不同貯藏期的番茄酒成分變化規(guī)律

鄧紅梅 劉蔓茵 鄧云

摘要：研究不同貯存時(shí)間的番茄酒化學(xué)成分變化。采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）、高效液相色譜法和原子吸收光譜對(duì)不同貯存時(shí)間番茄酒化學(xué)成分含量和種類動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析，并以番茄汁為對(duì)照。結(jié)果表明，隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)，番茄酒中的醇類、醛酮類物質(zhì)以及酒石酸、草酰乙酸、琥珀酸含量減少，蘋果酸、乳酸與檸檬酸含量增加，酯類、酸類、芳香類物質(zhì)含量明顯增加;草酸和α-酮戊二酸含量變化不大，金屬元素Fe、Cu、Ca、Zn、Na含量增加，而Mg元素含量減少。

關(guān)鍵詞：番茄酒;氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用;高效液相色譜;原子吸收光譜;香氣成分;有機(jī)酸含量;科學(xué)貯藏

中圖分類號(hào)：TS262.7 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號(hào)：1002-1302（2019）14-0226-05

我國(guó)是種植番茄的大國(guó)，產(chǎn)量?jī)H次于美國(guó)，居世界第二。番茄的果肉汁液中含有豐富的碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)以及氨基酸、維生素、礦質(zhì)元素等，其中番茄紅素含量更位居各種蔬果之首[1]，是大眾喜愛(ài)的水果型蔬菜[2]。但同時(shí)又具有易腐爛、含水量高、不易貯藏、不易長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)[3]。關(guān)于以番茄為原料釀造番茄酒的研究已有較多報(bào)道[2，4]，但是番茄酒在貯藏期間各種成分發(fā)生了怎樣的變化卻鮮見(jiàn)研究報(bào)道。本試驗(yàn)采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）、高效液相色譜法（HPLC）、原子吸收光譜法（AAS）研究不同貯藏時(shí)期番茄酒香氣成分、有機(jī)酸、金屬元素的含量和種類變化規(guī)律，以期為番茄酒工業(yè)發(fā)展、陳釀和科學(xué)貯藏提供一些理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

番茄購(gòu)于廣東省茂名市超市;2015年和2017年番茄酒均由生物實(shí)驗(yàn)室釀造。

儀器：X0-10000D超聲波細(xì)胞破碎儀（南京先歐儀器制造有限公司）;PSPE-16正壓固相萃取儀（北京斯珀特科技有限公司）;RE-3000旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海亞榮生化儀器廠）;GCMS-QP2010UITRA氣質(zhì)聯(lián)用儀（日本島津公司）;Z-2000型原子吸收光譜儀（日本日立公司）;LC20AT高效液相色譜儀（日本島津公司）。

1.2 方法

1.2.1 釀造番茄酒工藝流程 番茄原料的選擇→清洗→攪拌機(jī)攪碎→加入50 mg/L果膠酶處理番茄原汁3 h→過(guò)濾→調(diào)配→加入0.15 g/L已活化的酵母→發(fā)酵15 d→倒罐密封→陳釀→過(guò)濾→澄清→裝瓶。

1.2.2 榨取番茄汁試驗(yàn)流程 番茄原料的選擇→清洗→攪拌機(jī)攪碎→加入50 mg/L果膠酶處理番茄原汁3 h→過(guò)濾→澄清→裝瓶。

1.3 GC-MS對(duì)番茄汁和2017、2015年番茄酒中香氣成分的測(cè)定

1.3.1 樣品預(yù)處理 將120 mL果汁和2個(gè)年份的果酒分別于10 000 r/min、4 ℃條件下冷凍離心10 min，取澄清液。量取2個(gè)年份澄清的番茄酒樣品各100 mL，于蒸餾裝置內(nèi)蒸餾出50 mL。分別量取50 mL番茄汁、番茄酒蒸餾樣品置于 125 mL 分液漏斗中，然后依次用30、15、10 mL二氯甲烷進(jìn)行萃取。將萃取得到的有機(jī)相合并后，加入適量無(wú)水硫酸鈉（除水），靜置過(guò)夜，過(guò)濾后轉(zhuǎn)移至旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在45 ℃條件下濃縮至5 mL左右，用0.22 μm微孔濾膜過(guò)濾后裝入 2 mL 樣品瓶中，于4 ℃冰箱保存待測(cè)。

1.3.2 GC-MS分析條件 （1）氣相色譜條件。色譜柱：SH-Rxi-5Sil（0.25 μm×30.0 m×0.25 mm）;柱箱溫度 40 ℃;進(jìn)樣口溫度260 ℃;柱溫采用程序升溫：40 ℃保持 1 min，以3 ℃/min升到100 ℃保持2 min，以5 ℃/min升到260 ℃保持5 min;載氣為氦氣;進(jìn)樣方式：不分流;壓力：49.5 kPa;總流量：24.0 mL/min;柱流量1.00 mL/min;線速度36.1 cm/sec;吹掃流量：3.0 mL/min。（2）質(zhì)譜條件。離子源溫度230 ℃;接口溫度250 ℃;溶劑延遲時(shí)間1 min;開(kāi)始時(shí)間2.50 min，結(jié)束時(shí)間60.00 min;掃描范圍：質(zhì)荷比50～650，離子電離（EI）源，電子能量70 eV;進(jìn)樣量為1 μL[5]。

1.4 HPLC對(duì)番茄汁和2015、2017年番茄酒中有機(jī)酸的測(cè)定

1.4.1 樣品預(yù)處理 分別量取30 mL番茄汁、2個(gè)年份的番茄酒樣于10 000 r/min、4 ℃條件下冷凍離心10 min，取上清液。分別量取番茄汁、2個(gè)年份的番茄酒上清液各6 mL注入已用甲醇活化的固相萃取（SPE）C18柱中，棄去先流出的液體約2 mL，再收集濾液約2 mL于樣品管中，然后過(guò)0.22 μm微孔濾膜，收集濾液于2 mL樣品瓶中，備用。所有樣品與流動(dòng)相在上機(jī)測(cè)定之前都要經(jīng)過(guò)40 kHz超聲波超聲除氣20 min。

1.4.2 分析條件 色譜柱：Thermo C18反相柱（4.6 m×2.5 mm，5 μm）;柱溫：30 ℃;檢測(cè)波長(zhǎng)：210 nm;檢測(cè)時(shí)間：30 min;A泵 ∶ B泵=KH2PO4鹽溶液 ∶ 甲醇=97% ∶ 3%;進(jìn)樣量20 μL。

1.5 原子吸收光譜法對(duì)番茄汁和2017、2015年番茄酒中金屬元素的測(cè)定

1.5.1 樣品前處理 采用高氯酸-硝酸混合消解法進(jìn)行樣品前處理，分別準(zhǔn)確吸取90 mL番茄汁、2個(gè)年份的番茄酒樣于3個(gè)150 mL錐形瓶中，放置于100 ℃電熱板上蒸出乙醇并濃縮至酒樣剩下20 mL。稍微降溫后分別加入4 mL硝酸與 1 mL 高氯酸于3個(gè)樣品中，繼續(xù)加熱，待白煙冒盡，用少量 0.5% 稀硝酸稀釋，反復(fù)沖洗3次，一并倒入50 mL容量瓶中，用0.5%稀硝酸定容至刻度，再稀釋10倍后待測(cè)。同時(shí)做試劑空白對(duì)照。

1.5.2 儀器工作條件 儀器工作條件見(jiàn)表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 番茄汁和2017、2015年番茄酒香氣成分的變化

新鮮番茄汁、2017年番茄酒、2015年番茄酒香氣成分的GC-MS總離子流色譜見(jiàn)圖1、圖2和圖3;通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖庫(kù)（NIST）自動(dòng)檢索，并對(duì)檢索結(jié)果進(jìn)行人工核對(duì)，用峰面積歸一法對(duì)各組分進(jìn)行相對(duì)含量分析，結(jié)果見(jiàn)表2。

從表2可以看出，從番茄汁中共鑒定出15種成分，包括醇、酯、醛酮、芳香族等4類化合物。醇類物質(zhì)在香氣成分中含量最高，占香氣成分總含量的44.28%，種類也最多，共8種;酯類含量在香氣成分中占香氣成分總含量的21.14%;醛酮類含量在香氣成分中占香氣成分總含量的26.51%;芳香族類僅檢測(cè)出2，2′-亞甲基雙-（4-甲基-6-叔丁基苯酚），占香氣成分總含量的8.07%。

從2017年番茄酒中共鑒定出34種成分，包括醇、酯、酸等6類化合物。醇類物質(zhì)在香氣成分中含量最高，占香氣成分總含量的82.56%，種類共10種;酯類在香氣成分中種類最多，共11種，其總含量占香氣成分總含量的5.66%;酸類含量在香氣成分中占香氣成分總含量的3.17%;醛酮類含量在香氣成分中占香氣成分總含量的6.13%;芳香族類僅檢測(cè)出2，2′-亞甲基雙-（4-甲基-6-叔丁基苯酚），占香氣成分總含量的0.69%;其他類化合物占了總含量的1.79%。

從2015年番茄酒中共鑒定出48種成分，包括醇、酯、酸等5類化合物。醇類物質(zhì)在香氣成分中含量最高，占香氣成分總含量的74.84%，種類共13種;酯類在香氣成分中種類最多，共16種，其總含量占香氣成分總含量的11.21%;酸類含量在香氣成分中占香氣成分總含量的8.89%;醛酮類含量在香氣成分中占香氣成分總含量的2.21%;芳香類含量占香氣成分總含量的2.85%。

以番茄汁為對(duì)照可以看出，在番茄酒發(fā)酵的過(guò)程中，醇類被氧化成醛類，醛類又被氧化成酸類，同時(shí)醇類也會(huì)被酯化，因此隨著陳釀時(shí)間的延長(zhǎng)，各類物質(zhì)都發(fā)生了變化。2015年番茄酒香氣成分的含量與種類與2017年番茄酒相比的變化為醇類物質(zhì)含量減少了7.72百分點(diǎn)，種類增加了3種。醇類物質(zhì)對(duì)果酒的香型起著重要作用，是許多果酒中香氣成分含量最高的一類物質(zhì)[6-7]。番茄酒中醇類物質(zhì)中的苯乙醇和1-戊醇含量非常高，2017年番茄酒二者含量分別占香氣成分總含量的28.92%和44.67%，2015年二者含量分別占香氣成分總含量的31.47%和36.62%。苯乙醇和1-戊醇是許多果酒中含量較高的2種醇類物質(zhì)。苯乙醇具有玫瑰香氣，而1-戊醇具有白蘭地香氣和特有的辛辣味，二者對(duì)酒總體香氣的形成具有重要的作用[8-9]。 酯類物質(zhì)含量增加了5.55百分點(diǎn)，種類增加了5種。酯類物質(zhì)是番茄酒主要的呈香物質(zhì)，如辛酸乙酯有玫瑰、橙子的花果香;癸酸乙酯有葡萄酒香氣[10];甲酸己酯、己酸乙酯、甲酸異丁酯和甲酸異戊酯均有水果香味;棕櫚酸乙酯呈微弱蠟香、果爵和奶油香氣，因此酒越陳越香。

2.2 番茄汁和2017年、2015年番茄酒有機(jī)酸含量的變化

由表3可知，8種有機(jī)酸的決定系數(shù)r2>0.999，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.96%～2.74%，表明此測(cè)定方法較為可靠。由表4可知，樣品中有機(jī)酸總含量隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增加，表明發(fā)酵過(guò)程中有機(jī)酸的增加是與發(fā)酵同步的。2017年番茄酒和2015年番茄酒總酸量相差不明顯，但比新鮮番茄汁中總酸量明顯增加，說(shuō)明果汁在發(fā)酵成果酒的過(guò)程中有機(jī)酸含量大量增加。2種年份的番茄酒中總酸量相差不明顯，可能是由于發(fā)酵已經(jīng)結(jié)束，有機(jī)酸的總量基本達(dá)到平衡。

番茄酒中的有機(jī)酸一部分來(lái)自于原料，另一部分可由發(fā)酵過(guò)程中酵母代謝產(chǎn)生。蘋果酸具有較大的酸度，但卻有柔和的風(fēng)味;酒石酸稍有澀感、酸味強(qiáng)烈;琥珀酸味道較濃，既苦又咸，能引起唾液的分泌，最具有味覺(jué)特征，可使酒的味道濃重，增加醇厚感。有機(jī)酸含量高低可影響番茄酒的口味、風(fēng)味和色澤的平衡，最終影響番茄酒的品質(zhì)[11]。

2017年與2015年番茄酒中草酸和α-酮戊二酸含量變化不大;蘋果酸、乳酸與檸檬酸含量隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，說(shuō)明這3種酸在貯藏過(guò)程中會(huì)持續(xù)產(chǎn)生;酒石酸、草酰乙酸與琥珀酸含量隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而減少，可能是因?yàn)檫@3種有機(jī)酸在陳釀的過(guò)程中會(huì)被逐漸消耗[12]。

2.3 番茄汁和2017年、2015年番茄酒金屬元素含量的變化

根據(jù)各元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程，計(jì)算番茄酒樣品中的6種金屬離子含量。從表5可以看出，除Mg元素外，番茄酒中的金屬元素含量比番茄汁中均有所增加。番茄酒中大部分金屬元素含量隨貯存時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，只有Mg元素含量隨貯存時(shí)間的延長(zhǎng)而減少。所測(cè)得的數(shù)據(jù)表明，番茄汁和番茄酒中各種微量元素含量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

番茄酒中的金屬有2個(gè)主要來(lái)源。首先，天然來(lái)源是番茄種植的土壤。金屬通過(guò)根進(jìn)入番茄，成為番茄酒中存在的大部分離子。其次，來(lái)源于人類活動(dòng)，如栽培方法、釀酒過(guò)程、環(huán)境污染和化學(xué)品的使用等[13]。

酒類的貯存時(shí)間越長(zhǎng)，酸度越高，金屬元素溶出量越多。番茄酒在陳釀階段金屬元素含量有所增加，其原因可能與酒中酸度的增大有關(guān)。酒體中發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)均離不開(kāi)金屬元素的催化作用，在金屬元素的催化作用下，醇類被轉(zhuǎn)化成酸類，進(jìn)而導(dǎo)致容器中溶入的金屬元素含量增加。部分金屬元素含量下降可能主要與釀酒罐有關(guān)，隨著番茄酒陳釀期的延長(zhǎng)，罐體的吸附能力和透氣性能受到影響，酒體與罐體表面的接觸相對(duì)減弱，進(jìn)而影響酒中金屬元素的融入;此外部分金屬元素與酒中有機(jī)物質(zhì)形成沉淀，進(jìn)而使金屬離子含量減少[14]。

3 結(jié)論

無(wú)論在番茄汁還是番茄酒香氣成分中，醇類物質(zhì)含量最高。在番茄酒香氣成分中，醇類物質(zhì)最主要是1-戊醇和苯乙醇，而酯類物質(zhì)種類最多，二者是番茄酒特有芳香的主要貢獻(xiàn)者;而番茄汁中香氣成分種類相對(duì)較少，最主要的香氣成分是正己醇。與2017年番茄酒香氣成分含量相比，2015年番茄酒中醇類、醛酮類物質(zhì)含量減少，酯類、酸類、芳香類物質(zhì)含量增加;香氣成分的種類變化為醇類、酯類、酸類、芳香族物質(zhì)種類增加，醛酮類物質(zhì)種類減少。陳釀期間香氣成分的種類和含量發(fā)生變化，逐漸形成擁有典型香氣的番茄酒。

番茄汁經(jīng)發(fā)酵后有機(jī)酸含量大量增加，番茄酒有機(jī)酸總含量隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)逐漸增加。與2017年番茄酒中有機(jī)酸含量相比，2015年番茄酒中草酸和α-酮戊二酸含量變化不大;蘋果酸、乳酸與檸檬酸隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)含量增加;酒石酸、草酰乙酸與琥珀酸隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)含量減少。

與2017年番茄酒中金屬元素含量相比，2015年番茄酒中大部分金屬元素的含量隨貯存時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，只有Mg元素含量隨貯存時(shí)間的延長(zhǎng)而減少。所測(cè)得數(shù)據(jù)表明，番茄汁和番茄酒中各種微量元素含量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

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