热风干燥温度对Amarone型柿子酒挥发性芳香物质与品质特征的影响

《LWT》:Effect of drying temperature on the volatile aromatic profile and quality characteristics of Amarone-style persimmon wine

【字体: 时间:2026年03月16日 来源:LWT 6.0

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  为解决Amarone(阿玛罗尼)葡萄酒特有的浓郁香气与复杂性难以在传统柿子酒中实现的问题,研究人员系统探讨了热风干燥预处理对Amarone型柿子酒品质形成的影响机制。研究揭示了干燥温度能有效浓缩糖分、酸度,提升抗氧化活性,并通过调控微生物代谢与美拉德反应,差异化塑造了成品酒的挥发性芳香化合物谱,显著改善了感官接受度,为开发高附加值特色柿子酒产品提供了科学依据。

  
在意大利的瓦坡里切拉地区,一种名为Amarone的干红葡萄酒以其浓郁的风味和复杂的层次感而闻名于世。其独特风味的秘密,很大程度上源于一种名为“Appassimento”的传统风干工艺。采摘后的葡萄并不立即投入发酵,而是置于通风良好的环境中自然风干数月,水分流失约30-50%。这一过程不仅浓缩了糖、酸、多酚等物质,也孕育了丰富的前体化合物,最终成就了Amarone葡萄酒令人着迷的香气。受此启发,研究者们将目光投向了同样在东亚地区有着悠久食用和加工历史的柿子。柿子富含糖分和生物活性物质,但因其可溶性单宁含量高,部分品种鲜食性较差,传统上常通过干燥后食用。这种自然干燥的过程与“Appassimento”有异曲同工之妙,或许能为改善柿子酒香气相对单一的问题提供新思路。然而,传统的自然干燥受环境因素制约大,易受微生物污染,品质不稳定。为了探索可控、高效的工业化途径,并为开发具有复杂香气特征的高品质柿子酒提供理论支持,一项关于热风干燥温度如何影响Amarone风格柿子酒品质的研究应运而生,其成果发表在食品科学领域重要期刊《LWT》上。
本研究主要采用了以下几种关键技术方法:首先,热风干燥预处理:将新鲜柿子切块后,分别在20、30、40、50、60°C下进行热风干燥,直至失重达初始重量的50%。其次,理化与功能性分析:对干燥前后柿子的可溶性固形物、pH、总酸、色泽(CIE Lab)以及总酚(TPC)、总黄酮(TFC)、单宁含量和DPPH自由基清除活性进行测定。再次,挥发性芳香化合物分析:采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)对干燥柿子及最终柿子酒中的挥发性成分进行定性与定量分析。然后,柿子酒酿造与发酵监控:选择代表性干燥样品(30°C和60°C)与未干燥对照组进行发酵,监控发酵时间、酒精生成、pH及酸度变化。最后,感官评价*:由经过培训的品评小组对成品酒的颜色、风味、甜度、酸度和整体喜好度进行7点嗜好性评分。所有实验数据均通过主成分分析(PCA)和方差分析(ANOVA)等统计方法进行处理。
3.1. 干燥过程中柿子的失重与游离糖组成
研究发现,随着干燥温度升高,水分蒸发速率加快,达到50%失重所需时间从20°C的约40小时缩短至60°C的约10小时。葡萄糖和果糖在所有温度下均因水分减少而相对浓缩。值得注意的是,60°C条件下蔗糖含量最高,可能与高温促进了蔗糖磷酸合酶活性有关。
3.2. 不同温度干燥后柿子的理化特性
干燥使柿子水分含量从81.74%降至63.80–67.50%,可溶性固形物从14 °Brix显著增至32.93–34.00 °Brix。随着温度升高,pH值降低(从6.25至4.92),总酸度升高(从0.04%至0.21%)。色泽分析显示,温度升高导致L值(明度)下降,a值(红度)和b*值(黄度)上升,色泽更为鲜艳。
3.3. 不同温度干燥后柿子的理化特性与抗氧化活性
抗氧化活性及相关成分显著受温度影响。总酚含量(TPC)在干燥后增加,20°C时最高。总黄酮含量(TFC)和DPPH自由基清除活性随温度升高而增加,在60°C时达到峰值(45.06%)。总单宁含量也随温度递增,60°C时最高。可溶性单宁含量随温度升高而增加,不溶性单宁则变化不大。这归因于水分散失的浓缩效应、抗坏血酸降解及高温下新酚类物质的形成。
3.4. 不同温度干燥后柿子的挥发性芳香化合物谱
通过GC-MS鉴定出31种挥发性化合物。主成分分析(PCA)将样品清晰地分为三组:未干燥组、低温干燥组(20-30°C)和高温干燥组(40-60°C)。鲜柿中富含C6醛类(如己醛、反-2-己烯醛),呈清新果香,但在干燥过程中,尤其在长时间低温下显著减少。高温干燥(≥40°C)促进了美拉德反应和斯特雷克降解反应,产生了苯甲醛、4-丙基苯甲醛等化合物。20-30°C下,异戊醇、2,3-丁二醇等醇类物质富集,暗示了微生物代谢活动的持续。酯类物质主要在50-60°C下富集,其中水杨酸甲酯在60°C时含量最高,贡献薄荷和青草香。
3.5. 基于干燥温度的柿子酒理化特性
干燥预处理显著加快了发酵速度。对照组需15天完成发酵,而30°C(P30)和60°C(P60)干燥柿子酿造的酒分别仅需9天和7天。最终酒精含量三者接近(11.0-11.6%)。P30和P60酒的总酸度高于对照组。在有机酸组成上,P30的柠檬酸和琥珀酸含量较高。
3.6. 基于干燥温度的柿子酒功能特性
使用干燥柿子酿造的酒,其总酚含量和DPPH自由基清除活性均显著高于对照组。其中,P60酒的DPPH活性最高,达到87.58%,表明其抗氧化潜力最强。
3.7. 柿子酒中的挥发性芳香化合物
在成品酒中共鉴定出22种挥发性化合物。P30酒中乙酸乙酯含量极高,而P60酒则在酯类(如乙酸异戊酯、辛酸乙酯)和高级醇(如异戊醇、苯乙醇)的丰富度上更具优势。火山图分析确定,乙酸乙酯等是P30的特征标志物,而苯乙酸乙酯、乙酸异戊酯等是P60的特征标志物。P60酒表现出更广泛的发酵衍生物挥发性化合物谱。
3.8. 干燥柿子特性与酒参数之间的相关性分析
相关性热图显示,柿子原料的水分含量与酒的多个指标呈负相关趋势,而原料的可溶性固形物、总酸度和酚类物质则与酒的成分和感官评分呈正相关。原料中的挥发性化合物类别与酒中发酵产生的关键酯类等存在潜在关联。
3.9. 感官评价
在颜色、风味、整体喜好度等感官属性上,经过干燥预处理的P30和P60酒的平均得分均高于对照组。P60酒的风味得分最高,与其更复杂的挥发性化合物谱相符。干燥预处理整体上改善了Amarone型柿子酒的感官轮廓。
研究结论与讨论
本研究系统阐明了热风干燥温度对Amarone型柿子酒原料特性及最终产品品质的深刻影响。干燥温度不仅决定了干燥效率,更通过不同的物理化学路径塑造了柿子的成分图谱。低温干燥(20-30°C)因过程较长,保留了更多微生物代谢活动的痕迹,富集了如乙酸乙酯等低气味阈值的风味化合物;而高温干燥(40-60°C)则主要通过美拉德反应、斯特雷克降解等非酶促反应,生成了苯甲醛等化合物,并在后续发酵中为酵母提供了更丰富的前体,从而在酒中形成了更复杂、更浓郁的酯类和高级醇谱。基于抗氧化活性、挥发性化合物组成和加工可行性,研究优选了30°C(P30)和60°C(P60)用于酿酒。两者均能显著缩短发酵周期,提升酒的抗氧化能力。P60在赋予酒体更复杂香气和更高抗氧化活性方面表现突出,是首选的干燥条件;P30则作为注重特定低阈值关键香气成分时的备选方案,但其过高的乙酸乙酯含量需注意感官平衡。
该研究的核心意义在于,它成功地将传统的葡萄酒酿造智慧(Appassimento工艺)与现代可控的食品加工技术(热风干燥)相结合,应用于柿子这一特色水果的深加工。研究不仅证实了可控热风干燥作为柿子酒生产前处理的可行性,更重要的是,揭示了通过精准调控干燥温度这一单一变量,可以定向影响香气化合物的生成路径,从而“设计”最终产品的风味轮廓。这为开发香气层次丰富、品质稳定、具有健康宣称(高抗氧化性)的高附加值柿子酒产品提供了坚实的科学基础和可操作的工艺指导,对于提升柿子产业价值、丰富果酒市场品类具有重要的应用前景。未来研究可朝向生产放大、长期储存稳定性以及更细致的消费者感官分析等方面深入。
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