《Food Chemistry: X》:Mixed-fermentation effects of co-fermentation with
Hanseniaspora uvarum and
Saccharomyces cerevisiae on the flavor quality of Ziyan tea wine
编辑推荐:
紫燕茶酒是一种富含花青素、具有独特色泽与风味的发酵饮料。研究人员比较了单一酵母发酵与混合酵母发酵。酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae,SC)与葡萄汁有孢汉逊酵母(Hanseniaspora uvarum)按1:1比例混合发酵,其感官评分
紫燕茶酒是一种富含花青素、具有独特色泽与风味的发酵饮料。研究人员比较了单一酵母发酵与混合酵母发酵。酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae,SC)与葡萄汁有孢汉逊酵母(Hanseniaspora uvarum)按1:1比例混合发酵,其感官评分显著高于SC纯种发酵。Enartis Ferm Aroma White与H. uvarum按1:2比例混合亦获较高感官评分,但与Enartis Ferm Aroma White纯种发酵差异不显著。顶空固相微萃取-气相色谱-质谱(HS-SPME-GC–MS)与分光光度分析表明,混合发酵改变了紫燕茶酒的挥发性谱。部分混合发酵处理中花香与果香化合物(如橙花醇nerol、乙酸异戊酯isoamyl acetate)水平升高,挥发性酸类(如壬酸nonanoic acid、辛酸octanoic acid)水平降低,形成更均衡的果香与花香轮廓。综上,混合发酵改变了紫燕茶酒的挥发性组成与感官属性,可为提升茶酒品质提供有用方法。
研究背景与立项依据
紫燕茶(Ziyan)系高海拔选育的新型茶树品种,其鲜叶花青素含量高达2.73%,在酸性发酵体系中呈独特紫红色,但目前以鲜叶为原料的富花青素茶酒研究有限。传统紫燕茶酒依赖酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae,SC)单菌发酵,风味层次相对单调。非酿酒酵母与酿酒酵母协同发酵已在葡萄酒领域被证实可提升酯类、萜烯类等香气物质复杂性,然而该策略在紫燕茶酒中的配比筛选、挥发性代谢重编程及感官机制尚未阐明。为此,研究人员以四川雅志春茶业提供的紫燕绿茶为基质,系统比较SC、商业香型酵母Enartis Ferm Aroma White(BAI)分别与葡萄汁有孢汉逊酵母(Hanseniaspora uvarum,HU)按1:1、1:2、2:1接种的混合发酵效应,旨在明确最优接种比例、解析挥发性与非挥发性组分动态,并为高花色苷特种茶酒工艺开发提供依据。论文发表于《Food Chemistry: X》。
主要技术方法概览
研究人员构建以紫燕绿茶水提液加果糖浆(21 mL/100 mL茶汤)为培养基的静态发酵体系(28 ℃,前2 d有氧、后8 d厌氧,共240 h),设SC单菌、BAI单菌及二者分别与HU按1:1、1:2、2:1共接种(总接种量恒为0.2 g/L)处理;感官评价由四川农业大学茶学系15名受训评审员按GB/T 33405–2016改良百点制盲评;非挥发性指标(茶多酚、咖啡因、游离氨基酸、酒精度、花青素)按国标或改良法测定;挥发性组分采用顶空固相微萃取-气相色谱-串联质谱(HS-SPME-GC–MS/MS,DB-5MS柱,叔戊醇内标半定量)检测61种共有挥发物并计算气味活度值(OAV);多元统计含主成分分析(PCA)、热图与韦恩图,代谢解释仅作假设性讨论未做通路验证。
研究结果
3.1 不同酵母策略对生化指标与感官评分的影响
经单因素方差与Tukey检验,SC:HU=1:1处理酒精度最低(8.40% vol),花青素(4.98 μg·mL?1)与茶多酚保留最高,感官评分92.74居首;BAI:HU=1:2氨基酸(1.37 mg·mL?1)最高、感官90.89,与BAI单菌(89.98)无显著差异。SC:HU=2:1虽花青素最高(5.17 μg·mL?1)但香气弱、评分最低(79.86)。表明1:1(SC系)与1:2(BAI系)为各自最优共发酵比。
3.2 发酵过程关键组分动态
氨基酸在第2天(有氧末期)达峰,共发酵组(SC1;1、BAI1;2)在厌氧期呈先降后升(第6或8天谷值),优于单菌持续消耗;咖啡因全程稳定,共发酵终量略高;花青素以飞燕草素为主,随乙醛聚合渐降,共发酵终量介于BAI与SC之间;茶多酚在有氧段积累、第4天后共发酵组均高于对应单菌组。研究指出初始可溶性固形物、pH、残糖未测,糖利用效价无法闭环评价。
3.3 挥发性组成与风味形成
61种共有挥发物中酯类15、醇类6、醛类6。OAV显示SC1;1显著提升乙酸异戊酯(774.16)、橙花醇(8.62)、反式氧化芳樟醇(4355.16)等花香果香贡献,同时辛酸OAV(406.91)低于SC单菌(974.16);BAI1;2具最多独有挥发物(如2,3-丁二酮OAV 193.67、丙酮OAV 12815.51)。PCA样本独立成簇,韦恩图示20种四组共有、BAI1;2独有数最多。风味轮显示BAI1;2果香花香层级最丰,SC1;1虽多样性略低但负面酸臭(丙酮、苯甲醛)压低、协调感最强。机制示意图归纳:HU竞争底物抑制SC线粒体脂肪酸合成→辛酸等非酰基酸下降;HU较高β-葡萄糖苷酶活促糖苷前体释放→nerol、diacetyl上调。该部分代谢通路未直接检测,属推理性机制。
讨论与结论翻译
讨论指出,共发酵通过非酿酒酵母氧化代谢与底物竞争降低酒精度、保留氨基酸与多酚,并利用β-葡萄糖苷酶偏好释放萜醇与二酮类,重构“花香-果香-奶油香”平衡并削减壬酸/辛酸型奶酪臭。结论原文意译如下:本研究比较了单一与混合酵母发酵紫燕茶酒的感官属性、主要生化组分及挥发物。混合发酵改变了茶酒风味轮廓与感官性质。SC/HU=1:1较SC单菌显著提升感官评分;BAI/HU=1:2虽挥发谱特异,但感官评分与BAI单菌无显著差异。部分混合处理花香果香化合物升高、部分挥发性酸降低。上述变化的内在机制未直接探究,需后续研究。