干酵母活化液,在30 ℃分别发酵5 d,比较各酒液的酒精度和糖度。

1.3.4.5 初始pH值的确定

经处理的三华李果汁,调节初始糖度为20 °Bx,pH值分别为3.50、3.70、3.90、4.10、4.30,然后添加体积分数为5%已选定的干酵母活化液,在30 ℃分别发酵5 d,比较各酒液的酒精度和糖度。

1.3.4.6 发酵温度的确定

经处理的三华李果汁,调节初始糖度为20 °Bx,初始pH值为3.70,然后添加体积分数为5%已选定的干酵母活化液,分别在10、20、26、28、30、32 ℃培养箱中发酵5 d,比较各酒液的酒精度和糖度。

1.3.5 果酒发酵的响应面优化试验

在单因素试验分析结果基础上,采用Box-Behnken响应面设计方法 [15-18],选择接种量、初始糖度、初始pH值和发酵温度这4 个影响较大的因素,设计四因素三水平响应面试验,以酒精度为响应值(Y)进行优化,所有实验均3 次重复。因素水平设计见表1。

表1 Box-Behnken试验因素水平设计
Table 1 Factors and levels used in Box-Behnken design

水平因素A接种量/%B初始糖度/°BxC初始pHD发酵温度/℃-13203.5028 0 4 223.7030 1 5 243.9032

1.3.6 指标测定

1.3.6.1 pH值

采用PHS-3C型pH仪测定。

1.3.6.2 酒精度

参照GB/T15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》测定,所得酒精度数值均校正为20 ℃条件下的数值。

1.3.6.3 糖度

采用手持折光仪测定,所得数值均校正为20 ℃条件下的数值。

1.3.6.4 三华李果酒香气成分的GC-MS分析

测试酒样为经主发酵和后发酵的三华李果酒。

HS-SPME分析前,按厂商指示将萃取头在GC进样器进行预处理。取酒样10 mL置于20 mL顶空瓶中,用聚四氟乙烯硅胶垫密封。将顶空瓶在40 ℃条件下保持10 min使顶空达到平衡,然后将SPME萃取头插入顶空中萃取30 min。

色谱条件:色谱柱TR-5MS(30 m×0.25 mm,0.25 μm),进样口温度250 ℃;升温程序:40 ℃保持2 min,以5 ℃/min升至120 ℃,保持2 min,以7 ℃/min升至220 ℃,保持5 min;载气(He):流速1 mL/min,进样分流比为20∶1。

质谱条件:电子轰击(EI)离子源;离子源温度:230 ℃;电子能量70 eV;检测器电压为350 V,质量扫描范围m/z 33~500 u;ACQ方式:连续扫描;扫描速率:3.00 scans/s。

香气成分分析:分析结果运用计算机谱库(NIST/ WILEY)进行初步检索及资料分析,并结合已有的相关文献进行定性分析。通过内标法对香气成分进行定量(内标为1.724 mg/L 2-甲基-3-庚酮甲醇溶液,加入量20 μL)。

1.4 数据统计分析

应用Microsoft Off ce Excel 2007软件进行数据处理,Design-Expert 7.0软件进行响应面数据优化处理;所有实验均重复3 次。

2 结果与分析

2.1 酵母菌的确定

表2 不同酵母对酒精发酵的影响
Table 2 Effect of different yeasts on alcoholic fermentation

酵母品牌糖度/°Bx酒精度/%安琪高活性酵母5.99.4马利干酵母5.111.4混合酵母4.810.9

由表2可知,单独使用马利干酵母进行发酵时,发酵液可得到较高的酒精度,酒液糖度也较低。而酒精度及糖度的变化可以反映各酵母的抗SO 2能力(通过发酵开始的早晚)、发酵速率、发酵能力 [19],由此可知马利干酵母的发酵能力优于安琪高活性酵母。使用混合酵母进行发酵时,由于两者竞争生长,虽然消耗了较多的糖分却并未产生较高的酒精度,综合考虑选择马利干酵母作为三华李果酒发酵的菌种。

2.2 三华李果酒发酵条件的单因素试验

2.2.1 发酵时间对三华李果酒酒精度和糖度的影响

图1 发酵时间对酒精发酵的影响
Fig. 1 Time course of alcoholic fermentation

由图1可知,发酵至3~5 d时,发酵液酒精度升高较快,并且在第5天时达到最大值;继续发酵果酒的酒精度有所下降,同时发酵时间过长,对果酒的风味也会有所影响 [20],综合考虑选择5 d为最适宜发酵时间。

2.2.2 接种量对三华李果酒酒精度和糖度的影响

图2 接种量对酒精发酵的影响
Fig. 2 Effect of inoculum amount on alcoholic fermentation

由图2可知,随着接种量的增加,从接种量3.0%至5.0%发酵液酒精度缓慢上升,之后则迅速下降;发酵液糖度则随接种量增加而持续下降。果汁酵母接种量适当增大有利于发酵过程的启动和代谢产物生成,同时也可减少杂菌污染的机会。但酵母添加量过大,酵母菌繁殖过旺,会加快起酵速率,缩短发酵时间,同时大量的糖分用于酵母的自身繁殖造成用于发酵的量减少,所以酒精度反而降低,不但不利于果酒品质的提高,而且还增大果酒的“酵母”味,引起不愉快的口感和气味,使果酒整体品质下降 [21]。综合考虑,确定3.0%、4.0%和5.0% 3 个接种量作为下一步工艺优化的3 个水平。

2.2.3 初始糖度对三华李果酒酒精度和糖度的影响

图3 初始糖度对酒精发酵的影响
Fig. 3 Effect of initial sugar degree on alcoholic fermentation

由图3可知,在相同的时间内,发酵液糖度和酒精度均随着初始糖度的增加而增加。糖分既是酵母生长繁殖的养分,也是其代谢产出酒精、酯类等物质的基质原料,当糖度合适时酵母繁殖和代谢速率都比较快,发酵液可得到较高的酒精度。然而高浓度的糖会对酵母菌的繁殖和代谢产生抑制作用,使得发酵时间延长,酒精产生速率变缓 [22]。同时高浓度的糖在提高酒精度的同时,也会增加高级醇、琥珀酸等副产物的生成量,导致果酒口味苦涩刺喉。综合考虑,确定22 °Bx为酒精发酵的初始糖度。

2.2.4 初始pH值对三华李果酒酒精度和糖度的影响

图4 初始pH值对酒精发酵的影响
Fig. 4 Effect of initial pH on alcoholic fermentation

由图4可知,随着初始pH值的增大,发酵酒液的酒精度先增后减,与糖度的变化趋势正相反,并在初始pH 3.70时达到最高值。这是因为酵母菌有一适合其繁殖和代谢的最适pH值范围,当初始pH值过低或过高时,均会使酵母菌的生长繁殖受到抑制,活性降低,从而导致产生的酒精量减少。因此,选择3.70为发酵的初始pH值。

2.2.5 发酵温度对三华李果酒酒精度和糖度的影响

图5 发酵温度对酒精发酵的影响
Fig. 5 Effect of temperature on alcoholic fermentation

由图5可知,在28 ℃发酵时,发酵液酒精度最高、糖度最低。于28 ℃前后,发酵液酒精度随着发酵温度的升高先增大后减小,而糖度的情况正相反。当发酵温度较低时,酵母生长和繁殖的速率较慢,起发时间长,氧化作用加重,糖分无法被酵母完全利用,导致发酵液生成酒精量减少;而当温度过高时,酵母代谢增强,老化提前,不仅严重影响产品的风味和口感,也易造成杂菌滋生。同时,过高的发酵速率导致发酵液中的糖分无法被酵母充分降解为酒精而生成其他副产物。因此,选择30 ℃作为酒精发酵的最适温度。

2.3 果酒发酵条件的响应面优化试验

2.3.1 响应面设计及结果

表3 Box-Behnken试验设计及试验结果
Table 3 Box-Behnken design and experiment results

试验号A接种量/% B初始糖度/ °Bx C初始pH D发酵温度/℃酒精度/% 110107.8 20-10110.0 3100-110.5 40-10-110.3 5-10107.6 6010110.2 700-118.7 8000011.5 90-1108.3 10110011.5 1101-109.0 1200-1-19.8 13000011.6 14010-19.6 15-1-10011.2 16-100-111.3 17-110011.6 18000011.5 19000011.4 20100110.0 211-10011.0 220-1-1010.0 23001-19.7 24000011.4 25-10-108.6 2601109.0 27-100110.4 2810-109.8 2900117.5

利用Design Expert软件对表3中的试验数据进行整理分析,得到酒精度(Y)对自变量A(接种量)、B(初始糖度)、C(初始pH值)、D(发酵温度)的回归方程:Y=11.56+0.49A+0.30B-0.53C-0.76D-0.10A 2-0.038B 2-2.81C 2-0.25D 2-0.100AB-0.050AC-0.075AD+0.075BC+0.13BD-0.025CD。

2.3.2 方差分析

对得出的回归方程进行方差分析,结果如表4所示。

表4 回归方程方差分析Table 4 Analysis of variance of regression equation

注:**. 差异极显著(P<0.01);*. 差异显著(P<0.05)。

方差来源平方和自由度均方差F值P值显著性模型68.46144.89557.36<0.000 1 **A2.9012.90330.62<0.000 1 **B1.0811.08123.09<0.000 1 **C3.4113.41389.04<0.000 1 **D6.9016.90786.53<0.000 1 **A 20.06610.0667.520.015 9 *B 20.00910.0091.090.314 9 C 251.34151.345851.45<0.000 1 **D 20.4110.4146.51<0.0001 **AB0.04010.0404.560.050 9 AC0.01010.0101.140.303 8 AD0.02210.0222.560.131 6 BC0.02210.0222.560.131 6 BD0.06310.0637.120.013 8 *CD0.00210.0020.280.601 9残差0.12140.009失拟项0.11100.0113.690.109 8误差项0.01240.003总和68.8928

由表4可知,模型P<0.001,说明本实验所选用的二次多项模型具有高度的显著性。失拟项P>0.05(P=0.109 8)不显著。模型的决定系数R 2=0.998 2,说明酒精度的实测值与预测值之间具有很好的拟合度。因此,该模型拟合效果较好,可以用此模型来分析和预测三华李果酒的主发酵工艺。在作用因素中,A接种量、B初始糖度、C初始pH值、D发酵温度及二次项C 2和D 2对发酵液酒精度的影响极显著,A 2及BD的交互作用对酒精度的影响显著,B 2及AB、AC、AD、BC、CD的交互作用对酒精度的影响不显著。

2.3.3 因素间交互作用分析

因素间交互作用的响应面图与等高线图如图6~11所示。接种量、初始糖度、初始pH值、发酵温度及其交互作用对响应值的影响可以从图中直观地反映出来,等高线的形状可以反映其交互作用的大小,当等高线的形状为椭圆形时,说明其交互作用显著;当等高线的形状为圆形时,说明其交互作用不显著 [23]。由图6~11可知,在交互作用对三华李果酒的酒精度影响中,发酵温度与初始糖度的交互作用较为显著。

图6 初始糖度和接种量的交互作用对三华李果酒酒精度的影响
Fig. 6 Response surface and contour plots for the effect of initial sugar degree and inoculum amount on alcohol content of ‘Sanhua’ plum wine

图7 初始pH值和接种量的交互作用对三华李果酒酒精度的影响
Fig. 7 Response surface and contour plots for the effect of initial pH and inoculum amount on alcohol content of ‘Sanhua’ plum wine

图8 发酵温度和接种量的交互作用对三华李果酒酒精度的影响
Fig. 8 Response surface and contour plots for the effect of fermentation temperature and inoculum amount on alcohol content of ‘Sanhua’ plum wine

图9 初始pH值和初始糖度的交互作用对三华李果酒酒精度的影响
Fig. 9 Response surface and contour plots for the effect of initial pH and initial sugar degree on alcohol content of ‘Sanhua’ plum wine

图10 发酵温度和初始糖度的交互作用对三华李果酒酒精度的影响
Fig. 10 Response surface and contour plots for the effect of fermentation temperature and initial sugar degree on alcohol content of‘Sanhua’ plum wine

图11 发酵温度和初始pH值的交互作用对三华李果酒酒精度的影响
Fig. 11 Response surface and contour plots for the effect of ermentation temperature and initial pH on alcohol content of ‘Sanhua’ plum wine

2.3.4 回归模型的验证

通过该回归方程求得优化后的最佳工艺参数为:接种量4.98%、初始糖度23.59 °Bx、初始pH 3.69、发酵温度28.33 ℃,此条件下发酵得到的三华李果酒酒精度可达12.53%。考虑实际操作的简便性,将优化后工艺条件修正为:接种量5%、初始糖度24 °Bx、初始pH 3.70、发酵温度28 ℃,并在此条件下进行验证实验,结果显示,该条件下发酵得到的三华李果酒酒精度为12.4%,与理论预测值12.53%的相对误差小于2%,因此应用响应面分析方法优化得到的工艺参数结果可靠。

2.4 三华李果酒易挥发成分的GC-MS分析

图12 三华李果酒香气成分的GC-MS总离子色谱图
Fig. 12 Total ion chromatograms of aroma components in ‘Sanhua’plum wine

GC-MS分析三华李果酒香气物质色谱图如图12所示,分析鉴定结果如表5。经过计算机谱库(NIST/ WILEY)的初步检索,结合相关文献可初步确定三华李酿制果酒有31 种香气物质,共占总峰面积的99.48%。其中相对内标当量相对较高的香气物质为:异戊醇20.900 μg、2-甲基丙醇2.228 μg、苯乙醇3.147 μg、辛酸乙酯2.198μg、乙酸乙酯2.037 μg、苯甲酸乙酯1.170 μg、水杨酸甲酯0.810 μg、乙酸异戊酯0.779 μg、己酸乙酯0.573 μg、癸酸乙酯0.348 μg、苯甲醛2.464 μg、3,4-二氢-2H-1,5-(3’-叔丁基)苯并二氧杂卓3.080 μg等。

由表5可知三华李果酒香气成分有酯类12 种、醇类5 种、醛类3 种、酚类2 种、酮类、烯类、醌类各1 种、其他3 种。酯类相对内标当量8.105 μg、醇类27.608 μg、醛类2.571 μg、酮类0.019 μg、酚类0.069 μg、烯类0.046 μg、醌类0.043 μg、其他类3.291 μg。

从香气分析结果可知,异戊醇、异丁醇、乙酸乙酯、辛酸乙酯、苯甲酸乙酯、水杨酸甲脂、乙酸异戊酯和己酸乙酯对三华李果酒香气形成有重要作用。根据相关资料:发酵酒香气的主体物质为四大酯类(乙酸异戊酯、己酸乙酯、辛酸乙酯与乙酸乙酯)与两大醇类(异戊醇与2-甲基丙醇),其他挥发性化合物只对主体香气起到补充和修饰的作用 [24]。这四大酯类和两大醇类在本实验三华李果酒香气成分中均被检出。

表5 三华李果酒香气成分鉴定结果
Table 5 Identification of aroma components in ‘Sanhhuuaa’ plum wiinnee

注:*.相对内标当量=物质、内标峰面积比×样品中加入内标的量。

种类保留时间/min化合物分子式相对内标当量*/μg酯类1.75乙酸乙酯C 4H 8O 22.037 2.78丙酸乙酯C 5H 10O 20.024 3.68异丁酸乙酯C 6H 12O 20.012 4.11乙酸异丁酯C 6H 12O 20.054 7.89乙酸异戊酯C 7H 14O 20.779 12.39己酸乙酯C 8H 16O 20.573 18.12苯甲酸乙酯C 9H 10O 21.170 18.67辛酸乙酯C 10H 20O 22.198 18.81水杨酸甲酯C 8H 8O 30.810 21.52壬酸乙酯C 11H 22O 20.042 24.78癸酸乙酯C 12H 24O 20.348 29.25丙酸-2-甲基-1-(1,1-二甲基乙基)-2-甲基-1,3-丙二基酯C 16H 30O 40.058 1.5乙醇C 2H 6O0.138 1.862-甲基丙醇C 4H 10O2.228 2.23丁醇C 4H 10O0.020 3.283-甲基丁醇C 5H 12O13.779 3.342-甲基丁醇C 5H 12O7.121 13.492-乙基-1-己醇C 8H 18O0.209 14.02苯甲醇C 7H 8O0.899 14.981-辛醇C 8H 18O0.067 16.45苯乙醇C 8H 10O3.147酚类23.85-烯丙基-2-甲氧基苯酚C 10H 12O 20.069醇类11.36苯甲醛C 7H 6O2.464 29.86肉豆蔻醛C 14H 28O0.038 34.88十六醛C 16H 32O0.069酮类24.41大马士酮C 13H 18O0.019烯类25.41α-柏木烯C 15H 240.046醌类26.622,6-二叔丁基苯醌C 14H 20O 20.043醛类20.9510-乙基-8-苯基-9H吡咯并[3’,4’.3,4]吡咯并[2,1-A]酞嗪C 21H 15N 3O 20.169其他25.681-(8-氟-2-羟基-1-萘基)-乙酮C 12H 9FO 20.042 27.773,4-二氢-2H-1,5-(3’-叔丁基)苯并二氧杂卓C 13H 18O 23.080

对三华李果酒的香气成分分析,初步鉴定出31 种香气物质,共占总峰面积的99.48%。其中相对内标当量相对较高的香气物质为:异戊醇20.900 μg、2-甲基丙醇2.228 μg、苯乙醇3.147 μg、辛酸乙酯2.198 μg、乙酸乙酯2.037 μg、苯甲酸乙酯1.170 μg、水杨酸甲酯0.810 μg、乙酸异戊酯0.779 μg、己酸乙酯0.573 μg、癸酸乙酯0.348 μg、苯甲醛2.464 μg、3,4-二氢-2H-1,5-(3’-叔丁基)苯并二氧杂卓3.080 μg等。

3 结 论

通过单因素试验,选择马利干酵母作为三华李果酒主发酵的发酵菌,发酵时间5 d。在三华李果酒发酵过程中,酵母接种量、初始糖度、初始pH值、发酵温度对酒精度均有显著影响,通过响应面优化得三华李果酒发酵的最优工艺为接种量5%、初始糖度24 °Bx、初始pH 3.70、发酵温度28 ℃,在此条件下得到的酒精度为12.4%。

采用HS-SPME,通过GC-MS分析经主发酵5 d和后发酵22 d的三华李果酒的香气成分,初步鉴定出31 种化合物,占总峰面积的99.48%,其中相对内标当量较高的为:乙酸乙酯2.037 μg、苯甲酸乙酯1.170 μg、辛酸乙酯2.198 μg、2-甲基丙醇2.228 μg、异戊醇20.900 μg、苯乙醇3.147 μg、苯甲醛2.464 μg、3,4-二氢-2H-1,5-(3’-叔丁基)苯并二氧杂卓3.080 μg等。经鉴定出的三华李果酒的31 种香气成分,相较于其他种类水果果酒香气成分数量要少。因此,欲提高三华李果酒的品质,使其酒香更加浓郁,在后期的研究中需将其与其他水果搭配酿制复合果酒。

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Optimization of Fermentation Process of ‘Sanhua’ Plum Wine and Analysis of Its Aroma Components

HAI Jinping, LIU Yuna, QIU Songshan
(School of Environmental and Biological Engineering, Guangdong University of Petrochemical Technology, Maoming 525000, China)

Abstract:The process conditions for the primary fermentation of ‘Sanhua’ plum wine were optimized and its aroma components were analyzed. By comparing the alcohol-producing abilities of different brands of yeast, dry yeast from Mauri was chosen as the best starter culture for the primary fermentation of ‘Sanhua’ plum wine. The effects of inoculum size, initial sugar degree, initial pH and fermentation temperature on the alcohol content of plum wine were investigated using one-factor-at-a-time method. Further these process conditions were optimized by a four-factor and three-level Box-Behnken design with response surface methodology. The results showed that the optimum fermentation parameters were determined as yeast inoculation of 5%, sugar degree of 24 °Bx, initial pH of 3.70, fermentation temperature of 28 ℃ and fermentation time of 5 d. Under these conditions, the alcohol content was 12.4%. After 22 d secondary fermentation, the aroma components of the wine were extracted by headspace solid-phase microextraction (HS-SPME) and identif ed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Totally 31 aroma components were identif ed from the wine, constituting 99.48% of the total peak area. The major aroma compounds were isoamyl alcohol, isobutanol alcohol, ethyl acetate and ethyl octanoate.

Key words:‘Sanhua’ plum wine; fermentation; process optimization; aroma components; gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201623037

中图分类号:TS262.7

文献标志码:A

文章编号:

引文格式:

海金萍, 刘钰娜, 邱松山. 三华李果酒发酵工艺的优化及香气成分分析[J]. 食品科学, 2016, 37(23): 222-229.

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201623037. http://www.spkx.net.cn

HAI Jinping, LIU Yuna, QIU Songshan. Optimization of fermentation process of ‘Sanhua’ plum wine and analysis of its aroma components[J]. Food Science, 2016, 37(23): 222-229. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201623037. http://www.spkx.net.cn

收稿日期:2016-03-02

基金项目:广东省科技计划项目(2013B020311021)

作者简介:海金萍(1965—),女,副教授,硕士,研究方向为农产品加工与贮藏、食品分析与检测、天然产物提取分离。E-mail:1519107185@qq.com