紫色甘薯酒陳釀期間香氣成分的變化

楊雅利，沈海亮，闞建全,*

(1.西南大學食品科學學院，重慶 400716；2.重慶市農產品加工及貯藏重點實驗室，重慶 400716)

紫色甘薯酒陳釀期間香氣成分的變化

楊雅利1,2，沈海亮1,2，闞建全1,2,*

(1.西南大學食品科學學院，重慶 400716；2.重慶市農產品加工及貯藏重點實驗室，重慶 400716)

為探討陳釀對紫色甘薯酒香氣形成的影響，采用頂空固相微萃取法與氣相色譜-質譜聯用技術檢測紫色甘薯酒陳釀期間香氣成分的變化，并用面積歸一法計算各成分的相對含量。結果表明：在陳釀期間，共檢測出60種香氣成分；異戊醇、癸酸乙酯、辛酸乙酯等37種為共有的成分。其中，異戊醇、辛酸乙酯、苯乙醇等7種香氣成分的含量較高；陳釀各階段，各類香氣成分的種類、相對含量均有所不同；酯類和酮類的相對含量總體有所增加；醇類的相對含量總體逐漸減少；酸類的相對含量總體變化不大；酚類的相對含量總體呈略微增加的趨勢。

紫色甘薯酒；陳釀；香氣成分；頂空固相微萃取法；氣相色譜-質譜

紫甘薯(Solanum tuberdsm)是甘薯中新型的特有品種，薯皮和薯肉均為紫紅色，煮熟后薯肉為紫黑色，又稱黑甘薯[1]，是我國近年來從國外引進的新品種，其營養價值比普通薯類高30%～50%[2]。紫甘薯富含水溶性花色苷類——紫甘薯色素，該色素有較好的耐熱性和耐光性，并且具有提高視覺靈敏性，抑制脂質過氧化，防止血小板凝聚，維持血管正常的通透性，防止糖尿病以及抗腫瘤、抗突變和防輻射等多種生理功能[3-9]。以紫甘薯為原料制得的發酵酒，不僅具有果酒的低酒精度、高營養等特點，同時還含有天然色素等紫甘薯所特有的功能成分。

紫色甘薯酒的香氣成分是構成紫色甘薯酒質量的主要因素之一，決定著紫色甘薯酒的風格和典型性。果酒的香氣分為3類：一類香氣主要來自果酒原料本身；二類香氣又稱為發酵香，主要是由發酵過程中的微生物產生；三類香氣又稱為陳釀香[10]。剛釀制出的紫色甘薯酒口感粗糙、香味不足，經過陳釀期間的氧化還原、酯化和聚合沉淀作用后，一些不良的風味減少，芳香物質得到增強，酒體變得圓潤、協調，典型性突出。陳釀的本質是一個緩慢且復雜的物理、化學和生物化學變化過程。目前，果酒中已經鑒定出的風味化合物，其香氣成分主要是醇類、酯類、酸類、酮類、醛類等，它們的種類和性質決定著果酒的品質[11]。紫色甘薯酒香氣成分的分析研究，對于科學的評價紫色甘薯酒的質量具有重要的意義。

本研究以四川達州生產的紫甘薯為原料發酵得到紫色甘薯酒，利用頂空固相微萃取氣質聯用(headspace solidphase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS)對紫色甘薯酒陳釀過程中的香氣成分進行分析，旨在為紫色甘薯酒的生產提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紫甘薯產自四川達州。

紫色甘薯酒：自制(18～20℃低溫發酵)，分別取陳釀15、30、45、60d的酒樣，對應編號為D15、D30、D45、D60。

1.2 儀器與設備

QP2010型氣相色譜-質譜聯用儀 日本島津公司；手動固相微萃取進樣器 美國珀金-埃爾默公司；萃取頭(polyacrylate/PA，85μm) 美國Supelco公司；數顯恒溫水浴鍋 金壇市富華儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 紫色甘薯酒的發酵工藝

工藝流程：紫甘薯→蒸煮糊化→打漿→調節pH值→α-淀粉酶酶解液化→調節pH值→糖化酶酶解糖化→調節pH值→加釀酒酵母→發酵7d→紫色甘薯原酒→陳釀→過濾→殺菌→成品酒。

操作要點：將紫甘薯洗干凈，隔水蒸煮至無硬心，然后用刀切成小塊，按1:3的料液比打漿；調節pH值為6.5，添加0.15%的α-淀粉酶，在溫度為65℃的條件下，液化2.5h；調節pH值為4.0，添加0.15%的糖化酶，在溫度為60℃的條件下，糖化2.5h；然后調節pH值為3.355，添加0.0845%的安琪活性干酵母，在溫度為20.72℃的條件下(響應面試驗優化結果)，發酵7d，即可得到酒度為10°左右的紫色甘薯酒。然后，在溫度15℃條件下陳釀，再經過巴氏殺菌，即可得到成品酒。

1.3.2 陳釀過程中紫色甘薯酒香氣物質的固相微萃取法提取

將固相微萃取的萃取纖維頭在氣相色譜的進樣口老化，老化溫度為280℃，老化時間為1h。取酒樣10mL，放入20mL聚四氟乙烯硅橡膠墊密封的頂空進樣瓶中，蓋上蓋子，插入PA萃取纖維頭，45℃頂空吸附20min。

1.3.3 GC-MS的參數條件及分析方法

1.3.3.1 色譜條件

色譜柱：HP-5MS(30mm×0.25mm，0.25μm)；升溫程序：35℃保持3min，以8℃/min升至110℃保持2min，以6℃/min升至150℃并保持2min，以8℃/min升至230℃并保持6min；載氣(He)：流量1.00mL/min，壓力53.5kPa，進樣口的溫度250℃，進樣量0.5μL；采用不分流方式進樣。

1.3.3.2 質譜條件

電子電離源(electron ionization，EI)；電子能量：70eV；離子源溫度：230℃；接觸面溫度：250℃；ACQ方式：Scan；質量掃描范圍為40～400u；掃描速度：769/s。

1.3.3.3 定性的方法[12]

利用質譜結果定性，通過計算機檢索與NIST05提供的標準質譜對照，根據匹配度，并結合已有的文獻進行定性分析。并采用面積歸一法計算各成分的相對含量。

2 結果與分析

2.1 不同陳釀期間紫色甘薯酒香氣成分的總離子流圖

圖1 陳釀紫色甘薯酒香氣成分總離子流圖Fig.1 Total ion chromatogram of aroma components of the purple potato wine aged for 0.5, 1, 1.5 and2 months

表1 紫色甘薯酒陳釀過程中香氣成分GC-MS分析結果Table1 Changes of aroma components of purple potato wine during aging

采用頂空固相微萃取法對不同陳釀時期的香氣成分進行萃取，經氣相色譜-質譜聯用儀分析鑒定，并且繪制出紫色甘薯酒陳釀15d、陳釀30d、陳釀45d和陳釀60d的香氣成分的總離子流圖(圖1)。

2.2 不同陳釀期間紫色甘薯酒香氣成分的分析

由表1可知，紫色甘薯酒陳釀期間共檢測出香氣成分60種，其中在陳釀15、30、45、60d的酒樣中分別檢測出香氣成分44、49、48、49種，占總峰面積的91.62%、94.73%、97.18%、97.45%，其共有的香氣成分有37種，主要是醇類、酯類、酸類、酮類和酚類等。由此可見，在陳釀過程中，紫色甘薯酒的香氣成分發生著生成、更替、消失的動態變化過程，從而使不同時期的酒呈現出不盡相同的風味特征。

陳釀15d紫色甘薯酒主要香氣成分及相對含量分別為異戊醇23.65%、辛酸乙酯5.07%、癸酸乙酯14.05%、乙酸苯乙酯3.45%、月桂酸乙酯6.03%、苯乙醇20.95%、棕櫚酸乙酯2.34%、2-甲基-1-丙醇4.32%等。陳釀30d紫色甘薯酒主要的香氣成分及相對含量分別為：異戊醇22.36%、辛酸乙酯5.02%、癸酸乙酯14.66%、乙酸苯乙酯3.48%、月桂酸乙酯6.18%、苯乙醇22.55%、棕櫚酸乙酯3.87%、2-甲基-1-丙醇1.86%、芳樟醇1.87%等。陳釀45d紫色甘薯酒主要香氣成分及相對含量分別為：異戊醇22.43%、辛酸乙酯5.12%、癸酸乙酯13.21%、乙酸苯乙酯3.63%、月桂酸乙酯6.52%、苯乙醇21.26%、棕櫚酸乙酯3.64%、十六碳烯酸乙酯1.99%、芳樟醇3.31%等。陳釀60d紫色甘薯酒主要香氣成分及相對含量分別為：異戊醇20.49%、辛酸乙酯6.29%、癸酸乙酯13.47%、乙酸苯乙酯3.89%、月桂酸乙酯6.39%、苯乙醇22.70%、棕櫚酸乙酯3.11%、十六碳烯酸乙酯1.97%、芳樟醇3.19%等。由此表明，在陳釀的過程中，紫色甘薯酒香氣成分在發生變化的同時也保持了前后的同源性。不同陳釀期間，共有的主要香氣成分為：異戊醇、辛酸乙酯、癸酸乙酯、乙酸苯乙酯、月桂酸乙酯、苯乙醇、棕櫚酸乙酯7種。可見，這幾類香氣化合物對紫色甘薯酒香氣的貢獻較大。

2.3 不同陳釀時期紫色甘薯酒香氣成分分類分析

圖2 不同陳釀時期紫色甘薯酒香氣成分類型及其含量Fig.2 The types and content of aroma compositions in purple potato wine during aging

紫色甘薯酒中香氣成分按化合物結構分為醇類、酯類、酸類、酮類、酚類及其他，各類香氣物質的相對含量見圖2。在紫色甘薯酒陳釀過程中，各類香氣物質的相對含量高低依次均為醇類、酯類、酮類、酸類，其中又以醇類和酯類的相對含量較高。而對于各類香氣物質的種類和相對含量在不同的陳釀階段則呈現不同的變化趨勢。

2.3.1 不同陳釀時期酯類香氣物質的變化

結合圖2和表1可知，酯類的相對含量在所有香氣成分中較高，其在豐富紫色甘薯酒的香氣貢獻中也是較大的。在紫色甘薯酒陳釀15、30、45d和60d紫薯酒中依次檢出20、23、22種和25種酯類香氣成分，相對含量依次為37.35%、40.47%、42.08%、43.18%，可見酯類化合物的種類及相對含量均有所增加。在陳釀過程中，酯類化合物以癸酸乙酯和月桂酸乙酯相對含量為最高，除乙酸異戊酯和癸酸異戊酯相對含量減少外，其他酯類香氣物質的相對含量均有增加的趨勢。由此表明，酯類香氣逐漸變得復雜濃郁。

2.3.2 不同陳釀時期醇類香氣物質的變化

醇類物質的相對含量在香氣成分中含量為最高，對紫色甘薯酒的香氣成分貢獻也是最大的[13]。在陳釀15、30、45、60d的紫色甘薯酒中依次檢出11、11、10種和10種醇類香氣成分，相對含量依次為51.24%、50.05%、49.94%和48.89%，總體呈減少的趨勢。在陳釀期間，相對含量最高的醇類物質均為異戊醇和苯乙醇；除苯乙醇、芳樟醇和β-香草醇相對含量有所增加外，其余幾種醇類物質的相對含量有總體減少的趨勢。有研究表明，少量的高級醇能夠賦予果酒優雅的香氣，同時這些物質又是其他香氣物質的良好溶劑；芳香醇類由于它們的嗅覺閾值一般很低，所以其香氣值(濃度/閾值)很高，對總體香氣的形成有不可忽視的作用[14]。本實驗中測得的不同陳釀時期紫色甘薯酒中異戊醇和苯乙醇的相對含量均最高，因此，其應為構成該酒主要特征香氣的組分之一。

2.3.3 不同陳釀時期酸類香氣物質的變化

酸類相對含量較酯類和醇類相比明顯較少，但是其對紫色甘薯酒的香味有著不可替代的作用[15]。在陳釀15、30、45d和60d的紫色甘薯酒中檢出的酸類物質的種類依次為3、3、3種和1種，相對含量分別為0.6%、0.14%、0.14%和0.08%。由此可見，在陳釀的過程中，酸類化合物的種類和相對含量呈總體下降的趨勢。其中，低級脂肪酸和高級脂肪酸的相對含量呈降低的趨勢，但芳香羧酸類(肉桂酸)相對含量則呈現出升高的趨勢。但是，總體來說，酸類物質的相對含量變化趨勢不大。

2.3.4 不同陳釀時期酮類香氣物質的變化

在陳釀15、30、45d和60d的紫色甘薯酒中檢出的酮類物質的種類依次為2、3、3種和3種，相對含量分別為2.04%、2.4%、3.22%和3.17%。由此可見，在陳釀的過程中，酮類化合物的種類和相對含量呈總體上升的趨勢，但是變化的趨勢不是很明顯。

2.3.5 不同陳釀時期酚類香氣物質的變化

對于酚類香氣物質，僅檢測出兩種，分別是二氧基苯酚和4-乙烯基-2-甲氧基苯酚。它們的相對含量在在紫色甘薯酒陳釀的過程中呈略微增大的趨勢。

3 結 論

3.1 采用頂空固相微萃取法與氣相色譜-質譜聯用技術檢測了陳釀期間紫色甘薯酒的香氣成分。通過分析結果來看，共檢測出60種香氣成分，其共有的香氣組分為37種，其中異戊醇、辛酸乙酯、癸酸乙酯、乙酸苯乙酯、月桂酸乙酯、苯乙醇、棕櫚酸乙酯7種相對含量較高。

3.2 在陳釀階段，各類香氣成分的相對含量高低依次為醇類、酯類、酮類、酸類、酚類及其他，但各個時期香氣成分的種類、主要香氣組分及相對含量均不同，因此不同陳釀時期紫色甘薯酒香氣的表現也不盡相同。

3.3 經過陳釀后，紫色甘薯酒的香氣成分經歷了平衡、穩定和成熟的微妙動態變化，從而使酒體變得口感柔順、細膩醇厚、豐滿協調，典型性突出。

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Comparative Study on the Aroma Components in Purple Potato Wine during Aging

YANG Ya-li1,2，SHEN Hai-liang1,2，KAN Jian-quan1,2,*
(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400716, China；2. Chongqing Key Laboratory of Produce Processing and Storage, Chongqing 400716, China)

To investigate the influence of aging on the aroma components in the purple potato wine, the solid-phase micro extraction (SPME) and the gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) were adopted to separate and identify the aroma components during aging. The relative contents of aroma components were determined by area normalizing method. The results demonstrated that 60 aroma components were identified in the aging wine such as isoamyl alcohol, ethyl decylate and ethyl octanoate. The relative contents of isoamyl alcohol, ethyl octanoate and benzyl ethanol were higher. However, there were big variations in the species, main compounds and the relative contents during aging. The relative contents of esters and ketones increased totally accompanied with the decreased alcohol. The relative contents of acids changed slightly while phenols increased slightly.

purple potato wine；aging；aroma components；gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)；solidphase micro extraction (SPME)

O657.6

A

1002-6630(2013)04-0190-05

2011-11-19

四川省重大科技計劃項目(2009NZ0077)

楊雅利(1985—)，女，碩士，研究方向為食品化學與營養。E-mail：yangyali037581@126.com

*通信作者：闞建全(1965—)，男，教授，博士，研究方向為食品化學與營養、食品生物技術。E-mail：ganjq1965@163.com