崔媛媛，张祯，李熠，李霁昕，陈永浩，张煜，把灵珍，蒋玉梅*

1(甘肃农业大学 食品科学与工程学院，甘肃省葡萄与葡萄酒工程学重点实验室，甘肃省葡萄与葡萄酒产业技术中心，甘肃 兰州，730070)2(中国农业科学院农产品加工研究所，北京，100093)

蜂蜜酒是由蜂蜜加水稀释、调整成分后经酵母发酵而成的一种酒精饮料[1]。由于蜂蜜香气半衰期短，陈酿后蜂蜜酒香气不足，感官品质不能满足消费者需求，一般通过添加香料或果、蔬汁改善蜂蜜酒的色泽、香气和口感[2]。沙棘果实含有丰富的维生素、类胡萝卜素、矿物质、黄酮等营养活性物质，是一种药食同源的食品加工原料[3]。沙棘原浆与油菜蜜按一定比例复配后进行发酵，既可改善蜂蜜酒香气寡淡、酸度低、酒体弱的缺陷，又可解决沙棘原浆直接发酵时糖分不足、酸度高、口感酸涩的问题。

随着消费者对饮料健康性关注度的增加，低醇发酵饮料的市场需求不断扩大。低醇发酵饮料酒精含量低，陈酿和贮存过程容易滋长微生物，导致产品品质下降或酸败。二氧化硫是果酒生产常用的抑菌、抗氧化剂，但易引发过敏，影响人体健康。超高压(high hydrostatic pressure，HHP)作为一种食品非热加工新技术，在常温或低温下利用100 MPa以上的压力，通过水或其他介质传递高压给样品，改变微生物的细胞形态、细胞壁的生物聚合物和非共价键，抑制酶活性并杀灭细菌和其他微生物[4]，在食品抑菌、酒类催陈、活性物质提取等领域有较多的研究和应用。

研究以沙棘原浆和油菜蜜为原料，通过发酵、加硫或HHP处理制备低醇沙棘蜂蜜酒，以完成发酵样品为对照，分析加硫和HHP处理对沙棘蜂蜜酒理化、色泽和香气品质的影响，探讨HHP技术在低醇沙棘蜂蜜酒制备中的应用优势，以期为蜂蜜酒新产品研发和产业发展提供科学数据参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 酿酒原料

沙棘原浆[还原糖含量(68.5±0.41) g/L，pH (2.84±0.01)]，甘肃陇源红生物科技有限公司；油菜蜜[还原糖含量(751.00±41) g/L]，采自四川成都平原；酵母[商业酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)Aroma White]，意大利Enartis公司。

1.1.2 仪器与设备

Thermo Scientific 265079 GC-MS，DB-WAX色谱柱(60 m×2.5 mm，0.25 μm)，美国Thermo Scientific公司；固相微萃取头，DVB/CAR/PDMS(50/30 μm)，美国Surpelco公司。

1.2 试验方法

1.2.1 低醇沙棘蜂蜜酒酿造工艺流程

低醇沙棘蜂蜜酒酿造工艺如下：

油菜蜜→加水稀释→灭菌→复配沙棘原浆→添加酵母→发酵→澄清处理→加硫或HHP处理→装瓶→低醇沙棘蜂蜜酒

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 发酵醪制备

油菜蜜加水稀释，搅拌均匀，80 ℃水浴20 min灭菌，降至室温，添加沙棘原浆[V(沙棘原浆)∶V(蜂蜜)∶V(水)=1∶2.8∶15.2]。可溶固形物含量(18.4±0.0)°Brix，pH值3.52±0.01，总酸含量(4.59±0.05)g/L(以酒石酸含量计)。

1.2.2.2 酵母的添加

酿酒酵母于(38±0.1)℃活化30 min，加入发酵醪，添加量为300 mg/L。

1.2.2.3 酒精发酵

(25±2)℃发酵，每24 h测定酒精度，酒精度达到6 %vol，终止发酵。

1.2.2.4 澄清处理

添加复合澄清剂1.2 g/L[V(2%壳聚糖溶液)∶V(2%明胶溶液)=2∶1]，40 ℃处理50 min，室温静置12 h，在4 000 r/min离心、过滤。制得对照样和试验酒样。

1.2.2.5 抑菌处理

加硫处理：添加60 mg/L的SO2抑菌(以亚硫酸计)；4 ℃贮存1周后，分析检测；

HHP处理：参照课题组前期试验确定的最优超高压条件，于25 ℃，200～400 MPa变压处理18 min(高压时间∶低压时间=2∶1)；4 ℃贮存1周后，分析检测。

参照GB 4789.2—2016测定酒样菌落总数<50 CFU/mL，符合QB/T 5476—2020对果酒的品质和卫生要求，进而对酒样进行品质分析。

1.2.3 指标测定

1.2.3.1 理化指标测定

可溶性固形物、总酸、pH、酒精度参照GB/T 15038—2006测定。

1.2.3.2 CIELAB颜色参数测定

参照李宁宁等[5]的方法，紫外-可见分光光度计，以蒸馏水为参比，使用2 mm光程比色皿测定，扫描范围为400～700 nm，扫描间隔为1 nm。计算CIELAB颜色参数L*(亮度)、a*(红/绿色度)、b*(黄/蓝色度)、色度、色调。

1.2.3.3 香气成分分析

参照鲁榕榕等[6]的方法并略有改动。

富集萃取：准确吸取6 mL样品于20 mL顶空瓶中，分别加入10 μL的(2-辛醇82.92 μg/L)、1-辛烯-3-酮(82.92 μg/L)、3-羟基己酸乙酯(248.76 μg/L)为内标，1 g NaCl，密封，40 ℃恒温30 min，插入固相微萃取头，磁力搅拌下萃取30 min，于GC进样口230 ℃下解析10 min，GC-MS分析。

GC条件：进样口温度230 ℃；不分流进样，50 ℃保持10 min，以3.0 ℃/min升至180 ℃，保持 6 min；载气(He)；流速1 mL/min。

MS条件：电子轰击离子源；电子能量70 eV；连接杆温度180 ℃；离子源温度250 ℃；质谱扫描范围m/z50～350。

定性：NIST谱库检索，结合相对保留指数(retention index，RI)定性。RI根据组分保留时间以及正构烷烃(C6～C21)在相同色谱条件下的保留时间计算，同时与NIST、Wiley质谱库的相对保留指数对比，差值绝对值小于100的组分可定性为该化合物。

定量：混合内标半定量，香气成分含量、香气成活性值(odor activity value,OAV)计算如公式(1)、公式(2)所示：

香气成分含量/(μg·L-1)

(1)

(2)

1.3 数据处理

Microsoft Excel 2019统计，SPSS Statistics 25.0显著性分析(Duncan法，P<0.05)，Origin 2018绘图，Metabo Analyst 5.0主成分分析(principal component analysis, PCA)和偏最小二乘法(partial least squares-discriiminate analysis,PLS-DA)进行判别分析。

2 结果与分析

2.1 加硫和HHP处理对沙棘蜂蜜酒可溶性固形物、pH、总酸的影响

酒样pH值、总酸含量和可溶性固形物含量比较可知(表1)，可溶性固形物含量没有显著性变化(P>0.05)；HHP处理酒样pH值、总酸含量与对照酒样差异不显著(P>0.05)，加硫处理酒样pH值显著降低、总酸含量显著增大(P<0.05)，可能是由于加硫处理添加的偏重亚硫酸钠，水溶液呈酸性，酒样总酸含量增加，pH值降低[7]。HHP处理对样品的糖酸含量影响较小，这与于佳琦等[8]的研究一致，优于加硫处理酒样。

表1 沙棘蜂蜜酒的可溶性固形物、pH和总酸Table 1 Soluble solids, pH and total acid of sea-buckthorn mead

2.2 加硫和HHP处理对沙棘蜂蜜酒色泽品质影响

类胡萝卜素是沙棘浆果呈现亮丽橙色的主要色素，其含量和构成影响沙棘蜂蜜酒的色泽品质。由酒样色泽品质分析可知(表2)，与对照酒样相比，加硫处理酒样L*值、a*值、b*值和色调值没有显著变化，色度值显著增加了2.48%(P<0.05)；HHP处理酒样L*值(亮度)、a*值(红绿度)和色调值没有显著变化(P>0.05)，但色度值显著增加了4.0%，b*值(黄蓝度)显著增加1.84%(P<0.05)，说明HHP处理后酒样颜色更加鲜艳饱满，优于加硫处理和对照酒样。HHP处理会引起β-胡萝卜素晶体分子间范德华力碰撞，π轨道电子断裂并导致类胡萝卜素的异构化[9]，使类胡萝卜素结构改变，同时HHP处理会促使附着在细胞壁聚合结构上或嵌在胞间细胞器中的类胡萝卜素释放到基质中[10]，这可能是导致HHP处理酒样b*值和色度值增加的原因。

表2 沙棘蜂蜜酒的色泽指标Table 2 Color indicators of sea-buckthorn mead

2.3 加硫和HHP处理对沙棘蜂蜜酒香气构成的影响

2.3.1 沙棘蜂蜜酒香气组分定性、定量分析

香气是影响沙棘蜂蜜酒风味和品质的重要因素。顶空固相微萃取气质联用技术分析检测试验酒样香气化合物组成(图1，附表1，表中香气类型参考马腾瑧等[11]、孙宝国[12]进行描述)，试验酒样共定性、定量88种香气化合物，主要包括36种酯类、15种醇类、9种脂肪酸类、9种萜烯类、7种醛酮类。HHP处理酒样定性76种香气化合物，与对照酒样共有组分64种。加硫处理酒样共定性73种香气化合物，与对照酒样共有组分60种。3种酒样的香气物质种类、含量均存在较大差异。HHP处理酒样香气总含量13 505.38 μg/L，加硫处理酒样香气总含量7 878.6 μg/L，分别较对照酒样(10 512.2 μg/L)增加了28.47%和减少了25.05%。

附表1 沙棘蜂蜜酒香气化合物Enclose Table 1 Aroma components in sea-buckthorn mead

续附表1

图1 沙棘蜂蜜酒中香气物质含量的变化Fig.1 Changes in contents of aroma compounds in sea-buckthorn mead注：图中标注不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，相同小写字母表示差异不显著(P>0.05)

2.3.2 酒样香气构成比较分析

酯类物质是沙棘蜂蜜酒香气的主要贡献者，酒样共检测到36种，HHP处理酒样32种、加硫酒样34种、对照酒样30种。种类没有明显差异，但含量差异显著，与对照酒样(9 265.38 μg/L)相比，加硫处理酒样含量(6 127.5 μg/L)减少了33.87%，其中乙酸酯减少19.32%、乙酯减少35.79%、其他酯减少42.39%；HHP处理酒样含量(11 549.43 μg/L)较对照增加了24.65%，其中乙酸酯减少21.40%、乙酯增加16.8%、其他酯增加88.24%，DAZ-MAROTO等[13]提出，在葡萄酒陈酿过程中，乙酯类香气物质含量增加，高压处理后乙酯类物质含量增加，说明HHP处理对酒样具有一定的催陈作用。HHP处理酒样酯类物质含量显著高于加硫处理和对照酒样，一方面可能是因为高压促进了酯合成酶的催化作用[14]，另一方面可能来自HHP处理对反应物的压缩效应及高压物理能对化学键有影响[15]，进而促进了酯类物质的合成。

酒样共检测出7种醛酮类物质。HHP处理酒样4种、加硫酒样4种、对照酒样6种。加硫酒样(14.64 μg/L)与对照酒样(15.47 μg/L)的含量没有显著性差异，HHP处理酒样(6.09 μg/L)与对照酒样相比减少了60.63%，壬醛、反-2-辛烯醛、苯甲醛在HHP处理酒样中没有检测到，可能是因为高压可促使醛氧化为酸类物质[16]。2-壬酮(2.07 μg/L)是超高压处理酒样中独有的物质，赋予酒样果香和甜香；α-紫罗兰酮、β-环柠檬醛经HHP处理后较对照酒样分别增加了30.77%和13.86%，α-紫罗兰酮是β-胡萝卜素的降解产物，高压条件会使类胡萝卜素中的化学键受到破坏[17]，导致酒样中类胡萝卜素含量有所降低。醛酮类物质可通过烃类物质降解产生[18]，沙棘蜂蜜酒中醛酮类物质较少，可能是由于醛酮类物质的性状不稳定，发酵和处理过程中容易被还原成醇或酸等物质[19]。

酒样共检测出9种脂肪酸类物质，其中HHP酒样6种、加硫酒样8种、对照酒样5种。对照酒样含量127.84 μg/L，HHP处理酒样(193.4 μg/L)较对照增加了51.28%，加硫处理酒样(196.74 μg/L)增加了53.90%。3种酒样中辛酸含量最高，HHP、加硫和对照酒样含量分别为104.76、126.3、90.73 μg/L，其次是己酸，HHP、加硫和对照酒样含量分别为30.17、27.95、23.24 μg/L。果酒中的有机酸主要是发酵过程中由高级脂肪酸分解或醇、醛氧化的产物[20]，在低浓度时散发出奶酪和水果的风味，高浓度时有脂肪和腐臭味[10]。适当浓度的短链酸可以带来良好的风味，抑制对应芳香酯的水解，对果酒香气平衡有重要作用[21]。试验酒样脂肪酸含量都低于其气味阈值，对酒样的香气影响不大。

酒样共检测出9种萜烯类物质，HHP处理酒样8种、加硫处理酒样5种、对照酒样6种。HHP处理和对照酒样中含量分别为27.26、23.63 μg/L，没有显著性差异，但加硫处理酒样(14.88 μg/L)较对照酒样下降了37.03%。萜烯类化合物主要是通过其非萜苷类化合物在酒精发酵过程中释放[22]。HHP处理后芳樟醇、大马士酮、香茅醇含量较对照酒样增加显著，分别增加了20.8%、45.54%、25.95%，尤其反式-橙花叔醇增加了2.56倍。这可能是HHP处理激活了糖苷酶的活性[23]，促进芳樟醇、香茅醇糖苷化合物水解的结果。香茅醇和反式-橙花叔醇在加硫处理酒样中未检测出，可能是由于萜烯类物质结构不稳定，易受外界因素影响，发生氧化、还原等反应导致了结构改变[24]。

酒样中共检测出15种醇类物质，HHP处理酒样14种，加硫处理酒样15种，对照酒样13种。物质种类没有明显差异，但含量差异显著，对照酒样含量为959.39 μg/L，HHP处理酒样(1 528.83 μg/L)较对照增加了59.35%，加硫处理酒样(1 392.35 μg/L)较对照增加了45.13%。含量最高的是异戊醇，在HHP、加硫和对照酒样的含量分别为954.11、928.27、867.87 μg/L；苯乙醇经HHP和加硫处理后含量分别为465.39、375.98 μg/L，对照酒样未检测到。异戊醇和苯乙醇属于果酒中常见的醇类物质，分别赋予酒样果香和花香。2种处理酒样醇类含量增加，可能是HHP或加硫处理激活了某些糖苷酶的活性，使酒样中以糖苷类结合的醇类香气成分得以释放，醇类物质通过酵母经葡萄糖代谢途径或氨基酸代谢途径生成[25]，酒中适量的高级醇使酒体丰满柔和，圆润醇厚，增加香气的复杂性[26]；但含量过高时，会对酒的香气产生不良影响[27]以及饮后上头的现象。

2.3.3 HHP处理对低醇沙棘蜂蜜酒主体香气物质的影响

为了进一步探讨HHP和加硫处理对低醇沙棘蜂蜜酒香气特征的影响，对酒样中OAV>1的香气物质进行PCA和PLS-DA(图2)。

a-沙棘蜂蜜酒香气物质的PCA；b-沙棘蜂蜜酒香气物质的PLS-DA图2 沙棘蜂蜜酒香气物质的PCA与PLS-DA分析Fig.2 PCA and PLS-DA analysis of aroma substances in sea-buckthorn mead

PCA显示(图2-a)，主成分1(PC1)与主成分2(PC2)的贡献率分别为68%和31.2%，累积贡献率达到99.2%，可以反映香气物质的总体变化情况，第一主成分可清楚区分加硫酒样与HHP酒样，第二主成分可有效区分对照酒样与加硫、HHP酒样，说明HHP和加硫处理对沙棘蜂蜜酒香气风格影响较大。PLS-DA分析(图2-b)可知，乙酸庚酯、乙酸异戊酯、己酸乙酯是受抑菌处理影响最大的3个组分，它们得分均>1.0，其次是苯甲酸乙酯、大马士酮、玫瑰醚、辛酸乙酯，除了乙酸异戊酯和己酸乙酯，其他5种物质在HHP处理组中含量均高于其他酒样，说明超高压处理增强了酒样果香、玫瑰花香和甜的杏仁味道。加硫处理酒样含量最高的是正庚醇、反-2-辛烯醛，其余物质含量均低于其他2组，说明加硫处理后酒样香气物质损失较大。反-2-辛烯醛在HHP处理酒样中没有检测到，青香感物质的减少也是果酒陈酿的一种表现，再次证明了HHP处理对低醇沙棘蜂蜜酒有催陈和提高香气品质的作用。

3 结论

试验比较分析了加硫和HHP两种处理对低醇沙棘蜂蜜酒品质的影响。结果表明，加硫处理沙棘蜂蜜酒的pH值降低、总酸含量增大；HHP处理酒样pH值、可溶性固形物和总酸含量没有显著性变化。酒样色泽，加硫处理酒样色度值增加；HHP处理酒样b*值和色度值增加。处理样品香气总含量与对照酒样相比，加硫处理酒样减少了25.05%，HHP处理酒样增加了28.47%，其中酯类含量增加了24.65%，酒体的果香和花香更加突出。HHP技术应用于低醇沙棘蜂蜜酒生产，可改善酒样的香气和色泽品质，是一种优势显著的蜂蜜酒发酵后处理技术。