全果發(fā)酵與果渣發(fā)酵對(duì)歐李果酒香氣特征的影響

劉婷婷，馬巖石，李 娜，趙 鑫，王大為*（吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林 長春　130118）

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全果發(fā)酵與果渣發(fā)酵對(duì)歐李果酒香氣特征的影響

劉婷婷，馬巖石，李 娜，趙 鑫，王大為*
（吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林 長春130118）

摘 要：分別以歐李全果及歐李果渣為原料發(fā)酵生產(chǎn)歐李果酒，采用頂空固相微萃取和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)檢測2種果酒中芳香成分，并結(jié)合不同香氣成分的閾值與相對(duì)香氣活度值，分析2種歐李果酒香氣特征。結(jié)果表明：全果發(fā)酵歐李果酒檢出香氣成分50種，歐李果渣發(fā)酵果酒檢出香氣成分49種，2種酒皆含有的香氣成分33種。全果發(fā)酵果酒獨(dú)有香氣成分17種，果渣發(fā)酵果酒獨(dú)有香氣成分16種。2種歐李果發(fā)酵酒的主要香氣成分都為辛酸乙酯。在2種果酒中相對(duì)香氣活度較大并有突出香氣的化合物為辛酸乙酯、β-大馬酮、3-甲基丁醛、里哪醇、己酸乙酯、乙酸苯乙酯以及苯乙醇。全果發(fā)酵酒具有類似杏仁香氣，兼具脂香及果香。果渣發(fā)酵果酒具有明顯果香，兼具花香、甜香，香氣持久穩(wěn)定。歐李全果發(fā)酵與果渣發(fā)酵果酒香氣成分相對(duì)含量及相對(duì)香氣活度值無顯著性差異（P＞0.05）。歐李果渣發(fā)酵酒具有典型果酒香型特點(diǎn)，風(fēng)格明顯，同時(shí)充分利用歐李果汁生產(chǎn)副產(chǎn)物果渣，更具經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：歐李果酒；頂空固相微萃??；氣相色譜-質(zhì)譜；香氣成分

引文格式：

劉婷婷, 馬巖石, 李娜, 等. 全果發(fā)酵與果渣發(fā)酵對(duì)歐李果酒香氣特征的影響[J]. 食品科學(xué), 2016, 37(12): 99-104.

LIU Tingting, MA Yanshi, LI Na, et al. Comparison of aroma characteristics of Cerasus humilis wines fermented from whole fruits and pomace[J]. Food Science, 2016, 37(12): 99-104. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201612017. http://www.spkx.net.cn

歐李（Cerasus humilis），薔薇科，櫻桃屬，為多年生落葉灌木[1]。歐李果顏色鮮艷、香氣獨(dú)特、肉厚汁多、酸甜可口、營養(yǎng)豐富。歐李果富含蛋白質(zhì)、維生素、礦質(zhì)元素、氨基酸等，尤其是鈣含量在所有經(jīng)濟(jì)型水果中含量最高，被譽(yù)為鈣果[2]。歐李果仁還是藥食兼用郁李仁的來源。近年來歐李果汁、果脯[3]、果醬、果醋[4]、果酒等深加工產(chǎn)品層出不窮。以歐李果為原料經(jīng)發(fā)酵釀造而成的歐李果酒，呈寶石紅色，酒香濃郁、酒體醇厚、余味綿長[5-6]，備受消費(fèi)者歡迎。目前，歐李果酒主要是采用歐李全果發(fā)酵制成，而歐李果汁加工過程產(chǎn)生的果渣并未得到充分利用而擯棄。果酒的香氣直接影響其感官品質(zhì)，是反映其風(fēng)格的一個(gè)重要指標(biāo)[7]。本研究采用頂空固相微萃?。╤eadspace-solid phase micro extraction，HS-SPME）方法對(duì)全果發(fā)酵與果渣發(fā)酵的歐李果酒的香氣成分進(jìn)行收集萃取，通過氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用技術(shù)對(duì)2種酒的香氣物質(zhì)進(jìn)行分析比較，并根據(jù)不同香氣化合物的閾值及相對(duì)氣味活度值（relative aroma activity value，ROAV）確定各香氣成分對(duì)果酒香型特征與風(fēng)格的影響，對(duì)歐李全果發(fā)酵果酒及歐李果渣發(fā)酵果酒的芳香化合物相對(duì)含量、種類差異性進(jìn)行分析，為歐李果渣在果酒釀制方面的應(yīng)用提供理論依據(jù)，為歐李果的高附加值利用提供參考。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

綿白糖（一級(jí)品）市售；歐李果（總糖含量為6.25%，糖酸比為3.14，出汁率為65.22%）沭陽俊玲苗木園藝場；釀酒高活性干酵母廣東丹寶利酵母有限公司；氯化銨、氯化鈣（食品級(jí)）株洲江海環(huán)保實(shí)業(yè)有限公司；香氣成分標(biāo)樣美國Sigma-Aldrich公司。

1.2儀器與設(shè)備

SPN402F型電子天平奧豪斯國際貿(mào)易上海有限公司；ACS-15F型電子計(jì)價(jià)秤上海第二天平儀器廠；VS-1300型超凈工作臺(tái)蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；HR1882型榨汁機(jī)飛利浦（中國）投資有限公司；CT15RT型離心機(jī)上海天美生化儀器設(shè)備工程有限公司；干燥/培養(yǎng)兩用箱日本島津公司；5975-6890N GC-MS聯(lián)用儀美國Agilent公司；二乙基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene/carboxen/ polydimethylsiloxane，DVB/CAR/PDMS）萃取頭美國Supelco公司。

1.3方法

1.3.1工藝流程

根據(jù)歐李果的原料特點(diǎn)并參考果酒釀造生產(chǎn)工藝，分別以歐李全果及歐李果渣為原料發(fā)酵生產(chǎn)歐李果酒[8-9]。

歐李全果或歐李果渣→調(diào)整組分→控溫發(fā)酵→成熟→分離去除酒腳→凈化處理→冷沉→精濾→無菌灌裝封口→成品→芳香成分檢測

1.3.2操作要點(diǎn)

1.3.2.1歐李全果發(fā)酵生產(chǎn)歐李果酒

1）挑選無病蟲害，無霉?fàn)€的成熟歐李果，流動(dòng)水清洗干凈，備用。

2）按配方要求準(zhǔn)確稱取歐李果加入適量沸水繼續(xù)煮沸維持2～3 min，進(jìn)行軟化及細(xì)菌處理，然后破碎、分離除去果仁（為中藥郁李仁原料）后備用。

3）加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%白砂糖調(diào)整料液的糖度與酸度[10]，為發(fā)酵液及產(chǎn)品提供適當(dāng)?shù)奶嵌群途凭w積分?jǐn)?shù)，然后加熱至微沸殺菌、冷卻，備用。

4）稱取歐李果質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%～5%釀酒干酵母，38 ℃條件下活化處理15～30 min，備用[11]。

5）接種、發(fā)酵及成熟。發(fā)酵溫度為24 ℃，每天檢測發(fā)酵果汁糖含量和酸度變化，當(dāng)糖度及酒精體積分?jǐn)?shù)不發(fā)生變化即為發(fā)酵終止；發(fā)酵醪液18 ℃以下，陳釀10～15 d，酒醅完全下沉，分離，得到歐李果原酒，備用。

6）于溫度4～5 ℃條件下將歐李原酒控溫沉降澄清4～5 d，倒罐再次澄清處理4～7 d后，分離得到澄清歐李果酒，殺菌、冷卻、無菌灌裝封口得到歐李果酒[12]。

1.3.2.2歐李果渣發(fā)酵生產(chǎn)歐李果酒

以歐李果在榨汁過程中產(chǎn)生的歐李果渣為原料，按料水比為1∶1（g/g）加入純凈水，其他生產(chǎn)工藝與歐李全果發(fā)酵工藝相同。由于果渣主要成分為纖維，需要按果酒的糖酸比及酒精體積分?jǐn)?shù)對(duì)發(fā)酵底物進(jìn)行糖、酸含量調(diào)整[13]，使發(fā)酵能順利進(jìn)行。

1.3.3歐李果酒香氣成分萃取

分別量取歐果酒樣5 mL和2.5 g氯化鈉加入到20 mL頂空瓶中，封蓋后將SPME針管穿透頂空瓶的密封墊，調(diào)整插入長度，在45 ℃條件下進(jìn)行水浴攪拌平衡20 min，使氯化鈉充分溶解，待揮發(fā)性物質(zhì)與上部空氣、下部溶液互相平衡后，推手柄使纖維頭伸出，在水浴45 ℃條件下萃取吸附40 min，萃取完畢后，將萃取針插入GC進(jìn)樣口，在250 ℃條件下解吸3 min，用于GC-MS聯(lián)用分析[14-15]。

1.3.4歐李果酒GC-MS條件

GC條件：HP-1MS毛細(xì)管色譜柱（30 m×250 μm，0.25 μm）；進(jìn)樣口溫度280 ℃；載氣He；載氣流量1.0 mL/min；手動(dòng)且不分流進(jìn)樣；升溫程序：柱初始溫度80 ℃，保持3 min，再以8 ℃/min的速率升溫至280 ℃保持15 min；氣化室溫度280 ℃。樣品分離后 用Agilent 5975 MSD鑒定。

MS條件：電子電離源；電子能量70 eV；離子源溫度280 ℃；接口溫度280 ℃；質(zhì)量掃描范圍m/z 20.00～800.00。

1.3.5歐李果酒香氣組分的分析

利用MS結(jié)果和C6～C20正構(gòu)烷烴計(jì)算各個(gè)化合物的保留指數(shù)（retention index，RI），結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道對(duì)化合物進(jìn)行定性分析。采用面積歸一化法定量，計(jì)算歐李酒中揮發(fā)性香氣成分相對(duì)含量，取3 次檢測結(jié)果的平均值為最終結(jié)果。

采用ROAV法[16]評(píng)價(jià)揮發(fā)性成分對(duì)歐李果酒風(fēng)味的影響程度，確定歐李果酒主體風(fēng)味成分。對(duì)樣品主體風(fēng)味貢獻(xiàn)最大的組分為ROAVstan=100，其他組分（A）的ROAV按下式計(jì)算：

式中：CA、TA分別為各揮發(fā)性組分的相對(duì)含量/%和嗅覺閾值/（mg/L）；Cstan、Tstan分別為對(duì)樣品主體風(fēng)味貢獻(xiàn)最大組分的相對(duì)含量/%和嗅覺閾值/（mg/L）。

嗅覺閾值的測定：配制相應(yīng)酒精體積分?jǐn)?shù)的模擬酒（酒精體積分?jǐn)?shù)為12%、pH 3.2），將香氣成分標(biāo)準(zhǔn)品溶于其中，隨機(jī)選取30 名酒類鑒評(píng)人員采用進(jìn)行品評(píng)，50%的品嘗員能感知到目標(biāo)香氣化合物的最低質(zhì)量濃度就是嗅覺閾值，同時(shí)對(duì)香氣特征進(jìn)行描述[17]。

1.3.6香氣成分相對(duì)含量與ROAV差異顯著性分析

利用SPSS軟件采用t檢驗(yàn)法，對(duì)全果發(fā)酵與果渣發(fā)酵歐李果酒香氣成分相對(duì)含量與ROAV的差異性進(jìn)行分析。

2　結(jié)果與分析

2.1全果發(fā)酵與果渣發(fā)酵歐李果酒中香氣成分GC-MS分析

圖1　全果發(fā)酵和果渣發(fā)酵歐李果酒香氣成分GC-MS總離子流圖Fig. 1　GC-MS total ion chromatograms of aroma components of wines made from whole fruits and pomace of Cerasus humilis

表1　歐李果酒香氣成分Table 1 Aroma components of Cerasus humilis wines

續(xù)表1

如圖1、表1所示，在全果與果渣發(fā)酵的歐李果酒中共檢測出66種不同揮發(fā)性香氣成分，其中酯類化合物有36種、醇類化合物有14種、酸類化合物8種、醛類化合物3種、其他類化合物5種。

在歐李全果發(fā)酵酒中，檢測出50種香氣成分，相對(duì)含量為（96.746±0.783）%。其中含有的酯類、醇類、酸類、醛類及其他類化合物的相對(duì)含量分別為（33.575±0.453）%、（59.391±0.076）%、（2.1 6 1±0.1 5 1）%、（1.2 9 7±0.0 3 7）%、（0.322±0.066）%。相對(duì)含量較高的香氣化合物為辛酸乙酯、苯乙醇、異戊醇、正己醇、乙酸乙酯、苯甲醇，其相對(duì)含量分別為（26.416±0.015）%、（25.232±0.025）%、（23.581±0.005）%、（7.4 5 0±0.0 0 8）%、（2.5 9 4±0.0 1 5）%、（2.279±0.007）%。

在歐李果渣發(fā)酵酒中，檢測出49種香氣成分，相對(duì)含量為（96.572±0.830）%。其中含有的酯類、醇類、酸類、醛類及其他類化合物的相對(duì)含量分別為（34.115±0.540）%、（58.126±0.173）%、（0.3 9 3±0.0 6 2）%、（0.1 7 1±0.0 1 7）%和（0.236±0.038）%。相對(duì)含量較高的香氣化合物為辛酸乙酯、異戊醇、苯乙醇、正己醇、異丁醇、苯甲酸乙酯，其相對(duì)含量分別為（26.433±0.028）%、（24.872±0.028）%、（23.433±0.026）%、（5.3 5 3±0.0 0 5）%、（3.3 3 1±0.0 0 5）%、（2.134±0.025）%。

表2　全果發(fā)酵與果渣發(fā)酵果酒揮發(fā)性成分的ROAVTable 2 ROAVs of volatile flavor compounds in different Cerasus humilis wines

采用ROAV分析各組分對(duì)歐李果酒總體風(fēng)味的貢獻(xiàn)程度[18-19]。根據(jù)表1化合物的嗅覺閾值及相對(duì)含量可知，辛酸乙酯在2種歐李果酒中的相對(duì)含量最高，嗅覺閾值相對(duì)偏小，因而辛酸乙酯對(duì)果酒風(fēng)味有重要的貢獻(xiàn)[20-21]，定義辛酸乙酯在2種歐李果酒中ROAVstan=100，計(jì)算其他化合物的ROAV。當(dāng)ROAV不小于1時(shí)，確定該物質(zhì)為歐李果酒的主體風(fēng)味成分；當(dāng)0.1≤ROAV＜1時(shí)，確定該物質(zhì)對(duì)歐李果酒總體風(fēng)味具有重要貢獻(xiàn)[16]。由表2可知，2種歐李果酒ROAV大于0.1的香氣化合物，共有31種，其中辛酸乙酯、β-大馬酮、3-甲基丁醛、里哪醇、己酸乙酯、乙酸苯乙酯以及苯乙醇有較高的ROAV，并對(duì)2種歐李果酒的總體香氣有重要影響，賦予歐李果酒令人愉悅的花香、果香以及甜香。

2.2全果發(fā)酵與果渣發(fā)酵歐李果酒香氣成分比較

2.2.1酯類香氣成分比較

酯類化合物是構(gòu)成果酒香氣的重要物質(zhì)，對(duì)酒的主體香型及風(fēng)格具有重要的影響[22]。在全果發(fā)酵與果渣發(fā)酵歐李果酒中共檢測出36種酯類化合物，2種酒中共存的酯類化合物19種。全果發(fā)酵歐李果酒酯類物質(zhì)27種，相對(duì)含量為（33.575±0.453）%。果渣發(fā)酵歐李果酒酯類物質(zhì)28種，相對(duì)含量為（35.015±0.540）%。2種酒的主要酯類香氣化合物皆為辛酸乙酯、乙酸乙酯、苯甲酸乙酯、乙酸苯乙酯、乙酸香葉酯，此5種香氣化合物的ROAV較高，賦予歐李果酒強(qiáng)烈的果香。另外ROAV較高的γ-壬內(nèi)酯，賦予全果發(fā)酵果酒奶油香及椰子香，γ-十二內(nèi)酯賦予果渣發(fā)酵果酒水果及蜜香。全果發(fā)酵歐李果酒中酯類偏向于具有油脂香成分，而果渣發(fā)酵歐李果酒的香氣成分偏向于具有果香與花香成分。

2.2.2醇類香氣成分比較

醇類香氣化合物的相對(duì)含量在整體香氣化合物中的比例最大，但除一些萜烯類醇外ROAV并不高。在全果發(fā)酵與果渣發(fā)酵歐李果酒中共檢測出14種醇類化合物，共同含有的醇類化合物有7種。其中全果發(fā)酵歐李果酒醇類物質(zhì)含有9種，相對(duì)含量為（59.391±0.076）%，主要為苯乙醇、2-甲基-1-丙醇（異戊醇）、正己醇、苯甲醇、里哪醇。果渣發(fā)酵歐李果酒含有12種醇類香氣化合物，相對(duì)含量為（60.957±0.173）%，高于全果發(fā)酵歐李果酒，且主要醇類香氣化合物不同，主要為2-甲基-1-丙醇（異戊醇）、苯乙醇、正己醇、1-辛醇。在2種果酒中相對(duì)含量較高是苯乙醇，具有淡雅細(xì)膩的玫瑰香，是歐李果酒主要的香氣成分之一[23]。另外，在果渣發(fā)酵歐李果酒中相對(duì)含量較高的3-甲基-1-丁醇（異丁醇）在全果發(fā)酵歐李果酒中未檢出。異丁醇具有青草香氣，閾值很高，ROAV低，對(duì)歐李果酒的香氣貢獻(xiàn)較小。本研究中檢驗(yàn)出3種萜烯醇，里哪醇、香草醇和trans-橙花叔醇。萜烯醇一般都具有玫瑰花香，嗅覺閾值低，ROAV高，對(duì)歐李果酒芳香風(fēng)格具有重要影響，在果渣發(fā)酵歐李果酒中萜烯醇相對(duì)含量較高，果渣發(fā)酵歐李果酒較全果發(fā)酵歐李果酒具有更強(qiáng)烈的花香。

2.2.3酸類香氣成分比較

在全果發(fā)酵與果渣發(fā)酵歐李酒中共檢測出酸類香氣化合物8種，分別為乙酸、2-甲基丁酸、己酸、辛酸、香葉酸、癸酸、月桂酸、棕櫚酸。其中全果發(fā)酵歐李果酒含酸類物質(zhì)7種，相對(duì)含量為（2.161±0.151）%，果渣發(fā)酵歐李果酒僅有3種酸類物質(zhì)，相對(duì)含量為（0.193±0.062）%，遠(yuǎn)小于全果發(fā)酵的歐李果酒。根據(jù)8種有機(jī)酸的ROAV，只有己酸與辛酸具有活性，并都存在于全果發(fā)酵歐李果酒中，在低濃度時(shí)散出類似奶酪和奶油的風(fēng)味，在高濃度時(shí)則具有腐敗味和刺激味，對(duì)歐李果酒風(fēng)味具有不良影響。

2.2.4醛、酮及其他類香氣成分比較

在2種歐李果酒中還檢測出醛類、酮類及其他香氣化合物。由于在處理歐李果時(shí)全果發(fā)酵歐李果沒有去核，因此在酒中含有較高相對(duì)含量的苯甲醛與5-甲基糠醛，其具有杏仁、堅(jiān)果香。由于苯甲醛的香氣活性高，使全果發(fā)酵歐李果酒帶有果仁香氣。對(duì)果渣發(fā)酵歐李果酒具有重要影響的是具有果皮香及花香的3-甲基丁醛、壬醛及2,3,5,6-四甲基吡嗪。β-大馬酮在2種酒中相對(duì)含量都很少，全果發(fā)酵相對(duì)含量為（0.017±0.008）%，果渣發(fā)酵相對(duì)含量為（0.013±0.007）%，但其具有較大的ROAV，對(duì)2種酒的整體香氣影響較大，賦予歐李果酒類似蘋果、李子等果香。

2.3香氣成分相對(duì)含量與ROAV進(jìn)行t檢驗(yàn)分析

表3　香氣成分相對(duì)含量及ROAV t檢驗(yàn)結(jié)果Table 3 -Test results for relative contents of aroma components and ROAV

為進(jìn)一步分析2種歐李果酒整體香氣成分的差異性，根據(jù)香氣成分相對(duì)含量及ROAV進(jìn)行t檢驗(yàn)。利用SPSS軟件得到P值。由表3可知，全果發(fā)酵與果渣發(fā)酵歐李果酒香氣成分相對(duì)含量及ROAV均差異不顯著（P＞0.05），所以采用歐李果渣為原料發(fā)酵釀制的歐李果酒仍然具有良好的風(fēng)味。

3　結(jié) 論

采用HS-SPME法，通過GC-MS分析全果發(fā)酵和果渣發(fā)酵歐李果酒香氣成分，2種酒中香氣物質(zhì)相對(duì)含量最高的為辛酸乙酯，分別為（26.416±0.015）%和（26.433±0.028）%。

通過對(duì)香氣化合物閾值與ROAV分析，全果發(fā)酵歐李果酒中香氣化合物賦予果酒杏仁、油脂及果香，果渣發(fā)酵歐李果酒中香氣化合物賦予果酒花香、果香及甜香，果渣發(fā)酵歐李果酒更具獨(dú)特果香。

通過t檢驗(yàn)可知，全果發(fā)酵歐李果酒與果渣發(fā)酵歐李果酒香氣成分相對(duì)含量及ROAV均無顯著性差異。歐李果渣可用于歐李果酒的生產(chǎn)原料，提高歐李果綜合利用價(jià)值。

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Comparison of Aroma Characteristics of Cerasus humilis Wines Fermented from Whole Fruits and Pomace

LIU Tingting, MA Yanshi, LI Na, ZHAO Xin, WANG Dawei* (College of Food Science and Engineering, Jilin Agricultural University, Changchun130118, China)

Abstract:In this study, the aroma components of wines respectively fermented from whole fruits and pomace of Cerasus humilis were detected by headspace-solid phase micro extraction (HS-SPME) and gas chromatography-mass spectrometry (G C-MS), and then aroma characteristics were analyzed by the odor thresholds and relative odor activity values (ROAV) of different aroma components. The results showed that a total of 50 and 49 aroma components were detected from Cerasus humilis wines fermented from whole fruits and pomace, respectively, 33 components of which were common to both. Seventeen and 16 aroma components were exclusively present in the two wines, respectively. In addition, according to their ROAV, octanoic acid ethyl ester, β-damascenone, 3-methyl butyraldehyde, farnesol, ethyl caproate, phenylethyl acetate, benzyl carbinyl acetate and phenethyl alcohol made a major contribution to the aroma of both wine samples. The whole fruit wine possessed an almond-like aroma in addition to fatty and fruity aromas. The pomace wine had a fruity, floral and sweet aroma, which was stable and long-lasting. Moreover, there was no significant difference (P > 0.05) in the relative contents and ROAV of aroma components in the two wines. The pomace wine had the typical characteristics of wine flavor and obvious style. The value-added utilization of Cerasus humilis fruit pomace, a by-product of the production of Cerasus humilis juice, could bring about significant economic and societal benefits.

Key words:Cerasus humilis wine; headspace-solid phase micro extraction (HS-SPME); gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS); aroma components

收稿日期：2016-02-10

基金項(xiàng)目：“十二五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2013BAD16B08）；國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）項(xiàng)目（2011AA100805）

作者簡介：劉婷婷（1984—），女，副教授，博士，研究方向?yàn)榧Z油植物蛋白工程與功能食品。E-mail：ltt1984@163.com

*通信作者：王大為（1960—），男，教授，博士，研究方向?yàn)榧Z油植物蛋白工程與功能食品。E-mail：xcpyfzx@163.com

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201612017 10.7506/spkx1002-6630-201612017. http://www.spkx.net.cn

中圖分類號(hào)：TS255.54

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-6630（2016）12-0099-06