红肉苹果汁与西打酒的理论性质及感官特性研究：一种“西打炼金术”视角

《Journal of the Science of Food and Agriculture》：Cider alchemy: investigating the physicochemical and sensory properties of red-fleshed apple juice and cider

　　

摘要 背景：红肉苹果（RFAs）因其高酚类化合物含量而在西打酒生产中具有独特优势，有助于形成独特的色泽和有趣的风味特征。然而，关于RFA果汁及西打酒理化性质和感官特性的全面研究仍较为有限。 结果：本研究调查了来自两个采收年份的不同苹果品种（RFAs：CR24-1、CR24-6、Howell TC3和CR55-1；白肉苹果：富士）的理化性质和感官特性如何影响后续西打酒的特征。尽管三种RFA复原果汁（CR24-1、CR24-6和Howell TC3）呈现视觉上引人注目的红色色调（a* = 4.81–46.90；色相角（h°）= 31.61–76.98°），但其制成的西打酒仅表现出微弱的颜色变化（a* = 0.13–3.10；h° = 68.23–88.12°），这是由于发酵过程中花青素的降解所致。描述性感官分析（DSA）凸显了每种苹果品种复原果汁各自独特的感官属性。值得注意的是，乙酸是唯一在复原果汁中检测到的挥发性化合物，且仅存在于Howell TC3中。相比之下，在西打酒中检测到一系列酯类、高级醇和其他酸类，这些可能对西打酒的独特性质有所贡献。酚类浓度（影响西打酒的颜色、风味和涩感）在发酵过程中发生了变化。Howell TC3西打酒的总酚浓度较高（P < 0.05）（2023年为113.60 mg L?1，2024年为133.21 mg L?1），而富士西打酒的总酚浓度最低（2023年为14.49 mg L?1，2024年为12.21 mg L?1）。 结论：RFAs展现出为西打酒贡献独特理化性质和感官特征的潜力；然而，由于发酵后稀释，观察到的效果较为温和。? 2026作者。《食品科学与农业科学杂志》由John Wiley & Sons Ltd代表化学工业学会出版。

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一、研究背景与目的

西打酒的生产融合了科学原理与传统实践，依赖于微生物介导的自然发酵将糖转化为酒精，同时生成多种风味化合物。现代商业化西打酒生产通常采用更可控和精细化的工艺，果汁在发酵前常经过过滤和浓缩以获得更澄清、更一致的产品。近年来，红肉苹果（RFAs）因其鲜艳的红色果肉、独特的风味以及源于天然高酚类化合物含量的潜在健康益处而备受关注。这些特性为生产具有新颖视觉和感官特征西打酒创造了机会。酚类化合物的转化，特别是负责RFA红色果肉颜色的花青素，会影响颜色稳定性和感官属性，而挥发性化合物的形成则增强香气和风味。尽管已有研究表征了RFA及其果汁相对于白肉苹果（WFAs）品种的理化性质，或比较了不同RFA品种制成的西打酒，但迄今为止，尚无研究直接比较由RFAs和WFAs制成的西打酒的理化和感官属性。因此，本研究旨在调查从复原果汁到西打酒整个过程中发生的理化和感官变化，使用四个RFA品种和一个商业WFA品种（富士），跨越两个采收季节（2023年和2024年）。

二、主要关键技术方法

研究人员采用了以下关键技术方法：利用旋转蒸发仪在65°C下将澄清果汁真空浓缩至70 ± 2 °Brix；使用N96酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae (bayanus)）进行标准化接种发酵；采用高效液相色谱（HPLC）结合不同检测器定量分析糖类、有机酸、酚类化合物和醇类；使用气相色谱-火焰离子化检测法（GC-FID）定量主要挥发性化合物；通过CIELab色度计测量颜色参数；并组织由十名经验丰富的感官评定员组成的专家组进行描述性感官分析（DSA），所有样品均来自南非斯泰伦博斯大学。

三、研究结果

理化性质

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  pH、有机酸、糖和酒精浓度：RFA复原果汁和西打酒的pH值范围分别为3.31–3.52和3.47–3.67，富士品种的pH值最高。RFA品种的西打酒和果汁均显示出比富士更高的可滴定酸度（TA）、总有机酸和苹果酸浓度。发酵后，蔗糖和葡萄糖被完全消耗，仅残留痕量果糖。RFA西打酒因较高的酸度而呈现出更低的糖酸比（TSS/TA），赋予其更清爽的口感。
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  酚类组成：羟基肉桂酸是所有样品中含量最丰富的酚类类别，占总酚的60–93%。从复原果汁到西打酒，酚类浓度显著降低，这归因于发酵过程中的降解、氧化以及与酵母的相互作用，以及后续的稀释步骤。Howell TC3品种在果汁和西打酒中均表现出最高的总酚浓度。花青素在发酵过程中极不稳定，导致RFA西打酒仅呈现非常浅的粉红色。
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  颜色：CIELab颜色参数显示，RFA复原果汁呈现醒目的红色（高a值），但发酵和稀释后，所有RFA西打酒的颜色都变得很浅（高L值），红色度（a*值）接近零，主要呈现黄色调（h°值接近90°）。富士果汁和西打酒则呈现典型的黄绿色调。
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  挥发性化合物分析：除了在Howell TC3复原果汁中检测到低水平的乙酸外，其他复原果汁中未检出挥发性化合物。发酵后，西打酒中产生了一系列酯类、高级醇和挥发性酸。乙酸是含量最丰富的挥发性酸，其次是丙酸。所有挥发性化合物的浓度均低于与负面感官属性相关的阈值。富士西打酒的总酯含量最高，而Howell TC3西打酒的总挥发性酸和总挥发性化合物含量最高。

感官分析

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  复原果汁感官分析：主成分分析（PCA）表明，RFA果汁与富士果汁在感官上存在明显区分。RFA果汁，特别是Howell TC3，与较高的酸度、红色度以及“青苹果”、“红色和深色浆果”的香气和风味相关联。富士果汁则与较高的pH、甜度和“黄苹果”、“泥土味”相关联。采收年份也显著影响感官特征。
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  西打酒感官分析：感官雷达图显示，不同品种的西打酒具有不同的感官轮廓。CR24-1西打酒以“发酵味”和“酸味”为特征；CR24-6西打酒带有“熟苹果”风味；Howell TC3西打酒在多个属性上得分最高，包括“酸味”、“发酵味”、“甜香料”和“红色和深色浆果”香气；CR55-1西打酒也表现出“红色和深色浆果”香气和高酸度；富士西打酒则以“熟苹果”和“鲜苹果”香气为特点，且酸度最低。所有西打酒均未检测到涩感。

四、讨论与结论

本研究首次全面比较了RFA与WFA在果汁及西打酒生产中的理化和感官特性变化。研究表明，苹果品种的选择对于调节西打酒的香气轮廓至关重要。理想的西打酒苹果原料应具备高糖分（用于酒精生产）、高酸度（用于风味平衡）和高酚类含量（用于口感和颜色）。初始糖分和酸度较高的品种（如CR24-1和Howell TC3）能够生产出具有独特感官属性的西打酒，例如“红色和深色浆果”香气以及“甜香料”风味。研究结论指出，RFAs展现了为西打酒贡献独特特性的潜力，但观察到的效果因发酵后稀释而较为温和。为了提升RFA西打酒的品质，未来工作需要着重改善花青素的保留率，并更深入地了解加工过程对感官表现的影响。此外，采用果汁调配策略可以优化西打酒的风味轮廓。本研究为未来探索RFA西打酒的挥发性成分和感官属性奠定了基础，建议后续研究应关注酵母驱动的香气发育，并采用更先进的挥发性分析方法来加强化学成分与感官感知之间的联系。