酵母菌株对桑椹酒挥发性香气成分的影响研究-文献传递-植物通论文库

摘要：选用6种不同酵母发酵桑椹酒,采用顶空固相微萃取和GC-MS联用分析研究其对桑椹酒香气成分的影响。结果表明,共检测出约80种挥发性化合物,其中酯类33种,醇类20种,酸类7种,醛类6种,酮类3种,其他9种;不同酵母菌株产生的香气成分在组分上无差别,但在种类和含量上有所差别;感官品评分析结果与各酒样的香气组分含量存在一定的差异性。

全文：酿酒科技 2013 年第 8 期（总第 230 期）·LIQUOR－MAKING SCIENCE ＆ TECHNOLOGY 2013 No．8(Tol．230)
收稿日期：2012－12－31
作者简介：孙玉霞（1973-），女，山东人，硕士，现主要从事葡萄酒、果酒酿造及风味物质研究，发表论文数篇。
通讯作者：王咏梅，wangym228@126.com。
优先数字出版时间：2013-03-15；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20130315.0900.002.html。
酵母菌株对桑椹酒挥发性香气成分的影响研究
孙玉霞，史红梅，蒋锡龙，魏彦锋，王咏梅，杨立英
（山东省酿酒葡萄科学研究所，山东济南 250100）
摘要：选用 6种不同酵母发酵桑椹酒，采用顶空固相微萃取和 GC-MS联用分析研究其对桑椹酒香气成分的影
响。结果表明，共检测出约 80种挥发性化合物，其中酯类 33种，醇类 20种，酸类 7种，醛类 6种，酮类 3种，其他 9
种；不同酵母菌株产生的香气成分在组分上无差别，但在种类和含量上有所差别；感官品评分析结果与各酒样的香
气组分含量存在一定的差异性。
关键词：酵母；桑椹酒；香气；气质联用
中图分类号：TS262.7；TS261.1；TS261.4；TS261.7；O657.63 文献标识码：A 文章编号：1001－9286（2013）08－0028－05
Investigation on the Effects of the Fermentation by Different Yeast
Strains on Volatile Flavoring Components of Mulberry Wine
SUN Yuxia, SHI Hongmei, JIANG Xilong, WEI Yanfeng, WANG Yongmei and YANG Liying
(Shandong Brewing Grape Science Research Institute, Jinan, Shandong 250100, China)
Abstract：Six kinds of different yeast strains were used respectively for the fermentation of mulberry wine and their effects on flavoring compo-
nents of the produced mulberry wine were investigated by SPME coupled with GC-MS. There were about 80 kinds of volatile compounds de-
tected in the produced wine including 33 esters, 20 alcohols, 7 acids, 6 aldehydes, and 9 other compounds. There was no difference in the compo-
sition of flavoring components in wine fermented by different yeast strain but some difference in the varieties and the content of flavoring compo-
nents. In addition, there existed certain difference between sensory evaluation results and the measurement results of flavoring components
content.
Key words: yeast; mulberry wine; aroma; GC-MS
桑椹（mulberry），又名桑椹子、桑果、桑子，是桑科桑
属植物的果实。原产于我国,除青藏高原外,全国各地均
有栽培[1]。桑椹酸甜多汁、营养丰富并含有多种功能性成
分[2]，具有极高的药用价值。但由于桑椹易腐烂，极不耐
贮藏，常用于开发一些果汁饮料、果粒酸奶和桑椹果酒等
产品。桑椹果酒因其能及时大量消化桑椹果，且含有桑椹
中几乎所有的营养成分，并且风味独特，因此具有广阔的
市场前景。
在果酒的发酵过程中，酵母的性状直接影响到所酿
酒的色泽、香气和口感，而香气是评价果酒品质的一个重
要指标，它是在酵母酒精发酵和陈酿的过程中产生，由醇
类、酯类、醛类等上百种挥发性成分组成。大量研究发现
不同酵母代谢的香气成分会有所差异，如 Lema C[3]等研
究表明酵母是影响葡萄酒香气成分的重要因素；Shu
Yang Sun[4]等研究了 6 种酵母对樱桃果酒挥发性化合物
和酚类物质的影响。
本次试验采用顶空固相微萃取（SPME）和气质联用
分析测定了 6种商品酵母发酵的桑椹果酒挥发性香气成
分，研究了不同酵母产生香气成分间的差异，以期为桑椹
发酵酒生产中酵母的选用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料及试剂
桑椹：品种为果桑 098，采自山东省潍坊市大盛镇。
酵母：D254、EC1118、D21、K1、DV10 和 BM4×4 购
自法国 Lallemand 公司。
亚硫酸、氯化钠等均为分析纯，2-辛醇购自 sigma 公
司。
1.2 桑椹酒样的制备
称取 6 份 1000 g 桑椹破碎后装入 2 L 广口瓶中，
每份桑椹中加入蔗糖使其糖度为 200 g/L，加入亚硫酸
40 mg/L，后再加入活化酵母 25 mg/L，于 18～20℃下发
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DOI:10.13746/j.njkj.2013.08.048
酵。主发酵进行大约 7 d，然后用 4层纱布过滤除掉桑椹
渣，将过滤好的酒样装入 1 L试剂瓶中进行后发酵。待发
酵完全后，酒样经澄清、过滤，装入 750 mL 瓶中压塞贮
存待分析。
1.3 SPME条件
取 8 mL桑椹酒样放入 15 mL样品萃取瓶中，加入
1.5 g 氯化钠、5 μL 的 0.819 g/L 2-辛醇（内标）及磁力转
子置于固相微萃取工作台上 45℃预热 10 min；将固相
微萃取器的萃取头 50/30 μm DVB/CAR/PDMS (Supelco,
USA) 通过瓶盖聚四氟乙烯隔垫插入样品萃取瓶的顶
空，推出吸附头使其暴露于萃取瓶顶空蒸汽中进行萃取，
萃取时间 50 min，萃取温度 45℃。当样品萃取平衡后，
缩回纤维头，迅速将针管插入气相色谱仪的进样口，推出
纤维头热解析 10 min，同时启动气相色谱仪采集数据。
1.4 GC-MS分析
GC-MS 分析采用的是 GC-2010/QP 2010 Plus 气相
色谱-质谱联用仪(Shimadzu 公司,日本)。色谱柱：Stabil-
wax-DA毛细管柱 (30 m × 0.32 mm×0.25 μm，Restek 公
司，美国）；升温程序：30℃保持 1 min，以 6℃/m in 升至
100℃，以 3℃/min 升温至 200℃，以 10℃/min 升温至
210 ℃，保持 3 min；进样器温度 250 ℃；检测器温度
250℃，无分流进样。
质谱条件：电子轰击(EI)离子源；电子能量 70 eV；离
子源温度 200 ℃；全扫描模式，质量扫描范围：30～400
amu。通过计算机检索与 NIST08 和 WILEY7 质谱库提
供的标准质谱图对照进行确认。
1.5 感官品评分析
由 5名国家一级、二级品酒师组成品评小组，对 6 种
酵母发酵的桑椹酒酒样进行感官品评分析，香气和口感
通过以下 12 个方面描述：浆果香气、醇香、青草香、香辛
料、皮革、酸味、苦味、甜味、涩感、平衡性、酒体、总体印
象，根据定量描述分析结果绘制蛛网图。
2 结果与分析
采用 SPME-GC/MS 联机方法分析 6 种酵母发酵的
桑椹酒的挥发性香气成分，定性出 77 种化合物，其中酯
类 33 种，醇类 20 种，酸类 7 种，醛类 6 种，酮类 3 种，其
他 9种，见表 1。

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2.1 酯类物质酯类物质是酒中一类重要的呈香物质，大部分中性

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酯（乙酸乙酯、乳酸乙酯等）是由酵母菌和细菌活动产生
的生化酯类，少部分酸性酯类是在陈酿过程中经过很长
时间且非常缓慢的酯化作用而形成的，可能只有 1/10 的
酸处于酯化状态[5]。在本次检测酒样中，有 33 种酯类被
检测出来，主要是中性酯，其中有 20 种酯类在 6 个酒样
中都被检测出来。含量最高为辛酸乙酯，在每个检测样品
中的含量都超过 3000 μg/L；其次是乙酸乙酯，含量在
1800～3000 μg/L；再次是己酸乙酯，含量在 1000 μg/L左
右，这些物质都具有水果香气。乙酸异戊酯的含量也比较
高，但不同酵母表现的差异性比较大，如 D254、K1 中含
有 2000 μg/L，而其他 4种酵母生产量都少于 500 μg/L，
可以看出不同酵母代谢产生的物质是有差别的。癸酸乙
酯的含量也比较高，在样品中为 550～1000 μg/L。从检
测结果可以看出，桑椹酒中酯的种类比较丰富，主要赋
予桑椹酒丰富的浆果香气，每种酵母代谢产生的物质大
部分相同，但浓度上有所差异，如 RC212 酵母代谢产生
的乙酸乙酯的含量比其他几种酵母的含量高 700～
1000 μg/L，而且其他 5 种酵母的乙酸乙酯的含量相差不
大；再比如 D254、K1中的乙酸异戊酯的含量是其他几种
酵母的 6～7倍。由此可以看出，不同酵母代谢产生的酯
类物质有所差异，酒的香气也会有所差异。
2.2 醇类物质
醇类物质大部分是酵母发酵的副产物，也有一部分
来自于氨基酸的去碳酸基和去氨基反应，少部分来自于
酵母代谢去掉相应的醛基[6]。醇类物质中碳原子数大于 2
的脂肪族醇类统称为高级醇，它们可在很低的浓度下产
生玫瑰香味，是酒中重要的呈香物质之一。在 6个检测样
品中，都检测出来的醇有 14 种，其中含量比较高的有正
丙醇、异丁醇、异戊醇、苯乙醇、十二醇，都大于 100 μg/L。
其中异戊醇的含量最高，在每个酒样中其含量都超过
1000 μg/L；含量比较高的还有异丁醇、正丙醇、苯乙醇、
十二醇在 100～2000 μg/L； K1、RC212 这两种酵母中的
异丁醇检测含量比较高，分别是 1576.707 μg/L、
1930.013 μg/L；另外，异戊醇在各个检测样中除乙醇外的
醇类物质里含量最高，它赋予桑椹酒苦杏仁味，其中 K1
酵母发酵产生的异戊醇含量最高，达 5669.201 μg/L。
2.3 酸类物质
酸类物质中，除了少部分有机酸来自于桑椹果，大部
分来自于发酵的副产物。在由 6种不同酵母发酵产生的
桑椹酒样中，有 7 种酸类物质被检测出，其中乙酸、异丁
酸、异戊酸、辛酸、癸酸在每个酒样中都有测出，并以乙酸
含量最高。乙酸是果酒酿造过程中主要的挥发酸，它是由
酵母菌、乳酸菌以及醋酸菌代谢生成。除了乙酸外，辛酸
的含量也比较高，检测样品含量为 170～330 μg/L，这与
辛酸乙酯含量比较高也相吻合，而且从两组数据中也能
看出相关性。其他几种酸的含量比较低，都小于 50 μg/L。
2.4 酮类和醛类物质
羰基化合物主要是酮和醛，大多是微生物活动的产
物。在检测样品中乙醛的含量比较高，在 580～850 μg/L
之间，是桑椹酒中含量最高的醛类物质。乙醛含量超过
阈值水平时会产生不良气味，但与其他的氧化物结合
时，它会增强酒的发酵香气。其他醛类物质的含量大都
小于 50 μg/L，但壬醛、2-辛酮等物质大多具有花香、果
香，糠醛会给酒赋予焦糖的香气，这些都是桑椹酒香气的
重要组成部分。
2.5 不同酵母发酵桑椹酒香气组分的差异
在桑椹酒发酵过程中，不同菌种代谢的挥发性香气
成分在种类和含量有共同特点，也有差异，如这 6 种酵
母代谢产生的乙酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、己酸乙
酯、乙酸异戊酯、苯乙醇、异丁醇、异戊醇含量都比较高，
而每一种酵母对一些成分的代谢含量有所差异，如
RC212 酵母代谢的乙酸乙酯和异丁醇含量比较高，分别
为 2977.276 μg/L和 1930.013 μg/L，K1 酵母发酵代谢的
异丁醇和异戊醇含量都比较高，分别为 1576.707 μg/L和
5669.201 μg/L，DV10和 EC1118代谢产生的正丙醇比较
高，分别为 1005.997 μg/L 和 1055.058 μg/L，K1 和 RC
212 代谢产生的异戊醇能力比较强，含量分别为
5669.201 μg/L和 5023.648 μg/L。可见，不同菌种对桑椹
酒的香气特点影响差异比较大。 6 种酵母桑椹发酵酒中
各类挥发性化合物含量的比较结果见图 1。
另外，由图 1可以看出，采用 SPME-GC-MS检测出
6 种酵母发酵的桑椹酒挥发性香气成分组成都是以酯类
和醇类为主体，酸类、醛类和其他杂环类物质含量较低，
酮类物质含量最少，但各组成之间含量差异较大，如酯类
含量从高到低依次为 D254、K1、RC212、D21、EC1118、
DV10；醇类物质含量从高到低依次为 K1、RC212、
DV10、EC1118、D254、D21。按各类化合物总量计从高到
低依次为 K1、RC212、D254、DV10、EC1118、D21。
图 1 6种酵母桑椹发酵酒中各类挥发性化合物含量的比较
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图 2 6种桑椹酒感官特征分析图
2.6 6种酵母发酵桑椹酒的感官分析结果
6种桑椹酒的感官定量描述分析结果见图 2。 6种酵
母发酵的桑椹酒的典型香气各有不同，如由 D21 发酵的
桑椹酒表现出浓郁的浆果香气、醇香和青草香气；DV10
的香气也以醇香和青草香气为主；D254 表现出较浓郁的
香辛料香气；而 K1 的香气则以皮革味为主。在口感方
面，D21的酸感明显，D254的口感突出，各酒样的涩感差
异不是很大。就总体而言，D21 酒体完整性和平衡性较
好，DV10和 D254次之，K1分值最低。
3 讨论
在本次研究检测出的挥发性成分中，有 50 种是 6 种
酵母发酵的桑椹酒中均有检出，含量比较高的是乙酸乙
酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、己酸乙酯、乙酸异戊酯、正丙醇、
苯乙醇、异丁醇、异戊醇等，这些成分可能来自于原料本
身，也可能来自酿酒酵母的共同发酵途径，它们有相当一
部分在樱桃酒或菠萝酒中也有检测出，如异戊醇、2，3-丁
二醇、苯乙醇、乙酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、丁二酸二
乙酯等[7-8]。在史清龙对发酵型桑椹酒的研究中，主要的
香气成分是 3-甲基-1-丁醇、2，3-丁二醇、3-甲基丁酸乙
酯、苯乙醇等 [9]，这与本研究有一些差异，可能一方面是
由于所选用的桑椹品种不同，另一方面是前处理方法不
同造成的。同时本研究也发现，有几种成分是仅在 1种酵
母发酵的酒样中没有检出，如 4-辛烯酸乙酯仅在
EC1118 中没有检出、6-壬烯-1-醇仅在 D21 中没有检
出、肉桂酸乙酯仅在 K1 中没有检出、正丁醇在 DV1O中
未检出。但本研究未发现某一种酵母独有的发酵产物。
感官品评结果与 6种桑椹酒的挥发性香气物质含量
的分析结果存在一些差异性。这是由于人体对某种成分
的感知阈值受很多因素影响，如环境因素、个体差异及其
他挥发性化合物的存在等 [10]；另一方面某些化合物含量
的高低并不是与人体感知的愉悦程度呈正相关性。比如
高级醇的含量低于 300 mg/L 时对酒的感官品质有积极
作用，而过高则会降低品质[11]。
酵母是影响桑椹酒香气的重要因素，由于现在的活
性干酵母都是为葡萄酒的酿造选育出的，因此在生产中
要先进行小规模试验，根据仪器分析和感官品评的结果，
综合分析选择出适宜桑椹果酒发酵的酵母。另外，本课题
组也将在今后的试验中，研究自然发酵和从果实、果园土
壤中筛选野生酵母对果酒品质的影响，从而选择出最适
宜桑椹酒发酵的酵母。
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酵母菌株对桑椹酒挥发性香气成分的影响研究

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