段麗麗，武曉影，湯思憶，楊曉儀，易宇文*，何 蓮，林 丹

（1.四川旅游學(xué)院 食品學(xué)院，四川 成都 610100；2.四川旅游學(xué)院 烹飪科學(xué)四川省高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610100）

酒花（Humulus lupulus Linn.）為大麻科律草屬多年生蔓性草本植物，是啤酒釀造流程中非常重要的原料之一[1-3]。酒花在啤酒釀造中起主要作用的成分是酒花樹脂、酒花油以及多酚物質(zhì)，帶給了啤酒清爽的苦味、芬芳的香味，因此酒花質(zhì)量對(duì)啤酒香氣和口味有極大影響[4-6]。

目前對(duì)于氣味的分析技術(shù)有氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用法、氣相色譜-聞嗅法（gas chromatography-olfactometry，GC-O）、電子鼻（electronic nose，E-nose）。三種分析技術(shù)比較而言，GC-MS分析樣品耗時(shí)較長(zhǎng)；GC-O一般需要經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的專業(yè)人士來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)；E-nose能夠短時(shí)間迅速的分析判別氣味之間的差異，方便快捷[7-9]。電子鼻技術(shù)是一種20世紀(jì)中后期興起的檢測(cè)技術(shù)，屬于無(wú)損檢測(cè)。目前電子鼻檢測(cè)技術(shù)廣泛應(yīng)用于乳類[10-11]、水產(chǎn)品[12-13]、油脂[14-15]、水果[16-17]、畜產(chǎn)品[18-19]等領(lǐng)域。

近年來(lái)，我國(guó)葡萄酒工業(yè)迅速發(fā)展，隨著生活水平的提高，消費(fèi)者對(duì)葡萄酒質(zhì)量的要求也越來(lái)越高[20-21]。為滿足消費(fèi)者對(duì)葡萄酒特色的不斷變化，釀造師希望釀造出有異于傳統(tǒng)葡萄酒香味和滋味的葡萄酒。目前還未見釀造啤酒的酒花用于釀造葡萄酒的相關(guān)報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)旨在將酒花運(yùn)用到葡萄酒釀造中，使葡萄酒本身的滋味更加豐富、氣味更加迷人，開發(fā)出新款葡萄酒，對(duì)酒花釀造葡萄酒的工業(yè)化生產(chǎn)提供一定的參考，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

6種酒花（法格（FGA）、哈拉道（HLA）、捷克薩滋（JKA）、卡斯卡特（KSKTA）、西楚（XCA）、西姆科（XMA））：市售；玫瑰香葡萄：成都金滿堂農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司；安琪活性干酵母、白砂糖：市售；殼聚糖（粒度120目）：深圳天揚(yáng)生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

FOX 4000型電子鼻：法國(guó)Alpha MOS公司；FALLC4N電子天平：常州市衡正電子儀器有限公司；WK2102電磁爐：美的集團(tuán)有限公司；MY-50粉碎機(jī)：廣州市揚(yáng)鷹醫(yī)療器械有限公司；HHS-8S電子恒溫不銹鋼水浴鍋：上海廣地儀器設(shè)備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 酒花葡萄酒釀造的工藝流程及操作要點(diǎn)

操作要點(diǎn)：

酒花溶液的制備：將每種酒花配制成0.5 g/L、0.8 g/L、1.0 g/L和1.3 g/L溶液。取200 mL蒸餾水，將其煮沸2 min（避免水中微生物污染），設(shè)置溫度為100℃，加入配制不同濃度梯度的酒花熬煮4 min后，冷卻至25℃，再進(jìn)行過(guò)濾，去濾渣后得到酒花溶液。

干酵母活化：稱取一定用量的安琪活性干酵母，將其加入無(wú)菌水中，38～43℃水浴活化30 min后冷卻至30℃以下，備用[22]。

葡萄處理：選擇成熟、新鮮、無(wú)腐爛的玫瑰香葡萄，去除異物，清洗干凈，然后去皮取果肉。

主發(fā)酵：將果肉和20%果肉的酒花溶液同時(shí)放入發(fā)酵瓶中，接入1.0%的活化后的酵母溶液，調(diào)整水浴鍋的溫度（20～25℃）。溫度過(guò)高易被雜菌污染，且發(fā)酵速度過(guò)快，影響葡萄酒風(fēng)味；溫度過(guò)低則使酵母生長(zhǎng)不好，延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間。當(dāng)出現(xiàn)皮渣下沉，整罐酒體變渾濁，酒液基本沒(méi)有甜味時(shí)，則發(fā)酵結(jié)束，時(shí)間一般為6～8 d[23-24]，前期為控制樣品的酒精度，應(yīng)該按照要求調(diào)整加糖量，使得樣品的總糖度為22 °Bx。

后發(fā)酵：主發(fā)酵完成后，過(guò)濾去除葡萄酒酒中的雜質(zhì)，進(jìn)行二次發(fā)酵（15℃），當(dāng)酒液變得澄清起來(lái)，則發(fā)酵完成[25]。

澄清、過(guò)濾：后發(fā)酵過(guò)程結(jié)束后，（2±2）℃低溫貯藏168 h左右，有利于酵母的沉降。取出低溫貯藏后的葡萄酒，向其中加入0.05%的殼聚糖澄清，然后用紗布過(guò)濾[26]。

陳釀：澄清過(guò)濾后獲得的酒液在5℃條件下進(jìn)行陳釀3個(gè)月，后放置于陰涼通風(fēng)環(huán)境下進(jìn)行保藏，即制得酒花葡萄酒。

1.3.2 感官評(píng)價(jià)

選取10人的評(píng)價(jià)小組，按照表1的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)酒花葡萄酒的氣味、滋味、色澤及口感進(jìn)行評(píng)價(jià)，滿分100分，結(jié)果取平均分。評(píng)價(jià)基本順序是首先觀察該種樣品的顏色，再利用專業(yè)的方法使鼻子細(xì)細(xì)判斷產(chǎn)品的香味，最后再進(jìn)行滋味及口感評(píng)鑒，小組每次評(píng)價(jià)每一種樣品之前要求漱口再進(jìn)行下一組樣品的評(píng)價(jià)，避免味道在口腔中滯留，從而使得感官評(píng)鑒不準(zhǔn)確。

表1 不同酒花葡萄酒感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table1 Sensory evaluation standards of different hops wine

1.3.3 電子鼻檢測(cè)

（1）樣品前處理

取5 mL酒花葡萄酒盛裝于10 mL頂空瓶中，蓋上瓶蓋，靜置10 min以保證瓶中樣品香氣足夠揮發(fā)并達(dá)到平衡狀態(tài)。然后將電子鼻的進(jìn)樣針插入頂空瓶，同時(shí)插入另一個(gè)可與大氣連通的含有活性炭的裝置，過(guò)濾雜質(zhì)和保持樣品瓶?jī)?nèi)外大氣壓一致，從而確保進(jìn)樣針抽氣后瓶?jī)?nèi)外大氣壓保持不變。

（2）電子鼻檢測(cè)條件

葡萄酒頂空氣體的進(jìn)樣速為0.7 L/min；進(jìn)樣量1 000μL；數(shù)據(jù)采集時(shí)間120 s；數(shù)據(jù)采集延遲240 s；手動(dòng)進(jìn)樣。每個(gè)樣品平行測(cè)試3次。取傳感器在第120 s時(shí)獲得信號(hào)進(jìn)行分析，此時(shí)信號(hào)輸出最為穩(wěn)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同酒花葡萄酒感官評(píng)價(jià)

不同酒花葡萄酒氣味、滋味、色澤、口感評(píng)價(jià)結(jié)果分別見圖1a～1d。

由圖1a可知，在同等釀造以及評(píng)價(jià)條件下，除FGA、KSKTA，0.5 g/L質(zhì)量濃度酒花溶液釀造葡萄酒氣味最佳，感官評(píng)分都較高，而1.3 g/L酒花葡萄酒感官評(píng)分較低（50.0～72.5分）。說(shuō)明酒花溶液的質(zhì)量濃度越高對(duì)葡萄酒發(fā)酵產(chǎn)生的香氣越不利。XCA酒花葡萄酒在質(zhì)量濃度為0.5 g/L時(shí)，感官評(píng)分最高，說(shuō)明在這種質(zhì)量濃度下XCA葡萄酒的氣味最受歡迎。FGA這一組樣品中，氣味較為特殊，1.0 g/L的樣品氣味感官評(píng)分最高，而0.5 g/L時(shí)樣品氣味感官評(píng)分最低（62.0分）。

圖1 不同酒花葡萄酒氣味（a）、滋味（b）、色澤（c）及口感（d）的感官評(píng)價(jià)Fig.1 Sensory evaluation of odor(a),flavour(b),colour(c)and taste(d)of different hops wine

由圖1b可知，隨著酒花質(zhì)量濃度的增加，葡萄酒滋味逐漸下降。在試驗(yàn)樣品中，XMA的酒樣在0.5 g/L時(shí)呈現(xiàn)出最高滋味感官品評(píng)分（86.0分），說(shuō)明其滋味接受度最高；1.3 g/L HLA的滋味感官品評(píng)分最低（52.4分）。

由圖1c可知，當(dāng)酒花質(zhì)量濃度為0.8 g/L的各樣品都展現(xiàn)出較優(yōu)的色澤，相同質(zhì)量濃度不同酒花葡萄酒樣品之間色澤感官評(píng)分相差不大（標(biāo)準(zhǔn)偏差均＜5.5），綜合對(duì)比分析，0.8 g/L FGA葡萄酒呈現(xiàn)出最好的色澤（90.0分），其色澤呈紅寶石色，顏色最清透。

由圖1d可知，隨著酒花質(zhì)量濃度的增大，其口感分值在不斷地下降。0.5 g/L的XMA酒花葡萄酒的口感相比其他酒花葡萄酒要好，其各質(zhì)量濃度的口感感官分值都高于同等情況下的其他酒花葡萄酒（0.5 g/L最高為87.9分，均高于其他最高分；1.3 g/L為最低得分70.2分，均高于其他最低分）。

綜合圖1a～1d可知，0.5 g/L XCA酒花葡萄酒的氣味最受歡迎（92.5分）；0.8 g/L FGA葡萄酒的色澤最佳（90.0分）；0.5 g/L XMA酒花葡萄酒的滋味和口感比較好（86.0分、87.9分）。

2.2 電子鼻雷達(dá)圖分析

電子鼻由18根金屬氧化物傳感器組成，每根傳感器對(duì)一類或幾類物質(zhì)敏感[27]。以不添加任何酒花的葡萄酒作為空白對(duì)照組（KB），采用酒花質(zhì)量濃度為0.5 g/L葡萄酒樣品進(jìn)行電子鼻檢測(cè)，每組樣品檢測(cè)5次，取后3次在120 s的響應(yīng)值作為檢測(cè)值，繪制雷達(dá)圖見圖2。

由圖2可知，傳感器對(duì)不同酒花釀造葡萄酒的揮發(fā)性成分響應(yīng)值不同，這說(shuō)明電子鼻可以區(qū)分不同酒花釀造的葡萄酒。每一個(gè)傳感器對(duì)樣品的響應(yīng)都不盡相同，這說(shuō)明傳感器能夠辨別樣品之間的細(xì)微差異。樣品之間的差別主要表現(xiàn)在LY型傳感器上，在傳感器LY2/LG、LY2/G、LY2/Gh、LY2/gCTI上差異較大；而在其他傳感器差異相對(duì)較小。這說(shuō)明樣品之間的差異主要來(lái)源于這4根傳感器?？梢酝茰y(cè)，這4根傳感器對(duì)酒類香味物質(zhì)比較敏感。另外，圖2中大多數(shù)傳感器的響應(yīng)值也能反應(yīng)出XCA和KB（空白）樣品之間的差異極大。

2.3 化學(xué)計(jì)量學(xué)分析不同酒花葡萄酒

2.3.1 主成分分析

化學(xué)計(jì)量學(xué)是20世紀(jì)70年代瑞典科學(xué)家WOLD提出，它是一門以化學(xué)量測(cè)的基礎(chǔ)理論與方法學(xué)為研究對(duì)象，運(yùn)用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)以及其他相關(guān)學(xué)科的理論和方法，優(yōu)化化學(xué)量測(cè)過(guò)程的學(xué)科?；瘜W(xué)計(jì)量學(xué)常用的方法包括主成分分析（principal component analysis，PCA）、聚類分析（cluster analysis，CA）[28]等常用分析方法。主成分分析是基于降維思想的一種多元統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)分析方法，它通過(guò)一定的變換，在眾多變量中篩選出少量能夠反應(yīng)樣品主要信息，作為樣品之間差異的依據(jù)。

以不添加任何酒花的葡萄酒作為空白對(duì)照組（KB），對(duì)不同酒花葡萄酒電子鼻傳感器的相應(yīng)信號(hào)數(shù)據(jù)做PCA，其結(jié)果見圖3。

圖3 不同酒花葡萄酒電子鼻檢測(cè)主成分分析Fig.3 Principal component analysis of electronic nose detection of different hops wine

由圖3可知，PCA識(shí)別指數(shù)高達(dá)93，PC1的方差貢獻(xiàn)率為91.825%，PC2方差貢獻(xiàn)率為6.516%，兩者之和為98.341%，所占樣品氣味的百分比＞85%，能夠反應(yīng)樣品的主要風(fēng)味輪廓，選取前兩個(gè)PCA是可行。PC1已包含了樣品大量信息，主成分貢獻(xiàn)率越大，則表明主要成分基本可以代表所檢測(cè)數(shù)據(jù)中含有的整體信息。樣品在二維圖中分布區(qū)域，可以清晰區(qū)分出樣品之間的差異。FGA、XCA和KSKTA釀造的葡萄酒在Y軸左側(cè)，而樣品HLA、JKA、KB和XMA分布于Y軸右側(cè)。KB與XCA的差異最大（與雷達(dá)圖一致），說(shuō)明西楚和空白組葡萄酒的氣味差異最大。這可能與XCA酒花在釀造過(guò)程中產(chǎn)生了較多風(fēng)味物質(zhì)有關(guān)，但產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)并不被接受。PC1越大，說(shuō)明PC1的貢獻(xiàn)越大，反映在二維圖中，兩個(gè)樣品即使在橫坐標(biāo)（X軸）的距離很小，其差異也很大；而兩個(gè)樣品在二維圖中即使在縱坐標(biāo)（Y軸）上距離很大，其差異也很小。KB和JKA、XMA和HLA、FGA和KSKTA的差異主要來(lái)源于PC2，而PC2僅對(duì)主成分有6.516%的貢獻(xiàn)，因此三組樣品組內(nèi)差異較小。即KB和JKA相似度高；XMA和HLA相似度高；FGA和KSKTA相似度高。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，KB、JKA樣品組和XMA、HLA樣品組相似度高；FGA、KSKTA樣品組與其次之。6個(gè)樣品與XCA的差異較大。從樣品之間的相似度可以推斷：添加酒花釀造葡萄酒的過(guò)程中，JKA產(chǎn)地的氣味物質(zhì)最少；XMA、HAL產(chǎn)生的氣味物質(zhì)較JKA多；FGA、KSKTA產(chǎn)生的氣味物質(zhì)較XMA和HAL多；XCA產(chǎn)生的氣味物質(zhì)最多。

2.3.2 聚類分析

聚類分析是一種依據(jù)樣品相似程度，進(jìn)行無(wú)監(jiān)督自主學(xué)習(xí)分類的數(shù)據(jù)處理方法，是化學(xué)計(jì)量學(xué)的常用分析方法。電子鼻檢測(cè)結(jié)果的聚類分析結(jié)果見圖4。

圖4 不同酒花葡萄酒電子鼻檢測(cè)聚類分析Fig.4 Cluster analysis of electronic nose detection of different hops wine

由圖4可知，相似度最高的是樣品XMA和HLA，在0.096 62處聚類，相似度高，這與PCA一致；樣品JKA和KB在0.102 28處聚類，相似度高，與PCA一致；XMA、HLA和JKA、KB在0.136 9處聚類，說(shuō)明這四個(gè)樣品相似，這與PCA中這四個(gè)樣品分布在Y軸的右側(cè)且緊鄰一致。樣品FGA和KSKTA在0.226 24處聚類，有一定相似度，且與XMA、HLA和JKA、KB在0.273 07處聚類，說(shuō)明這6個(gè)樣品有相似度，這與PCA一致。6個(gè)樣品與XCA在0.620 05處聚成大類，這與PCA中XCA單獨(dú)分布在Y軸最左側(cè)一致。

3 結(jié)論

采用感官評(píng)價(jià)和電子鼻主成分和聚類分析對(duì)不同酒花釀造葡萄酒進(jìn)行研究，感官評(píng)價(jià)結(jié)果表明，0.5 g/L XCA酒花釀造的葡萄酒氣味酒香味最濃郁，最受歡迎；0.5 g/L XMA酒花葡萄酒的滋味和口感最好，酸澀甜苦口感適宜，敦厚柔潤(rùn)，細(xì)膩柔和，回味無(wú)窮；0.8 g/L FGA酒花葡萄酒的色澤最透明呈寶石紅色，透明度最高，具有良好的光澤度和亮度，泡沫也較為細(xì)膩。酒花質(zhì)量濃度越高，氣味、滋味、色澤和口感的感官評(píng)分越低。

電子鼻檢測(cè)不同酒花釀造葡萄酒的揮發(fā)性物質(zhì)，結(jié)果表明，樣本的差異主要來(lái)源于LY型傳感器。樣品在傳感器LY2/LG、LY2/G、LY2/Gh和LY2/gCTI上差異明顯，其他傳感器差異并不突出，說(shuō)明LY型傳感器對(duì)葡萄酒的氣味物質(zhì)敏感。PCA和CA表明KB和JKA、XMA和HLA、FGA和KSKTA兩兩相似度高；XCA與這6個(gè)樣品差異較大，且與KB差異最明顯。這可能與XCA酒花釀造的葡萄酒的風(fēng)味物質(zhì)較KB樣多有關(guān)。