《食品科学》：甘肃农业大学祝霞教授等：果汁复配比例和混菌发酵对富士-美乐复合果酒品质的影响

苹果（

Malus pumila

Mill.）果实营养丰富，富含矿物质和维生素，热量较低。苹果酒作为仅次于葡萄酒的第二大果酒，长期适量饮用具有软化血管、降低血脂、促进人体新陈代谢和美容等功效。利用不同原料间的优势互补，将多种果汁复合发酵是提升果酒品质的有效手段。与此同时，选择性能独特的非酿酒酵母（NS）菌株与酿酒酵母（

Saccharomyces cerevisiae

）进行混菌发酵，对果酒感官品质的多元化塑造也具有积极作用。

感官评价是连接食品和消费者之间的重要纽带，对于产品研发、生产和销售过程均具有关键指导意义。模糊数学感官评价能够最大程度避免由于评价成员的喜好及知识背景差异造成的误差。

甘肃农业大学食品科学与工程学院的李嘉欣、徐彬艳、祝霞*等以分析富士苹果汁与美乐葡萄汁的复配比例对发酵酒样酿造学参数、颜色指标和香气品质影响为基础，进一步采用气相色谱-质谱（GC-MS）法结合模糊数学感官评价法探究NS菌株与商业

S.cerevisiae

混菌发酵对复合果酒品质的影响，以期为生产高品质苹果-葡萄复合果酒提供数据参考和技术支持。

01

复配比例对复合果酒品质的影响

1.1 果酒酿酒学指标

不同比例果汁复配发酵的复合果酒的酿酒学指标见表2。各组酒样发酵时间均为5 d。酒样的最终还原糖质量浓度为9.00～9.30 g/L，无显著差异（

P

＞0.05），且均＜12 g/L，符合半干型果酒的要求。各组酒样的乙醇体积分数均＜7%，符合低醇果酒的要求。CK组总酸质量浓度最低（3.93 g/L），而3 组复合果酒酒样的总酸质量浓度无显著差异（

P

＞0.05）。各酒样挥发酸质量浓度为0.30～0.48 g/L，QB/T 5476—2020《果酒通用技术要求》的规定为≤1.2 g/L，对果酒香气质量无明显负面影响。复配组之间pH值无显著差异（P＞0.05），但均低于CK组。CK组苹果酒中总酚质量浓度最低，随着美乐葡萄汁添加量的增加，发酵酒样的总酚质量浓度逐渐增加，其中40∶60处理组复合果酒总酚质量浓度最高，为1 151.00 mg/L 。

1.2 果酒颜色指标

不同复配比例富士-美乐复合果酒的颜色指标见表3。

L

*值表示亮度，CK组苹果酒颜色最浅，亮度最高；随美乐葡萄汁添加量增加，复合果酒的亮度逐渐降低。

a

*值为红绿色调，

b

*值为黄蓝色调，葡萄汁添加的越多，复合果酒的颜色越红；所有处理组酒样的

b

*值都较小，说明各复合果酒酒样整体色调偏红，这些结果也直观显示于颜色表征图。

C

*表示颜色饱和度，随葡萄汁添加量的增加，复合果酒的颜色饱满度越高。

H

*为色相角，表示酒样的红色程度，处理组中，50∶50酒样的

H

*最低，为0.29°，红色较深。色调反映了红色和黄色比例，CK组酒样色调最高，颜色最黄；50∶50处理组和40∶60处理组色调无显著差异（

P

＞0.05），说明酒样的红色程度相差较小。以50∶50（

V

V

）复配后发酵的复合果酒

L

*值为76.24、

a

*值为31.24、

C

*值为32.58，最终酒样颜色最协调，呈鲜艳的玫瑰红 。

1.3 挥发性化合物

图1为不同复配比例富士-美乐复合果酒的挥发性化合物种类及质量浓度变化。共检测出挥发性化合物65 种，其中品种香气化合物13 种（图1A）、发酵香气化合物52 种（图1B）。60∶40、50∶50和40∶60处理组挥发性化合物种类分别比CK组多7、14 种和8 种，尤其是50∶50处理组酒样中检测到的挥发性化合物种类最多，大部分的C6化合物、萜烯类、乙酸酯、乙基酯、其他酯和苯衍生物的质量浓度均较高。果汁复配显著提高了酯类物质的质量浓度（

P

＜0.05），且各处理组酒样的总酯类质量浓度（2 077.32、2 588.98 μg/L和2 611.49 μg/L）均显著高于CK组（1 775.91 μg/L）（

P

＜0.05，图1C、D），特别是辛酸乙酯和己酸乙酯在各酒样中的质量浓度均明显高于气味阈值 。

此外，50∶50处理组酒样中苯乙醇、乙酸苯乙酯和苯乙酸乙酯等苯衍生物质量浓度远高于CK组，对果酒的玫瑰、花香和果香气味具有潜在贡献。与CK组相比，不同果汁复配发酵主要增加了高级醇中异戊醇和正辛醇的质量浓度，其他高级醇类物质质量浓度有所减少。各处理酒样的脂肪酸质量浓度均低于CK组，尤其是50∶50处理组最低，减少了约30.00%。总体而言，50∶50处理组酒样的挥发性化合物种类最多，且萜烯类、乙酸酯、乙基酯、其他酯和苯衍生物等的质量浓度较高，对提高复合果酒香气品质具有积极影响。

1.4 主要挥发性香气化合物的特征分析和主成分分析（PCA）

OAV＞0.1的香气物质可以通过协同和累加等相互作用，呈现果酒的香气感官属性。参考蒋娅萍等的方法，将4 个处理组中OAV＞0.1的香气化合物分为果香、花香、玫瑰香、柑橘香、草本香、脂肪味和甜香7 个香气类型。通过累加具有相似香气特征化合物的OAV，得出复合果酒香气雷达图（图2A）。对OAV＞0.1的20 种化合物（表4）进行PCA，可以更好地展现不同复配比例复合果酒的主要香气化合物差异（图2B）。

从图2A可见，果香和甜香是富士-美乐复合果酒的主要香气特征，50∶50处理组中具有果香和甜香味的化合物质量浓度最高，反式-橙花叔醇、

-大马士酮、己酸乙酯、辛酸乙酯和苯乙酸乙酯为主要贡献者；CK组呈现玫瑰香和柑橘香的化合物质量浓度略高于其他处理组；40∶60处理组的草本味化合物质量浓度较高，主要贡献者为己酸异戊酯；60∶40处理组的花香类化合物相对较多 。

如图2B所示，PC1和PC2分别占总方差的67.0%和13.3%，总方差贡献率为80.3%。4 个处理组分布在4 个不同的象限，50∶50处理组周围分布着最多的化合物，主要包括乙酸戊酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、苯乙醇、乙酸苯乙酯、香叶醇、香茅醇、辛醇和丁香酚等。进一步说明，富士苹果汁与美乐葡萄汁等比例复配对果酒香气有积极影响。

02

混菌发酵对复合果酒品质的影响

2.1 果酒理化指标

不同NS和

S.cerevisiae

菌株组合分别接种于50∶50（

V

V

）的富士-美乐复配果汁中混菌发酵的酿酒学指标见表5。以酒样乙醇体积分数小于7%为标准，仅有Sc组5 d即可完成酒精发酵；混菌发酵所需时间最短的是Td/Sc处理组（6 d），Mp/Sc处理组发酵时间最长，为9 d 。

各组酒样还原糖质量浓度和乙醇体积分数无显著差异（

P

＞0.05），且符合低醇果酒和半干型果酒的要求。与Sc对照组相比，各处理组总酸和挥发酸质量浓度均有一定程度的降低，Td/Sc处理组挥发酸质量浓度最低，为0.38 g/L。各处理组酒样pH值与Sc相比均有不同程度的升高。不同处理组的复合果酒酒样的总酚质量浓度为697.67～783.33 mg/L，Td/Sc处理组的总酚质量浓度最高，Sc组总酚质量浓度最低，会对复合果酒颜色产生潜在影响 。

2.2 果酒颜色指标

混菌发酵富士-美乐复合果酒的颜色指标见表6。

L

*值最高的是Hu/Sc处理组，但其

a

*值最低，说明其红色程度较低。Sc组的红色程度最高，从颜色表征图中可以清晰地观察到这一结果。各处理组酒样

b

*值都较低，表明酒样颜色偏红。各组色调较低，且无显著差异（

P

＞0.05），进一步说明混菌发酵对复合果酒的色泽影响较小 。

2.3 挥发性化合物

不同酵母发酵酒样中共检测到72 种挥发性化合物，其中品种香气化合物12 种、发酵香气化合物60 种（图3A、B）。虽然各混菌发酵酒样中检测到的挥发性化合物种类与Sc组相比差距不大，但总质量浓度均远大于Sc组，尤其是Td/Sc酒样的挥发性化合物种类和质量浓度均最高。

萜烯类和C13-降异戊二烯等品种香气化合物决定了果酒的香气风格和典型性。各混菌发酵处理组酒样的叶醇、1-己醇、芳樟醇、香茅醇和

-大马士酮等化合物质量浓度都高于Sc组。特别是Td/Sc处理组酒样的品种香气化合物总质量浓度显著高于其他发酵组（

P

＜0.05，图3C） 。

酒精发酵过程中合成的酯类物质主要呈现了酒体的花香和果香。乙酸乙酯、乙酸异戊酯、己酸乙酯和辛酸乙酯是所有复合果酒酒样中质量浓度最高的酯类物质。Td/Sc处理组酒样中检测到的酯类物质总质量浓度最高（5 419.60 µg/L），种类也最丰富（27 种），均远高于Sc组（2 848.13 µg/L、20 种）。本实验各酒样的高级醇质量浓度均未超过300 mg/L，但不同混菌处理提高了异丁醇、1-庚醇和1-辛醇的质量浓度。所有处理组脂肪酸质量浓度均显著低于Sc组（

P

＜0.05），其中脂肪酸质量浓度最低的为Td/Sc（51.34 µg/L）。一些苯衍生物能为复合果酒带来花香、甜香和果香，Mp/Sc处理组和Td/Sc处理组苯衍生物质量浓度均高于Sc组（图3D），仅有Hu/Sc处理组酒样的苯衍生物总质量浓度（2 633.09 µg/L）低于Sc组（2 859.76 µg/L）。Td/Sc处理组发酵香气挥发性化合物种类最丰富，为63 种，萜烯类、乙酸酯、乙基酯和苯衍生物等挥发性化合物质量浓度显著高于其他处理组（

P

＜0.05），对提升复合果酒花香和果香味具有积极影响 。

2.4 差异香气化合物分析

以混菌发酵复合果酒酒样中检测出的72 种挥发性香气化合物作为因变量，不同处理作为自变量，通过正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）可以实现4 个处理酒样的有效区分（图4A）。本次分析中的自变量拟合指数（

R

X

2 ）为0.989，因变量拟合指数（

R

Y

2 ）为0.987，模型预测指数（

Q

2 ）为0.949，

R

2 和

Q

2 均大于0.5，表示模型拟合结果可接受。经过200 次置换检验，如图4B所示，

Q

2 回归线与纵轴的相交点小于0，说明模型不存在过拟合，模型验证有效，认为该结果可用于不同处理之间挥发性香气化合物差异分析 。

对OPLS-DA模型分析VIP＞1的11 种关键差异性化合物进行分析，包括5 种酯类物质、1 种苯衍生物、3 种高级醇、1 种脂肪酸和1 种C6化合物，可作为不同处理之间相互区分的主要特征标志物。由组合热图（图5）可知，大部分VIP＞1的香气化合物质量浓度在混菌发酵处理组酒样中显著高于Sc组（

P

＜0.05）。同时Td/Sc处理组酒样的关键差异性酯类和苯衍生物质量浓度显著高于其他处理组（

P

＜0.05），可显著提升复合果酒的玫瑰味、蜂蜜味和果香味，进一步说明本土

T.delbrueckii

S.cerevisiae

混菌发酵对提高富士-美乐复合果酒香气品质具有积极意义 。

2.5 感官评价

感官评价小组成员对4 组果酒的评价结果见表7。外观

C

1 ＝|0.7 0.2 0.1|；同理，香气

C

2 ＝|0.7 0.3 0.0|；滋味

C

3 ＝|0.8 0.2 0.0|；典型性

C

4 ＝|0.8 0.0 0.2| 。

将上述结果换算为数字矩阵，其中

i

为样品编号，

i

＝1,2,3,4，即有：模糊矩阵

权重集

X

＝|0.230 0 0.350 0 0.275 0 0.145 0|，评价结果

H

i

X

Y

i

，各酒样评价结果：

H

1 ＝|0.230 0 0.350 0 0.27500 0.145 0|× =|0.7420 0 0.206 0 0.052 0|，同理

H

2 ＝|0.819 0 0.153 5 0.027 5|；

H

3 ＝|0.868 5 0.131 5 0.000 0|；

H

4 ＝|0.860 5 0.139 5 0.000 0| 。

综合评分公式为

B

i

H

i

W

，各酒样综合评分：

B

1 =|0.742 0 0.206 0 0.052 0|× =7.070 0；

B

2 =|0.819 0 0.153 5 0.027 5|× =7.374 5；

B

3 =|0.868 5 0.131 5 0.000 0|× =7.605 5；

B

4 =|0.860 5 0.139 5 0.000 0|× =7.581 5 。

模糊数学评价法综合了各因素对整体效果的影响，降低了传统感官评价中的主观误差，具有较高的可信度与准确度，在酒精饮料的感官评价中得到了较为广泛的应用。由本实验计算结果可知，Sc组酒样的感官评分最低，为7.070 0 分，Td/Sc处理组复合果酒酒样的感官评分最高，为7.605 5 分。整体而言，Td/Sc酒样色泽鲜艳、与总酚质量浓度较高（表5）一致，香气纯正优雅、具有愉悦和谐的花香和果香味且口感舒爽，与差异香气化合物分析中乙酸乙酯、乙酸异戊酯、辛酸乙酯、己酸乙酯、苯乙醇和1-庚醇的质量浓度较高（图5）一致。

03

3.1 果汁复配比例对果酒品质的影响

果酒中适量的有机酸可以促进酒体澄清，保持清新爽口的口感。酚类物质对果酒的颜色、涩味和风味都有很大影响。与CK组相比，富士苹果与美乐葡萄以不同复配比例发酵的复合果酒，总酸质量浓度和总酚质量浓度均显著提升（

P

＜0.05），可能是因为葡萄汁中总酸质量浓度较苹果汁中高且酚类物质较苹果汁中丰富，这对改善苹果酒口感和色泽有一定积极意义。颜色参数是判断果酒品质的重要指标，

a

*值、

b

*值和色调值均能反映果酒的红色和黄色比例，色调值越高，酒体颜色越黄，反之则越红。葡萄汁添加量的增加改善了复合果酒的色泽，提升了果酒的红色比例，尤其是50∶50处理组的颜色协调，呈鲜艳的玫瑰红 。

本研究中各组复合果酒的挥发性化合物总质量浓度都显著提升（

P

＜0.05），分别比CK组提升了18%、25%和27%；萜烯类、酯类和苯衍生物总质量浓度较CK组有明显的提升，特别是50∶50处理组酒样的香茅醇、反式-橙花叔醇、己酸乙酯、辛酸乙酯和苯乙酸乙酯等的质量浓度最高。这是由于复合果汁中糖、酚类物质、氨基酸和维生素较单一果汁更丰富，可以更好地为酵母生长提供营养，极大的提高了复合果酒的品种香和发酵香，这一结果与赵婕和宋欣芫等的研究结果相似。复合果酒香气雷达图和PCA结果进一步证实，

-大马士酮、己酸乙酯、辛酸乙酯和苯乙酸乙酯等是50∶50处理组中关键的特征香气化合物，对提升复合果酒的果香和甜香味、增加香气复杂性具有积极的影响 。

3.2 混菌发酵对果酒品质的影响

本实验所有混菌发酵处理组均顺利完成了酒精发酵，其中Td/Sc酒样的发酵时间最短，这与NS中

T.delbrueckii

的生长速度快且发酵能力相对较强有关。各混菌发酵处理组酒样的挥发酸质量浓度都有一定水平降低，且Td/Sc处理组酒样挥发酸质量浓度最低，与T.delbrueckii具有低产乙酸的特性一致 。

果酒的品种香气化合物源自果实本身，决定了果酒的风格典型性。已有研究表明，萜烯类化合物是由糖苷酶水解得到的前体物质，也是葡萄酒中占比最高的品种香气化合物和重要的呈香成分。本研究中混菌发酵显著提高了复合果酒的萜烯类物质和

-大马士酮的质量浓度，Td/Sc处理组酒样的萜烯类质量浓度最高，可能是因为

T.delbrueckii

高产糖苷酶，可促进萜烯类和

-大马士酮的合成 。

高级醇由氨基酸脱氨（Ehilrch）途径和葡萄糖代谢途径产生。本研究中，酒样的高级醇质量浓度为1 256.39～1 667.08 μg/L，Td/Sc处理组中最低，这是因为

T.delbrueckii

的转氨酶和渗透酶表达能力弱，抑制氨基酸通过Ehilrch途径转化成高级醇。研究表明，酯类物质主要来源于酵母的生物合成或在酯酶的作用下催化酸和醇发生酯化反应生成。本实验中混菌发酵显著提升了复合果酒中酯类物质的质量浓度（

P

＜0.05），尤其是Td/Sc处理组中乙酸乙酯、乙酸异戊酯、辛酸乙酯和癸酸乙酯等挥发性化合物的质量浓度明显升高，而脂肪酸质量浓度降低，说明Td/Sc处理组有较高的酯酶活力 。

苯乙醇和乙酸苯乙酯是苯衍生物中含量最高的挥发性化合物，由

L

-苯丙氨酸经氨基酸脱羧酶和

L

-苯丙氨酸解氨酶催化形成。Td/Sc处理显著提高了苯乙醇和乙酸苯乙酯的质量浓度（

P

＜0.05），而降低了苯乙烯的质量浓度，可能是因为酵母通过苯乙烯衍生途径生成苯乙醇。Muñoz-Redondo等在顺序接种NS和

S.cerevisiae

的桃红葡萄酒中也发现了相似的结果 。

结论

以富士苹果和美乐葡萄为试材，按不同比例分别复配酿造复合果酒。结果显示，50∶50（

V

V

）处理组复合果酒酒样呈玫红色，挥发性化合物种类较为丰富，大部分的酯类物质质量浓度较高，为复合果酒呈现了宜人的花香和果香，对复合果酒品质有积极影响 。

NS参与顺序接种的混菌发酵显著提高了复合果酒的香气品质。

T.delbrueckii

S.cerevisiae

ES488处理组酒样的挥发性化合物种类和质量浓度明显增加，尤其是酯类、苯衍生物和萜烯类显著高于Sc组和其他处理组，模糊数学感官评分结果也表明该酒样的口感和香气均为最优。综上所述，将富士和美乐果汁以50∶50（

V

V

）复配后，顺序接种

T.delbrueckii

S.cerevisiae

进行混菌发酵酿造的低醇半干型果酒色泽明亮、花果香味浓郁且口感较佳，可为生产高品质复合果酒提供技术支持 。

本文《果汁复配比例和混菌发酵对富士-美乐复合果酒品质的影响》来源于《食品科学》2025年46卷04期，作者：李嘉欣，徐彬艳，俞柏含，杨学山，祝霞。DOI：10.7506/spkx1002-6630-20240627-199。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：彤禾；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

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