干紅山楂酒香氣成分變化規(guī)律研究

高 哲 ，蘇丹丹 ，褚璧婷 ，劉 艷 ，周 燕 ，李承駿，石 碩，崔 同

（1.河北農(nóng)業(yè)大學食品科技學院，河北保定 071000；2.保定市自然資源和規(guī)劃局，河北保定 071051）

香氣成分賦予果酒復雜、獨特的風味，是決定果酒品質以及典型性的重要化合物。其所產(chǎn)生的氣味與化合物的化學結構有著密切的關系。構成果酒風味的香氣成分主要包括醇類、酯類、酸類、醛類、酮類、酚類、萜烯類等化合物[1-6]。果酒中香氣成分主要受品種、果實成熟質量及釀造工藝技術等因素影響[7]。

山楂（Crataegus pinnatifidaBge.Var.majorN.E.Br.）又名紅果、山里紅，為薔薇科山楂屬植物，是我國一種重要的植物資源，有著悠久的食用和藥用歷史[8-9]。由于山楂口感較酸，鮮食量不大，加工多是傳統(tǒng)工藝，產(chǎn)品附加值低[10-11]。山楂酒是以山楂鮮果為原料，經(jīng)過挑選、清洗、破碎、酶解、發(fā)酵、澄清過濾等多道工序精心釀制而成的果酒，其酒質口感細膩，果香濃郁，既保持了原有的營養(yǎng)成分，又具有很高的保健價值[12]。目前山楂酒發(fā)酵工藝研究較多[13-18]，而為了對果酒進行更好的評價，需要掌握果實在發(fā)酵過程及在成熟過程中香氣物質的變化規(guī)律。有關山楂酒香氣成分分析方面，目前僅見張峻松[19-20]、李杰[21]、張建才[22]對山楂酒的香氣成分進行了一定研究。前期本實驗組也進行了初步研究[23-24]，而關于山楂酒發(fā)酵前后、陳釀和特征香氣成分的組成和變化方面的研究卻是空白。為此，本文采用有機溶劑提取不同時期山楂酒的香氣成分，利用GCMS 技術進行測定，分析不同時期酒香氣成分的差異,并找出特征香氣成分，為山楂紅酒的釀造工藝和建立感官風味評價體系提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

酒樣制備：以山東大金星為試材，采用發(fā)酵工藝釀制干紅山楂酒，取不同時期山楂酒樣品，分別為發(fā)酵15 d、發(fā)酵結束、陳釀6 個月、陳釀9 個月、陳釀2年的山楂紅酒。

試劑：二氯甲烷（分析純），天津市天力化學試劑有限公司；無水硫酸鈉（分析純），天津市福晨化學試劑廠。

儀器設備：GC-MS 系統(tǒng)：配用7890A 型GC（Agilent Technologies,Shanghai,China）、5975C 型MS 檢測器（Agilent Technologies,Santa Clara,CA,USA）、7683B 型（Agilent Technologies,China）自動進樣器；RE-52CS 型旋轉蒸發(fā)儀：上海亞榮生化儀器廠。

1.2 試驗方法

1.2.1 山楂酒樣品前處理

取山楂酒300 mL，用200 mL、100 mL、100 mL的二氯甲烷分別萃取3 次，合并有機相，用無水硫酸鈉脫水，40 ℃下用旋轉蒸發(fā)器減壓濃縮，濃縮至1 mL，用0.45 μ m 的有機濾膜過濾，待測定。

1.2.2 色譜條件

色譜柱：HP-5 ms毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm,0.25 μ m）；色譜條件：40 ℃保持6 min，以5 ℃/min升至100 ℃，再以4 ℃/min 升至230 ℃，保持3 min。進樣口溫度250 ℃，載氣（He），流速0.8 mL/min，進樣量1 μ L，分流比：10∶1。

1.2.3 質譜條件

電子轟擊離子源；電子能量70 eV；離子源溫度250 ℃；質量掃描范圍m/z 14～550；掃描模式為全掃描。

1.3 譜圖分析

對不同時期的干紅山楂酒進行GC-MS 檢測，用計算機譜庫NIST 05 對質譜圖中的各種香氣成分進行檢索分析，并結合已有的報道，鑒定相應成分的化學結構，然后采用色譜峰面積歸一化法對各種香氣成分的相對含量進行統(tǒng)計計算。

2 結果與分析

2.1 發(fā)酵15 d山楂紅酒香氣成分分析

取發(fā)酵15 d 的山楂紅酒樣品按1.2.1 的方法進行處理，1.2.2 和1.2.3 所述條件進行GC-MS 分析測定，其總離子流色譜圖見圖1。從圖1 可以看出，各成分實現(xiàn)了良好的分離。經(jīng)NIST 05 譜庫聯(lián)機檢索分析，檢出香氣成分及相對含量見表1。2.2 山楂酒發(fā)酵及陳釀過程香氣成分變化

圖1 發(fā)酵15 d山楂紅酒香氣成分的總離子流色譜圖

取發(fā)酵結束、陳釀6 個月、陳釀9 個月、陳釀2年的干紅山楂酒按1.2.1 方法進行處理，1.2.2 和1.2.3所述條件進GC-MS分析測定，經(jīng)NIST05譜庫聯(lián)機檢索，鑒別出香氣成分。發(fā)酵及陳釀過程中鑒定出的香氣成分分析結果匯總如表1 所示，其化合物種類的數(shù)量變化如表2所示。

表1 山楂酒香氣成分變化

續(xù)表1 山楂酒香氣成分變化

續(xù)表1 山楂酒香氣成分變化

表2 山楂酒香氣成分類型變化

由表1 和表2 可知，山楂酒發(fā)酵及陳釀期間共鑒別出香氣成分107 種。其中包括醇類15 種、酯類38 種、羧酸類8 種、苯環(huán)類28 種、烴類16 種、噻吩類1 種、醛類1 種。在發(fā)酵和陳釀過程中含量較高的成分有：苯乙醇、2,3-丁二醇，丁二酸乙酯、丁二酸二乙酯、對羥基苯乙醇、棕櫚酸甲酯、乳酸乙酯等。山楂酒中苯乙醇含量較高，該物質對發(fā)酵酒特有香氣的構成影響很大，不僅香氣獨特，而且其嗅覺閾值較低，香氣值較高，可使山楂果酒具有玫瑰花、茉莉花、紫羅蘭等多樣香氣。

山楂酒中含有大量有機酸，但由于采用二氯甲烷萃取法進行樣品處理，使酒樣中有機酸的萃取率很低，同時這些成分的揮發(fā)性也比較低，對山楂紅酒香氣的直接貢獻較少，然而有機酸是生成酯的原料之一，在發(fā)酵和陳釀過程中這些成分會參與酒香氣的形成。隨著發(fā)酵和釀造的進行，一些酯類成分像丁二酸單乙酯的占比逐漸上升。而丁二酸二乙酯等成分的位次變化不大，還有一些酯類成分如棕櫚酸甲酯的占比逐漸下降。除此之外一些醇類成分如苯乙醇、對羥基苯乙醇、2,3-丁二醇等，都處在不斷下降的趨勢中。山楂紅酒的香氣成分中醇類和酯類占的相對含量較高，其中醇類物質在呈香上起主要作用，同時又是形成酯類物質的前體[25]。伴隨發(fā)酵過程，山楂紅酒中的醇類成分的含量逐漸降低，從發(fā)酵初期（15 d）的占比55.76 %逐漸降低到陳釀2 年后的30.8%；有機酸類則從6.69%降低到1.54%；苯環(huán)類成分也由發(fā)酵初期的5.95%降低到陳釀2 年后的1.74%；而酯類成分的占比則由發(fā)酵初期的16.17%逐漸升高到陳釀2 年后的61.79%，本項試驗的另一個結果是在陳釀6 個月、9 個月以及陳釀2 年的山楂酒中，發(fā)現(xiàn)了香氣成分紅果酸二乙酯的存在，它是一種由山楂果實中特有的香氣成分紅果酸與酒中的乙醇縮合的酯類化合物[26]，其相關的進一步試驗研究將繼續(xù)進行。

3 結論

3.1 山楂紅酒中至少含有107 種揮發(fā)性成分，其中含量較高的共有香氣成分包括苯乙醇、丁二酸乙酯、丁二酸二乙酯、2,3-丁二醇、乳酸乙酯等。

3.2 伴隨發(fā)酵時間的延長，山楂紅酒中的醇類、酸類香氣成分的相對含量下降，而酯類成分的相對含量逐漸上升。

3.3 在陳釀的山楂紅酒中發(fā)現(xiàn)了一種特征香氣成分，其質譜（MS）分析結果與紅果酸二乙酯的結構一致。