氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法分析不同品種蘋(píng)果釀造蒸餾酒中香氣成分及特征

張志兵，連 琛，詹瑞玲，劉美玉，安貴陽(yáng)*

（西北農(nóng)林科技大學(xué) 園藝學(xué)院，陜西 楊凌 712100）

蘋(píng)果蒸餾酒是指蘋(píng)果原漿經(jīng)接種酵母發(fā)酵后，再經(jīng)過(guò)蒸餾、除雜以及陳釀等操作后得到的酒精度為35%vol～50%vol的蒸餾酒[1-2]，它是市場(chǎng)發(fā)展前景良好的飲品，由于其獨(dú)特的香氣和風(fēng)味在世界范圍內(nèi)的消費(fèi)量和產(chǎn)量都在不斷增加[3-4]。蘋(píng)果蒸餾酒中獨(dú)特的香氣和風(fēng)味，在其他類(lèi)型的蒸餾酒中是難以找到的，但目前我國(guó)蘋(píng)果蒸餾酒的發(fā)展比較滯后，生產(chǎn)力低下，經(jīng)濟(jì)效益不高，生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[5]。

由于采用不同的原料、生產(chǎn)工藝和貯存條件生產(chǎn)蒸餾酒，其所含化合物可能有所不同[6]。近年來(lái)，我國(guó)關(guān)于對(duì)現(xiàn)有蘋(píng)果品種的釀酒特性評(píng)價(jià)的研究報(bào)道較少[7]，而釀酒原材料的種類(lèi)和品質(zhì)又對(duì)蘋(píng)果蒸餾酒的風(fēng)味和質(zhì)量起著決定性的作用[8-10]。因此，本實(shí)驗(yàn)分別以延長(zhǎng)紅、澳洲青萍、長(zhǎng)富2號(hào)3個(gè)品種蘋(píng)果為原料釀造蘋(píng)果蒸餾酒，采用頂空固相微萃?。╤eadspace solid-phase microextraction，HS-SPME）結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatographymass spectrometry，GC-MS）技術(shù)的方法分析3種蘋(píng)果酒中的揮發(fā)性香氣成分，旨在為釀造蘋(píng)果蒸餾酒的原料選擇提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

延長(zhǎng)紅（紅富士片紅型芽變品種，可溶性固形物含量為17%）、澳洲青萍（歐洲栽培品種，可溶性固形物為12%）、長(zhǎng)富2號(hào)蘋(píng)果（紅富士品種，可溶性固形物含量為15%）：由西北農(nóng)林科技大學(xué)洛川蘋(píng)果試驗(yàn)站生產(chǎn)；釀酒酵母（Saccha-romyces cerevisiae）：深圳麥上生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

ISQ&TRACEISQ 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國(guó)賽默飛科技有限公司；HP-5MS（30 m×0.25 mm，0.25 μm）毛細(xì)管色譜柱：美國(guó)Agilent公司；Uni Bloc電子天平：日本Shmadzu公司；SPME手柄、57329-U DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭：美國(guó)Supelco公司；304無(wú)磁密封罐：佛山市煜興順不銹鋼制品有限公司；RDN-1000D-4型人工氣候箱：寧波東南儀器有限公司；304不銹鋼蒸酒器：徐州升達(dá)廚具有限公司。

1.3 方法

1.3.1 蘋(píng)果蒸餾酒釀造工藝流程及操作要點(diǎn)[11-12]

蘋(píng)果→清洗→去核→破碎→酵母活化、接種→發(fā)酵→過(guò)濾→常壓蒸餾→酒樣→陳釀→蘋(píng)果蒸餾酒

操作要點(diǎn)：

原料預(yù)處理：分別選擇品種為延長(zhǎng)紅、澳洲青萍、長(zhǎng)富2號(hào)色澤鮮艷，達(dá)到食用成熟度的蘋(píng)果，每個(gè)蘋(píng)果品種單個(gè)處理為10 kg。首先用水清洗，除去表面雜質(zhì)、蟲(chóng)卵、細(xì)菌以及腐爛部分，再去皮、去核、在打漿機(jī)里破碎至勻漿狀。每個(gè)品種蘋(píng)果設(shè)置3次重復(fù)。

酵母活化、接種：每個(gè)處理分別稱(chēng)取5 g活性干酵母酒曲于35 ℃、100 mL 2%的葡萄糖水中活化1 h，備用。將活化好的酵母中倒入破碎后的果漿中，攪拌均勻。

發(fā)酵：將各個(gè)處理組蘋(píng)果分別裝入14 L密閉發(fā)酵桶中，然后將發(fā)酵桶放入恒溫氣候箱中，于25 ℃條件下發(fā)酵，當(dāng)發(fā)酵液可溶性固形物降至5%時(shí)結(jié)束發(fā)酵。

過(guò)濾：將發(fā)酵完成后的產(chǎn)物放入過(guò)濾網(wǎng)中進(jìn)行過(guò)濾，去除濾渣，取發(fā)酵液。

常壓蒸餾：將發(fā)酵液置于蒸餾鍋桶中，連接好冷凝裝置后，于95 ℃加熱。當(dāng)餾出液的酒精含量降至20%vol時(shí)停止加熱。

陳釀：將蒸餾液陳釀3個(gè)月，即獲得蘋(píng)果蒸餾酒，其中延長(zhǎng)紅蘋(píng)果蒸餾酒、澳洲青萍蘋(píng)果蒸餾酒和長(zhǎng)富2號(hào)蘋(píng)果蒸餾的酒精度分別為36%vol、37%vol、35%vol。

1.3.2 香氣成分HS-SPME-GC-MS檢測(cè)[13]

香氣成分萃?。簻?zhǔn)確吸取各酒樣5 mL至15 mL的固相微萃取專(zhuān)用萃取瓶中，密封后于40 ℃平衡15 min，插入已老化的萃取頭萃取30 min。萃取完畢后，迅速取下萃取器，插入氣相色譜儀進(jìn)樣口于260 ℃條件下解吸3 min。

GC條件：程序升溫至40 ℃，保持3 min，以8 ℃/min速率升溫至80 ℃，再按10 ℃/min升至250 ℃；進(jìn)樣口溫度260 ℃，載氣為純度99.999%的氦氣（He），流速1 mL/min；不分流進(jìn)樣。MS條件：離子源溫度為230 ℃，掃描范圍是35～400 amu，電子電離（electronic ionization，EI）源，電子能量70 eV。

1.3.3 香氣物質(zhì)的定性與定量分析[14-16]

根據(jù)分析檢測(cè)出的未知化合物的圖譜與美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所（national institute of standards and technology，NIST）譜庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)圖譜相匹配，選擇匹配度＞85%的物質(zhì)作為有效香氣成分，結(jié)合文獻(xiàn)中的保留指數(shù)進(jìn)行香氣物質(zhì)的定性。采用峰面積歸一化法計(jì)算各組成分相對(duì)含量。

1.3.4 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)采用Microsoft Excel 2010和SPSS 17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種蘋(píng)果蒸餾酒揮發(fā)性香氣成分分析

3種蘋(píng)果蒸餾酒揮發(fā)性香氣成分的SPME-GC-MS總離子流色譜圖見(jiàn)圖1，揮發(fā)性香氣成分檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1，香氣成分種類(lèi)及含量見(jiàn)表2。

表1 3種蘋(píng)果蒸餾酒中揮發(fā)性香氣成分測(cè)定結(jié)果Table 1 Determination results of volatile aroma components in 3 kinds of apple distilleations

續(xù)表

圖1 延長(zhǎng)紅（a）、澳洲青萍（b）、長(zhǎng)富2號(hào)（c）蘋(píng)果釀造蒸餾酒揮發(fā)性香氣成分總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatogram of volatile aroma components apple distillations brewed by Yanchanghong (a),Aozhouqingping (b)and Changfu No.2 (c) apple

由圖1和表1可知，在延長(zhǎng)紅、澳洲青萍、長(zhǎng)富2號(hào)3種蘋(píng)果蒸餾酒中共檢測(cè)出50種揮發(fā)性物質(zhì)，包括酯類(lèi)28種、醇類(lèi)8種、酸類(lèi)4種、醛類(lèi)3種、烷烴類(lèi)7種。由表2可知，延長(zhǎng)紅、澳洲青萍、長(zhǎng)富2號(hào)3種蘋(píng)果蒸餾酒共檢出香氣物質(zhì)分別為41種、34種、30種，其中酯類(lèi)和醇類(lèi)化合物含量較高。延長(zhǎng)紅、澳洲青萍、長(zhǎng)富2號(hào)蘋(píng)果蒸餾酒中酯類(lèi)化合物分別為22種、21種、15種，相對(duì)含量分別為39.43%、38.44%、40.90%；醇類(lèi)化合物分別為7種、6種、8種，相對(duì)含量分別為42.90%、42.42%、37.01%。

表2 3種蘋(píng)果蒸餾酒揮發(fā)性香氣成分種類(lèi)及含量Table 2 Types and contents of volatile aroma components in 3 kinds of apple distillations

2.2 不同品種蘋(píng)果蒸餾酒中揮發(fā)性香氣成分比較

2.2.1 酯類(lèi)物質(zhì)

酯類(lèi)物質(zhì)是一類(lèi)具有芳香性氣味的化合物，是蒸餾酒中重要的芳香物質(zhì)，含量與比例影響酒體的風(fēng)格，富含花香、果香和酒香，可決定蒸餾酒的品質(zhì)[17-18]。3種蘋(píng)果蒸餾酒中共檢測(cè)出酯類(lèi)物質(zhì)28種，延長(zhǎng)紅、澳洲青萍、長(zhǎng)富2號(hào)蘋(píng)果蒸餾酒中酯類(lèi)物質(zhì)分別為22種、21種、15種，共有酯類(lèi)物質(zhì)13種。

酯類(lèi)物質(zhì)可使蒸餾酒散發(fā)濃郁的香氣。其中乙酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、3-甲基戊酸乙酯、辛酸乙酯、異戊酸己酯、癸酸乙酯在蘋(píng)果蒸餾酒中具有較高的相對(duì)含量，賦予了酒體甜果香、草莓香、菠蘿香、花香、蘋(píng)果香、脂肪香等香氣[19]。延長(zhǎng)紅蘋(píng)果蒸餾酒中酯類(lèi)物質(zhì)相對(duì)含量排序?yàn)椋盒了嵋阴ィ?.24%）＞癸酸乙酯（7.12%）＞異戊酸己酯（5.57%）＞乙酸乙酯（4.34%）＞3-甲基戊酸乙酯（4.22%）＞2-甲基丁酸乙酯（1.29%）；澳洲青萍蘋(píng)果蒸餾酒中酯類(lèi)物質(zhì)相對(duì)含量排序?yàn)椋盒了嵋阴ィ?0.99%）＞癸酸乙酯（8.53%）＞乙酸乙酯（5.14%）＞3-甲基戊酸乙酯（4.51%）＞異戊酸己酯（4.41%）＞2-甲基丁酸乙酯（0.40%）；長(zhǎng)富2號(hào)蘋(píng)果蒸餾酒中酯類(lèi)物質(zhì)相對(duì)含量排序?yàn)椋盒了嵋阴ィ?1.11%）＞癸酸乙酯（7.71%）＞異戊酸己酯（7.36%）＞3-甲基戊酸乙酯（5.63%）＞乙酸乙酯（4.63%）＞2-甲基丁酸乙酯（0.64%）。

2.2.2 醇類(lèi)物質(zhì)

醇類(lèi)物質(zhì)是形成酒風(fēng)味的主要成分，多由氨基酸或糖類(lèi)經(jīng)酵母代謝產(chǎn)生[20]。3種蘋(píng)果蒸餾酒中共檢測(cè)出醇類(lèi)物質(zhì)8種，延長(zhǎng)紅、澳洲青萍、長(zhǎng)富2號(hào)蘋(píng)果蒸餾酒中共檢出醇類(lèi)物質(zhì)分別為7種、6種、8種，共有醇類(lèi)物質(zhì)6種。

高級(jí)醇不僅使蒸餾酒呈現(xiàn)香氣，還是醇甜和助香的主要物質(zhì)來(lái)源[21]。此外，隨蒸餾酒陳釀年份增加，蒸餾酒中累積的高級(jí)醇可使酒體飽滿醇厚[4]。3種蘋(píng)果蒸餾酒中異丁醇、異戊醇、1-戊醇、2-甲基-1-丁醇、正己醇、苯乙醇具有較高的相對(duì)含量，可賦予蘋(píng)果蒸餾酒醇香、苦杏仁香、清香、青草味、玫瑰花香、蜂蜜味。異戊醇在醇類(lèi)物質(zhì)中相對(duì)含量最高，延長(zhǎng)紅、澳洲青萍、長(zhǎng)富2號(hào)3種酒中異戊醇的相對(duì)含量分別為16.30%、23.10%、23.79%。異戊醇是酒中主要的醇類(lèi)物質(zhì)和助香劑[22]。正己醇作為濃香型白酒中的重要香氣化合物，貢獻(xiàn)花香及果香[24]，苯乙醇具有柔和、愉快而持久的香氣，貢獻(xiàn)梔子、紫丁香樣香氣[25]。在3種蘋(píng)果蒸餾酒中，延長(zhǎng)紅蘋(píng)果蒸餾酒中的正己醇相對(duì)含量（5.80%）和苯乙醇相對(duì)含量（6.61%）顯著高于澳洲青萍蘋(píng)果蒸餾酒（相對(duì)含量分別為0.75%、1.77%）和長(zhǎng)富2號(hào)蘋(píng)果蒸餾酒（相對(duì)含量分別為2.19%、1.02%）（P＜0.05）。

2.2.3 酸類(lèi)物質(zhì)

酸類(lèi)物質(zhì)是大量微生物在發(fā)酵過(guò)程中共同作用的產(chǎn)物，能夠賦予蘋(píng)果蒸餾酒愉快的香氣，同時(shí)也可生成對(duì)應(yīng)的酯類(lèi)香氣成分和重要的協(xié)調(diào)成分，適量的有機(jī)酸能夠增強(qiáng)蘋(píng)果蒸餾酒的口感和味道[26]。3種蘋(píng)果蒸餾酒中共檢測(cè)出酸類(lèi)物質(zhì)4種，延長(zhǎng)紅蘋(píng)果蒸餾酒、長(zhǎng)富2號(hào)蘋(píng)果蒸餾酒檢測(cè)出酸類(lèi)物質(zhì)分別為4種、1種，共有酸類(lèi)1種，澳洲青萍蘋(píng)果蒸餾酒未檢測(cè)出酸類(lèi)物質(zhì)。

2.2.4 醛類(lèi)及烷烴類(lèi)物質(zhì)

醛類(lèi)物質(zhì)可使酒的香氣飄逸，延長(zhǎng)紅、澳洲青萍、長(zhǎng)富2號(hào)蘋(píng)果蒸餾酒中共檢出醛類(lèi)物質(zhì)3種，共有醛類(lèi)1種，其中乙縮醛相對(duì)含量較高，三種蒸餾酒中相對(duì)含量分別為9.24%、9.98%、14.32%。長(zhǎng)富2號(hào)蘋(píng)果蒸餾酒中的乙縮醛相對(duì)含量顯著高于延長(zhǎng)紅和澳洲青萍蘋(píng)果蒸餾酒中的含量（P＜0.05），乙縮醛能增加蘋(píng)果蒸餾酒清香感，并利于酒的放香和陳香，可保持酒香的均勻持久性[27-28]。這使得蘋(píng)果蒸餾酒酒香氣濃郁，綿甜爽凈，余味悠長(zhǎng)。延長(zhǎng)紅、澳洲青萍、長(zhǎng)富2號(hào)蘋(píng)果蒸餾酒中共檢出烷烴類(lèi)物質(zhì)分別為5種、6種、5種，共有烷烴類(lèi)物質(zhì)4種，相對(duì)含量分別為4.01%、4.39%、3.81%。

3 結(jié)論

以延長(zhǎng)紅、澳洲青萍、長(zhǎng)富2號(hào)3種蘋(píng)果為原料釀造蘋(píng)果蒸餾酒，并采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜（HS-SPMEGC-MS）技術(shù)分析3種蘋(píng)果蒸餾酒的香氣成分。結(jié)果表明，HS-SPME-GC-MS共檢測(cè)出50種揮發(fā)性香氣成分，包括酯類(lèi)28種、醇類(lèi)8種、酸類(lèi)4種、醛類(lèi)3種、烷烴類(lèi)7種；延長(zhǎng)紅、澳洲青萍、長(zhǎng)富2號(hào)蘋(píng)果蒸餾酒中揮發(fā)性化合物分別為41種、34種、30種。延長(zhǎng)紅、澳洲青萍、長(zhǎng)富2號(hào)蘋(píng)果蒸餾酒中酯類(lèi)物質(zhì)分別為22種、21種、15種，共有13種，相對(duì)含量分別為39.43%、38.44%、46.28%；醇類(lèi)物質(zhì)分別為7種、6種、8種，相對(duì)含量分別為42.90%、42.42%、37.11%；酸類(lèi)物質(zhì)分別為4種、0種、1種，相對(duì)含量分別為、1.65%、0、0.27%；醛類(lèi)物質(zhì)分別為3種、1種、1種，相對(duì)含量分別為9.58%、9.98%、14.32%；烷烴類(lèi)物質(zhì)分別為5種、6種、5種，相對(duì)含量分別為4.01%、4.39%、3.81%。綜合對(duì)比，延長(zhǎng)紅蘋(píng)果為原料釀造蒸餾酒的酸類(lèi)、酯類(lèi)化合物豐富、正己醇和苯乙醇相對(duì)含量高，風(fēng)味最佳，是釀造蘋(píng)果蒸餾酒的良好原料。