不同陳釀時(shí)期的樺樹液發(fā)酵酒香氣成分的GC-MS分析

曲迪，文連奎

（吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，吉林長(zhǎng)春130000）

不同陳釀時(shí)期的樺樹液發(fā)酵酒香氣成分的GC-MS分析

曲迪，文連奎*

（吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，吉林長(zhǎng)春130000）

采用溶劑萃取法提取樺樹液發(fā)酵酒的香氣成分，利用氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用技術(shù)對(duì)不同時(shí)期的樺樹液發(fā)酵酒的香氣成分進(jìn)行分析研究。結(jié)果表明，陳釀1年的樺樹液發(fā)酵酒中有56種香氣成分；陳釀2年的樺樹液發(fā)酵酒中有44種香氣成分，其中，共同的香氣成分22種，有7種是主體香氣成分。主要呈香物質(zhì)是苯乙醇，加上各自獨(dú)有的香氣成分共同構(gòu)成了樺樹液發(fā)酵酒的特有香氣風(fēng)格。經(jīng)感官嗅聞評(píng)定，陳釀2年的樺樹液發(fā)酵酒的香氣更為濃郁優(yōu)雅、協(xié)調(diào)悅?cè)恕?/p>

不同陳釀時(shí)期；樺樹液發(fā)酵酒；香氣成分；氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）

樺樹液是樺樹（Betula）的傷流液，是一種無(wú)色透明的液體，入口清涼微甜，有樺樹特有的清香氣味，每年4～5月冰雪消融，初春萌動(dòng)之時(shí)便可采集［1］。樺樹液富含人體需要的多種氨基酸、果糖、維生素、生物素、礦物質(zhì)等，具有清熱、解毒、抗疲勞、抗衰老等保健作用［2-3］。目前，國(guó)外有報(bào)道用樺樹液濃縮物添加到食品中生產(chǎn)出具有樺木風(fēng)味的面包、餅干、冰淇淋、果凍和夾心糖等食品［4］。我國(guó)自上世紀(jì)80年代，樺樹液的工業(yè)性采集才陸續(xù)開展，主要應(yīng)用于加工飲料及日化產(chǎn)品［1］。

香氣是評(píng)價(jià)果酒品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，也是果酒典型風(fēng)味的重要組成部分，還是決定果酒類型的主要依據(jù)之一［5］。張瑤等［6］對(duì)枇杷酒在其陳釀期間的香氣變化進(jìn)行了研究，得出在陳釀的過(guò)程中，香氣成分發(fā)生著生成、更替、消失的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，從而使不同時(shí)期的酒呈現(xiàn)出不盡相同的風(fēng)味特征。有關(guān)樺樹液發(fā)酵酒的香氣研究，在國(guó)內(nèi)外均鮮見報(bào)道。

試驗(yàn)采用GC-MS技術(shù)分析不同發(fā)酵時(shí)間的樺樹液發(fā)酵酒的香氣成分，并分析比較其異同之處，為樺樹液發(fā)酵酒產(chǎn)品開發(fā)提供理論參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

樺樹液發(fā)酵酒，2013年4月采集新鮮樺樹液（干物質(zhì)：1.5%；酸度：0.015%～0.035%；總糖：0.8%～1.1%）發(fā)酵而成的樺樹液發(fā)酵酒（酒精度：11%vol～13%vol；總糖：≤5 g/L；總酸：5 g/L～8 g/L）。

1.2試驗(yàn)試劑

二氯甲烷（分析純）：北京化工廠。

1.3試驗(yàn)儀器

DZKW-S-4恒溫水浴鍋：北京市永光明醫(yī)療儀器廠；RE 5298A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海亞榮生化儀器廠；6890N5973MSD氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國(guó)Agilent公司。

1.4試驗(yàn)方法

1.4.1樺樹液發(fā)酵酒的生產(chǎn)工藝流程

將采集后的新鮮樺樹液放置在不銹鋼桶中，儲(chǔ)存在10℃～15℃左右的避光處備用，向新鮮樺樹液中加入0.1 mg/L的SO2抑制雜菌，為把樺樹液發(fā)酵成12°的酒，樺樹液中原有1°糖，故將糖度調(diào)整為20°，將糖完全融化在樺樹液中，接種0.04%的活性干酵母，每天倒灌兩次，在17℃～20℃的溫度下進(jìn)行主發(fā)酵14 d，之后再進(jìn)行后發(fā)酵30 d，在12℃～15℃的溫度下陳釀。

樺樹液→加入0.1 mg/L的SO2抑制雜菌→糖度調(diào)整為20°→接種0.04%活性干酵母→17℃～20℃主發(fā)酵14 d→后發(fā)酵30 d→12℃～15℃陳釀

1.4.2樣品的制備［7-8］

取100 mL樺樹液發(fā)酵酒，放入分液漏斗中，第一次向酒樣中加入50 mL二氯甲烷，振蕩搖勻，靜置待分層明顯后分離有機(jī)相；第二次向萃余相中加入50 mL二氯甲烷，振蕩搖勻，靜置待分層明顯后分離有機(jī)相；第三次向萃余相中加入30 mL二氯甲烷，振蕩搖勻，靜置待分層明顯后分離有機(jī)相。將萃余相在36℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至1 mL，備用。

1.4.3GC-MS分析條件

1.4.3.1氣相色譜條件

不分流進(jìn)樣，色譜柱為DB-17（30 m×0.25 mm× 0.25 μm），程序升溫為40℃保持3 min，以5℃/min的升溫速度升至120℃保持5 min，再以8℃/min的升溫速度升至230℃保持10 min。載氣為He，體積流量為1 mL/min，進(jìn)樣口溫度為250℃。

1.4.3.2質(zhì)譜條件

EI電離源，電子能量70 eV，燈絲流量為0.2 mA，檢測(cè)器電壓為350 V，掃描范圍為33 AMV～450 AMV，離子源溫度為200℃。

1.4.4感官嗅聞評(píng)定方法

樺樹液酒感官嗅聞評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1　樺樹液酒感官嗅聞評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表Table 1The evaluation form of smell sensory for birch sap wine

2試驗(yàn)結(jié)果

2.1不同陳釀時(shí)間樺樹液發(fā)酵酒中香氣成分的GCMS分析結(jié)果

用溶劑萃取法處理在相同的釀造工藝下，不同陳釀時(shí)間的樺樹液發(fā)酵酒，并進(jìn)行GC-MS分析，總離子圖見圖1。

不同陳釀時(shí)間樺樹液發(fā)酵酒中香氣成分的GCMS分析結(jié)果見表2。

從表2中可知，陳釀1年的樺樹液發(fā)酵酒中共檢測(cè)出56種揮發(fā)性香氣成分，占總峰面積的97.46%，其中包括醇類11種、酸類10種、酯類15種、醛酮類4種、酚類1種、烷類2種、胺類5種、其他揮發(fā)性香氣物質(zhì)8種，相對(duì)含量分別占總揮發(fā)性香氣物質(zhì)的26.33%、32.20%、31.16%、1.13%、0.12%、0.48%、4.25%、1.79%。其主體香氣為乙酸、苯乙醇、鄰苯二甲酸二異辛酯、2-羥基丙酸乙酯、丁二酸二乙酯、草胺酰肼、苯甲醇、4-羥基丁酸內(nèi)酯、異丙醇。

圖1　不同陳釀時(shí)間的樺樹液發(fā)酵酒氣相色譜總離子圖Fig.1Different aging time of birch liquid alcohol on ion diagram of chromatography

表2　不同陳釀時(shí)間樺樹液發(fā)酵酒中香氣成分的GC-MS分析結(jié)果Table 2GC-MS analysis of aroma components in birch liquid extraction from different aging time

續(xù)表2不同陳釀時(shí)間樺樹液發(fā)酵酒中香氣成分的GC-MS分析結(jié)果Continue table 2GC-MS analysis of aroma components in birch liquid extraction from different aging time

續(xù)表2不同陳釀時(shí)間樺樹液發(fā)酵酒中香氣成分的GC-MS分析結(jié)果Continue table 2GC-MS analysis of aroma components in birch liquid extraction from different aging time

陳釀2年的樺樹液發(fā)酵酒中共檢測(cè)出44種揮發(fā)性香氣成分，占總峰面積的98.32%，其中包括醇類6種、酸類15種、酯類12種、醛酮類1種、酚類1種、烷類1種、胺類1種、其他揮發(fā)性香氣物質(zhì)6種，相對(duì)含量分別占總揮發(fā)性香氣物質(zhì)的52.95%、18.89%、23.73%、0.20%、0.42%、0.21%、1.09%、0.83%。其主體香氣為苯乙醇、乙酸、異戊醇、乳酸乙酯、丁二酸二乙酯、鄰苯二甲酸二異辛酯、對(duì)羥基苯乙醇、新癸酸、4-羥基丁酸內(nèi)酯、2，3-丁二醇、二甲基丁醇、L-乳酸。

從分析結(jié)果可以看出，陳釀1年和2年的的樺樹液發(fā)酵酒的香氣成分存在一定差異，陳釀1年的樺樹液發(fā)酵酒中主體香氣成分有9種，占總揮發(fā)性香氣物質(zhì)的84.53%；陳釀2年的樺樹液發(fā)酵酒中主體香氣成分有12種，占總揮發(fā)性物質(zhì)的90.94%。感官鑒評(píng)人員依據(jù)表1對(duì)2組酒進(jìn)行嗅聞的評(píng)價(jià)結(jié)果表明，陳釀2年的樺樹液發(fā)酵酒的香氣濃郁優(yōu)雅、協(xié)調(diào)悅?cè)?，而陳?年的樺樹液發(fā)酵酒的香氣良好、尚悅?cè)恕?/p>

2.2不同陳釀時(shí)間樺樹液發(fā)酵酒中主體香氣成分特征分析

從表2可知，不同陳釀時(shí)間的樺樹液發(fā)酵酒中共同含有的香氣成分為22種，其中醇類2種、酸類7種、酯類7種、酮類1種、酚類1種、烷類1種、胺類1種、其他揮發(fā)性香氣物質(zhì)2種。結(jié)合蘋果酒、櫻桃酒等香氣分析結(jié)果［9-10］，對(duì)樺樹液酒的主體香氣進(jìn)行進(jìn)一步分析。得出不同陳釀時(shí)間樺樹液發(fā)酵酒的主體香氣有7種（見表3）。其中，苯乙醇和乙酸的相對(duì)含量最高，兩者總含量分別占陳釀1年的50.27%、陳釀2年的44.23%，說(shuō)明這兩種物質(zhì)對(duì)樺樹液發(fā)酵酒總體香氣形成起著至關(guān)重要的作用。此外，鄰苯二甲酸二異辛酯、丁二酸二乙酯、4-羥基丁酸內(nèi)酯的相對(duì)含量均較高，大多數(shù)酯類具有花、果香氣，使果酒形成愉快的風(fēng)味［5］，因此，它們共同構(gòu)成了樺樹液發(fā)酵酒的主要呈香物質(zhì)。草胺酰肼、2，3-丁二醇雖然是共有的香氣成分，但是在兩組酒中的含量有很大差異。陳釀1年的樺樹液發(fā)酵酒中草胺酰肼相對(duì)含量較高，但其香氣特征有待查證；陳釀2年的樺樹液發(fā)酵酒中2，3-丁二醇相對(duì)含量較高，具有微弱的水果香氣，對(duì)酒的呈香起到一定作用。

表3　不同陳釀時(shí)間樺樹液發(fā)酵酒中主體香氣成分相對(duì)含量Table 3GC-MS analysis of main aroma components in birch liquid extraction from different aging time

2.3不同陳釀時(shí)間樺樹液發(fā)酵酒中獨(dú)有香氣成分特征分析

不同陳釀時(shí)間樺樹液發(fā)酵酒中獨(dú)有香氣成分相對(duì)含量見表4。

表4　不同陳釀時(shí)間樺樹液發(fā)酵酒中獨(dú)有香氣成分相對(duì)含量Table 4GC-MS analysis of particular aroma components in birch liquid extraction from different aging time

從表4可以看出，陳釀1年的樺樹液發(fā)酵酒中共有3種獨(dú)有香氣成分，其中，2-羥基丙酸乙酯的含量最高，占總揮發(fā)性香氣物質(zhì)的11.25%，并具有朗姆酒和菠蘿相似的氣味，是構(gòu)成陳釀1年的樺樹液發(fā)酵酒的重要香氣組分，也是最具特征的香氣組分。此外，苯甲醇、異丙醇以其特有的芳香味和相似于乙醇和丙酮混合的氣味共同構(gòu)成陳釀1年的樺樹液發(fā)酵酒的獨(dú)有香氣組分。

陳釀2年的樺樹液發(fā)酵酒中異戊醇是含量最高的獨(dú)有香氣成分，占總揮發(fā)性香氣物質(zhì)的11.46%，具有蘋果白蘭地和辛辣味，是重要的呈香物質(zhì)，此外，乳酸乙酯、對(duì)羥基苯乙醇在獨(dú)有香氣物質(zhì)中含量相對(duì)較高分別為7.47%、5.31%，具有優(yōu)雅香氣和玫瑰香、紫羅蘭香、茉莉香等，為呈現(xiàn)獨(dú)有香氣作出了很大貢獻(xiàn)，新癸酸、二甲基丁醇和L-乳酸雖然作為獨(dú)有香氣物質(zhì)出現(xiàn)，根據(jù)表4中的香氣特征分析和相對(duì)含量顯示，它們對(duì)陳釀2年的樺樹液發(fā)酵酒的香氣起到的作用較小。

2.4不同發(fā)酵時(shí)間的樺樹液發(fā)酵酒與原汁香氣成分的對(duì)比

通過(guò)對(duì)原汁香氣進(jìn)行GC-MS分析，得出主體香氣物質(zhì)17種，占總揮發(fā)性香氣物質(zhì)的88.13%，醇類2種、酸類5種、酯類6種、烷類3種、其他1種。相對(duì)含量分別為7.13%、8.39%、64.39%、4.98%、1.11%。酯類含量所占比例最大，其中，鄰苯二甲酸二異辛酯相對(duì)含量最高為44.12%，是原汁的主要香氣組成物質(zhì)，由分析結(jié)果可知，樺樹液發(fā)酵酒中醇類、酸類、酯類香氣物質(zhì)與原汁相比都更加豐富，在原汁特有風(fēng)味的基礎(chǔ)上樺樹液酒的香氣更加濃郁。有些香氣物質(zhì)雖然相對(duì)含量較少，但不代表對(duì)樺樹液發(fā)酵酒起到的呈香作用小，如：呋喃酮類有草莓、菠蘿香氣、果糖和焦糖的香氣，嗅覺閾值也一般較低［17］，OAV（物質(zhì)濃度/閾值）值相對(duì)較高，對(duì)樺樹液酒的呈香有一定貢獻(xiàn)。

3結(jié)論

從結(jié)果分析可以看出，醇類的含量在陳釀2年的樺樹液酒中所占比例最大，其中苯乙醇的含量最高。李華［18］報(bào)道，芳香醇（苯乙醇、對(duì)羥基苯乙醇、苯甲醇）的嗅覺閾值很低，所以O(shè)AV值高，說(shuō)明芳香醇為主要呈香物質(zhì)，苯乙醇、對(duì)羥基苯乙醇、苯甲醇均具有玫瑰香、紫羅蘭香、茉莉香等香氣，對(duì)樺樹液發(fā)酵酒的品質(zhì)起到了很大作用，使酒品具有較好的香氣風(fēng)味。

酸類在陳釀1年的樺樹液酒中所占比例最大，其中乙酸含量最高（＜1.2 g/L），乙酸具有酸味、干酪味、刺激味，對(duì)酒品品質(zhì)有一定影響，會(huì)使風(fēng)味不柔和。乙酸的形成可能有以下原因：一是有氧發(fā)酵，醋酸菌類轉(zhuǎn)化乙醇生成乙酸；二是無(wú)氧發(fā)酵，梭狀菌類和桿菌類轉(zhuǎn)化糖類生生乙酸。由于發(fā)酵過(guò)程中是密閉的，不會(huì)有大量的氧氣，所以無(wú)氧發(fā)酵產(chǎn)生乙酸的可能性較大。

乙酸乙酯作為酒中重要的呈香物質(zhì)，存在于很多酒中，如：葡萄酒［16，19，20］等，雖然在桑椹、蘋果等［5，9］酒中不是最主要香氣物質(zhì)，但也普遍存在。乙酸乙酯的生成是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，是由乙酸和乙醇在酯化酶的催化下脫水縮合而成［21］。樺樹液發(fā)酵酒中未檢測(cè)出乙酸乙酯，原因可能是樺樹液為樺樹根部吸收的水分經(jīng)木質(zhì)部維管束流出的傷流液，根據(jù)測(cè)定其酯化酶活力較低，乙酸乙酯的生成受到影響，或者和酵母菌的性能有關(guān)。建議以后從生成途徑方面對(duì)其深入研究。

［1］趙華文，覃軍.樺樹液的應(yīng)用現(xiàn)狀與開發(fā)方向［J］.中國(guó)林副特產(chǎn)，2001（2）：38-40

［2］劉生梅，李海玲，王云，等.樺樹液采集工藝及開發(fā)利用前景［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2011（10）：354-356

［3］倪士峰，劉惠，申志勇，等.樺木屬的藥用研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（7）：3046

［4］陳鐵山，趙英琪，趙麗華，等.樺樹汁加工利用研究進(jìn)展［J］.西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，1996，11（4）：87-90

［5］陳娟，闞建全，杜木英，等.不同品種桑椹的蜂蜜發(fā)酵酒香氣成分的GC-MS分析［J］.食品科學(xué)，2009，30（4）：169

［6］張瑤.枇杷酒香氣成分提取方法及陳釀期間的變化研究［D］.雅安：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010：43

［7］陳臣，牟德華，張哲琦，等.溶劑萃取與頂空固相微萃取檢測(cè)歐李果酒中香氣成分的研究［J］.釀酒科技，2013（12）：90

［8］劉興艷.果梅果實(shí)、發(fā)酵梅酒香氣成分變化規(guī)律研究［D］.雅安：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005：19-20

［9］彭幫柱，岳田利，袁亞宏.氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法分析蘋果酒香氣成分的研究［J］.西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006，34（1）：71-74

［10］何蘭蘭，張妮.基于氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用對(duì)櫻桃酒香氣分析［J］.食品工業(yè)科技，2013，34（21）：141-148

［11］李華，胡博然，張予林，等.賀蘭山東麓地區(qū)霞多麗干白葡萄酒香氣成分的GC/MS分析［J］.中國(guó)食品學(xué)報(bào)，2004，4（3）：72-75

［12］Wu ZS，Zhang SB，Guo MM，et al.Homogeneous，unmodified gold nanoparticle-based colorimetric assay of hydrogen peroxide［J］. Analytica Chimica Acta，2007，584（1）：122-128

［13］Juozas K，Lidija T.Highly sensitive biosensor for the hydrogen peroxide determination by enzymatic triggering and amplification［J］. Sensors and Actuators，2006，113（2）：755-759

［14］NOBLE A C.Evaluation of Chardonny wine obtained from sites with different soil components［J］.Am J Enoll Vitic，1979，30（3）：214-217

［15］CLIFF M，YUKSEI D，GIRARD B，et al.Characterization of Canadian ice wine by sensory and compositional analysis［J］.Am J Enoll Vitic，2002，5（1）：46-53.

［16］趙新節(jié)，束懷瑞，劉楊名，等.固相微萃取-氣質(zhì)色譜法測(cè)定玫瑰香葡萄酒中的香氣成分［J］.中外葡萄與葡萄酒，2005（6）：4-6

［17］李華，涂正順，王華，等.獼猴桃果酒香氣成分的氣相色譜/質(zhì)譜分析［J］.分析化學(xué)研究簡(jiǎn)報(bào)，2002，30（6）：695-698

［18］李華.葡萄酒品嘗學(xué)［M］.北京：中國(guó)青年出版社，1992：29-92

［19］Deborah S Garruti，Maria Regina B Franco，Maria Aparecida A P da Silva，et al.Assessment of aroma impact compounds in a cashew apple－based alcoholic beverage by GC-MS and GC-olfactometry［J］.Food Science and Technology，2006，39（4）：373-378

［20］SELLI S，CANBAS A，CABAROGIU T.Effect of skin contact on the free and bound aroma compounds of the white wine of Vitis vinifera L.cv Narince［J］.Food Control，2006，17（1）：75-82

［21］饒家權(quán)，楊徐才.濃香型新窖酒乙酸和乙酸乙酯偏高的原因［J］.釀酒科技，2011（11）：87-91

GC-MS Analysis of Aroma Components of Birch Sap Wine with Different Aging Time

QU Di，WEN Lian-kui*
（Jilin Agricultural University，Changchun 130000，Jilin，China）

The aroma components in birch sap wine were fermented with different aging time were extracted by solvent extract and analyzed by GC-MS.The results indicated that the identified amount of aroma components of two birch sap wine is as follow：one year aged 56，two years aged 44，and their common aroma components are 22.Among them，the main aroma components are 7.The mainly aromatic substance benzene ethanol，with their unique aroma components，constitutes the unique aroma style of birch sap wine.Sensory olfactory evaluation found that two years aged of birch sap wine aroma is richer and soft.

different aging time；birch sap wine；aroma components；gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS）

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.19.042

2015-11-18

曲迪（1990—），女（漢），碩士在讀，研究方向：長(zhǎng)白山野生植物資源開發(fā)利用。

文連奎（1962—），男（漢），博士生導(dǎo)師，研究方向：長(zhǎng)白山野生植物資源開發(fā)利用。