兩種菠蘿鮮果及其釀造果酒酯類風味物質(zhì)差異性分析

劉傳和，賀 涵，邵雪花，賴 多，匡石滋，肖維強

（廣東省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南亞熱帶果樹生物學與遺傳資源利用重點實驗室，廣東省熱帶亞熱帶果樹研究重點實驗室，廣東 廣州 510640）

菠蘿（Ananascomosus(L.)Merr.）是著名的熱帶水果，在我國廣東、廣西、海南等省區(qū)有較大面積栽培。菠蘿果實風味獨特、香味濃郁，富含維生素和礦物質(zhì)[1-3]，除用作鮮食外，還可加工成罐頭、果醬、飲料和果汁等，具有較高的經(jīng)濟價值[4-6]。果酒加工豐富了水果加工品種類，能延長水果產(chǎn)業(yè)鏈，是促進水果產(chǎn)業(yè)增效的重要途徑[7]。菠蘿果實中糖和酸含量較高，是較好的釀酒材料，菠蘿果酒深受品酒者的喜愛[5,8-10]。開展菠蘿釀酒加工，既能有效增加果農(nóng)收入，豐富菠蘿果實加工品，提高果品的附加值，還能有效降低鮮銷市場壓力。

糖、酸、醇及其次生代謝物的含量與果酒的風味品質(zhì)密切相關(guān)[8,11]。果酒中風味物質(zhì)的組成及其含量顯著影響酒的品質(zhì)[5,12]，也影響著消費者的接受度和購買欲。研究表明，菠蘿果實中含有豐富的醇、酯類以及酮、萜類和酚類物質(zhì)[9]。乙醇和脂肪酸通過發(fā)酵、酶促反應形成的酯類物質(zhì)具有濃郁香味[9]。Pino等[5]報道在菠蘿酒中鑒定出18種風味物質(zhì)，其中酯類物質(zhì)達13種，是最主要的風味物質(zhì)。因此，酯類風味物質(zhì)成為菠蘿果酒評價的重要指標[5,9,13]。

果酒風味物質(zhì)的組成因果實品種不同而有明顯差異[13-15]。菠蘿品種豐富，不同品種菠蘿果實風味存在明顯差別[13,15-16]。但有關(guān)不同品種菠蘿果實鮮果及其釀造的果酒（干酒和蒸餾酒）中酯類風味物質(zhì)的差異研究仍少見報道。本研究以“神灣”和“粵彤”兩個品種的菠蘿果實為材料，比較研究了其鮮果以及由鮮果釀造的干酒、蒸餾酒中酯類風味物質(zhì)組分和相對含量的差異，旨在探明菠蘿鮮果和釀造成干酒、蒸餾酒后酯類風味物質(zhì)組分和含量的變化規(guī)律及不同品種間的差異，以期為菠蘿果酒生產(chǎn)中的果實品種選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

供試材料為成熟度一致（菠蘿果皮一半呈黃色）的“神灣”和“粵彤”菠蘿果實，果實于2016年9月采自同一菠蘿園，采后立即進行鮮果的風味物質(zhì)檢測，其他果實用于干酒、蒸餾酒釀酒加工。

干酵母：安琪酵母股份有限公司產(chǎn)品；焦亞硫酸鈉：市售。

1.1.2 儀器與設備

7890B-5977A型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，安捷倫科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 果酒的釀制

1.2.1.1 菠蘿鮮果的處理

菠蘿果實經(jīng)去皮、去除果丁及果芯后，得到新鮮果肉，用榨汁機將果肉榨碎，過濾后立即將果汁裝入不銹鋼容器中。

1.2.1.2 干酒的制備

向果汁中加入干酵母（1g/L）和焦亞硫酸鈉（1g/L），先在30℃條件下發(fā)酵15 d，將一次發(fā)酵后的酒液迅速過濾進行二次發(fā)酵兩個月（30℃），之后將酒在70℃高溫下水浴30 min，再次過濾后于20℃下儲存。

1.2.1.3 蒸餾酒的制備

向果汁中加入干酵母（1g/L）和焦亞硫酸鈉（1g/L），先在30℃條件下發(fā)酵15 d，過濾后將發(fā)酵后的菠蘿酒液進行蒸餾。若蒸餾酒中乙醇含量低于45%時再次蒸餾，提高乙醇的含量，得到透明的蒸餾酒。

1.2.2 酯類風味物質(zhì)的測定

參考Liu等[17]的方法，以兩種菠蘿的鮮果、干酒和蒸餾酒為樣品，分別稱取兩個品種新鮮果肉150 g和干酒、蒸餾酒各100 g，采用固相微萃?。⊿PME）結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用法對風味物質(zhì)進行分析。分別將樣品裝入頂空瓶（200 mL）中，用固相微萃取纖維（PDMS，100μm）萃取30 min，220℃脫附3 min后進樣。

GC-MS條件：使用HP-5柱（長度30 m，直徑0.25 mm），柱溫45℃保持1.0 min，后先以3℃/min升溫至100℃，再以10℃/min升溫至180℃，保持5 min。載氣為He（純度為99.99%，流速為1.0 mL/min）。EI離子源溫度170℃，EI能量70 eV，光電倍增管電壓350 V，質(zhì)譜掃描范圍為30～400 amu。對采集到的質(zhì)譜圖用NIST14譜庫搜索，確定其風味物質(zhì)的化學組成，用峰面積歸一法定量，得到各組分的相對含量。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

使用SPSSStatistics17.0進行數(shù)據(jù)和統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種菠蘿鮮果中酯類風味物質(zhì)比較

表1所示為“神灣”與“粵彤”菠蘿鮮果中檢測出的酯類風味物質(zhì)。由表1可見，在兩種菠蘿鮮果中，共檢測出酯類風味物質(zhì)13種。其中，在“神灣”菠蘿中檢測出酯類風味物質(zhì)11種，總相對含量為43.05%；在“粵彤”菠蘿中，共檢測出酯類風味物質(zhì)12種，總相對含量為64.95%。在檢測出的酯類風味物質(zhì)中，己酸乙酯、己酸甲酯、辛酸甲酯和2-甲基丁酸甲酯這4種酯的相對含量較高，其中，己酸甲酯在“神灣”菠蘿和“粵彤”菠蘿鮮果中的相對含量均最高。

表1還表明，“神灣”與“粵彤”兩種菠蘿鮮果中檢測出的酯類風味物質(zhì)存在差異。其中，僅在“神灣”菠蘿果實中檢測到的有庚酸乙酯，僅在“粵彤”菠蘿果實中檢測到的有(Z)-4-癸烯酸甲酯和乙酸香葉酯。此外，在兩個菠蘿品種的鮮果中檢測出3種中鏈脂肪酸乙酯，分別為己酸乙酯、庚酸乙酯和辛酸乙酯，且其在“神灣”菠蘿果實中的相對含量均高于“粵彤”菠蘿。

表1 兩種菠蘿鮮果中的酯類風味物質(zhì)Table 1 The flavor esters of fresh pineapple fruits

2.2 兩種菠蘿果實釀造的干酒中酯類風味物質(zhì)比較

如表2所示，在“神灣”和“粵彤”兩種菠蘿果實釀造的干酒中，共檢測出酯類風味物質(zhì)21種。與“神灣”和“粵彤”兩種菠蘿的鮮果相比，釀造的干酒中檢測出的酯類風味物質(zhì)組分數(shù)更多，分別為13種和18種，但總相對含量均低于其鮮果，分別為40.21%和37.43%。在檢測出的酯類風味物質(zhì)中，中鏈脂肪酸乙酯——己酸乙酯和辛酸乙酯同時在鮮果與干酒中均檢測到，但己酸乙酯在鮮果中相對含量較高，而辛酸乙酯在干酒中相對含量較高?！吧駷场辈ぬ}釀造的干酒中己酸乙酯的相對含量高于“粵彤”菠蘿釀造的干酒，而辛酸乙酯的相對含量則較“粵彤”略低。

表2 菠蘿果實釀造干酒中的酯類風味物質(zhì)Table2 The flavor esters of dry wines processed by pineapple fruits

2.3 兩種菠蘿果實釀造的蒸餾酒中酯類風味物質(zhì)比較

如表3所示，在“神灣”和“粵彤”兩種菠蘿果實釀造的蒸餾酒中檢測出酯類風味物質(zhì)12種。與菠蘿鮮果及釀造的干酒相比，在“神灣”和“粵彤”菠蘿釀造的蒸餾酒中檢測出的酯類風味物質(zhì)數(shù)量明顯減少，分別只有9種和10種，其總相對含量明顯降低，分別為15.70%和19.16%。在“神灣”菠蘿釀造的蒸餾酒中檢出相對含量較高的酯類有己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯和十二酸乙酯；而“粵彤”菠蘿釀造的蒸餾酒中相對含量較高的酯類有己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、十二酸乙酯、2-苯乙酸乙酯及十六烷酸乙酯。其中，同時在兩種菠蘿的鮮果、干酒和蒸餾酒中均檢測出的酯類風味物質(zhì)有己酸乙酯和辛酸乙酯2種?！吧駷场辈ぬ}釀造的蒸餾酒中己酸乙酯、辛酸乙酯的相對含量分別高于“粵彤”菠蘿釀造的蒸餾酒中己酸乙酯、辛酸乙酯的相對含量。

表3 菠蘿果實釀造的蒸餾酒中的酯類風味物質(zhì)Table 3 The flavor esters of distilled winesprocessed by pineapple fruits

3 討論

水果中的風味物質(zhì)組成因品種不同而存在差異。在本研究中，“神灣”菠蘿鮮果中檢測出的酯類風味物質(zhì)組分數(shù)及總相對含量均低于“粵彤”菠蘿，這可能與“粵彤”菠蘿是雜交品種，其基因型豐富、來源復雜有關(guān)，類似的結(jié)果在魏長賓等[18]和鄭華等[19]的研究中也有報道。與鮮果相比，在兩種菠蘿果實釀造的干酒中檢測出的酯類風味物質(zhì)組分數(shù)增多，但總相對含量均低于其鮮果。這是因為菠蘿果實釀酒發(fā)酵過程中產(chǎn)生更多的代謝產(chǎn)物，這些代謝產(chǎn)物種類多、揮發(fā)性強、分化差異大、濃度不一，使干酒中酯類風味物質(zhì)更加復雜[5,20-21]。但菠蘿果實釀造的蒸餾酒中酯類風味物質(zhì)組分數(shù)明顯減少，總相對含量低于鮮果和干酒。這主要是由于在蒸餾過程中低沸點的化合物揮發(fā)到大氣中，導致蒸餾酒中部分風味物質(zhì)遺失，酯類風味物質(zhì)含量隨之降低[22-23]，類似的結(jié)果在菠蘿酒和菠蘿醋的風味物質(zhì)分析研究中也有報道[10,24-25]。

在菠蘿果實中已鑒定的揮發(fā)性化合物超過280種[26]，但與菠蘿風味相關(guān)的物質(zhì)不多。前人研究認為，一些甲酯和乙酯類物質(zhì)是菠蘿果實中主要的風味物質(zhì)[13,27-29]。己酸甲酯被認為是“臺農(nóng)6號”、“神灣”、“巴厘”等品種菠蘿果實中的主要風味物質(zhì)[30-33]，其相對含量最高，這與本研究中己酸甲酯在兩個菠蘿品種的鮮果中檢測出的相對含量最高的結(jié)果一致。但與鮮果不同的是，在兩個菠蘿品種果實釀造的干酒與蒸餾酒中均未檢測到己酸甲酯。

對果實中的某種風味物質(zhì)而言，只有達到風味閾值才被稱為特征香氣成分，顯著影響著果實的香味[13,28-29,34]。Preston等[35]研究認為，3-甲硫基丙酸甲酯和3-甲硫基丙酸乙酯是菠蘿果實的特征香氣成分。在本研究中，“神灣”和“粵彤”菠蘿鮮果中均檢測到3-甲硫基丙酸甲酯，而在兩種菠蘿果實釀造的干酒和蒸餾酒中均未檢出3-甲硫基丙酸甲酯；但在“神灣”菠蘿釀造的干酒和“粵彤”菠蘿釀造的蒸餾酒中均檢測到3-甲硫基丙酸乙酯，這可能與酒的加工工藝及化合物的揮發(fā)性和分化差異有關(guān)[5,20]。

中鏈脂肪酸乙酯是酵母產(chǎn)生的主要次生代謝物，顯著影響果實和果酒加工品的芳香性[9,17,29,36]。本研究在兩種菠蘿的鮮果中檢測出己酸乙酯、辛酸乙酯和庚酸乙酯3種中鏈脂肪酸乙酯，其中己酸乙酯和辛酸乙酯是菠蘿果實中主要的風味物質(zhì)，這與前人研究結(jié)果相似[5,37-41]?！吧駷场辈ぬ}中己酸乙酯、辛酸乙酯和庚酸乙酯的相對含量均高于“粵彤”菠蘿，這與“神灣”菠蘿比“粵彤”菠蘿果實香味更濃郁有關(guān)。與鮮果相比，用果實釀造的干酒、蒸餾酒中檢出的乙酯類物質(zhì)種類更多[9,37]。但本研究中，在鮮果及其釀造的干酒、蒸餾酒中同時檢測到的只有己酸乙酯、辛酸乙酯。而且，“神灣”菠蘿鮮果及其釀造的干酒、蒸餾酒中己酸乙酯的相對含量均高于“粵彤”，“神灣”菠蘿鮮果及其釀造的蒸餾酒中辛酸乙酯也均高于“粵彤”。這與“神灣”菠蘿果實香味比“粵彤”更濃郁有關(guān)[7,37]。

4 結(jié)論

上述試驗結(jié)果表明，與鮮果相比，在“神灣”和“粵彤”兩種菠蘿果實釀造成的干酒中檢測出的酯類風味物質(zhì)種類更多，但總相對含量均低于鮮果。菠蘿果實釀制成蒸餾酒后酯類風味物質(zhì)的種類減少；與鮮果和干酒相比，蒸餾酒中酯類風味物質(zhì)的總相對含量明顯降低。在“神灣”和“粵彤”兩種菠蘿的鮮果、干酒和蒸餾酒中同時檢測出的酯類風味物質(zhì)有己酸乙酯和辛酸乙酯2種，己酸乙酯在“神灣”菠蘿鮮果、干酒和蒸餾酒中的相對含量高于“粵彤”，辛酸乙酯在“神灣”菠蘿鮮果和蒸餾酒中的相對含量高于“粵彤”。本研究可為菠蘿果酒產(chǎn)品研發(fā)及果酒加工中菠蘿品種選擇提供參考。