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天然野樱桃果酒的酿造及香气成分分析



全 文 :中 国 酿 造
2015年 第 34卷 第 6期
总第 280期
收稿日期:2015-05-13
基金项目:教育部春晖计划项目(Z2014061);四川省应用基础项目(2014JY0045);四川省教育厅重点项目(14ZA0110);四川省食品生物技术
重点实验室项目(SZJJ2014-007);四川省大学生三创项目(201210623024)
作者简介:蔡 婷(1991-),女,硕士研究生,研究方向为食品微生物分子生态。
*通讯作者:向文良(1973-),男,副教授,博士,研究方向为中国西南地区特色发酵食品微生物分子生态与生物过程学。
野樱桃(Cerasus tomentosa(Thunb.)Wall.)属于蔷薇科
李属灌木,是落叶果树中果实成熟最早的,其果实外观鲜
艳、风味独特,含有大量的维生素、钙、铁等微量元素和多
种人体所需氨基酸,其含铁量为水果之首[1-2];且天然的野
樱桃果实发育过程中几乎不使用农药,属无公害果品,符
合绿色食品标准,深受消费者的喜爱[3]。但是野樱桃鲜果
的收获期极短,一般为10~15 d,且不耐贮存,贮藏期和货
架期远低于苹果、梨、香蕉等大宗水果[4],必须采后及时处
理。而对野樱桃进行精深加工,将其开发成具有高附加值
的野樱桃酒,不仅可保留野樱桃的大部分营养成分,延长
野樱桃的货架期,而且符合粮食酒向果酒转变的国家酒
类行业政策,又符合追求天然、含糖量少、酒精度低且有
益于健康的果酒世界饮酒潮流[5]。
果酒是以植物的果实为原料,经过发酵酿造而成的
低酒精度饮料[6]。野樱桃酒香气浓郁、营养丰富,其香气成
分是果实发酵过程中形成的副产物,也是构成和影响果
品鲜食、加工质量,特别是果酒品质及典型性的主要因素,
因此,在果酒的质量控制及分析鉴评时,有必要对其中的
香气成分进行分析。到目前为止,有研究者采用溶剂萃取
法、顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(head space-
solid phase micro-extraction-gas chromatography-mass spec-
trometry,HS-SPME-GC-MS)对甜樱桃的芳香成分进行了
初步研究[7-8],但迄今为止,有关天然野樱桃香气成分的研
究在国内外还鲜有报道。
天然野樱桃果酒的酿造及香气成分分析
蔡 婷1,宋菲菲1,秦 佳2,赵 建2,徐顾榕1,李 琪1,张 庆1,向文良1*
(1.西华大学 食品与生物工程学院,四川省食品生物技术重点实验室,四川 成都 610039;
2.小金县夹金山天然野樱桃酒业有限公司,四川 阿坝 624000)
摘 要:以天然野樱桃为主要原料,发酵酿造野樱桃果酒,并对成品酒进行感官、理化和微生物指标的评价分析。结果表明,该野樱桃
果酒澄清透明,酒香浓馥幽郁,风味极佳;果酒酒精度(11.9%vol),总糖含量(11.8 g/L),挥发酸(0.41 g/L)等理化指标均符合国家相关
标准;采用顶空固相微萃取(HS-SPME)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)法共鉴定出野樱桃果酒中有52种香气成分,其中酯类18种、醇
类4种、酸类3种、苯及其衍生物19种、萜烯类6种、呋喃类2种。香气成分中,苯甲酸乙酯相对含量最高,为31.12%,其次是苯甲醇为
14.71%,苯乙醇为5.64%,这几种物质初步确定为构成天然野樱桃果酒的重要香气成分。
关键词:野樱桃果酒;香气成分;顶空固相微萃取;气相色谱-质谱联用法
中图分类号:TS262.7 文献标识码:A 文章编号:0254-5071(2015)06-0145-05
doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2015.06.032
Brewing technology and aroma compounds analysis of natural wild cherry wine
CAI Ting1, SONG Feifei1, QIN Jia2, ZHAO Jian2, XU Gurong1, LI Qi1, ZHANG Qing1, XIANG Wenliang1*
(1.Provincial Key Laboratory of Food Biotechnology of Sichuan, College of Food and Bioengineering, Xihua University,
Chengdu 610039, China; 2.Xiaojin Jiajin Natural Wild Cherry Wine Co., Ltd., Aba 624000, China)
Abstract: Natural wild cherry wine was produced by wild cherry, and the physicochemical, microbiological parameters and sensory characteristics of
wine were evaluated. The results showed that the wine was clear, mellow with excellent flavor, and the physicochemical indexes of alcohol content
(11.9%vol), total sugar (11.8 g/L) and volatile acid (0.41 g/L) of the wine all met with the Chinese National Standard. 52 aroma components were
qualitatively identified in the natural wild cherry wine by GC-MS coupled with HS-SPME, including 18 kinds of esters, 4 kinds of alcohols, 3 kinds
of acids, 19 kinds of benzene and derivatives, 6 kinds of terpenes, and 2 kinds of furans. Among the aroma components, the relative content of ethyl
benzoate was the highest of 31.12%, followed by benzyl alcohol 14.71% and phenethyl alcohol 5.64%, these types of materials were identified as ma-
jor aroma components of the natural wild cherry wine.
Key words: wild cherry wine; aroma components; SPME; GC-MS
分析与检测 145· ·
China Brewing
2015 Vol.34 No.6
Serial No.280
本研究以采摘于青藏高原的天然野樱桃为原料,通
过发酵工艺制备天然野樱桃果酒,并对其进行感官评价、
理化指标和微生物指标检测。采用顶空固相微萃取
(HS-SPME)和气相色谱-质谱联用法(GC-MS)对野樱桃
果酒香气成分进行分析,为天然野樱桃的精深开发利用、
进一步提高其附加值提供了一定的理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
天然野樱桃:采摘于青藏高原阿坝州地区;蔗糖:市
售一级;果胶酶(酶活力10 000 U/g):美国Sigma公司;果酒
酵母:湖北安琪酵母股份有限公司;柠檬酸:天津市致远
化学试剂有限公司;氯化钠(分析纯)、偏重亚硫酸钾(分析
纯):天津市瑞金特化学品有限公司;过氧酸:西陇化工股
份有限公司;皂土、硅藻土:广州市喜亿陇贸易有限公司。
1.2 仪器与设备
LPS-5离心式破碎机:旭郎机械成都分公司;WBL25C56
榨汁机:美的(Midea)集团股份有限公司;5 L发酵罐、陈酿
罐:镇江汇能达生物工程设备有限公司;SW-CJ-2F双人洁
面净化工作台:苏州净化有限公司;DHP-9052电热恒温培
养箱:上海益恒实验仪器有限公司;WFJ-7200可见分光光
度计:上海尤尼柯仪器有限公司;气相色谱-质谱联用仪:
日本岛津公司;固相微萃取针头75 μm CAR/PDMS、手动
进样手柄:美国Supelco公司。0~25%酒精计:武强滏阳仪
表厂;DQ-2AD错流微孔膜过滤机:绍兴海纳膜技术有限
公司;色谱柱DB-Wax(30 m×0.25 mm×0.25 μm):安捷伦
科技(中国)有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 天然野樱桃酒酿造工艺流程
新鲜的野樱桃→分选→清洗→打浆取汁→加SO2→果胶酶
处理→调配→接种活化酵母→发酵→澄清→陈酿→贮存→
过滤→检验→成品[9-10]
操作要点:
(1)原材料处理
挑选新鲜、颜色鲜红、成熟度高、无腐烂的野樱桃为
原料,用流速为5 m3/h的流动清水洗净后,再用0.2%~
0.3%过氧酸杀菌水溶液浸泡1 min后,用流动清水清洗,沥
水40~50 min[11]。
(2)添加SO2及果胶酶处理
为抑制杂菌的生长繁殖,野樱桃打浆后应立即添加
0.10~0.15 g/L SO2(偏重亚硫酸钾)。添加SO2约5 h后再添
加0.1~0.3 g/L果胶酶(10 000 U/g)增强澄清效果和提高出
汁率[12],果胶酶可以软化果肉组织中的果胶物质,使之分
解生成半乳糖醛酸和果胶酸,使果汁中的固形物失去依
托而沉降下来。
(3)调配
添加蔗糖调整发酵培养基中的糖含量为17%~20%,
用柠檬酸将培养基的pH值调至4.0~5.0[13]。
(4)发酵
将成分调整好的发酵液置于发酵罐中,然后加入0.03%
的酵母菌进行发酵[14]主发酵温度为24~28℃,时间为16 d,
后发酵温度为16℃,发酵时间为28 d。
(5)澄清处理
野樱桃果酒用0.2~0.4 g/L的皂土进行下胶处理,7~
8 d后进行转罐,同时采用硅藻土过滤,再将澄清处理后的
果酒采用错流微孔膜过滤系统处理,操作参数为透膜压
差0.13~0.15 MPa,错流切向速度4~6 m/s,过滤时间1~
2 h,酒液温度-0.5~-0.1℃和反冲间隔2~4 min[15]。
(6)陈酿获得成品
将澄清处理后的酒液在12~15 ℃陈酿3~6个月,使
成品的风味得到大幅度地改善,形成典型的野樱桃果酒
风味。
1.3.2 成品酒感官评价、理化及微生物指标检测分析
(1)感官分析
根据国标GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析
方法》中的感官分析,取适量成品果酒倒入红酒杯中,采
用目测、鼻嗅、口尝的方法[16-18]。
(2)理化指标分析
酒精度:按照国标GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通
用分析方法》中的酒精计法测定;总糖:按照国标GB/T
5009.7—2008《食品中还原糖的测定》中直接滴定法测定;
挥发酸:按照国标GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分
析方法》中酸碱滴定法测定;总二氧化硫:按照国标GB/T
5009.34—2003《食品中亚硫酸盐的测定》中蒸馏法测定;
干浸出物:按照国标GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用
分析方法》中密度瓶法测定;铁:按照国标GB/T 5009.90—
2003《食品中铁、镁、锰的测定》中原子吸收分光光度法测
定;铜:按照国标GB/T 5009.13—2003《食品中铜的测定》
中比色法测定。
(3)微生物分析
菌落总数:按照国标GB/T 4789.2—2010《食品安全国
家标准食品微生物学检验菌落总数测定》中的方法测定;
大肠菌群数:GB/T 4789.3—2010《食品安全国家标准食品
微生物学检验大肠菌群计数》中的方法测定。
1.3.3 香气成分分析
采用顶空固相微萃取(HS-SPME)和气相色谱-质谱联
用法(GC-MS)对野樱桃果酒香气成分进行分析。
(1)样品处理
量取野樱桃果酒5 mL置于15 mL装有磁力搅拌器的
顶空瓶中,加入0.2 g NaCl,加盖密封,放入40 ℃水浴中平
Analysis and Examination146· ·
中 国 酿 造
2015年 第 34卷 第 6期
总第 280期
衡10 min,将老化好的固相微萃取器插在样品瓶上,吸附
40min后拔出,插入气相色谱仪进样口,于220℃解吸3min,
进行GC-MS检测分析[19]。
(2)GC-MS检测条件
气相色谱条件:色谱柱为DB-Wax(30 m×0.25 mm×
0.25 μm);进样口温度为240℃;升温程序:初始温度50℃
保持2 min;以3 ℃/min升至80 ℃保持0 min,以5 ℃/min升
至230 ℃保持6 min;载气为氦气,流速1.0 mL/min,分流
比5∶1[20-21]。
质谱条件:电离方式为电子电离(electron ionization,EI)
源,电子能量为70 eV,灯丝流量为0.20 mA,离子源温度为
200℃,接口温度为250℃,扫描范围30.00~500.00 amu[22-23]。
(3)数据处理
定性:由GC-MS分析得到的质谱数据经计算机在
NIST、Wiley及香精香料标准谱库的检索比对进行定性,
比对时要求匹配度大于800(最大值为1 000)。
定量:采用内标法进行半定量分析,内标选用1-辛醇。
2 结果与分析
2.1 天然野樱桃果酒的感官评价
感官分析系指评价员通过用口、眼、鼻等感官特性,
对果酒产品的色泽、澄清度、香气、口味及风格等感官特
性进行检查与分析评定。表1是经过10位评价员参照评分
标准(满分100分)给出的评价结果。由表1可知,该樱桃果
酒呈浅宝石红色,澄清透明,具有纯正的野樱桃果香和酒
香,酒香浓馥幽郁,酸甜合适,协调悦人,感官评价综合评
分为92分。
2.2 天然野樱桃果酒的理化指标分析
天然野樱桃果酒的理化指标检测结果见表2。由表2
可知,成品果酒的最终酒精度为11.9%vol,总糖11.8 g/L,
挥发酸0.41 g/L,总二氧化硫45 mg/L,干浸出物63.1 g/L,铁
6.7 mg/L,铜0.22 mg/L,所有的理化指标也都符合国家相
关标准。
2.3 天然野樱桃果酒的微生物指标分析
天然野樱桃果酒的微生物指标检测结果见表3。从表
中可以看出,成品果酒的菌落总数和大肠菌群数都符合
国标GB/T 4789—2010《食品安全国家标准 食品微生物
学检验》标准。
2.4 天然野樱桃果酒的香气成分分析
天然野樱桃果酒中香气成分的总离子流色谱图见
图1。根据总离子流色谱图结果,天然野樱桃果酒中香气
成分鉴定结果见表4。
表1 天然野樱桃果酒感官评价标准与结果
Table 1 Sensory evaluation standards and results of natural
wild cherry wine
项目 要求 样品评语
样品
评分
色泽
(20分)
浅宝石色、宝石红或棕红

浅宝石红,悦目协调 17
澄清度
(15分)
酒液清亮,无浑浊,久置
允许有少量沉淀
澄清、透明,无浑浊 14
香气
(20分)
具有纯正、优雅、怡悦、和
谐的野樱桃果香和酒香
具有野樱桃的果香和酒
香,酒香良好,协调愉悦
18
口味
(30分)
具有优雅、爽怡和悦人的
野樱桃果香味,酸甜协
调,酒体丰满
口感新鲜,酒质柔顺,柔
和爽口,回味悠长
28
风格
(10分)
典型完美,风格独特,优
雅无缺
典型明确,风格良好 10
杂质(5分) 无肉眼可见外来杂质 无明显杂质 5
表2 天然野樱桃果酒理化指标分析
Table 2 Physicochemical index analysis of natural wild cherry wine
项目 指标 样品检测结果 判定
酒精度(20℃)/%vol
总糖(以葡萄糖计)/(g·L-1)
挥发酸(以乙酸计)/(g·L-1)
总二氧化硫/(mg·L-1)
干浸出物/(g·L-1)
铁/(mg·L-1)
铜/(mg·L-1)
11.0±1.0
4.1~12.0
≤1.1
≤250.0
≥25.0
≤8.0
≤1.0
11.90
11.80
0.41
45.00
63.10
6.70
0.22
合格
合格
合格
合格
合格
合格
合格
表3 天然野樱桃果酒微生物指标分析
Table 3 Microbiological indexes analysis of natural wild cherry wine
项目 指标 样品检测标准 判定
菌落总数/(CFU·mL-1) ≤50 <1 合格
大肠菌群数/(MPN·100 mL-1) ≤3 <3 合格
图1 天然野樱桃果酒香气成分总离子流色谱图
Fig. 1 The total ion chromatogram of natural wild cherry wine
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续表表4 天然野樱桃果酒香气成分的GC-MS检测结果
Table 4 Analytical results of aroma components of the
wild cherry wine by GC-MS
香气成分是衡量果酒风味品质的重要指标,果酒的
香气主要来自果实本身、酵母发酵及陈酿等过程。由表4
可见,通过GC-MS检测分析,天然野樱桃果酒中共鉴定出
了52种香气成分,主要为酯类、醇类、酸类、苯及其衍生
物、萜烯类和呋喃类。鉴定出的挥发性化学成分总相对含
量为95.34%。天然野樱桃果酒中共鉴定出18种酯类,如辛
酸乙酯、甲酸甲酯、丙酸乙酯、己酸乙酯、乙酸戊酯、丁二
酸二乙酯、癸酸乙酯、十二酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯等,酯
类中辛酸乙酯的相对含量较高,达到4.29%,其次是癸酸
乙酯3.7%,丁二酸二乙酯1.68%;有19种苯及其衍生物被
鉴定出来,如苯乙烯、苯甲醛、甲基异丙基苯、苯甲酸甲
酯、苯甲酸乙酯、苯乙醇、苯甲酸丙酯、苯甲酸异戊酯、邻
苯二甲酸二异丁酯等,苯甲酸乙酯相对含量最高,达到了
31.12%,其次是苯甲醇14.71%,苯乙醇5.64%,这几种物质
都是野樱桃果酒重要的香气物质。另外还鉴定出了4种醇
类、3种酸类,6种萜烯类和2种呋喃类香气成分。
2.5 天然野樱桃果酒香气成分分析
天然野樱桃果酒香气成分的种类数量及相对含量结
果见图2。


化合物
保留时
间/min 分子式
分子
质量
相对含
量/%
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
乙酸戊酯
甲酸甲酯
丙酸乙酯
3-甲基-1-丁醇
2-甲基丙酸乙酯
丙酸丙酯
丁酸乙酯
糠醛
2-甲基丁酸
2-甲基丁酸乙酯
3-甲基丁酸乙酯
正己醇
3-甲基-1-丁醇乙酸酯
苯乙烯
苯甲醛
DL-3,7-二甲基-6-辛烯醇
正己酸
己酸乙酯
萜品油烯
(对)甲基异丙基苯
2-乙基-1-己醇
(S)-(-)-柠檬烯
苯甲醇
苯乙醛
2-糠酸乙酯
γ-松油烯
正辛醇
1-苯基-1-2-丙二酮
苯甲酸甲酯
芳樟醇
苯乙醇
苯乙腈
苯甲酸
丁二酸二乙酯
苯甲酸乙酯
辛酸乙酯
苯乙酸乙酯
乙酸苯乙酯
苯甲酸丙酯
紫罗兰酮
苯甲酸-2-甲基丙酯
乙酸丁香酚酯
十二烷酸
癸酸乙酯
2.350
2.508
3.625
4.133
4.642
5.425
5.708
6.542
7.033
7.092
7.233
7.683
7.917
8.325
10.475
10.750
10.892
11.600
12.158
12.383
12.467
12.517
12.667
12.925
13.108
13.367
13.692
13.833
14.383
14.525
14.883
15.575
16.200
16.642
16.542
17.133
18.342
18.650
19.075
19.408
20.517
21.067
21.217
22.025
C7H14O2
C2H4O2
C5H10O2
C5H12O
C6H12O2
C6H12O2
C6H12O2
C5H4O2
C5H10O2
C7H14O2
C7H14O2
C6H14O
C7H14O2
C8H8
C7H6O
C10H20O
C6H12O2
C8H16O2
C10H16
C10H14
C8H18O
C10H16
C7H8O
C8H8O
C7H8O3
C10H16
C8H18O
C9H8O2
C8H8O2
C10H18O
C8H10O
C8H7N
C7H6O2
C8H14O4
C9H10O2
C10H20O2
C10H12O2
C10H12O2
C10H12O2
C13H20O
C11H14O2
C12H14O3
C12H24O
C12H24O2
130.18
60.05
102.13
88.15
116.16
116.16
116.16
96.08
102.13
130.18
130.18
102.17
103.18
104.15
106.12
156.27
116.16
144.21
136.12
134.22
130.23
136.23
108.14
120.15
140.13
136.23
130.23
148.16
136.15
154.25
122.16
117.15
122.12
174.19
150.17
172.26
164.20
164.20
164.20
192.30
178.23
206.24
200.32
200.32
2.20
0.41
0.25
6.13
0.06
0.08
0.11
1.11
0.10
0.29
0.09
0.85
0.37
5.97
4.62
0.05
0.12
1.08
0.11
0.11
0.11
0.15
14.71
0.09
0.18
0.04
0.05
0.03
1.97
0.68
5.64
0.05
0.31
1.68
31.12
4.29
0.09
0.21
0.34
0.06
0.19
0.05
0.30
3.70


化合物
保留时
间/min 分子式
分子
质量
相对含
量/%
45
46
47
48
49
50
51
52
苯甲酸异戊酯
辛酸3-甲基丁酯
3-苯基-2-丙烯酸乙酯
十二酸乙酯
十四酸乙酯
邻苯二甲酸二异丁酯
邻苯二甲酸二丁酯
十六烷酸乙酯
总计
23.100
23.217
23.742
26.392
30.317
31.567
33.250
33.883
C12H16O2
C13H26O2
C11H12O2
C14H28O2
C16H32O2
C16H22O4
C16H22O4
C18H36O2
192.25
214.34
176.21
228.37
165.42
278.34
278.34
284.48
0.14
0.08
0.91
1.22
0.29
1.09
0.06
1.40
95.34
图2 天然野樱桃果酒香气种类数量和各组分相对含量
Fig. 2 The number of species and the relative contents of each
aroma component in the wild cherry wine
Analysis and Examination148· ·
中 国 酿 造
2015年 第 34卷 第 6期
总第 280期
由图2可知,天然野樱桃果酒的香气成分中苯及其衍
生物种类最多,共有19种,相对含量最高为67.65%,其次
是酯类共有18种,相对含量为17.65%,虽然醇类只鉴定出
4种,但其相对含量达到了7.14%,而萜烯类种类有6种,相
对含量却为1.09%,酸类和呋喃类的种类和相对含量都比
较少,分别有3种、4种,相对含量分别为0.52%、1.29%。结
果表明,酯类和苯及其衍生物是天然野樱桃果酒中主要
的香气成分,在果酒呈香中起到了重要的作用。
3 结论
本研究以天然野樱桃为主要原料,经筛选、发酵、澄
清、陈酿等而制得天然野樱桃果酒。所得果酒最终酒精度
11.9%vol、总糖11.8 g/L、挥发酸0.41 g/L、总二氧化硫
45 mg/L、干浸出物63.1 g/L、铁6.7 mg/L、铜0.22 mg/L等各
项理化指标符合国家相关标准规定。菌落总数和大肠菌
群等微生物指标也符合国家标准规定。果酒呈浅宝石红
色,澄清透明,具有纯正的野樱桃果香和酒香,酒香浓馥
幽郁,风味极佳。
采用HS-SPMEGC-MS技术对天然野樱桃果酒中的挥
发性香气成分分析结果表明,该果酒中共鉴定出52种呈
香化合物,包括酯类、醇类、酸类、苯及其衍生物、萜烯类
和呋喃类。其中,主要香气成分是苯甲酸乙酯31.12%,苯
甲醇14.71%和苯乙醇5.64%。
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