苹果酒的香气成分是影响苹果酒风味和典型性的重要因素,是评价苹果酒质量的一个直观且重要的指标,也决定着苹果酒的风格和类型。因此,研究苹果酒香气的生成规律,寻找有效的香气成分调控方法,提高苹果酒的香气质量是果酒企业和科研工作者的研究重点和热点。本研究以解析苹果酒发酵过程各项化学成分和挥发性香气物质的变化规律为基础,从营养素优化、酵母菌种优选、混合发酵、后期催陈等方面调控苹果酒香气的生成,探究各种有利于提高苹果酒香气质量的方法,并利用傅里叶变换近红外光谱技术建立苹果酒中不同种类的挥发性香气成分以及基本理化指标的快速检测分析方法,以期为解决苹果酒香气不足的问题提供新的方法和依据,为实时在线监测苹果酒品质提供快速有效的技术支撑。主要研究内容和结果如下:(1)对苹果酒发酵过程各项指标的变化进行了全面的动态分析监测,结果表明:总糖和可同化氮在发酵开始后迅速下降,游离氨基酸含量也整体呈下降趋势,p H值整体呈上升趋势,总酚含量在发酵过程中波动较大,但发酵前后差异不大。发酵进行108 h时,所有多酚物质的含量都达到最大值或较高值。大部分多酚物质的含量在发酵后均显著降低;仅有原儿茶酸在发酵之后含量升高。除了琥珀酸,其他有机酸均在发酵84 h时,含量达到最大值或较高值,且在发酵后含量均有所上升。在发酵进行72 h~120 h以及144 h~216 h,大部分矿质元素的含量波动较大;尤其在发酵进行到192 h,大部分矿质元素的含量都达到峰值或谷值。在发酵过程中,共监测了高级醇类化合物8种,酯类化合物14种,脂肪酸类化合物6种,其他种类的化合物8种,它们大部分是在发酵阶段产生,从发酵48 h后含量开始剧烈变化,但也有一些香气物质在发酵过程被代谢,含量降低。(2)通过Plackett-Burman试验设计筛选出亮氨酸、谷氨酰胺、吡哆醇和氯化锌这四种因素是对苹果酒总酯含量影响显著的关键因子;根据最陡爬坡试验、次旋转中心组合试验和岭脊分析的结果表明当亮氨酸、谷氨酰胺、吡哆醇和氯化锌的添加量分别为34.8 mg/L,84 mg/L,0.24 mg/L和1.30 mg/L时,苹果酒的总酯含量可以达到5.29 g/L,为最优营养素添加方案,在此条件下,苹果酒的感官品质得到有效提高。(3)通过对3个品种的苹果样品和果库空气中分离纯化所得的18株酵母菌进行初步筛选、比较后,得到产香性能较好的6株酵母菌。对这6株菌种进行ITS序列的扩增和克隆测序,最后经ITS序列同源性分析和系统发育树的构建,判定出其中3株为Wickerhamomyces anomalus菌种,2株为Saccharomyces cerevisiae菌种,1株为Pichia guilliermondii菌种。通过苹果酒发酵试验,筛选出Wickerhamomyces anomalus YN6产酯能力最强,接种YN6后,苹果酒挥发性香气物质的种类和含量都有明显增加,异常威克汉姆酵母YN6(Wickerhamomyces anomalus YN6)是一株性能优良的产香酵母。(4)选用异常威克汉姆酵母YN6与酿酒酵母WLS21进行混合发酵,考察了两种菌株的不同接种时间对苹果酒品质的影响,结果表明:在混合发酵过程中,异常威克汉姆酵母的生长会受到酿酒酵母的强烈抑制,而酿酒酵母的生长也会受到异常威克汉姆酵母的轻微抑制。混合发酵可以增加香气物质的种类和含量,提高苹果酒香气的复杂性。不同的混合发酵方式,即不同的接种时间,所酿造的苹果酒具有不同的香气特征。混合发酵WS3的感官得分最高,苹果酒的品质最好。异常威克汉姆酵母与酿酒酵母混合发酵是改善苹果酒香气质量的有效方法。(5)利用超声波对苹果酒进行催陈处理,以未经超声波处理的苹果原酒和经过自然陈酿一年的苹果酒作为对照,研究不同的超声波处理时间、处理功率、处理温度、处理频率对苹果酒品质的影响。结果表明超声波处理对苹果酒有一定的催陈效果,对总酸、p H值、可溶性固形物、总酚以及各种主要香气成分会产生一定影响,有些成分经过超声处理后可以达到陈酿酒的水平,且不同的超声波处理条件会对苹果酒的指标带来不同的影响。整体来说,苹果酒在低频、高功率、较高温度下超声处理,更有利于获得较好的催陈效果。(6)采用傅里叶变换近红外光谱分析技术对苹果酒中的可溶性固形物、p H值、总酸、总酯进行了定量分析。通过比较不同建模波段和不同光谱预处理方法优选出适合于不同指标的最佳建模参数。在最优建模条件下,建立了可溶性固形物、p H值、总酸、总酯含量的近红外PLS定量模型,校正模型R2分别为0.91、0.93、0.98、0.91,RMSECV分别为0.85°Brix、0.08、0.02 g/100m L、0.12 g/L;预测集R2分别为0.91、0.93、0.98、0.92,RMSEP分别为0.60°Brix、0.08、0.02 g/100m L、0.10 g/L。傅里叶变换近红外光谱技术对可溶性固形物含量、p H值、总酸含量、总酯含量、定量效果较好,可以实现多成分同时快速检测。(7)采用傅里叶变换近红外光谱分析技术对苹果酒中酯类物质(乙酸乙酯、辛酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乙酸苯乙酯、乳酸乙酯、癸酸乙酯和乙酸己酯)、高级醇类(异丁醇、己醇、2,3-丁二醇、2-苯乙醇和3,4,5-三甲基-4-庚醇)、脂肪酸类(癸酸、己酸和辛酸)共16种香气成分建立了近红外PLS定量分析模型,所有校正模型的R2均在0.83以上,RPD在2.43~3.02之间,预测集R2均在0.88以上,RPD在2.90~3.50之间。表明建立的挥发性香气成分含量的近红外光谱模型具有良好的预测能力,利用傅里叶变换近红外光谱技术对苹果酒中16种挥发性香气成分的含量进行预测是可行的。