超高压微射流均质技术对猕猴桃果酒品质的影响

刘丹丹，李昕沂，罗晶晶，王启会，罗静，王海燕

(湖北文理学院 食品科学技术学院 化学工程学院,鄂西北传统发酵食品研究所，湖北 襄阳,441053)

猕猴桃原产地在我国的长江上游，别名奇异果，其口味酸甜，质地柔软，深受消费者喜爱。猕猴桃因富含VC、黄酮类、亚油酸、多酚类等生物活性物质，具有强抗氧化性[1]、防癌抗癌性[2]以及防衰老等药理作用[3]。但是猕猴桃易腐烂、不易贮存，而使用单一的加工方式将猕猴桃制作成蜜饯和果酱等仍不足以解决猕猴桃过剩的问题[4]。除去以上2种加工方式，还可将猕猴桃制作成果酒。张鑫等[5]以猕猴桃为原料，对猕猴桃果酒进行了研究，经过酒精发酵酿制，形成一种具有怡人香气、口感独特、富含营养的猕猴桃果酒[6-7]。为了增加猕猴桃果酒的口感，改善酒体色泽，减少猕猴桃本身存在的缺陷气味，对猕猴桃果酒的均质是必不可少的。超高压微射流均质技术是一种非热加工技术，用于减小液体物料中的颗粒粒径等[8]。液体物料在微射流这种特殊形式的超高压均质下被分成2股或多股细流，然后进行Y型垂直撞击，最后产生巨大的压力降，经分流、强烈撞击、振荡、瞬间释放压力等动力作用对液体物料产生较好的超细化效果[8-9]。酿造果酒过程中，超高压微射流不仅能减少杂菌的污染[10-11]，还能更好的保存果酒原有的风味品质和营养成分。超高压微射流均质技术可改善果汁和药汁的品质和质量，如赵光远等[8]在石榴汁、刘梦培等[12]在铁棍山药汁上的应用。本研究对5种超高压微射流压力0、30、60、90、120 MPa处理下的猕猴桃果酒样品的品质进行检测，以期为选择超高压微射流技术处理猕猴桃果酒提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

猕猴桃、白砂糖，市售；95%(体积分数)乙醇溶液、偏重亚硫酸钾、碳酸钠，国药集团化学试剂有限公司；柠檬酸，河南千志商贸有限公司；高活性葡萄酒果酒干酵母，安琪酵母股份有限公司；果胶酶(50 000 U/g)，和氏壁生物技术有限公司。

1.2 仪器与设备

Ah-2010超高压微射流均质机，安拓思纳米技术(苏州)有限公司；YP5002电子天平，上海佑科仪器仪表有限公司；W2S糖度仪，上海仪电物理光学仪器有限公司；SA402B电子舌，配备6个测试传感器(CA0、C00、AE1、CT0、AAE、GL1)及2个参比电极，日本Insent公司；UltraScan PRO色度仪，美国HunterLab公司；HSS 32电子鼻，德国AIRSENSE公司；CR21 N高速冷冻离心机，日本经营电子电气公司。

1.3 实验方法

1.3.1 猕猴桃果酒的制备

工艺流程：将蒸馏水清洗过的野生猕猴桃带皮破碎于发酵桶中，添加偏重亚硫酸钾(0.1 g/L)；用少量水溶解0.08 g/L果胶酶，加入发酵桶中；用柠檬酸调节pH值至3.5～4.0，调整糖度为22 °Bx；接种酵母；分装，每罐装600 mL；控制发酵(22 ℃，7 d)；酒渣分离；成分调整；后发酵(18 ℃，15～20 d)；陈酿；澄清；过滤；离心(8 000 r/min，10 min，4 ℃)；紫外灯对样品瓶杀菌15 min；装瓶。收集处理后的样品放于4 ℃冰箱中，备用[13]。

1.3.2 超高压微射流技术处理

利用超高压微射流均质机，在不同均质压力0、30、60、90、120 MPa条件下，处理酿造完成的猕猴桃果酒各1次，每个压力下处理500 mL样品，每个样品平行测定3次[12]。

1.4 指标及测定方法

1.4.1 色度

取不同压力处理下的猕猴桃果酒样品，用色度仪测定其色度。色度学中颜色空间包含L*、a*、b*等[14]，其用来计算一般物体的色差。

1.4.2 电子鼻

准确量取每种压力下的猕猴桃果酒样品15 mL于50 mL的电子鼻样品瓶中，并封口，测样前需在室温放置10 min，用电子鼻探头顶空插入样品瓶中进行测样[15]。电子鼻的10个金属传感器分别对不同压力处理下的猕猴桃果酒中的不同敏感物质进行测定，取49、50、51 s 3个时间点处的平均响应值作为测定数据[16]。

1.4.3 电子舌

电子舌传感器的活化：分别加入200 μL内部液(饱和氯化银+3.3 mmol/L KCl)于各个测定传感器中，并置于基准液(30 mmol/L KCl+0.3 mmol/L酒石酸)中，将其活化24 h备用。将内部液加入2个参比电极中，使内部液与液面距离玻璃管顶部的直距大约为5 mm，之后将参比电极置于3.3 mmol/L KCl溶液中活化24 h备用[17-18]。在不同压力处理下的猕猴桃果酒样品中分别准确量取30 mL，用蒸馏水稀释至90 mL，混匀。将稀释后的溶液取80 mL分装于电子舌样品杯中待测。

1.5 数据处理

采用聚类分析、主成分分析(principal component analysis，PCA)和显著性分析对5种不同超高压微射流压力下的猕猴桃果酒的色度、风味和滋味物质进行分析。采用Origin 2017软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 不同处理压力对猕猴桃果酒色度的影响

猕猴桃呈现绿色主要是由于花色苷，均质压力越大，粒径越小，超高压压力到达一定高度时，花色苷基本达到溶解平衡状态，若增加压力会释放出其他杂质[19]。超高压微射流均质能导致猕猴桃果酒样品间出现色泽上的差异，不同均质压力对猕猴桃果酒样品色泽的品质有着不同影响，如表1所示。

表1 不同处理压力对猕猴桃果酒色度的影响Table 1 Effect of different pressure on chromaticity of kiwifruit wine

由表1可知，与对照组相比，60、90 MPa处理的试样L*值(明暗度)明显下降。60、90 MPa处理的试样a*值(红绿色)与对照组相比明显升高(P<0.05)。在60、90 MPa均质压力下，果酒整体较暗较红[9]。随着均质压力增大，样品色度b*值(黄蓝色)与对照组相比均有明显差异(P<0.05)，样品颜色越来越黄。总色差ΔE随均质压力的增加，试样组色差越来越大，但在120 MPa下，色差下降明显，这可能是因为均质压力增大，温度升高，细胞的破碎程度增大，导致花色苷的溶出[19-20]。

2.2 不同处理压力对猕猴桃果酒气味的影响

使用电子鼻技术对不同超高压微射流均质压力下的猕猴桃果酒样品进行测定，结果如表2所示。

表2 不同处理压力对猕猴桃果酒气味的影响Table 2 Effect of different pressure on the odor of kiwifruit wine

由表2可得，传感器W1C(对芳香类物质灵敏)、W3C(对芳香类物质灵敏)、W1S(对甲烷类灵敏)在经过不同均质压力处理后没有明显差异，保留了猕猴桃果酒原有的芳香气味，但甲烷类物质并未除去。与对照组相比，5个气味传感器W6S(对氢气有选择性)、W1W(对有机硫化物、萜类物质灵敏)、W2S(对乙醇灵敏)、W2W(对有机硫化物灵敏)、W3S(对烷烃类物质灵敏)的响应值偏低，表明超高压微射流处理减少了这些缺陷型气味物质的含量。由上述可知，超高压微射流处理能够在保留猕猴桃果酒原有香气的同时有效地减少W6S、W1W、W2S、W2W、W3S这些缺陷型气味的含量。

2.3 不同处理压力对猕猴桃果酒滋味的影响

通过使用SA402B电子舌系统对不同均质压力处理的猕猴桃果酒进行数字化评价，电子舌对猕猴桃果酒雷达分析如图1所示。

图1 不同处理压力对猕猴桃果酒滋味的影响Fig.1 The influence of different treatment pressure on the taste of kiwifruit wine

如图1不同处理压力下传感器酸味、苦味、涩味、咸味、丰味(鲜的回味)、后味A(涩的回味)、后味B(苦的回味)、鲜味对猕猴桃果酒响应信号的强度所示，最大压力120 MPa处理的猕猴桃果酒鲜味显著高于对照组(P<0.05)，其余7种滋味指标数值均无显著差异。

2.4 不同处理压力对猕猴桃果酒的主成分分析

2.4.1 不同处理压力猕猴桃果酒因子载荷图

不同处理压力下的猕猴桃果酒中PC1、PC2构成的因子载荷图如图2所示。

图2 不同压力处理的猕猴桃果酒因子载荷图Fig.2 Factor loading diagrams of kiwifruit wine with different pressure

与主成分有着密切相关的主要原变量可以通过因子载荷图来确定[21]，由图2可知，PC1由W5S、W6S、W1S、W1W、W2S、W2W、W3S等7种气味指标，色度指标a*、b*、L*以及3种滋味指标酸味、咸味、后味B构成，其方差贡献率为47.26%。PC2是由鲜味、苦味、丰味、涩味、后味A等5种滋味指标以及3种气味指标W1C、W3C、W5C构成，其方差贡献率为24.50%。

2.4.2 不同处理压力猕猴桃果酒因子得分图

猕猴桃果酒滋味品质的PC1和PC2因子得分图如图3所示。

图3 不同压力处理的猕猴桃果酒因子得分图Fig.3 Factor score map of kiwifruit wine with different pressure

如图3所示，将不同压力下均质猕猴桃果酒的PC1和PC2作为X轴和Y轴，在二维坐标系内绘制主成分因子散点图。隶属于对照组的猕猴桃果酒样品集中在第一象限，90和120 MPa均质压力下的猕猴桃果酒样品集中在第二象限，30和60 MPa均质压力下的猕猴桃果酒样品则集中在X轴下方。均质过的猕猴桃果酒组呈现明显的聚类趋势，表明超高压微射流均质过程对猕猴桃果酒品质有明显影响。结合图2的因子载荷图来看，超高压均质处理的猕猴桃果酒色度指标b*值上升，使酒体更金黄，色度指标a*值均质压力在60和90 MPa下时数值增加，酒体颜色偏红。传感器W6S、W1W、W2S、W2W、W3S这些缺陷型气味指标响应值呈下降趋势。120 MPa均质压力下猕猴桃果酒的鲜味指标数值增加，酒体鲜味增加。

2.5 不同处理压力下猕猴桃果酒的聚类分析

结合多元统计学，其中聚类分析可结合一批样品的性质亲疏进行分类[22]。不同超高压微射流均质压力的猕猴桃果酒聚类分析结果如图4所示。

图4 不同压力处理的猕猴桃果酒聚类图Fig.4 Cluster diagram of kiwifruit wine different pressure

在平均距离为35时，猕猴桃果酒样品被分为2个聚类，一类为经超高压微射流处理过的猕猴桃果酒样品，另一类是未经超高压微射流处理过的猕猴桃果酒样品。聚类结果表明，经超高压微射流处理的猕猴桃果酒样品之间层次关系明显，随着压力的增加依次相关联，不同聚类之间的猕猴桃果酒品质存在明显差异(P<0.05)。超高压微射流处理对猕猴桃果酒的品质有着显著影响，能提高酒体色泽，增加猕猴桃果酒鲜味，降低缺陷型气味的含量。

3 结论

超高压微射流技术是一种非热加工技术。使用超高压微射流处理猕猴桃果酒，对其品质有着显著的影响。研究发现，猕猴桃果酒在超高压微射流处理下能够提高b*值，酒体颜色偏金黄，60和90 MPa均质压力下的猕猴桃果酒色度指标a*值增加，使得酒体颜色偏红；从风味上讲，猕猴桃果酒经超高压均质可以有效减少缺陷型气味；从滋味上讲，120 MPa均质压力下的猕猴桃果酒鲜味增加。综上所述，超高压微射流均质可改善猕猴桃果酒的品质。