氣相色譜-質譜法比較分析巴氏殺菌前后沙參糯米酒中的香氣成分

劉　奕，吳　瓊，吳慶園，蔣和體

（西南大學食品科學學院，重慶 400716）

氣相色譜-質譜法比較分析巴氏殺菌前后沙參糯米酒中的香氣成分

劉奕，吳瓊，吳慶園，蔣和體*

（西南大學食品科學學院，重慶 400716）

為探究巴氏殺菌對沙參糯米酒香氣成分的影響程度，采用頂空固相微萃取法提取巴氏殺菌前后的沙參糯米酒酒樣的揮發(fā)性香氣成分，運用氣相色譜-質譜以及峰面積歸一化法進行定性定量分析。結果表明：巴氏殺菌前后的酒樣中分別鑒定出73 種和71 種香氣成分，二者主要香氣成分均是苯乙醇、芳樟醇、乳酸乙酯、乙酸異戊酯、十二醇、α-松油醇、正己醇和4-萜烯醇。巴氏殺菌后，醇類和酯類的香氣成分相對含量分別增加了1.22%與2.00%；而烷烯類、醛酮類、酸類以及酚醚類香氣成分的相對含量出現(xiàn)不同程度的降低。殺菌后，沙參糯米酒中原有的愉悅香氣成分如香茅醇、乙酸苯乙酯等未檢出；辛酸、正癸酸等具有不愉快氣味的成分經過殺菌后也相應減少和消失。辛酸乙酯、十四醛三聚物、甲基庚烯酮等的出現(xiàn)使得殺菌后的沙參糯米酒增添了宜人的香甜果香氣息。綜上，巴氏殺菌對沙參糯米酒的香氣成分影響不大，適合作為該酒的殺菌方式。

沙參；糯米酒；巴氏殺菌；氣相色譜-質譜法；香氣成分

南沙參（Adenophora stricta）別名泡參、泡沙參，為桔?？浦参镙喨~沙參和杏葉沙參的根，是藥食兩用植物［1］，味甘，微苦，性微寒，歸肺、胃經［2］，能夠滋陰養(yǎng)肺、祛痰強心［3-4］，還具有保肝、抗輻射、抗衰老、免疫調節(jié)、清除自由基等多種藥理作用［5-6］。目前國內外對沙參的研究主要集中在化學成分以及藥理作用方面，如楊同章等［7］對北沙參莖葉黃酮類化合物的提取條件進行研究；張小倩［8］優(yōu)化了南沙參多糖的提取、降解條件以及對其單糖組成進行了詳細的分析；盧金清等［9］利用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜（headspace solid-phase microextraction-gas chromatograghy-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）技術對不同產地南沙參揮發(fā)性化學成分作了分析等。利用沙參釀造黃酒并對其香氣成分的研究鮮見報道。

巴氏殺菌相對其他殺菌方式，溫度較低，但仍不可避免地會導致黃酒中部分熱敏性香氣成分的分解和小分子香味物質的逸散以及不良風味物質的產生。皋香等［10］對比了6 個不同品種菠蘿蜜汁巴氏殺菌前后的香氣成分變化，結果表明巴氏殺菌后菠蘿蜜汁香氣物質種類和含量均發(fā)生了不同程度的改變。目前，巴氏殺菌對沙參糯米酒香氣成分的影響鮮見報道。

本實驗以沙參糯米酒為研究對象，利用HS-SPMEGC-MS聯(lián)用技術，對巴氏殺菌前后的酒樣香氣成分進行分析，研究巴氏殺菌過程對沙參糯米酒中揮發(fā)性香氣成分的影響，旨在為篩選沙參糯米酒合適的殺菌方法提供一定的理論依據。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

沙參糯米酒 實驗室自制；氯化鈉（分析純） 重慶川東化學試劑廠。

1.2儀器與設備

QP2010型GC-MS聯(lián)用儀 日本島津公司；手動SPME進樣器 美國珀金-埃爾默公司；100 μm聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）萃取頭 美國Supelco公司；HWS-26數顯恒溫水浴鍋 金壇市富華儀器有限公司；FA2004A電子天平 上海精天電子儀器廠。

1.3方法

1.3.1沙參糯米酒釀造工藝流程［11］

1.3.2巴氏殺菌條件

分別量取發(fā)酵結束后的酒液各100 mL，分裝于2 個易拉罐瓶中，一個作為未殺菌組，一個置于水浴鍋中80 ℃加熱10 min，取出后迅速冷卻，作為殺菌組。

1.3.3沙參糯米酒香氣成分萃取

采用HS-SPME法［12］。分別將未殺菌和殺菌后的酒樣稀釋5 倍，取稀釋后的酒液6 mL加入到20 mL萃取瓶中，加入1.0 g NaCl，密封好后插入經老化的萃取針，置于45 ℃水浴中，平衡5 min后推出萃取針頭，頂空萃取30 min后將萃取頭插入GC-MS進樣口，解吸5 min。

1.3.4沙參糯米酒香氣成分的GC-MS分析［13］

GC條件：DB-5MS色譜柱（30 mm×0.25 mm，0.25 μm）；柱箱溫度40 ℃；進樣口溫度250 ℃；升溫程序：40 ℃保持2min，以10 ℃/min升至90 ℃，保持2 min，再以5 ℃/min升至130 ℃，保持2 min，最后以10 ℃升至230 ℃，保持3 min；載氣（He）；流速1.00 mL/min；壓力53.5 kPa；進樣量1 μL；不分流。

MS條件：電子電離源；離子源溫度230 ℃；接口溫度230 ℃；溶劑延遲時間3 min；質量掃描范圍m/z 35～500；掃描速率1 000 u/s。

1.3.5定性定量分析

通過計算機譜庫（NIST 05/NIST 05s）進行初步檢索，與標準質譜相對照并結合參考文獻進行定性分析，運用峰面積歸一化法確定各香氣成分的相對含量。

1.4數據處理

利用Excel 2010對實驗數據進行處理分析。

2　結果與分析

2.1巴氏殺菌前后沙參糯米酒香氣成分的總離子流圖

圖1　巴氏殺菌前（A）和巴氏殺菌后（B）沙參糯米酒香氣成分的GC-MS總離子流圖Fig.1　Total ion current chromatogram of aroma components in the rice wine before （A） and after （B） pasteurization

采用HS-SPME對巴氏殺菌前后沙參糯米酒的香氣成分進行萃取，經GC-MS聯(lián)用儀分析鑒定，繪制出沙參糯米酒香氣成分的總離子流圖，如圖1所示。

2.2巴氏殺菌前后沙參糯米酒香氣成分分析

表1　殺菌前后沙參糯米酒香氣成分的分析結果Table1　Aroma components in the rice wine before and after sterilization

續(xù)表1

從表1可以看出，采用HS-SPME-GC-MS聯(lián)用技術檢測并經過計算機譜庫（NIST）進行初步檢索，結合相關文獻可初步定性殺菌前后沙參糯米酒酒樣中共鑒定出91種香氣成分，其中醇類21 種、酯類30 種、烷烯類16 種、醛酮類11 種、酸類7 種、酚醚類3 種以及其他類3 種。殺菌前后酒樣中共有的香氣成分有54 種。醇類與酯類是沙參糯米酒主要的香氣成分類別。巴氏殺菌使得沙參糯米酒中揮發(fā)性風味物質的總體數量和相對含量均發(fā)生了不同程度的改變。

在未殺菌的沙參糯米酒中，共檢測出73 種香氣成分，占總峰面積的94.85%。其中，醇類70.00%、酯類17.37%、烷烯類5.72%、醛酮類2.75%以及酸類2.09%。其主體香氣成分為苯乙醇、芳樟醇、乳酸乙酯、乙酸異戊酯、十二醇、α-松油醇、正己醇和4-萜烯醇等，相對含量分別為27.93%、27.23%、4.50%、2.72%、2.49%、2.26%、2.18%和2.03%。

經過殺菌后的沙參糯米酒中，共檢測出71 種香氣成分，占總峰面積的94.90%。其中，醇類71.22%、酯類19.37%、烷烯類3.13%、醛酮類2.74%以及酸類1.45%。其主體香氣成分為芳樟醇、苯乙醇、乳酸乙酯、乙酸異戊酯、α-松油醇、正己醇、4-萜烯醇和十二醇等，相對含量分別為28.52%、27.95%、8.01%、2.60%、2.25%、2.05%、2.03%和2.00%。

2.3巴氏殺菌前后沙參糯米酒中主要呈香物質分類比較

圖2　巴氏殺菌前后沙參糯米酒香氣成分類型及相對含量Fig.2　The types and contents of aroma components in the rice wine before and after pasteurization

如圖2所示，經過巴氏殺菌后，沙參糯米酒的主體香氣及其相對含量發(fā)生了不同程度的變化。殺菌后的沙參糯米酒中，醇類和酯類物質的相對含量較殺菌前分別增加了1.22%與2.00%；而烷烯類、醛酮類、酸類以及酚醚類香氣成分的相對含量出現(xiàn)不同程度的降低。

2.3.1醇類香氣物質比較

醇類物質是沙參糯米酒的主要香氣成分。殺菌前后的沙參糯米酒中檢測到揮發(fā)性醇類物質均為18 種，其中共有15 種。芳香醇類因其閾值一般較低，故其香氣值（濃度/閾值）較高，對總體香氣的形成作用不可忽視［14］。殺菌后醇類物質總體相對含量增加，這可能是因為加熱使某些以糖苷健結合的醇類釋放，以及氨基酸的去氨基和去碳酸基反應使得醇類物質相對含量有所增加［15］。殺菌前后的酒樣中相對含量較高的醇類組分均為苯乙醇和芳樟醇，二者相對含量之和超過香氣成分總量的一半以上，且在殺菌后二者相對含量均增加。研究［16-18］表明，苯乙醇是米香型酒的主體香味成分之一，具有柔和、愉快而持久的玫瑰花樣香氣；而芳樟醇具有甜嫩新鮮的花香，似鈴蘭香氣，此外，二者都具有良好的抗菌效能。以上2 種物質構成了沙參糯米酒香氣成分的主體，同時它們又是其他香氣物質的良好溶劑，與其他的揮發(fā)性成分的協(xié)同、增效、抑制等相互作用，形成了沙參糯米酒獨特的風味［19］。

2.3.2酯類香氣物質比較

酯類物質的種類在所有香氣成分中最多，為30 種，殺菌前后的沙參糯米酒中各有22 種與26 種，其中共存18 種。殺菌前后的酒樣中酯類相對含量最高的均為乳酸乙酯，它具有朗姆酒、水果和奶油的香氣，殺菌使得乳酸乙酯的相對含量增加了3.51%。殺菌前存在的一些香氣成分如乙酸苯乙酯、十一酸乙酯和γ-丁內酯等在殺菌后的酒樣中均未檢出。而有類似白蘭地的香氣并有甜味的辛酸乙酯以及呈奶油和桃子、梨似水果香氣的丙位十二內酯等則在殺菌后才檢出。乙酸異戊酯具有香蕉的香味，經過殺菌后相對含量減少，這與鄧娜娜等［20］的研究結果相一致。大多數酯類具有愉悅的花香、果香［21］，使得沙參糯米酒的香氣得到豐富與改善。

2.3.3烷烯類香氣物質比較

由圖2可知，烷烴、烯烴類物質與醇類和酯類相比相對含量明顯較少。殺菌前后的沙參糯米酒中檢出的烷烯類物質雖然種類較多，分別為14 種和9 種，但是其相對含量較少，分別只有5.72%和3.13%，殺菌前后共有的香氣成分只有6 種。烷烯類物質對香氣的貢獻整體較小。具有檸檬香味的雙戊烯在殺菌后未檢出。殺菌過程對烷烯類揮發(fā)性化合物的影響較大。

2.3.4醛酮類香氣物質比較

殺菌前后的酒樣中共檢測出醛酮類物質11 種，共有成分7 種，其中相對含量最高的均為桃醛，其相對含量分別為0.62%和0.52%，它具有強烈的桃子似香氣。其次是壬醛，它具有青而微甜、尖銳的蜜蠟花香氣息。殺菌前酒樣中十二醛的相對含量為0.35%，但是殺菌后并未檢出。醛類的氣味閾值低，故相對含量較低時也能影響風味，而且能與許多物質風味重疊，對沙參糯米酒的整體香氣起修飾作用，如正辛醛有青辛尖銳而有力的脂蠟香，還帶果香茉莉氣息；而酮類閾值遠高于醛類，主要由脂質氧化生成，對整體風味的貢獻有限［22］。

2.3.5酸類香氣物質比較

酸是黃酒中的重要呈味物質，有增加濃厚感、減少甜味以及協(xié)調其他香味物質的作用，故有“無酸不成味”之說［23］。殺菌前后的沙參糯米酒中檢測出的酸類物質分別為6 種和5 種，其中共有物質4 種，相對含量最高的均為辛酸，它在濃度較低時呈水果香氣。加熱殺菌使得沙參酒中原有的酸類物質總體呈減少趨勢，殺菌過后新增了硬脂酸，而十五烷酸和正癸酸并未檢出。

2.3.6酚醚類及其他類香氣物質比較

在殺菌前后的沙參糯米酒中還檢測出3 種酚醚類以及3 種其他類物質。酚醚類的香氣閾值也較低，成為黃酒中重要的呈香物質［24］。3 種酚醚類物質在殺菌前后均檢出，其中甲基丁香酚具有清甜的丁香-茴香辛香氣，似香石竹氣息。具有強烈脂肪香氣的茴香腦在殺菌前相對含量為0.77%，但在殺菌后并未檢出。

3　結 論

采用HS-SPME與GC-MS聯(lián)用技術分析巴氏殺菌前后沙參糯米酒的香氣成分。殺菌前后沙參糯米酒中的香氣成分種類和相對含量發(fā)生了不同程度的改變。殺菌前后的酒樣中共鑒定出91 種香氣成分，其中各自的香氣成分分別為73 種和71 種，共有的香氣成分有54 種。醇類物質構成了沙參糯米酒香氣成分的主體，其相對含量遠超其他各類的香氣成分。殺菌前后沙參糯米酒中的主要香氣成分均為苯乙醇、芳樟醇、乳酸乙酯、乙酸異戊酯、十二醇、α-松油醇、正己醇、4-萜烯醇和正辛醇等。

殺菌前后沙參糯米酒的主體香氣成分種類差別較小，但各成分的相對含量差別明顯。巴氏殺菌后的沙參糯米酒中，醇類和酯類物質的相對含量較殺菌前分別增加了1.22%與2.00%；而烷烯類、醛酮類、酸類以及酚醚類香氣成分的相對含量出現(xiàn)不同程度的降低。殺菌前后沙參糯米酒中相對含量最高的2 種成分都是苯乙醇和芳樟醇，其相對含量分別為27.93%、27.23%和27.95%、28.52%，經過殺菌后這2 種主體香氣成分的相對含量都有所增加，而其他一些相對含量較高的香氣成分如乙酸異戊酯、十二醇、α-松油醇等則有所下降。

巴氏殺菌后增加的呈香物質為辛酸乙酯、5-甲基壬酸乙酯、惕各酸香葉酯、丙位十二內酯、4-羥基丁酸乙酰酯、2-異丁氧基苯甲酸乙酯、二丙烯酸乙二醇酯、辛酸異辛酯、甲基庚烯酮、十四醛三聚物、硬脂酸；巴氏殺菌后減少的呈香物質為香茅醇、α-畢橙茄醇、5-甲基-2-己醇、乙酸苯乙酯、十一酸乙酯、γ-丁內酯、乙酸己酯、十二醛、正癸酸、茴香腦。

綜上，巴氏殺菌對沙參糯米酒主體香氣成分的影響不大，適合作為該酒的殺菌方式。但是是否有更適宜的殺菌方式能夠盡可能減少沙參糯米酒中揮發(fā)性芳香成分的改變與損失，還需要今后更深入的研究。

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Comparative Analysis of Aroma Compounds in Glutinous Rice Wine Added with Adenophora stricta Roots before and after Pasteurization by GC-MS

LIU Yi, WU Qiong, WU Qingyuan, JIANG Heti*
（College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400716, China）

In order to explore the infl uence of pasteurization on the aroma intensity of rice wine added with Adenophora stricta roots, produced from glutinous rice and Adenophora stricta roots, the volatile aroma compounds of unpasteurized and pasteurized wines were extracted by headspace solid-phase microextraction （HS-SPME） and qualitatively and quantitatively analyzed by gas chromatograghy-mass spectrometry （GC-MS） and area normalization method. The results illustrated that a total of 73 and 71 aroma compounds were detected in the unpasteurized and pasteurized wines, respectively. The major components identified were phenylethyl alcohol, linalool, ethyl lactate, isoamyl acetate, lauryl alcohol, alpha-terpineol, n-hexanol, and terpinen-4-ol. After pasteurization, the relative contents of alcohols and esters were increased by 1.22% and 2.00%, respectively, while the contents of hydrocarbons, aldehydes, ketones, and acids as well as phenols and ethers were all decreased to different extents. After pasteurization, citronellol and phenethyl acetate, which contributed to the pleasing aroma of the wine, were not detected, while octanoic acid and capric acid, which smelled unpleasant, were accordingly decreased and even disappeared. The wine had sweet and fruit fl avors due to the occurrence of ethyl caprylate, tetradecanal and methyl heptenone after pasteurization. In general, pasteurization had little impact on the volatile aroma compounds in rice wine added with Adenophora stricta roots. Thus, pasteurization is suitable for the wine.

Adenophora stricta； glutinous rice wine； pasteurization； gas chromatograghy-mass spectrometry （GC-MS）；aroma components

10.7506/spkx1002-6630-201620018

TS255.2

A

1002-6630（2016）20-0108-05

劉奕, 吳瓊, 吳慶園, 等. 氣相色譜-質譜法比較分析巴氏殺菌前后沙參糯米酒中的香氣成分［J］. 食品科學, 2016, 37（20）：108-112. DOI：10.7506/spkx1002-6630-201620018. http：//www.spkx.net.cn

LIU Yi, WU Qiong, WU Qingyuan, et al. Comparative analysis of aroma compounds in glutinous rice wine added with Adenophora stricta roots before and after pasteurization by GC-MS［J］. Food Science, 2016, 37（20）： 108-112. （in Chinese with English abstract） DOI：10.7506/spkx1002-6630-201620018. http：//www.spkx.net.cn

2016-04-15

劉奕（1991—），女，碩士研究生，研究方向為食品加工。E-mail：liuyi615366414@163.com

蔣和體（1963—），男，教授，博士，研究方向為食品加工。E-mail：jheti@126.com