不同柑橘品種對柑橘果酒香氣成分的影響

劉琨毅,王 琪,*,鄭 佳,袁華偉,吳 霞

(1.宜賓職業(yè)技術學院,四川宜賓 644003;2.五糧液集團技術研究中心,四川宜賓 644000;3.宜賓學院,四川宜賓 644000;4.四川工商職業(yè)技術學院,四川成都 611830)

川南地區(qū)是我國重要的柑橘栽培區(qū),柑橘產(chǎn)業(yè)也發(fā)展較快[1-2]。近年來,隨著柑橘種植規(guī)模不斷擴大、產(chǎn)量不斷提高,柑橘產(chǎn)業(yè)潛在的供需失衡、產(chǎn)銷脫節(jié)、加工滯后等現(xiàn)實矛盾凸顯,其面臨著品種結構較為單一、成熟期集中、耐貯性差及經(jīng)濟效益低的不良局面[3-5]。

香氣是構成和影響柑橘果實及其加工產(chǎn)品內(nèi)在品質的重要指標,香氣的好壞直接影響著柑橘果酒的風味品質及消費者的選購心理[13]。黃六斌等[14]已經(jīng)從柑橘果酒中鑒定出了40多種揮發(fā)性風味物質,主要為醇類、酯類、酸類、醛類和酮類物質,其中酯類物質對柑橘果酒風味的貢獻最為重要。以往主要采用吸附法、萃取法等方法分離果酒中的香味物質[15-16],存在香味物質易變、耗時長等缺點。頂空固相微萃取-氣質聯(lián)用(HS-SPME-GC-MS)技術具有操作方便、結果快速準確和節(jié)省樣品等優(yōu)點[17-19],因此本研究采用HS-SPME-GC-MS技術對柑橘果酒香氣化合物進行分析,以期為川南地區(qū)柑橘果酒產(chǎn)品質量控制提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

柑橘原料(臍橙、錦橙、椪柑及蜜柑,成熟度達九成以上) 2016年10月宜賓市翠屏區(qū)點燈柑橘種植專業(yè)合作社;釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)CICC31482 四川省工業(yè)微生物菌種保藏管理中心;果膠酶(105U/mL) 分析純,上海杰兔公司;亞硫酸鈉、NaCl 分析純，南京試劑有限公司;4-辛醇(內(nèi)標) 美國Sigma-Aldrich公司;酵母菌活化培養(yǎng)基(含2%瓊脂的麥芽汁培養(yǎng)基(10 °Be′))、酵母菌種子液培養(yǎng)基(麥芽汁培養(yǎng)基(10 °Be′)) 北京譜析科技有限公司。

723型可見分光光度計 上海精密科學儀器有限公司;PHs-3c型精密pH計 上海理達儀器廠;LXJ-IIB低速大容量多管離心機 鄭州長城工貿(mào)有限公司;DHP-9162型電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海一恒科學儀器有限公司;DHG-9070A型電熱恒溫鼓風干燥箱 海精宏實驗設備有限公司;BS210S型電子分析天平 北京賽多利斯天平有限公司;SW-CJ-2FD型超凈工作臺 蘇州凈化設備有限公司;頂空固相微萃取手柄和50 μm CAR/DVB/PDMS纖維萃取頭 美國Supelco公司;6890N-5973MSD氣質聯(lián)用儀 美國Agilent公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 柑橘果酒工藝流程 新鮮柑橘→分選→清洗→去皮→榨汁→果膠酶澄清處理→調整糖度、pH及添加抗氧化劑→接種酵母→主發(fā)酵→后發(fā)酵→固液分離→無菌過濾→原酒

操作要點:調整柑橘汁的pH為4.0后添加0.1‰的果膠酶,在40 ℃下處理2 h;經(jīng)果膠酶處理后的柑橘汁,調糖度為20 °Bx及pH為4.0并加入亞硫酸鈉0.2‰;按體積分數(shù)5%接入經(jīng)擴大培養(yǎng)后的酵母菌懸液(酵母菌濃度3.5～4.0×107CFU/mL),于22 ℃下發(fā)酵,發(fā)酵6 d后按體積分數(shù)5%補加釀酒酵母菌懸液和4%的蔗糖,觀察到無氣泡后主發(fā)酵完成;發(fā)酵12～18 d后,殘?zhí)橇俊?0 g/L停止發(fā)酵;后發(fā)酵結束后的發(fā)酵液經(jīng)過固液分離及利用微孔濾膜無菌過濾可得到柑橘原酒。

1.2.2 理化指標檢測 分析柑橘原酒的總糖、總酸、酒精體積分數(shù)、干浸出物、甲醇、二氧化硫理化指標?？偺遣捎弥苯拥味ǚ╗20];總酸采用電位滴定法[21];酒精體積分數(shù)采用密度瓶法測定[22];干浸出物采用密度瓶法測定[22];甲醇采用比色法測定[22];二氧化硫采用氧化法測定[22]。

1.2.3 香氣成分檢測

1.2.3.1 試樣的制備 吸取3 mL柑橘原酒于20 mL頂空樣品瓶中,加入NaCl至飽和及特氟龍磁力攪拌子(轉速500 r/min),置于50 ℃水浴中平衡15 min,插入CAR/DVB/PDMS纖維萃取頭吸附45 min,隨后插入GC進樣口熱解析5 min,分析其中揮發(fā)性成分。

在李斯特式傳統(tǒng)刑法教義學中，以罪刑法定原則為歸依的刑法教義學與以懲治犯罪的必要性與合目的性為歸依的刑事政策相互分立[14]。不僅對構成要件進行形式化、價值中立的理解，在違法性層面，被檢驗的只有法律規(guī)定的阻卻違法事由，及至到了新古典犯罪論時期對超法規(guī)阻卻違法事由方予以承認[15]。形式化理解構成要件該當，在沒有法定違法、責任阻卻事由的情況下，沒有理由不認定為犯罪，這正是封閉性教義學的尷尬所在。

1.2.3.2 GC-MS分析條件 GC條件:極性色譜柱 DB-Wax(30.0 m×0.25 mm×0.25μm,J&W);進樣口溫度250 ℃,載氣(He)流速1 mL/min,不分流模式;氣相色譜升溫程序為:起始柱溫40 ℃,保持5 min,以4 ℃/min升至230 ℃,保持15 min。

MS條件:質譜EI源,電子轟擊能量70 eV;離子源溫度200 ℃,四級桿溫度150 ℃,質量數(shù)掃描范圍35～350 amu。

1.2.3.3 揮發(fā)性組分的定性定量方法 定性方法:待測樣品的質譜圖通過與標準譜庫美國國家標準技術研究所(national institute of standards and technology,NIST)05比對鑒定、人工解析及核對有關文獻資料,匹配度大于80%的結果才予以報道。

定量方法:以4-辛醇(1 mg/mL)作為內(nèi)標,采用內(nèi)標法確定各組分相對含量(計算公式如下)。香味物質含量結果以“平均值±標準偏差”表示(n=3)。

mr=(Ar/As)×ms

其中,mr為待測組分的量;Ar為待測組分的峰面積;As為內(nèi)標物的峰面積;ms為內(nèi)標物的量。

1.2.4 感官評定方法 感官評定由17名專業(yè)人員組成的感官評定小組參照GB/T15038-2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[22]對不同品種所釀造出的柑橘果酒從色澤(滿分5分)、澄清度(滿分5分)、香氣(滿分30分)、滋味(滿分40分)、典型性(滿分20分)5個方面進行感官評定,酒樣總分為5項得分之和,滿分為100分。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用SPSS 22.0.0.0進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和OriginLab.OriginPro 9.1軟件進行制圖。

2 結果與分析

2.1 理化指標分析

表1為供試酒樣按規(guī)定方法測得的常規(guī)理化指標,包括總糖、總酸、酒精度、干浸出物、甲醇等。

表1 四種不同柑橘果酒的理化指標

經(jīng)相同的加工工藝所釀造的4種柑橘果酒,GL果酒的總糖、酒精度及干浸出物含量顯著高于另外3種柑橘果酒(p<0.05),與GL原料糖分含量較高有關[7];SA果酒的總酸含量最高(0.76±0.02) g/L,且顯著高于另外3種柑橘果酒(p<0.05),與SA原料酸度較大相吻合[4,7];4種柑橘果酒的甲醇含量及二氧化硫的殘留量均符合國家標準[23]。

2.2 香氣成分分析

應用固相微萃取技術對4種不同柑橘品種所釀造的柑橘果酒香味物質進行分析,得到總離子流色譜圖見圖1。通過質譜解析及與NIST 05標準譜圖進行比對,鑒定得到各香氣成分,結果見表2。

圖1 柑橘果酒香氣成分的總離子流色譜圖

如表2,4種柑橘果酒中共檢出43種香味物質,其中酯類組分20種、醇類組分9種、酸類組分4種、醛類組分3種、酮類組分3種和烴類組分4種。其中乙酸乙酯、乙酸異戊酯、3-苯丙酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯、庚酸乙酯、壬酸乙酯、癸酸異戊酯、癸酸乙酯、月桂酸乙酯、苯甲酸乙酯、異戊醇、苯乙醇、2-乙基己醇、辛酸、月桂酸、2-氨基苯乙酸、苯乙醛、4-苯基丁醛、苯乙烯這20種柑橘果酒的主體香味成分[4-5]在4個品種中均有檢出,GL中這幾類化合物的含量占優(yōu),且總含量高達14.195 mg/L。從表2可以看出,在NM中分離鑒定出香味物質41種,其中含量超過0.1 mg/L的成分有18種;在GL中共分離鑒定出41種香味物質,相對含量超過0.1 mg/L的成分有24種;在PO中共分離鑒定出39種香味物質,其中相對含量超過0.1 mg/L的成分有16種;在SA中共分離鑒定出41種香味物質,其中相對含量超過0.1 mg/L的成分有20種。4種柑橘果酒所使用的原料均屬于柑橘屬,故在檢出的香味物質種類上差異不大;但由于原料為不同的品種,所含的各類物質含量不同,因此經(jīng)相同發(fā)酵工藝生產(chǎn)的柑橘果酒其香味物質的含量差異明顯。

表2 柑橘果酒的香氣成分

將柑橘果酒中鑒定出的香氣物質分為酯類、醇類、酸類、醛類、酮類和烴類6大類,各類香氣成分含量見圖2。4種柑橘果酒的香氣成分在組成上存在一致性,其中為酯類化合物含量最高,是柑橘果酒中的主要香氣成分類型[4-5]。

圖2 柑橘果酒的香氣化合物類型及比例

實驗中共檢出20種酯類物質,其中乙酸乙酯、癸酸乙酯、苯甲酸乙酯、庚酸乙酯及己酸乙酯含量較高,為柑橘果酒中主要的酯類物質。

4種柑橘果酒中酯類化合物含量差異較大(圖2),其中相對含量最高的為GL(11.274 mg/L),然后依次是SA(9.540 mg/L)、NM(8.833 mg/L)、PO(5.605 mg/L)。20種酯類化合物中有15種在4種柑橘果酒中含量差異顯著(表2,p<0.05),其中,含量較高的組分依次是乙酸乙酯(2.522 mg/L)、癸酸乙酯(1.277 mg/L)、庚酸乙酯(1.169 mg/L)、己酸乙酯(0.710 mg/L)與苯甲酸乙酯(0.610 mg/L),這與黃六斌等[14]對柑橘果酒中酯類化合物的組成相似。酯類物質大多具有花香與果香,會賦予柑橘果酒特有香味,如乙酸乙酯具有清新的果香,癸酸乙酯具有葡萄酒的香氣,庚酸乙酯具有菠蘿的香氣,己酸乙酯具有曲香與菠蘿香,辛酸乙酯具有白蘭地酒香氣[24]。4種柑橘果酒雖然酯類化合物的種類大致相同但由于各成分之間含量的差異賦予了4種柑橘果酒不同的香氣特征。

醇類化合物在4種柑橘果酒中含量也較高,其中最高的是GL(4.317 mg/L),然后依次是PO(3.026 mg/L)、NM(2.641 mg/L)、SA(2.522 mg/L)。在4個品種中均存在的醇類化合物有7種,其中異戊醇含量最高(1.517 mg/L),然后依次為苯乙醇(1.215 mg/L)、正己醇(0.064 mg/L)、3,7-二甲基-6-辛烯-1-醇(0.052 mg/L)、2-乙基己醇(0.036 mg/L)、4-甲基-1-戊醇(0.031 mg/L)和正辛醇(0.029 mg/L)。果酒中的醇類物質可賦予果酒特殊的香味,比如苯乙醇具有清甜的玫瑰樣花香,正己醇具有淡雅的果香;并有襯托酯香的作用,使香氣更加完美[25]。故醇類物質在果酒中既是芳香成分又是呈味物質。在GL中酯類物質及醇類物質的含量均高于其它3中果酒(圖2),使得GL在香味上顯得更加濃郁、飽滿。

在4種柑橘果酒中共檢出4種酸類物質,包括辛酸、月桂酸、2-氨基苯乙酸等,其中辛酸含量最高(0.077 mg/L),是主要的酸類物質,且在4種柑橘果酒中含量差異顯著(表2,p<0.05),SA含量(0.115 mg/L)最高,GL含量(0.109 mg/L)次之,NM含量(0.032 mg/L)最低;含量其次為2-氨基苯乙酸(0.028 mg/L),在GL含量(0.035 mg/L)最高,SA含量(0.033 mg/L)次之,NM含量(0.020 mg/L)最低。果酒中的酸類物質不僅對果酒風味、口味和色澤的平衡有重要作用,而且影響果酒中各類物質的化學平衡、pH,最終對果酒的品質產(chǎn)生影響[26]。酸類物質的含量在GL中達到了0.197 mg/L(含量最高),在SA中達到了0.162 mg/L(含量次之),因此這2種柑橘果酒在風味上較另2種更加豐滿與協(xié)調。

此外,醛類、酮類和烴類香氣化合物的含量在4種柑橘果酒中差異較大(圖2),因而賦予4種柑橘果酒不同的風味特征。其中含量較高的香氣化合物為:苯乙酮(0.670 mg/L)、甲基壬基甲酮(0.202 mg/L)及苯乙醛(0.077 mg/L)。這些物質含量雖不高,但感官閾值低,對柑橘果酒的香氣組成起著不可忽視的作用。

2.3 感官品質分析

17名專業(yè)人員組成的感官評定小組分別對4種柑橘果酒進行感官評定。由圖3知,GL的感官評分最高為91.8分,SA的84.1分感官評分次之,PO的76.5分感官評分最低。其中,GL的色澤、香氣、滋味及典型性的評分均為最高。即川南地區(qū)由GL所釀造的柑橘果酒感官品質最優(yōu),其感官特征為:色澤亮黃自然、澄清透明、有一定光澤;果香與酒香幽雅和諧;酒體豐滿、爽口、回味綿延;風格幽雅無缺。

圖3 柑橘果酒的感官評分

3 結論

通過對川南地區(qū)不同柑橘品種釀造而成的柑橘果酒進行理化指標及香氣成分的檢測,并利用葡萄酒、果酒感官評定的方法,研究了不同柑橘品種對柑橘果酒品質的影響。結果表明:在4種柑橘果酒中共分離鑒定出43種香氣化合物,其中包含酯類組分20種、醇類組分9種、酸類組分4種、醛類組分3種、酮類組分3種和烴類組分4種。柑橘果酒主要香氣貢獻成分是酯類化合物,在柑橘果酒中占58%～68%;其次是醇類物質,在柑橘果酒中占19%～31%。錦橙果酒香氣成分中酯類物質、醇類物質、酸類物質、醛類物質及酮類物質的含量均高于其它3種柑橘果酒,其感官評分也最高。其感官特征為:色澤亮黃、澄清透明、有一定光澤;果香與酒香幽雅和諧;酒體豐滿、爽口、回味綿延;風格幽雅無缺。綜上,川南地區(qū)宜選錦橙用于柑橘果酒的制作,且柑橘果酒的生產(chǎn)具有廣闊的應用前景,如若進一步投入工廠生產(chǎn),還需繼續(xù)做更深入地探討研究。

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