077 脱酸处理对早酥梨-猕猴桃酒风味品质的影响

文摘   科学   2023-06-03 17:00   陕西  
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文献解读 069



主题

猕猴桃酒

题目

Effect of Deacidification Treatment on the Flavor Quality of Zaosu Pear-Kiwifruit Wine

期刊

Foods

中科院分区2区影响
因子
5.561
第一作者Xueshan Yang通讯作者

Xia Zhu

单位

甘肃农业大学食品科学与工程学院

原文链接

https://doi.org/10.3390/foods11142007

01
研究背景

梨(Pyrus communis L.)是一种重要的水果作物,在世界范围内分布广泛。我国梨鲜果市场已达到饱和点,早酥梨价格大幅下降,人们越来越多地将梨加工成增值产品,其中梨酒具有广阔的市场前景。然而,早酥梨酒风味和香气过于平淡,阻碍了其商业发展。在梨酒发酵中添加猕猴桃汁是改善风味和提高消费者吸引力的可能解决方案。

然而,梨和猕猴桃汁混合发酵的果酒酸涩味令人无法接受,因为它含有大量苹果酸、奎宁酸和酒石酸。常用化学或生物方法进行脱酸,苹果酸乳酸发酵(MLF)对梨-猕猴桃果酒风味特征和酸度的影响在很大程度上是未知的。研究采用本土酒酒球菌(O. oeni)菌株GF-2进行MLF改变果酒风味,为生产具有强烈消费者吸引力的梨-猕猴桃果酒奠定了基础。

02
实验方法

1. 梨汁和猕猴桃汁的制备

2. 梨-猕猴桃酒的发酵

    2.1 微生物和发酵剂制备

    2.2 梨-猕猴桃果酒的加工

    2.3 MLF参数的优化

3. 化学脱酸处理

4. 化学成分的测定

5. 单体有机酸和多酚的测定

6. 挥发性成分分析

7. 感官评估

8. 统计分析

03
实验结果


3.1 梨-猕猴桃酒MLF参数优化

为了优化O. oeni GF-2的MLF脱酸,选择了3个参数,即初始pH、接种量(%, v/v)和发酵温度。梨猕猴桃酒中L-苹果酸的总转化率在pH值为3.0-3.4时显著增加,随后增长缓慢,在pH值为3.8时达到峰值(94.2%)(图1A)。L-苹果酸的转化效率在测试温度范围内呈现明显的凸趋势(图1B),在20℃时达到峰值。L-苹果酸的降解在O. oeni GF-2接种7% (v/v)时达到最大,但在接种5%时没有显著降低(图1C)。综上,GF-2能够很好地适应果酒的生产条件。

图1. GF-2苹乳发酵参数对梨-猕猴桃酒中L-苹果酸总转化率的影响:

(A)初始pH值;(B)苹果酸乳酸发酵温度;(C)O. oeni接种量

对三个自变量(初始pH(A)、接种量(B)和MLF温度(C))的水平进行Box-Behnken设计,共进行了17个实验(表1),得到了一个回归模型,响应值为Y:

Y=97.79-1.10A-0.36B+0.41C+0.15AB-0.31AC-0.61BC-4.73A^2-3.91B^2-1.87C^2

表1.MLF处理的梨-猕猴桃酒的Box-Behnken设计和响应值

从方差分析获得的F值为103.36,p值<0.0001,意味着该模型与MLF效率密切相关,并且回归分析是有效的(表2)。此外,决定系数(R^2),调整后的R^2,变异系数(CV)分别为0.9925、0.9829和0.51%,表明该模型能够准确预测梨-猕猴桃果酒中L-苹果酸在MLF过程中的降解百分比。A与脱酸效率显著相关,C及其与温度的交互作用对酒样品中L-苹果酸的降解百分比有显著影响,其他项不显著(图2A,B)。

图2.梨-猕猴桃酒中L-苹果酸总转化率的响应面和等值线图与自变量的函数关系(A)初始pH和苹乳发酵温度的影响;(B)初始pH值和接种量的影响;(C)苹乳发酵温度和接种量的影响

表2.回归模型的方差分析和显著性检验

最优参数组合为:初始pH 3.4,接种量5%,温度为20℃;在此条件下,L-苹果酸的降解预测为97.9%。验证试验发现L-苹果酸含量平均降低98.3%,非常接近预测值。

3.2 梨-猕猴桃酒的化学成分
在上述优化条件下,MLF处理组中的最终还原糖含量显著低于对照,酒精含量无显著差异。MLF和化学脱酸后,总酸分别降低了15.1%和28.7%,pH值随之升高(表3)。一般认为,挥发酸浓度超过0.8 g/L会给酒带来不良的刺激性气味,GF-2可使挥发酸浓度增加到0.21 g/L,远低于上述阈值。

3.三种梨-猕猴桃果酒的理化性质

在梨-猕猴桃酒中发现了七种有机酸(图3A)。L-苹果酸(1.97 g/L)是混合果汁中含量最高的有机酸,其次是奎宁酸(1.53 g/L)和酒石酸(1.43 g/L)。酒精发酵后,柠檬酸,琥珀酸和乳酸的浓度显著增加(p<0.05),而草酸,L-苹果酸,奎宁和酒石酸的浓度降低(图3A)。

3.脱酸调节梨-猕猴桃果酒中有机酸和多酚的积累:(A)有机酸;B)多酚
O. oeni GF-2在梨-猕猴桃果酒中具有优异的发酵性能。MLF果酒中的总有机酸含量比未经处理的果酒低29.7%,还将奎宁酸的浓度降低了0.2 g/L,表明O. oeni GF-2可以通过减轻过度的涩味和酸味来平衡果酒的味道。
学脱酸果酒(CD酒)除L-苹果酸外,所有检测到的有机酸的浓度(p<0.05)显著降低,乳酸完全消失(图3A)。
在梨-猕猴桃果汁中鉴定出3种多酚,包括儿茶素、绿原酸和表儿茶素。酒精发酵后,包括上述三种在内的大多数多酚的浓度至少增加了27%MLF果酒中观察到最高浓度的绿原酸,而表儿茶素,儿茶素和根皮素的浓度在MLF后分别下降了9.12%5.26%2.4%,这是由于O. oeni的代谢引起的。
没食子酸和咖啡酸的浓度在酒精发酵过程中降低,但在MLF期间增加(图3B)。MLF后原儿茶酸浓度差异无统计学意义,化学脱酸后检测不到。除没食子酸外,化学脱酸后其他单个多酚的含量至少降低了18.6%,导致总多酚浓度低于MLF果酒(图3B)。总体而言,化学和生物脱酸都改变了梨-猕猴桃果酒中有机酸和多酚的含量。
3.3 脱酸对梨-猕猴桃酒芳香特征的影响
在所有果酒样品中共检测到77种挥发物,来自酯类、高级醇类、酸类、萜类化合物、去甲异戊二烯类、醛类、酮类和挥发性酚类。梨-猕猴桃汁和酒精发酵酒分别含有59和61种挥发性芳香化合物,而MLF果酒含有64种,化学脱酸果酒含有35种(图4A)。酒精发酵果酒中芳香化合物的总含量高于化学脱酸果酒,但显著低于MLF果酒(图4B)。

4.脱酸处理对梨-猕猴桃果酒芳香特征的影响

A)经过和不经过脱酸处理的梨猕猴桃汁和相应果酒中常见且独特的香气化合物B)香气化合物的总浓度C)酯类D)醇类E)挥发性脂肪酸F)萜类化合物

酯类是芳香化合物的主要类别,尤其是乙酯和醋酸酯;乙酸异戊酯、己酸乙酯、辛酸乙酯和癸酸乙酯是所有处理中含量最高的芳香族化合物,占酯总浓度的>70%(表4);MLF果酒总酯浓度最高(图4C)。值得注意的是,MLF期间产生的特征酯乳酸乙酯仅存在于MLF果酒中,梨芳香酯(即甲基(2E,4 Z)-十烷-2,4-二烯酸酯,乙酯(2E,4Z)-十烷-2,4-二烯酸酯,乙酸庚酯,辛酸乙酯和乙酸己酯)的总浓度在MLF后增加了8.3%(表4)。化学脱酸后,20种酯消失,其他酯含量显著降低,总酯含量降低约2/3(图4C)。

4.梨猕猴桃汁和相应处理果酒中的主要芳香化合物

醇类(乙醇除外)是混合果汁和梨-猕猴桃果酒中的第二大挥发物组,其中1-戊醇、1-己醇和2-苯基乙醇占主导地位,占总醇类含量的94%以上。MLF后浓度增加,化学脱酸后降低(图4D)。2,3-丁二醇的浓度在MLF后增加了八倍(表4),赋予果酒香气的复杂性。MLF后柠檬酸浓度降低(图3A)表明GF-2通过降解柠檬酸代谢产物双乙酰来增加2,3-丁二醇的形成。
所有样品中挥发性脂肪酸的总浓度均低于20 mg/L的异味阈值,MLF前后果酒之间没有显著差异(图4E)。辛酸是所有果酒中含量最高的脂肪酸,MLF果酒中的浓度最高(表4)。化学脱酸后辛酸降低了79.2%,总脂肪酸含量降低。
MLF显著增加了萜类醇的总浓度(80.7 μg/L),而化学脱酸降低了它(图4F)。芳樟醇、香茅醇和α-松油醇是梨-猕猴桃果酒果香的重要贡献者,占酒精发酵后萜类化合物的60%。相比之下,化学脱酸降低了所有萜类化合物的浓度;脱酸后的pH值变化可能降低了萜类化合物的稳定性,使得降解减少了它们的积累。

3.4 梨-猕猴桃果酒的感官特征

化学处理或MLF脱酸对果酒的颜色或净度(图5A,B,p>0.05)和平均口感评分影响不大,而两种处理后样品的评分均显著高于初始酒精发酵后的果酒。MLF果酒在香气,味道和整体可接受性方面得分最高。化学脱酸改善了果酒的味道和整体可接受性得分,但降低了香气评分(图5B)。总体而言,MLF果酒具有优越的感官特征。

图5.经过和不经过脱酸处理的梨-猕猴桃果酒的感官特征:(A)果酒样品;(B)AF果酒,MLF果酒和CD果酒的感官特征;(C)检查所有适用属性的主成分分析

进行主成分分析(PCA)以进一步表征梨-猕猴桃果酒的检查所有适用(CATA)感官描述符(图5C,可较好分离。在脱酸之前,该酒的特征是“果味”、“酸性”、“涩味”和“尖锐”,而位于PC1正端的MLF果酒被描述为“梨状”、“果味”、“酸/新鲜”、“多样化”和“花香”。化学脱酸果酒的特点是“酸/新鲜”,“黄油”和“苦”,酸度的显著下降似乎使果酒的苦味更加明显。

04
讨论与结论

本研究调查了苹果酸乳酸发酵(MLF)或化学方法脱酸对梨-猕猴桃果酒化学成分的影响。两种脱酸处理均显著降低了总有机酸浓度。化学脱酸后总酚和挥发物浓度下降,导致香气质量感官评分较低。最优参数下MLF增加了芳香酯、高级醇和萜类化合物的浓度,赋予了果酒丰富的果香和花香。MLF果酒在香气、味道和整体可接受性方面也获得了最高的感官评分。因此,含有O. oeni GF-2的MLF具有显著改善商业梨-猕猴桃果酒的寡淡风味和过度酸度/酸味的巨大潜力。



本文图表均来自本文献


END
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文献解读:王家琪

 编辑:王家琪

校稿:兰天

 审核:马婷婷

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