不同藍(lán)莓品種發(fā)酵酒香氣物質(zhì)的檢測(cè)分析研究

劉國(guó)華，姚依林，黃明泉，謝小林，李永霞

（1.貴州省生物研究所，貴州貴陽(yáng) 550009；2.貴州大學(xué)林學(xué)院，貴州貴陽(yáng) 550025；3.西南林業(yè)大學(xué)，云南昆明 650000；4.貴州省植物園，貴州貴陽(yáng) 550004）

藍(lán)莓又稱(chēng)越橘，為杜鵑花科越橘屬多年生植物，起源于北美，目前全世界約有400 多種，一般生長(zhǎng)在海拔900～2300 m 的地區(qū)，溫帶到亞熱帶都有分布，含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，具有良好的營(yíng)養(yǎng)保健功能、較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及廣闊的開(kāi)發(fā)前景。貴州以喀斯特地貌為主，藍(lán)莓主要為山地露天栽培，是中國(guó)藍(lán)莓栽培面積最廣和產(chǎn)量最高的省份，藍(lán)莓已經(jīng)發(fā)展成為貴州省的優(yōu)勢(shì)精品水果之一。藍(lán)莓營(yíng)養(yǎng)豐富，可溶性固形物含量6.0%～18.5%，可滴定酸在0.35 %～1.27 %，酸甜適口，香氣誘人，適宜鮮食。在山地栽培的貴州省藍(lán)莓成熟期較集中，夏季高溫易腐爛，深加工成為發(fā)展趨勢(shì)，不僅可以解決藍(lán)莓產(chǎn)銷(xiāo)不平衡問(wèn)題，還可以提高藍(lán)莓的食用附加值，可加工成藍(lán)莓醬、藍(lán)莓干、藍(lán)莓汁、藍(lán)莓酒等多種產(chǎn)品。

目前對(duì)藍(lán)莓酒的相關(guān)研究側(cè)重于發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)化、營(yíng)養(yǎng)成分分析、穩(wěn)定性研究及抗氧化功能評(píng)價(jià)等方面。關(guān)于藍(lán)莓酒香氣成分方面的研究主要集中于不同酵母、不同發(fā)酵方式及發(fā)酵工藝優(yōu)化等方面，對(duì)不同品種藍(lán)莓酒香氣物質(zhì)的研究較少，多個(gè)品種之間香氣成分的對(duì)比報(bào)道更少。俗話講，果酒品質(zhì)七分靠原料，三分靠發(fā)酵，發(fā)酵原料對(duì)果酒品質(zhì)起主導(dǎo)作用，原料的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)影響果酒感官、口感及香氣成分等方面。兔眼藍(lán)莓適應(yīng)性強(qiáng)，比高叢藍(lán)莓更能適應(yīng)廣闊的栽培區(qū)域，在長(zhǎng)江流域尤其貴州的成熟采摘期正值盛夏，避開(kāi)了雨季，光照和熱量條件好，花青素含量高，是加工產(chǎn)品的良好原材料，所以在我國(guó)長(zhǎng)江流域特別是喀斯特地貌的貴州省黔東南主產(chǎn)區(qū)受到親睞?；诖吮疚倪x取了貴州省喀斯特地貌主栽的兔眼藍(lán)莓6 個(gè)品種、高叢藍(lán)莓2 個(gè)品種，運(yùn)用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的頂空固相微萃取技術(shù)檢測(cè)分析不同品種藍(lán)莓發(fā)酵酒香氣成分，擬探明貴州省主栽的藍(lán)莓品種發(fā)酵酒特征香氣成分，為藍(lán)莓加工紅酒品種篩選與發(fā)酵產(chǎn)品推廣提供科學(xué)理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

藍(lán)莓：取自貴州省藍(lán)莓主產(chǎn)區(qū)黔東南州凱里市碧波鎮(zhèn)羊蓋基地、麻江縣龍山鎮(zhèn)藍(lán)莓工程中心基地。兔眼藍(lán)莓“園藍(lán)”“粉藍(lán)”“燦爛”“梯夫藍(lán)”“巴爾德溫”及“杰兔”，高叢藍(lán)莓“北陸”“藍(lán)雨”8 個(gè)藍(lán)莓品種為試驗(yàn)材料。

耗材：安琪F33釀酒酵母；白砂糖（食用級(jí)）。

儀器設(shè)備：安捷倫7890B/7000C GC/MSD 氣相-質(zhì)譜聯(lián)用儀，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司；HP-5 ms (30 m×250 μm×0.25 μm)色譜柱，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司；色譜科57328-U 型號(hào)萃取頭，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司；色譜科57330-U 手動(dòng)固相微萃取進(jìn)樣手柄，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司；梅特勒-托利多MS-TS 分析天平，梅特勒-托利多國(guó)際貿(mào)易(上海)有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)酒樣品來(lái)源及準(zhǔn)備

酒樣發(fā)酵及處理參照文獻(xiàn)，得到果酒待用。

1.2.2 進(jìn)樣處理

采用色譜科手動(dòng)進(jìn)樣手柄進(jìn)樣，進(jìn)樣前將萃取頭置于270 ℃老化爐中老化5 min。將混勻后酒樣取5 mL 置于20 mL 頂空瓶中，60 ℃水浴鍋中平衡30 min，將萃取頭插入頂空瓶中萃取30 min，最后在進(jìn)樣口250 ℃解吸附5 min。

1.2.3 檢測(cè)條件

氣相條件：氦氣為載氣，流速為1.5 mL/min；程序升溫：45 ℃保持5 min，5 ℃/min 升溫到130 ℃，10 ℃/min升溫到250 ℃，最后保持5 min。

其中，發(fā)展中國(guó)家組包括文萊、智利、中國(guó)、印度尼西亞、馬來(lái)西亞、墨西哥、秘魯、菲律賓、泰國(guó)、越南10個(gè)國(guó)家；發(fā)達(dá)國(guó)家組包括澳大利亞、加拿大、日本、韓國(guó)、新西蘭、新加坡、俄羅斯、美國(guó)8個(gè)國(guó)家。得到的分組回歸結(jié)果見(jiàn)表6。

質(zhì)譜條件:子源與傳輸線溫度都為280 ℃；使用EI 離子源；電子能量為70 eV；質(zhì)核比掃描范圍為45～500 m/z。

1.2.4 物質(zhì)的定性與定量

采集到的質(zhì)譜圖利用計(jì)算機(jī)普庫(kù)進(jìn)行檢索，鑒定樣品中的揮發(fā)性成分，采用峰面積歸一化法分析各成分的相對(duì)含量；香氣物質(zhì)相對(duì)含量為樣品中各香氣物質(zhì)占總出峰面積的百分?jǐn)?shù)，總含量為每種樣品中所有香氣物質(zhì)占總出峰面積的總百分?jǐn)?shù)。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

本文通過(guò)Excel 2003 對(duì)所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 GC-MS檢測(cè)8個(gè)藍(lán)莓品種發(fā)酵酒的香氣物質(zhì)

每個(gè)樣品進(jìn)行3 次平行檢測(cè)，取平均值后如表1 所示，各種香氣物質(zhì)及香氣描述參考文獻(xiàn)進(jìn)行確定。8 個(gè)品種發(fā)酵酒中共檢測(cè)到97 種香氣物質(zhì)，巴爾德溫、北陸、燦爛、粉藍(lán)、杰兔、藍(lán)雨、梯夫藍(lán)、園藍(lán)發(fā)酵酒分別檢測(cè)出36 種、41 種、19 種、36種、43 種、36 種、31 種、29 種香氣物質(zhì)，分別占總揮發(fā)物質(zhì)總峰面積的61.25 %、64.92 %、33.50 %、62.17 %、70.24 %、74.00 %、66.41 %和68.39 %。各類(lèi)香氣物質(zhì)相對(duì)含量如表2所示。

表1 8個(gè)品種發(fā)酵酒各種物質(zhì)的相對(duì)含量與風(fēng)味特征

續(xù)表1 8個(gè)品種發(fā)酵酒各種物質(zhì)的相對(duì)含量與風(fēng)味特征

表2 8個(gè)品種發(fā)酵酒各類(lèi)物質(zhì)的相對(duì)含量 (%)

由表2 可得，8 個(gè)品種藍(lán)莓發(fā)酵酒的香氣物質(zhì)可簡(jiǎn)單分為醇類(lèi)、酯類(lèi)、酸類(lèi)、醛酮類(lèi)及其他5 個(gè)類(lèi)別。8個(gè)品種藍(lán)莓發(fā)酵酒除燦爛外其他都是醇類(lèi)和酯類(lèi)物質(zhì)相對(duì)含量較高，酯類(lèi)為主體香氣且相對(duì)含量差異大，占總香氣物質(zhì)的70 %以上，使得這7 個(gè)品種酒香氣濃郁并具有典型性，香氣特征較為明顯且易區(qū)分；燦爛發(fā)酵酒其他類(lèi)占主要，相對(duì)含量較高，為主體香氣，酯類(lèi)與醇類(lèi)的相對(duì)含量差異不大且二者加和含量與其他類(lèi)相對(duì)差異不大，香氣物質(zhì)相比于其他品種藍(lán)莓發(fā)酵酒更為均衡，香氣類(lèi)別不突出，香氣具有均衡和復(fù)雜多變的特點(diǎn)。

2.2 8個(gè)品種發(fā)酵酒香氣比較

醇類(lèi)化合物是酵母通過(guò)糖分解代謝或脫羧反應(yīng)和氨基酸的脫氨基作用形成的代謝產(chǎn)物，適宜濃度可襯托酯香，促進(jìn)香氣的協(xié)調(diào)性，是果酒中重要的香氣物質(zhì)。8 個(gè)品種發(fā)酵酒中共檢測(cè)到16 種醇類(lèi)物質(zhì)，巴爾德溫、北陸、燦爛、粉藍(lán)、杰兔、藍(lán)雨、梯夫藍(lán)、園藍(lán)分別檢出7 種、7 種、4 種、6 種、8 種、5種、6 種、7 種，相對(duì)含量分別為11.57 %、8.2 %、7.45 %、6.82 %、14.27 %、11.07 %、10.61 %和8.33 %，結(jié)合表1 可以看出醇類(lèi)在8 個(gè)品種發(fā)酵酒中差異明顯。在巴爾德溫、北陸、杰兔、藍(lán)雨、梯夫藍(lán)及園藍(lán)發(fā)酵酒中醇類(lèi)香氣物質(zhì)主要為苯乙醇和異戊醇，這2 種物質(zhì)的相對(duì)含量分別是9.04 %和1.51 %、6.09 %和1.14 %、8.13 %和4.28 %、9.35 %和1.08%、9.01%和1.09%及5.43%和1.06%，苯乙醇主要存在于茉莉等植物精油中，低濃度下可以產(chǎn)生濃郁玫瑰花香、薔薇香，異戊醇具有辣味、醇香、醚香、香蕉香氣味，從含量分析看苯乙醇表現(xiàn)的香氣濃郁并占主導(dǎo)，配以低濃度異戊醇香氣使酒體香氣更加柔和。在燦爛品種發(fā)酵酒中只檢測(cè)到4種醇類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)，分別為桉葉油醇、松油醇、苯乙醇及紫蘇醇，含量都較低，分別是3.35 %、2.79 %、1.26 %及0.03 %，說(shuō)明燦爛發(fā)酵酒香氣物質(zhì)不明顯。粉藍(lán)發(fā)酵酒主要呈香物質(zhì)是苯乙醇，含量為6.05%，香氣并不突出。

2.2.2 酯類(lèi)香氣物質(zhì)比較

酯類(lèi)主要來(lái)源于酒精發(fā)酵，賦予果酒濃郁的花香、果香，是發(fā)酵酒揮發(fā)性成分的重要組成部分，也是構(gòu)成香氣骨架的關(guān)鍵成分。酯類(lèi)物質(zhì)閾值較低,對(duì)果酒主體香型和風(fēng)格具有重要影響。8 個(gè)品種發(fā)酵酒共檢測(cè)到43 種,共有的2 種分別是癸酸乙酯及月桂酸乙酯，都具有果香與花香。

通過(guò)表2 可以看出，不同品種酯類(lèi)含量不一樣。巴爾德溫、北陸、粉藍(lán)、杰兔、藍(lán)雨、梯夫藍(lán)及園藍(lán)發(fā)酵酒中酯類(lèi)相對(duì)含量達(dá)45%以上，種類(lèi)較多，分別是19種、22種、21種、22種、18種、16種、16種；燦爛發(fā)酵酒的酯類(lèi)含量極低，僅含8.95%，檢測(cè)到7種香氣物質(zhì)。燦爛發(fā)酵酒中的異戊酸乙酯占總酯類(lèi)的50%以上，該物質(zhì)主要呈現(xiàn)水果香，故燦爛發(fā)酵酒水果香味較明顯，另外6 種香氣物質(zhì)相對(duì)含量極低，在香味協(xié)調(diào)性上作用不明顯。辛酸乙酯、正己酸乙酯為巴爾德溫、北陸、粉藍(lán)、杰兔、藍(lán)雨、梯夫藍(lán)及園藍(lán)7 種發(fā)酵酒所共有，辛酸乙酯相對(duì)含量較高，分別為19.34 %、27.49 %、26.70 %、28.04 %、29.83 %、7.85 %、28.65 %，該物質(zhì)具有花香、果香；正己酸乙酯相對(duì)含量較低，呈蘋(píng)果、香蕉味氣味，都是柔和、愉快而持久的香氣成分。除梯夫藍(lán)發(fā)酵酒外兩種香氣物質(zhì)加和相對(duì)含量占酯類(lèi)相對(duì)總量的50%以上。乙酸乙酯在梯夫藍(lán)發(fā)酵酒中含量較高，為15.36 %，乙酸乙酯具有果香味，可以協(xié)調(diào)苦澀味，令酒更加醇厚。這7 種發(fā)酵酒果香、花香為主體香氣，是重要的香氣物質(zhì)。乙酸苯乙酯是除園藍(lán)發(fā)酵酒外其他所共有的，該物質(zhì)具有玫瑰花香、蜂蜜香，蜂蜜香味為這幾種酒的特征香氣，含量較低，但對(duì)果酒綜合協(xié)調(diào)性具有重要作用。棕櫚酸乙酯具有蠟香、奶油味，梯夫藍(lán)發(fā)酵酒不具有該香氣物質(zhì)。園藍(lán)發(fā)酵酒含有令人愉快薄荷香味的乙酸異胡薄荷酯及薔薇、薰衣草香氣的乙酸香茅酯。含有菠蘿香、蕉糊香的庚酸乙酯與玫瑰香的丙酸香茅酯是藍(lán)雨發(fā)酵酒的特有香氣，其他發(fā)酵酒未檢出。燦爛酒檢測(cè)出其他未檢測(cè)出的異戊酸乙酯，含有果香味，但果香不是異戊酸乙酯所特有香味，揮發(fā)性酯類(lèi)物質(zhì)很多都夾雜著水果香。丁二酸乙酯為粉藍(lán)發(fā)酵酒所特有的，但其清淡果香、酒精味為發(fā)酵酒大眾香氣。檸檬味的甲酸香草酯是巴爾德溫果酒所特有的。通過(guò)以上分析得出不同品種藍(lán)莓發(fā)酵酒酯類(lèi)物質(zhì)既有特有之處，也有共同之處。

2.2.3 醛酮類(lèi)香氣物質(zhì)比較

醛酮類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)大多數(shù)是微生物的代謝產(chǎn)物，8 個(gè)品種發(fā)酵酒共檢測(cè)到9 種醛酮類(lèi)香氣物質(zhì)，園藍(lán)未檢測(cè)出醛酮類(lèi)物質(zhì)，巴爾德溫、北陸、燦爛、粉藍(lán)、杰兔、藍(lán)雨及梯夫藍(lán)相對(duì)含量較低，分別為0.03 %、0.13 %、1.17 %、0.79 %、0.08 %、0.79 %、1.77%。大多數(shù)醛酮類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)香氣閾值較低，少量便可提高果酒香氣的感知度及增強(qiáng)特征香氣，賦予了藍(lán)莓酒特殊的香氣。月桂醛給巴爾德溫發(fā)酵酒增添了柑橘、松葉油及橙油香氣，癸醛及香葉基丙酮賦予了北陸、杰兔及藍(lán)雨發(fā)酵酒油脂香、蠟清香及果木香，紫羅蘭酮加強(qiáng)了藍(lán)雨發(fā)酵酒的花果香味，更為其提供特殊的紫羅蘭香氣，2-甲基-5-(1-甲基乙烯基)環(huán)己酮為燦爛發(fā)酵酒增加了甜的留蘭香味及草藥的氣味。復(fù)雜多樣的芳香物質(zhì)豐富了不同品種發(fā)酵酒的香氣，形成了具有不同特色的發(fā)酵酒香氣。

2.2.4 酸類(lèi)及其他香氣物質(zhì)比較

除以上相對(duì)含量較高的香氣物質(zhì)外，在8 個(gè)品種發(fā)酵酒中還檢測(cè)出少量烯類(lèi)、酸類(lèi)、烷類(lèi)、酚類(lèi)等物質(zhì)，一共有29 種，使酒的香氣更加協(xié)調(diào)飽滿(mǎn)，提升了藍(lán)莓發(fā)酵酒的主體香氣。與其他品種相比，燦爛發(fā)酵酒的香氣物質(zhì)相對(duì)含量較高，對(duì)主體香氣貢獻(xiàn)更大。

酸類(lèi)物質(zhì)在每個(gè)品種發(fā)酵酒中含量都低于0.5 %，最高的是燦爛為0.32 %，其次是藍(lán)雨為0.23%，最低是梯夫藍(lán)為0.03%，在這8 個(gè)品種發(fā)酵酒中酸對(duì)口感調(diào)節(jié)作用不明顯。燦爛、梯夫藍(lán)及園藍(lán)發(fā)酵酒的香氣物質(zhì)較少為6 種；燦爛發(fā)酵酒相對(duì)含量較高為15.93 %，其中β-蒎烯占14.23 %，該物質(zhì)具有植物和松節(jié)油香氣，感官閾值很低，香氣明顯，在燦爛發(fā)酵酒主體香氣中占有明顯優(yōu)勢(shì)；甲基異戊基醚在巴爾德溫、藍(lán)雨及園藍(lán)中含量分別為3.11%、1.3%及1.2%，該物質(zhì)具有淡淡的香氣；藍(lán)雨、杰兔、粉藍(lán)及巴爾德溫中檢測(cè)到具有香脂氣味的月桂烯；巴爾德溫、藍(lán)雨及梯夫藍(lán)中含有丁香氣味的1-石竹烯。

2.3 8個(gè)品種發(fā)酵酒香氣系列分析

按照各種揮發(fā)性物質(zhì)在感官特征方面所表現(xiàn)出的花香、果香、植物香、油脂香及其他香氣類(lèi)型，具有同種香氣類(lèi)型物質(zhì)的相對(duì)含量進(jìn)行加和并進(jìn)行相關(guān)分類(lèi)分析，作網(wǎng)狀圖，如圖1 所示。除燦爛以植物香為主外，其他7 個(gè)品種果香均比較顯著，園藍(lán)的果香比較突出。巴爾德溫、北陸及藍(lán)雨以果香和花香為主，且果香及花香相對(duì)含量差異低于10 %，油脂香、其他香型和植物香型含量較低；粉藍(lán)、杰兔、梯夫藍(lán)及園藍(lán)主要以果香為主，花香與果香差異大于10 %，梯夫藍(lán)差異最為顯著，為26.05%，另外3 種呈香型物質(zhì)含量相對(duì)較少，植物香極低且低于0.5%；燦爛以植物香為主體香氣，相對(duì)含量為20.2 %，果香與花香相對(duì)含量加和占10.8%，油脂香及其他香氣物質(zhì)相對(duì)含量極低。

圖1 8個(gè)藍(lán)莓品種發(fā)酵酒香氣系列分布

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)8 個(gè)藍(lán)莓品種發(fā)酵酒的香氣物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定與分析，共檢測(cè)到97 種香氣物質(zhì)，包括醇類(lèi)、酯類(lèi)、醛酮類(lèi)、酸類(lèi)及其他類(lèi)，各種藍(lán)莓發(fā)酵酒之間香氣物質(zhì)種類(lèi)及含量具有一定的差異，都具有各自的香氣特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)比分析得出，巴爾德溫、北陸、粉藍(lán)、杰兔、藍(lán)雨、梯夫藍(lán)和園藍(lán)發(fā)酵酒中以酯類(lèi)為主體香氣，燦爛發(fā)酵酒中以其他類(lèi)為主；從香氣系列分析得到燦爛發(fā)酵酒以植物香為主，其他7 個(gè)品種發(fā)酵酒以果香及花香為主。

揮發(fā)性物質(zhì)的種類(lèi)及含量決定了藍(lán)莓發(fā)酵酒香氣的特征，導(dǎo)致不同品種藍(lán)莓發(fā)酵酒間風(fēng)味差異。每個(gè)藍(lán)莓品種發(fā)酵后都有各自的香氣特征，本研究數(shù)據(jù)及分析可為今后藍(lán)莓發(fā)酵酒提供參考，為了能夠獲得令人愉悅的酒香，可選擇合適的品種發(fā)酵或者不同品種間進(jìn)行混合發(fā)酵。