蘋果海棠復(fù)合果酒香氣成分研究

康三江 ，曾朝珍，張海燕，袁 晶，張霽紅，宋 娟，張 芳

(1.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工研究所，甘肅蘭州 730070；2.甘肅省果蔬貯藏加工技術(shù)創(chuàng)新中心，甘肅蘭州 730070)

發(fā)酵型果酒是以水果為原料發(fā)酵而得的低度酒，它的營(yíng)養(yǎng)成分豐富、具有原料的原始風(fēng)味，受到很多消費(fèi)者的喜愛(ài)[1]。海棠果酒為淺黃色液體，酒體清澈透亮，具有海棠果特有的口味，醇香爽口，后味綿軟[2]。蘋果酒是一種由純果汁發(fā)酵制成的酒精飲料，其含有豐富的維生素、礦物質(zhì)、氨基酸以及多酚等物質(zhì)，擁有較高的營(yíng)養(yǎng)成分和保健價(jià)值[3]。我國(guó)是水果生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，目前果酒業(yè)也形成了較大規(guī)模。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展以及人民群眾生活條件不斷改善，復(fù)合果酒憑借其營(yíng)養(yǎng)性、保健性功能逐漸引起了越來(lái)越多消費(fèi)者的關(guān)注[4]。但是國(guó)內(nèi)外目前尚未出現(xiàn)關(guān)于以蘋果海棠為原料制成復(fù)合果酒的研究。鑒于此，本試驗(yàn)將研究運(yùn)用蘋果和海棠釀造復(fù)合果酒，采用頂空進(jìn)樣結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜法對(duì)蘋果海棠復(fù)合果酒香氣成分鑒定分析，為蘋果海棠復(fù)合果酒的品質(zhì)特征研究提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

1.1.1 材料

菌種：釀酒酵母（CICC 32168），中國(guó)工業(yè)微生物菌種保藏管理中心。

耗材及試劑：富士蘋果，采自甘肅慶陽(yáng)市；海棠果，采自陜西寶雞；甲醇、3-辛醇、乙酸正戊酯，色譜純，美國(guó)Sigma 公司；果膠酶，上海源聚生物科技有限公司；葡萄糖，天津市北辰方正試劑廠。

1.1.2 儀器設(shè)備

JYZ-E3C 型榨汁機(jī)，九陽(yáng)股份有限公司；HWS-12 型電熱恒溫水浴鍋，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；LRH-250 型恒溫培養(yǎng)箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；GCMS-QP2020 型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，日本島津公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程

本試驗(yàn)按圖1所示工藝流程進(jìn)行。

1.2.2 釀酒酵母菌種活化

將試管斜面保存的釀酒酵母32168 在28 ℃、150 r/min 搖床條件下接種于100 mL 液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)48 h，活化結(jié)束后在4 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.3 蘋果海棠復(fù)合果汁制備

以原料比為100∶50 的比例將蘋果海棠進(jìn)行混合，在果膠酶添加量0.13%、酶解時(shí)間為3 h、酶解溫度為35 ℃的條件下酶解制備蘋果海棠復(fù)合果汁。

1.2.4 蘋果海棠復(fù)合果酒發(fā)酵

在糖添加量8%、發(fā)酵溫度28 ℃、接種量8%、接種濃度為106cfu/mL 的條件下將活化好的釀酒酵母32168 接種于制備好的蘋果海棠復(fù)合果汁中，于28 ℃下厭氧靜置發(fā)酵直至發(fā)酵結(jié)束。

1.2.5 測(cè)定方法

樣品處理：采用頂空進(jìn)樣，取1 mL 酒樣，加入1 mL 甲醇，50 μL 3-辛醇內(nèi)標(biāo)(630.8 mg/L)，100 μL乙酸正戊酯內(nèi)標(biāo)(219.35 mg/L)，漩渦混勻，取1 mL氣相色譜瓶自動(dòng)進(jìn)樣。

GC 條件：進(jìn)樣口溫度250 ℃，載氣He，流速1.2 mL/min。進(jìn)樣量1 μL，不分流進(jìn)樣。色譜柱為TB-WAX(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，升溫程序40 ℃恒溫2 min，以5 ℃/min 的升溫速度升至180 ℃，以15 ℃/min的升溫速度升至250 ℃，保持5 min。

MS 條件：EI 電離子源，電子能量70 eV，離子源溫度200 ℃，接口溫度250 ℃。掃描范圍33.00～350.00 amu。

1.3 數(shù)據(jù)分析

本試驗(yàn)采用Excel 2003 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 蘋果海棠復(fù)合果酒及蘋果酒中揮發(fā)性成分的總離子流圖

采用頂空直接進(jìn)樣及氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法對(duì)蘋果海棠復(fù)合果酒及蘋果酒中的揮發(fā)性成分分析，其總離子流圖見(jiàn)圖2、圖3。

2.2 蘋果海棠復(fù)合果酒及蘋果酒中揮發(fā)性成分分析

采用頂空進(jìn)樣及氣相色譜-質(zhì)譜法，以乙酸戊酯及3-辛醇為內(nèi)標(biāo)對(duì)蘋果海棠復(fù)合果酒及蘋果酒中揮發(fā)性成分進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1 可知，通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法分析，蘋果海棠復(fù)合果酒共鑒定出51 種香氣成分，其中酯類物質(zhì)12種，總含量為208.08 mg/L，醇類物質(zhì)14種，總含量為16510.74 mg/L，羧酸類物質(zhì)7 種，總含量為3148.12 mg/L，醛酮類物質(zhì)18 種，總含量為3330.88 mg/L；蘋果酒中共鑒定出33 種香氣成分，其中4種酯類物質(zhì)，總含量為48.58 mg/L，15種醇類物質(zhì)，總含量為1975.91 mg/L，9 種羧酸類物質(zhì)，總含量為92.12 mg/L，5 種醛酮類物質(zhì)，總含量為56.05 mg/L。

表1 蘋果海棠復(fù)合果酒及蘋果酒中揮發(fā)性成分

續(xù)表1 蘋果海棠復(fù)合果酒及蘋果酒中揮發(fā)性成分

2.3 蘋果海棠復(fù)合果酒及蘋果酒揮發(fā)性成分分類比較

蘋果海棠復(fù)合果酒及蘋果酒中酯類、醇類、酸類及醛酮類物質(zhì)的種類及非共有揮發(fā)性成分變化見(jiàn)圖4—圖12。

2.3.1 蘋果海棠復(fù)合果酒及蘋果酒中各類揮發(fā)性成分種類數(shù)量（圖4）

圖4 結(jié)果表明，酯類物質(zhì)種類在蘋果海棠復(fù)合果酒及蘋果酒中分別為12 種和4 種，醇類物質(zhì)分別為14 種和15 種，羧酸類物質(zhì)分別為7 種和9 種，而醛酮類物質(zhì)分別為18 種和5 種。由圖4 可知，醇類、酸類物質(zhì)的種類數(shù)量在蘋果海棠復(fù)合果酒及蘋果酒中相差不大，而酯類和醛酮類物質(zhì)種類數(shù)量相差較大，蘋果海棠復(fù)合果酒比蘋果酒種類數(shù)量分別多了8 種和13 種。酯類物質(zhì)是果酒的特征性成分，是酵母菌發(fā)酵以及陳釀過(guò)程中產(chǎn)生的[5-6]；醛酮類物質(zhì)既可能來(lái)源于原料，又可能是果酒釀造的整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的[7]，構(gòu)成了蘋果海棠復(fù)合果酒的獨(dú)特香氣成分。

2.3.2 蘋果海棠復(fù)合果酒與蘋果酒非共有酯類成分分析（圖5、圖6）

由表1 及圖5、圖6 可知，非共有酯類物質(zhì)在蘋果海棠復(fù)合果酒中共檢出12 種，其中三甲基硅基過(guò)氧乙基酯3.95 mg/L，丁二酸二乙酯3.57 mg/L，異戊酸-4-甲氧基-2-甲基丁酯44.03 mg/L，2-糠酸甲酯10.56 mg/L，2-羥基-γ-丁內(nèi)酯4.26 mg/L，2,4-二氧戊酸乙酯2.99 mg/L，1,2,3-丙三醇單乙酸酯44.42 mg/L，丁二酸單甲酯18.07 mg/L，琥珀酸單乙酯44.24 mg/L，4-甲基衣康酸酯10.06 mg/L，戊烯二酸二乙酯7.84 mg/L，衣康酸4-乙基氫酯14.09 mg/L；而蘋果酒中共有4 種，其中4-甲基-3-戊烯酸甲酯17.17 mg/L，一乙酸甘油酯17.01 mg/L，亞油酸乙酯13.08 mg/L，癸酸乙酯1.32 mg/L。酯類物質(zhì)大多具有芳香味，在酒中絕對(duì)含量雖少，但對(duì)酒的香型起著重要作用，是形成酒體香氣濃郁的主要因素[8]。

2.3.3 蘋果海棠復(fù)合果酒與蘋果酒非共有醇類成分分析（圖7、圖8）

由表1 及圖7、圖8 可知，蘋果海棠復(fù)合果酒與蘋果酒中非共有醇類物質(zhì)為17 種，其中在蘋果海棠復(fù)合果酒中檢出8種，分別為苯甲醇100.07 mg/L、2-甲基-1-丁醇40.20 mg/L、(Z)-3-己烯-1-醇18.60 mg/L、丙二醇11.83 mg/L、二甲基硅烷二醇51.55 mg/L(Z)-2-丁烯-1,4-二醇13.67 mg/L，3-氯-1,2-丙二醇18.01 mg/L 和1,2:5,6-二氫半乳糖醇19.46 mg/L；其他9種為蘋果酒中所含有，分別為1-丁醇3.76 mg/L、2-呋喃甲醇1.37mg/L、(S)-(+)-1,2-丙二醇5.93 mg/L、異山梨醇186.47 mg/L，4-羥基-苯乙醇12.5 mg/L，3-甲硫基丙醇1.68 mg/L，1,4-丁二醇4.15 mg/L，1,3-辛二醇1.61 mg/L 和1,4-脫水-D-甘露糖醇29.63 mg/L。醇類物質(zhì)是果酒中最豐富的風(fēng)味物質(zhì)，通常來(lái)源于糖類的分解代謝和氨基酸的脫氨、脫羧反應(yīng)，能夠賦予酒體水果香氣[9]。

2.3.4 蘋果海棠復(fù)合果酒與蘋果酒非共有酸類成分分析（圖9、圖10）

表1 和圖9、圖10 結(jié)果表明，非共有酸類物質(zhì)在蘋果海棠復(fù)合果酒與蘋果酒共有10 種，各有4種和6 種酸類物質(zhì)分別被檢出，具體為2-氧代戊二酸39.58 mg/L、4-羥基丁酸31.73 mg/L、3-丁酸97.89 mg/L、3-甲基戊烯二酸151.66 mg/L和2-丙烯酸3.94 mg/L、2-甲基丁酸5.72 mg/L、甲酸3.13 mg/L、己酸1.76 mg/L、辛酸3.18 mg/L、苯乙酸7.76 mg/L。有機(jī)酸是保持果酒酒體平衡和口感清爽的主要物質(zhì)，適宜的含酸量可賦予果酒新鮮的水果香，能修飾果酒的滋味和口感[10]。

2.3.5 蘋果海棠復(fù)合果酒與蘋果酒非共有醛酮類成分分析（圖11、圖12）

從表1 和圖11、圖12 可知，蘋果海棠復(fù)合果酒共有18 種非共有醛酮類物質(zhì)被檢出，分別為1-羥基-2-丙酮12.70 mg/L、糠醛561.06 mg/L、2-(5H)-呋喃酮328.27 mg/L、2-羥基-2-環(huán)戊烯-1-酮323.85 mg/L、3-甲基-2,5-呋喃二酮1220.81 mg/L、2H-吡喃-2,6(3H)-二酮53.28 mg/L、4,5-二甲基-1,3-二氧雜環(huán)戊烯-2-酮39.68 mg/L、2,3-二氫-3,5二羥基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮45.00 mg/L、3,4-二甲基-2-環(huán)戊烯-1-酮13.66 mg/L、3-羥基-2-丁酮32.62 mg/L、2,5-二羥基苯甲醛22.51 mg/L、5-甲基-2-呋喃甲醛103.75 mg/L、環(huán)戊-4-烯-1,3-二酮12.47 mg/L、2,7-二氧雜環(huán)[4.3.1.0（3,8）]癸-4-酮196.25 mg/L、7-氧雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2-酮228.08 mg/L、3-甲基-4-丙基-2,5-呋喃二酮117.02 mg/L、左旋葡萄糖酮9.85 mg/L、2,3-丁二酮10.02 mg/L；而蘋果酒中只有5 類被檢出，分別為1-乙酰氧基丙酮0.95 mg/L，1-(2-呋喃基)乙酮4.53 mg/L，2-羥基-γ-丁酸酮2.65 mg/L、(2s-cis)-2-(1,1-二甲基乙基)-5-甲基-1,3-二氧雜環(huán)己烷-2-酮19.82 mg/L、1-（5-乙基-1,3-二氧雜環(huán)己烷-5-基）-乙酮28.10 mg/L。醛酮類化合物的產(chǎn)生一般源于醇的氧化或是酸的還原，也有部分來(lái)源于糖代謝，它們可以與其他香氣物質(zhì)相互協(xié)同賦予酒體飽滿馥郁、圓潤(rùn)淡雅的風(fēng)格，是果酒重要的呈味物質(zhì)[11]。

3 結(jié)論

采用頂空進(jìn)樣法及氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法對(duì)蘋果海棠復(fù)合果酒中香味物質(zhì)進(jìn)行了分析，51 種酯類、醇類、酸類及醛酮類化合物被鑒定出，與蘋果酒中香氣成分相比，醇類、酸類物質(zhì)的種類數(shù)量相差不大，而酯類和醛酮類物質(zhì)種類數(shù)量相差較大，蘋果海棠復(fù)合果酒中酯類和醛酮類物質(zhì)比蘋果酒種類數(shù)量分別多8 種和13 種。對(duì)蘋果海棠復(fù)合果酒中的香氣成分的研究，為蘋果海棠復(fù)合果酒的發(fā)酵工藝優(yōu)化、產(chǎn)品品質(zhì)提高及蘋果和海棠原料的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)及應(yīng)用提供科學(xué)參考。