苹果（Malus pumila Borkh.）富含糖类、维生素、矿物质和膳食纤维，深受全球消费者青睐。乙醇体积分数小于7%的低醇苹果酒既保留了果实中的大部分营养成分，还在赋予酒体独特香气品质和口感的同时，一定程度降低了高乙醇含量对消费者的潜在危害，备受年轻和女性消费者的青睐。但在苹果酒酿造时，为了保证乙醇发酵顺利完成且维持贮藏期间酒体品质，需要至少添加50～100 mg/L SO₂，这可能会引起部分消费群体的过敏反应，出现急性呼吸道刺激甚至呼吸困难。此外，SO₂添加质量浓度过高还会使酒体产生刺鼻的硫臭味，进而影响果酒品质。

天然抑菌剂二氢杨梅素（DMY）主要通过破坏菌体生物膜完整性，影响腐败菌代谢途径及干扰遗传物质和蛋白质合成从而发挥抑菌活性。此外，将来源于唇形科和紫草科植物的多酚羟基化合物迷迭香酸（RA）添加于干红葡萄酒中，能防止花色苷氧化降解，减缓酒体褐变，提高酒体陈酿稳定性。

甘肃农业大学食品科学与工程学院的刘佳璐、王自璜、祝霞*等人以添加低、中及高质量浓度DMY或RA的红富士苹果汁为试材，在乙醇发酵期间动态测定酵母生长和发酵动力学参数，并对发酵结束后酒样理化、颜色指标及香气化合物进行检测，结合感官评价综合分析外源DMY和RA对酒体品质的影响，以期为降低苹果酒生产中SO₂的用量提供数据参考和科学借鉴。

由图1A可知，添加不同抑菌剂（DMY、RA或SO₂）的苹果酒乙醇发酵时间存在明显差异，用时最短的为R₁组（9 d），最长为对照组（12 d），其他处理组均在第11天完成发酵。与对照组相比，添加2 种天然抑菌剂均能加快发酵进程，但随着抑菌剂质量浓度升高，酵母生长速率逐渐减缓（图1B）。R₃及D₃处理组发酵动力学趋势与对照组基本一致，且S. cerevisiae保持较高的生长活力。发酵第6天时，R₃组S. cerevisiae生物量达到峰值，然后开始下降，发酵结束时降至4.52×10⁷CFU/mL。D₃与对照组均在发酵第8天时酵母生长最旺盛，还原糖消耗能力也最强，乙醇发酵结束时酵母生物量为4.87×10⁷ CFU/mL及3.50×10⁷ CFU/mL。

2 抑菌剂对低醇苹果酒基本理化指标的影响

供试苹果酒酒样的理化指标均符合QB/T 5476—2020中低醇果酒的相关要求（图2）。不同处理组酒样乙醇发酵结束后还原糖质量浓度均小于4 g/L，乙醇体积分数小于7%，其中R1组还原糖质量浓度最低而乙醇体积分数最高。各酒样的挥发酸质量浓度均小于0.4 g/L，除R₁及R₂外其余各组同对照组之间无统计学差异（P＞0.05）。添加天然抑菌剂均在不同程度上降低了酒样总酸含量，各酒样与对照组差异显著（P＜0.05）；外源DMY质量浓度对酒样总酸含量影响较小，而添加RA的3 个处理组中R₁同R₂和R₃间差异显著（P＜0.05）。对照组及R₃组总酚质量浓度与其他组相比较高（P＜0.05），分别达到184.76 mg/L及182.10 mg/L，D₁总酚质量浓度最低，为154.91 mg/L。

3 抑菌剂对低醇苹果酒颜色的影响

由表2结果分析，添加不同抑菌剂苹果酒颜色指标间差异显著（P＜0.05），但添加同一抑菌剂酒样色度值间总体无显著差异。其中对照组色度值最低，添加DMY处理组色度值最高，且色度值随质量浓度升高而升高；而添加RA各处理组的色度值随质量浓度先降低后升高。色调值变化趋势与色度值相反，且各酒样间总体差异显著（P＜0.05）。添加不同抑菌剂苹果酒间褐变度差异显著（P＜0.05），对照组酒样的褐变度低于其他处理组，RA组次之，DMY组最高。表明在未添加SO₂的情况下苹果酒颜色相对较深。其中，添加不同质量浓度DMY苹果酒褐变度间总体差异并不显著，而添加RA酒样褐变度随添加质量浓度上升而显著下降。

添加不同抑菌剂的苹果酒CIELab颜色参数及与对照组ΔE*_ab如表3所示。综合分析，各酒样颜色参数间存在显著差异（P＜0.05）。添加DMY与RA均会降低酒样L*值，尤其是添加DMY组L*值最低。供试酒样整体色泽呈现a*值相对于b*值占比较小，酒体的红色成分有限，均以黄色色调为主。而反映果酒黄蓝色调的b*值中，添加DMY的苹果酒黄色色调更为明显。且随着添加质量浓度升高，b*值也升高。

酒样ΔE*_ab≥3 个CIELab单位时可被人眼感知到颜色差异。与对照组相比，其余酒样均处于视觉可观察到差异的范围，D₃酒样与对照组酒样的色差最为明显。综上所述，添加天然抑菌剂苹果酒L*值均显著降低，黄绿色调显著升高，色彩饱和度及特征均显著升高（P＜0.05）。对照组呈现浅柠檬黄，DMY组为浅麦杆黄，RA组呈浅金黄色。

4 抑菌剂对低醇苹果酒香气物质的影响

 4.1 香气化合物组成分析

供试酒样共检测出70 种香气成分，其中品种香16 种、发酵香54 种。总体而言，添加不同天然抑菌剂均能提高苹果酒香气物质总含量，且处理组之间存在显著差异（P＜0.05）。与对照组相比，添加DMY的苹果酒香气物质含量分别提高7.43%（D₁）、7.17%（D₂）及4.48%（D₃），添加RA的苹果酒香气物质含量分别提高9.99%（R₁）、9.11%（R₂）和6.87%（R₃）。如图3所示，添加DMY发酵的苹果酒中挥发性酚类物质及酯类物质含量显著增加，而添加RA能显著提高C₆化合物、C₁₃-降异戊二烯类、酯类、羰基化合物及挥发性酚类物质含量（P＜0.05），说明其具有增强酒样品种香气属性的潜力。

 4.2 品种香气化合物分析

添加2 种天然抑菌剂苹果酒品种香气含量显著提高（P＜0.05）。由图4A可知，对照组与D₁组聚为一类，D₂和D₃组聚成一类。添加DMY酒样的1-己醇、芳樟醇、香叶醇、熏衣草醇和乙酸橙花酯的含量明显增加（P＜0.05），特别是D₃处理组还检测出了α-松油醇及玫瑰醇，具有提升酒体花香和果香的潜力。由图4 B 可知，R₂和R₃酒样聚为一类，R₁为第二类，对照组单独聚为一类。与对照组相比，C₂化合物及萜烯类物质含量在添加 RA 的处理组中显著上升（P＜0.05），且R₁及R₂组芳樟醇、香茅醇、香叶醇、香叶基丙酮及金合欢醇等萜烯类物质含量较对照组显著提升（P＜0.05），说明添加RA进一步丰富了酒体的花香、果香和甜香等气味。

 4.3 发酵香气化合物分析 

果酒中多数典型香气化合物如高级醇、脂肪酸及酯类物质等均产生于发酵过程。添加天然抑菌剂的苹果酒发酵香气化合物含量显著升高（P＜0.05）。供试酒样共检测出11 种高级醇类、8 种脂肪酸类、24 种酯类、2 种羰基化合物、4 种苯衍生物和3 种挥发性酚类物质。由图5A可见，D₂和D₃组聚成一类，D₁与对照组分别聚成一类。添加DMY能显著提升酯类物质含量，在乙酸酯中，乙酸异戊酯、乙酸己酯、乙酸苯乙酯及乙酸庚酯含量均显著上升，赋予了果酒特定的花香和果香；乙基酯中丁酸乙酯、癸酸乙酯及(Z)-4-癸烯酸乙酯等含量较对照组均显著上升（P＜0.05），为酒体带来怡人的甜香及独特水果气味。由图5B可知，R₂和R₃酒样聚为一类，R₁单独聚为一类，对照组为第3类。RA的添加能提升苹果酒1-壬醇、正癸醇及月桂醇含量，为酒体提供玫瑰及柑橘香的独特感官特征。此外，与对照组相比，添加RA会降低如己酸与辛酸等脂肪酸类物质含量。

 4.4 差异香气化合物分析

OPLS-DA可以通过设置预设分类变量来剔除未控制变量对数据造成的影响，进一步挖掘数据信息并量化各处理组间的差异程度，最大程度诠释组间差异。以各酒样中共检测出的70 种挥发性香气化合物为因变量，不同处理组为自变量，通过OPLS-DA，可将添加RA及DMY的苹果酒酒样同对照组明显区分（图6A）。本研究中自变量拟合指数R²大于模型预测指数Q²，表明模型拟合结果可靠，具有统计学意义。如图6B所示，经200 次置换检验，Q²回归线与纵轴的相交点小于0，说明模型不存在过拟合，模型验证有效，该结果可用于不同处理苹果酒挥发性香气化合物差异分析。

变量投影重要性（VIP）值越大，贡献率越大。通常VIP＞1为常见的差异代谢物筛选标准，这些物质可作为不同处理之间相互区分的主要特征标志物。对OPLS-DA模型分析VIP＞1的21 种差异挥发性香气化合物进行分析，由组合热图可知，与对照组相比，DMY及RA处理组大部分VIP＞1的香气化合物质量浓度显著较高（P＜0.05）（图7）。添加RA苹果酒酒样关键差异性萜烯类物质含量显著高于其他处理组（P＜0.05），使酒样呈现馥郁的花香、甜味和果香味。且添加60 mg/L RA处理组的香茅醇、(E)-橙花叔醇、薄荷醇及香叶基丙酮等物质含量显著高于其他酒样（P＜0.05），具有赋予酒样蔷薇、柑橘、苹果及玫瑰等香气特征的潜力，进一步说明在苹果汁中添加60 mg/L RA替代SO₂对优化果酒香气品质方面具有积极作用。

 4.5 关键香气化合物主成分分析（PCA） 

众所周知，果酒中OAV≥1.0的化合物对酒体香气属性具有决定性贡献。但也有研究发现，OAV处于0.1～1.0的挥发性成分能够通过协同和加成效应影响酒体风味。各酒样中OAV＞0.1的21 种香气化合物定量测定结果见表4，对关键香气物质含量进行交互热图分析，其中愈越靠近内圈圈层，表明该香气物质的含量越高。图8A结果显示，添加RA酒样的香气物质更接近圈层内部，分布更为集中，在乙基酯类及品种香气物质尤为明显。

基于上述结果，对添加RA或DMY的酒样同对照组一起进行PCA。由图8B可知，PC1解释了56.2%的方差，PC2解释了18.3%的方差。对照组位于PC1负半轴，而添加天然抑菌剂的酒样均位于PC1正半轴。添加DMY处理组与正辛醇、乙酸己酯、乙酸异戊酯及乙酸苯乙酯等物质位于同一象限，使酒样呈现出玫瑰花香及苹果果香，对酒体呈现苹果酒典型性具有积极贡献。其中D₂与D₃处理组位置接近，且周围分布的香叶醇、β-大马士酮、庚酸乙酯及己酸乙酯等香气物质为酒体带来愉悦的花果香气。添加RA的酒样位于第4象限，与其处于同一象限的芳樟醇、金合欢醇、辛酸乙酯、丁酸乙酯及癸酸乙酯等物质是酒体呈现丁香、玫瑰等花香及香蕉、草莓等果香特征的贡献物。且R₃组与癸酸乙酯、芳樟醇及金合欢醇等距离较近，这表明相较其他处理组，该处理组的花香果香特征更明显。

5 感官评价

将表5结果进行换算，得数字矩阵, i为样品编号，i＝1, 2, 3, 4, 5, 6, 7。以对照组为例，对4 个评价指标进行计算。得U₁＝|0.2 0.3 0.5|（外观）；U₂＝|0.3 0.2 0.5|（香气）；U₃＝|0.2 0.2 0.6|（滋味）；U₄＝|0.3 0.3 0.4|（典型性）。各样品按编号得模糊矩阵：

A7=。根据调查结果权重集K，计算各样品评价结果Y。Y₁＝，同理Y₂＝|0.327 7 0.451 1 0.217 2|；Y₃＝|0.348 1 0.502 2 0.149 7|；Y₄＝|0.529 6 0.369 5 0.100 9|；Y₅＝|0.524 7 0.406 3 0.051 0|；Y₆＝|0.423 3 0.421 4 0.1553|；Y₇＝|0.492 1 0.326 4 0.181 5|。

对苹果酒进行模糊数学计算感官综合评分。B₁＝；同理B₂＝5.331 5；B₃＝6.286 1；B₄＝5.695 2；B₅＝5.804 0；B₆＝5.931 8；B₇＝6.475 1。

由计算结果可知，在供试酒样中，对照组感官得分最低，为4.253 6 分，R₃组酒样呈现浅金黄色，色泽饱满、酒体澄清透明，果香及花香浓郁、口感柔和，感官评分达到6.475 1 分，最受感官评价员喜爱。