红肉火龙果酒天然酵母发酵期间品质变化研究
红肉火龙果酒天然酵母发酵期间品质变化研究
袁星星;余元善;吴继军;肖更生;徐玉娟;李俊
【摘 要】分析了红肉火龙果酒天然酵母发酵期间其糖组分、酒精度、pH、可滴定酸、总酚、抗氧化活性、甜菜苷含量、泽、甲醇、高级醇和挥发性风味成分等的变化规律.结果表明,20℃发酵6d后,可转化糖全部耗尽,酒精度达到10％(V/V)以上,该天然酵母菌株的起酵速度和转化糖利用率明显优于目前常用的商业葡萄酒酵母.发酵期间,火龙果酒中高级醇(异丁醇、3-甲基丁醇、2-甲基丁醇)和甲醇的含量均处于正常果酒含量范围内,并且也没有观察到明显的泽变化.随着酵母发酵的进行,新鲜火龙果中正己醇(及其衍生物)和正十三烷两种主体风味成分的相对含量逐步下降.同时,生成了很多新的挥发性风味成分,主要是醇和酯类,其中乙醇、苯乙醇、乙酸苯乙酯、异戊醇、2-甲基-1-丁醇和异丁醇构成了火龙果酒的主体风味.
【期刊名称】《广东农业科学》
【年(卷),期】2016(043)004
【总页数】7页(P124-130)
火龙果红心和白心哪个更甜【关键词】红肉火龙果;天然酵母;发酵;品质;果酒
【作 者】袁星星;余元善;吴继军;肖更生;徐玉娟;李俊
【作者单位】江西农业大学食品科学与工程学院,江西南昌330045;广东省农科院蚕业与农产品加工研究所/农业部功能食品重点实验室/广东省农产品加工重点实验室,广东广州510610;广东省农科院蚕业与农产品加工研究所/农业部功能食品重点实验室/广东省农产品加工重点实验室,广东广州510610;广东省农科院蚕业与农产品加工研究所/农业部功能食品重点实验室/广东省农产品加工重点实验室,广东广州510610;广东省农科院蚕业与农产品加工研究所/农业部功能食品重点实验室/广东省农产品加工重点实验室,广东广州510610;广东省农科院蚕业与农产品加工研究所/农业部功能食品重点实验室/广东省农产品加工重点实验室,广东广州510610;广东省农科院蚕业与农产品加工研究所/农业部功能食品重点实验室/广东省农产品加工重点实验室,广东广州510610
【正文语种】中 文
【中图分类】S667.9;TS261.4
袁星星，余元善，吴继军，等.红肉火龙果酒天然酵母发酵期间品质变化研究［J］.广东农业科学，2016，43（4）：124-130.
火龙果（pitaya）俗称红龙果、仙人果等，是仙人掌科（Caetaceae）三角柱属（Hylocereus）的果用栽培种，为典型的热带植物［1］，其营养成分主要有蛋白质及氨基酸、维生素、糖类物质、脂肪酸和矿质元素，功能性物质有黄酮类、植物甾醇类化合物、植物多糖和膳食纤维等［2］。火龙果按其果皮果肉的颜可分为红皮白肉、红皮红肉、黄皮白肉3个品种，其中红肉火龙果营养丰富、功能独特［1］。Wu等［3］的研究表明，火龙果果肉和果皮富含多酚，是抗氧化剂的良好来源，火龙果果皮对黑素瘤细胞的生长有抑制作用。
近年来，火龙果已陆续引种到广西、广东、海南、福建、云南、贵州等省区，随着火龙果在我国种植面积不断扩大，火龙果病虫害问题日益严重，加上火龙果本身对温度的敏感性，常温下不耐储藏，经常出现严重的滞销现象。果酒是以野生或人工种植植物的果实为原料发酵而成的低酒精度饮料，保留了水果原有的糖类、氨基酸、有机酸和矿物质等成分。目前，国内提倡逐步以低度酒代替高度酒，尤其在华南地区，饮用果酒已是一种趋势。
目前，火龙果酒大多数是以商业的葡萄酒酵母进行酿造［2］。由于品种的差异，商业葡萄酒酵母在发酵火龙果时往往出现发酵迟缓、发酵不彻底等问题。很多科研工作者正在筛选适合火龙果酒发酵的专用酵母，本课题组经过前期的研究工作，筛选到了一株适合火龙果酒发酵的天然酿酒酵母。本试验主要探讨该天然酵母发酵过程中红肉火龙果的理化性质、营养品质等方面的变化规律，以期为高品质火龙果酒的研发提供理论依据。
1.1 试验材料
红肉火龙果，购于广东河源（原果浆pH为4.60，可溶性固形物含量为16.3°Brix）；天然酵母（Saccharomyces cerevisiae），本实验室保藏；安琪葡萄酒高活性干酵母，购自安琪酵母股份公司；法国葡萄酒酿酒酵母（LAFFORT FX10），购自法国LAFFORT公司；食品级蔗糖，购自广西来宾东糖迁江有限公司；环己酮，谱纯；其它试剂均为国产分析纯。
LLJ-206J 型多功能料理机，江门市贝尔斯顿电器有限公司；UV1800 型紫外可见分光光度计，日本岛津公司；PB-10型pH计，Sartorius公司；UltraScan VIS 型全自动差仪，美国HunterLab公司；Infinite M200PRO型酶标仪，瑞士TECAN公司；Agilent 1200 series 型高效液相谱仪，美国安捷伦科技有限公司；Agilent 6890N/5975B 型气相谱-质谱连用仪，
美国安捷伦科技有限公司。
1.2  试验方法
1.2.1 酵母活化 安琪葡萄酒高活性干酵母和法国葡萄酒酿酒酵母LAFFORT FX10按产品说明书要求活化后再次转接麦芽汁液体培养基中振荡培养（28℃）24 h后接种火龙果浆用于后续果酒发酵。同样，天然酵母从斜面培养基中转接到麦芽汁液体培养基中振荡培养24 h后接种火龙果浆。
1.2.2 火龙果酒发酵 火龙果去皮后直接打浆，用食品级蔗糖和柠檬酸分别调节其可溶性固形物含量和pH值至22.0oBrix和4.0，经热巴士杀菌（85℃，30 s）冷却后分别接种3种不同酵母菌（采用血球计数板法将接种量控制在5.5 Lg CFU/mL左右），并于20℃恒温培养箱中静置发酵，每隔2 d取样用于后续品质参数指标的分析。
1.3 测定项目及方法
1.3.1 糖组分 糖的测定采用HPLC法。样品采用Shodex Asahipak液相谱柱（NH2 P-504E，250× 4.6 mm）分离，流动相为75%乙腈的水溶液，流速为1.0 mL/min，柱温为35℃，
并采用蒸发光检测器（ELSD）检测。进样量为10 μL，并采用外标法定量。
1.3.2 pH和可滴定酸测定 pH值用pH计直接测定。可滴定酸按照GB/T 15038-2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》［4］，采用滴定法测定，总酸度以柠檬酸计。
1.3.3 酒精度 酒精度的测定采用酒精计法，具体参考GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》执行［4］。
1.3.4 甲醇含量 甲醇含量的测定参考GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》（化学法）执行［4］。
1.3.5 高级醇含量 果酒样品中的高级醇经蒸馏、二氯甲烷萃取后采用气相谱法分析，具体的操作步骤参照文献［5］。
1.3.6 甜菜苷含量 火龙果酒样品中的甜菜苷经20% 乙醇溶液萃取后，采用比法测定其含量［6］。
1.3.7  总酚含量 采用福林酚法测定［7］，结果以没食子酸当量表示。
1.3.8 抗氧化能力 抗氧化能力的测定采用氧自由基吸收能力（Oxygen Radical Absorbance Capacity，ORAC）法测定［7］，结果以Trolox当量表示。
1.3.9  差 采用全自动差仪测定［8］，差值以L*、a*、b*和△E表示。
1.3.10 挥发性风味的测定 准确量取100 μL火龙果酒样品于15 mL顶空瓶中，加入100 μL环己酮做内标（最终质量浓度为10 mg/L），加入4.8 mL纯净水，1.5 g NaCl。50℃条件下平衡20 min，用50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头萃取酒样，萃取头吸附时间为50 min，于气相谱仪解析5 min。
GC-MS的谱条件为采用DB-5MS弹性毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），氦气为载气，其流速为20 mL/min，分流比为10∶1；进样口温度为270℃；程序升温方式为初始温度35℃，保持6 min，以5℃/min的速率升至150℃并保持2 min；以10℃/min的速率升至250℃并保持3 min。GC-MS的质谱条件为EI离子源（70 eV），离子源温度230℃，接口温度为280℃，质量扫描范围m/z10～450。
将通过GC-MS检测到的未知化合物的图谱与谱库（NIST08、NIST08s、FFNSC1.3）进行比
对，相似度最大者（一般为90%以上）可以作为暂定结果，然后应用相同气相条件的正构烷烃（C5-C20）混合标准品的保留时间计算LRI值确定挥发性成分，所得到的LRI与 LRI libraries比对后确认。挥发性物质的定量采用内标法，结合内标物的含量计算出各组分的含量。
试验数据采用统计软件SPSS 12.0进行Duncan's 方差分析，用Origin8.5.1软件制图。
2.1 天然酵母发酵期间火龙果酒中可转化糖和酒精度的变化
由图1可知，天然酵母的起酵速度非常快，发酵前6 d，可转化糖的含量呈现直线下降，同时酒精含量也出现直线上升。发酵6 d后，可转化糖消耗完毕，没有残留的可转化糖被检测出，此时酒精浓度达到最大值（10.06%，V/V）。发酵后期，由于没有可利用的转化糖，酒精含量不再升高，并且由于自身蒸发和酵母有氧代谢等原因［5］，酒精含量出现轻微下降。
由图2可知，与商业上常用的葡萄酒酵母相比，该天然菌株在火龙果酒的发酵上优势非常明显。常用的葡萄酒酵母在火龙果发酵期间，起酵速度非常缓慢，特别是安琪葡萄酒高活性酵母，发酵8～10 d后可转化糖才出现明显下降，并且火龙果中可转化糖难以被常用的商业酵
母完全利用，发酵后期残糖含量仍高达3%以上，酒精度也只有6%～7% （V/V）左右。这进一步说明该天然菌株非常适合火龙果酒的发酵生产，可以优先考虑成为火龙果酒发酵专用酵母菌株。
2.2 天然酵母发酵期间火龙果酒中pH值和可滴定酸的变化
由图3可知，火龙果酒发酵期间其pH值呈缓慢的上升趋势，说明整个发酵过程中乳酸菌等杂菌的生长代谢较弱，可转化糖几乎全部被酵母代谢用于维持生长和转化生成酒精。火龙果酒发酵期间pH值的缓慢升高可能跟火龙果浆中的一些生理碱性盐被酵母菌利用相关［9］。对应的，发酵2 d后可滴定酸含量也呈缓慢的上升趋势，而发酵前2 d可滴定酸的突然下降可能跟火龙果中的柠檬酸被酵母菌的有氧代谢有关。有研究表明［9］，在有氧条件下，一些酵母菌能很好的利用柠檬酸进行代谢生长（直接参与三羧酸循环途径）。在发酵前期，火龙果中残留的氧气可能促进了火龙果浆中柠檬酸的有氧代谢，导致少量的柠檬酸被转化利用。另外，也有研究认为［5］，水果中果胶的羧酸甲酯部的分解也会导致水果可滴定酸含量的升高。此外，火龙果浆具有一定的缓冲能力，因此，发酵前期少量的柠檬酸代谢消耗不会导致火龙果酒的pH出现明显下降。

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