二氧化碳浸漬法對于藍莓酒香氣成分影響研究

董瑩璨，吳皓玥，劉雪平，戰吉宬*

（中國農業大學 食品科學與營養工程學院，北京 100083）

藍莓屬于杜鵑花科（Ericaceae）越橘屬（Vacciniumspp.）落葉灌木型植物[1]，其果實不僅味道酸甜可口，香氣迷人，而且具有很高的營養價值，碳水化合物、蛋白質和維生素等營養成分含量遠高于其他水果[2-3]。同時藍莓還富含花青素等多酚類功能性成分[4]，具有防止腦神經老化、強心、抗癌、軟化血管，調節血壓、減緩衰老，增強人體免疫等功能[5-6]。因此，聯合國糧農組織將藍莓列為五大健康食品之一[7]，同時其還享有“漿果之王”之盛譽。藍莓酒作為藍莓的一種加工產品，也因其良好的風味和營養保健作用備受青睞。

二氧化碳浸漬法（carbonic maceration）是讓整粒果實在充滿CO2氣體的環境中浸漬一段時間，進行細胞內酒精發酵以及其他物質的轉換作用，壓榨后添加酵母進行后發酵的一種釀造工藝[7]，一般不進行陳釀，3個月內為最佳飲用期限。二氧化碳浸漬法能夠降低果酒中總酸尤其是蘋果酸的含量[8-9]，并且因為采用整粒果實浸漬，阻礙了酚類物質尤其是單寧的浸出[10]。藍莓果實酸度較高，相比于傳統法，此方法釀造出的藍莓酒酒口酸度和澀感都有所降低，口感較為柔和，清爽，同時香氣也更加濃郁[11-12]，因此易于飲用。

利用頂空固相微萃取（headspace solid-phase microextraction，HP-SPME）技術和氣質聯用（gas chromatographymass spectrometer，GC-MS）技術鑒定果酒香氣成分是目前的熱點研究之一。蓋禹含等[13]采用該技術研究了3種不同酵母發酵的藍莓酒的主要香氣，鑒定出76種香氣成分。曹雪丹等[14]研究藍莓酒主發酵前后揮發性成分的變化，發現主發酵過程是完成藍莓酒由果汁到果酒的主要香氣變化階段。張建芳等[15]研究CO2浸漬不同時間對葡萄酒品質的影響，發現延長浸漬時間可增加酒香氣的濃郁程度。但有關二氧化碳浸漬法釀造藍莓酒香氣成分的研究國內未見報道，本試驗旨在為二氧化碳浸漬法釀造藍莓酒對提供香氣方面的科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

藍豐藍莓：青島佳沃藍莓基地；亞硫酸（分析純）：北京化工廠；釀酒酵母DV10：丹麥Lallemand公司；果膠酶（1 000 000 U/mL）：意大利Enartis公司；白砂糖：內蒙古正北食品有限公司；干冰（食品級）：北京天竺佳禾干冰銷售中心。

1.2 儀器與設備

7890A氣相色譜儀、5975質譜儀：美國Agilent公司；固相微萃取裝置及PDMS/DVB65 μm萃取頭：美國Supelco公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 藍莓酒釀造方案

表1 藍莓酒釀造方案Table 1 The fermentation plan of blueberry

1.3.2 香氣成分檢測方法

參考YANG CHUNXIANG等[16]的方法采用GC-MS測定香氣成分。

（1）香氣成分萃取

取5 mL藍莓酒樣品于10 mL頂空瓶中，加入1 g NaCl，加蓋密封墊和鋁帽，壓緊搖勻。密封后在40 ℃水浴條件下平衡20 min。將預先老化的PDMS固相微萃取頭插在樣品瓶中吸附30 min，再插入氣相色譜進樣口，于220 ℃解析3 min，啟動儀器收集數據。

（2）氣相色譜條件

色譜柱為HP-5MS毛細色譜柱（30 m×0.25 mm×1.0 μm）；進樣口溫度250 ℃；程序升溫：40 ℃（5 min），以2 ℃/min升至70 ℃，70 ℃保持2 min，以3 ℃/min升至120 ℃，以5 ℃/min升至150 ℃，以10 ℃/min升至220 ℃，220 ℃保持2 min；傳輸線溫度280 ℃；載氣：高純He（純度99.999%）；載氣流速1.0 mL/min，分流比：20∶1。

（3）質譜條件

電離方式為電子電離（electron ionization，EI）；電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃；四級桿溫度150 ℃；掃描范圍29～540 u。

（4）數據處理

定性：對采集到的質譜圖利用美國國家標準技術研究所（national institute of standards and technology，NIST）08.L譜庫進行檢索比對定性，比對時要求匹配度＞800。

定量：氣相色譜峰面積歸一化定量計算出各香氣成分在樣品中的相對含量。

2 結果與分析

2.1 傳統法和二氧化碳浸漬法藍莓酒香氣成分GC-MS分析

采用頂空固相微萃取法和氣相色譜質譜聯用法對傳統法和浸漬不同時間的二氧化碳浸漬法釀造的藍莓酒中的香氣成分進行檢測，得到的可揮發性香氣成分的保留時間和總離子流圖，結果如圖1所示，各組分鑒定的結果如表2所示。

圖1 傳統法和二氧化碳浸漬法藍莓酒香氣成分的總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatograms of aromatic components in blueberry wines fermented by traditional and CM method

表2 傳統法和二氧化碳浸漬法藍莓酒主要香氣成分相對含量Table 2 The relative contents of aromatic components in blueberry wines fermented by traditional and CM method

續表

續表

由表2可知，采用HP-SPME和GC-MS聯用技術在傳統法和浸漬不同時間的二氧化碳浸漬法藍莓酒中共鑒定出80種香氣成分，這些成分主要是醇類6種、酯類36種、萜烯類9種，芳香族化合物15種，揮發性酚4種，呋喃類4種，其他類6種。

在傳統法釀造酒樣中，共檢測出61種香氣成分，占總峰面積的97.03%。其中，醇類3種，占4.58%；酯類25種，占42.98%；萜烯類物質9種，占6.74%；芳香族化合物14種，占27.76%；揮發性酚1種，占2.43%；呋喃4種，占8.04%；其他類5種，占4.46%。其主要香氣成分為苯乙醇、己酸乙酯、辛酸乙酯、5-羥基糠醛，相對含量分別為24.29%、20.86%、11.44%、4.25%。

在二氧化碳浸漬10 d的藍莓酒中，共檢測出55種香氣成分，占總峰面積的95.66%。其中，醇類3種，占4.89%；酯類27種，占61.98%；萜烯類物質7種，占12.00%；芳香族化合物12種，占21.17%；揮發性酚2種，占6.39%；呋喃1種，占0.05%；其他類3種，占1.49%。其主要香氣成分為：3-甲基丁酸乙酯、辛酸乙酯、己酸乙酯、苯乙醇、對乙酰基苯酚、桉油精，相對含量分別為19.00%、18.81%、14.31%、6.98%、6.33%、5.22%。

在二氧化碳浸漬15 d的藍莓酒中，共檢測出65種香氣物質，占總峰面積的94.39%。其中，醇類4種，占2.75%；酯類31種，占59.44%；萜烯類物質7種，占8.62%；芳香族化合物14種，占14.94%；揮發性酚4種，占6.46%；呋喃1種，占0.01%；其他類4種，占2.10%。其主要香氣成分為辛酸乙酯、苯乙醇、己酸乙酯、對乙酰基苯酚、癸酸乙酯。相對含量分別為35.47%、10.17%、8.98%、6.31%、5.36%。

在二氧化碳浸漬20 d的藍莓酒中，共檢測出61種香氣物質，占總峰面積的95.39%。其中，醇類5種，占4.46%；酯類29種，占55.21%；萜烯類物質7種，占8.65%；芳香族化合物12種，占17.84%；揮發性酚3種，占5.86%；其他類5種，占3.10%。其主要香氣成分為辛酸乙酯、苯乙醇、己酸乙酯、癸酸乙酯、對乙酰基苯酚。相對含量分別為18.98%、14.77%、14.10%、6.24%、5.76%。

2.2 傳統法和二氧化碳浸漬法藍莓酒主要香氣成分比較

傳統法和二氧化碳浸漬法藍莓酒主要香氣成分比較結果見表3。

表3 傳統法和二氧化碳浸漬法藍莓酒香氣成分的類別Table 3 The category of aromatic components in blueberry wines fermented by traditional and CM method %

由表3可知，傳統法和二氧化碳浸漬法藍莓酒主要香氣成分比較見表3。對比發現，二氧化碳浸漬法和傳統法所釀藍莓酒檢測到的總香氣物質個數差別不大，但組成類型上差別較大。有61種香氣物質是兩種方法共有的，在這61種共有的香氣成分中，有的成分含量差距較大，如苯乙醇，傳統法藍莓酒中相對含量達24.29%，而二氧化碳浸漬法藍莓酒中含量在6.98%～14.77%不等。另外，二氧化碳浸漬法藍莓酒中特有19種香氣成分，傳統法藍莓酒特有8種香氣成分。這些因素均導致兩種方法所釀藍莓酒香氣風味有所不同。總體而言，二氧化碳浸漬15 d的藍莓酒在整體香氣物質含量上高于10 d和20 d的藍莓酒，并且香氣類型組成上更加和諧。因此，浸漬時間以15 d為宜。

2.2.1 醇類組分的比較

藍莓酒中共檢測到6種醇類物質，傳統法和二氧化碳浸漬法醇類物質組成差別較大，其中正己醇只在傳統法藍莓酒中檢測到，3-甲基-1-丁醇、正辛醇、正壬醇只在二氧化碳浸漬藍莓酒中檢測到。大多數醇類具有不愉快的香氣，對葡萄酒的香氣質量呈負向貢獻，但3-甲基-1-丁醇具有青草、植物的清新香氣[17]，正辛醇具有茉莉味和檸檬味，正壬醇強烈的玫瑰香氣和橙花香氣[18]。二氧化碳浸漬法能夠使藍莓酒具有較為清新優雅的香氣。

對比二氧化碳浸漬法中浸漬不同時間的藍莓酒發現，醇類總體相對含量變化規律不明顯，但某些香氣物質含量差距較大。浸漬20 d的藍莓酒2,3-丁二醇相對含量遠高于浸漬10 d和15 d的酒，而3-甲基-1-丁醇的含量浸漬10 d高于浸漬15 d和20 d的酒。這就說明醇類物質在浸漬過程中發生了演變。

2.2.2 酯類組分的比較

傳統法和二氧化碳浸漬法藍莓酒主要香氣類型均為酯類，無論是檢測到的香氣物質種類還是相對含量，均為所有香氣類型中最高。傳統法藍莓酒含量最高的酯類為己酸乙酯、其次為辛酸乙酯，浸漬法含量最高的是辛酸乙酯，其次是己酸乙酯。酯類一般具有令人愉悅的花果香氣，如辛酸乙酯具有令人愉快的杏子香氣[18]，己酸乙酯具有香蕉、青蘋果的味道[19]。且二氧化碳浸漬藍莓酒酯類相對含量高于傳統法藍莓酒，說明二氧化碳浸漬作用可以促進酯類物質的形成，給酒帶來更多新鮮的花香和果香。

對比二氧化碳浸漬法中浸漬不同時間的藍莓酒發現，浸漬時間越長的酒酯類整體相對含量越低。但主要差距在于含量最高的幾種酯上。其中浸漬15 d的藍莓酒辛酸乙酯相對含量比10 d和20 d的酒高出近一倍，而乙酸乙酯含量則低于后兩者。浸漬10 d的藍莓酒3-甲基丁酸乙酯的相對含量高達18.99%，浸漬15 d的酒只有3.08%，在浸漬20 d的酒中未檢出。酯類物質在浸漬過程中也發生了演變，具體機理有待進一步探究。

2.2.3 芳香族化合物組分比較

芳香族化合物是藍莓酒香氣組成的另一類主要物質，大多數芳香族化合物都能給酒帶來清香愉悅的氣味。其中含量較高的三個物質是苯乙醇、苯甲醛和苯乙烯（傳統法藍莓酒未檢出）。傳統法藍莓酒中苯乙醇相對含量高達24.29%，苯乙醇具有清甜的玫瑰樣花香。另外苯甲醛具有特殊的杏仁氣味[20]，苯乙烯低濃度時略有甜味。浸漬法芳香族化合物相對含量顯著低于傳統法（P＜0.05），因為芳香族化合物一般來源于果實，在發酵過程中很少生成，并且浸漬法酯類相對含量較高，造成芳香族化合物相對含量低于傳統法。但浸漬時間越長，芳香族化合物相對含量越高，說明該法可以促進芳香族化合物的浸出。

2.2.4 萜烯類組分比較

萜烯類化合物是二氧化碳浸漬香氣組成類型的另一類主要物質。共檢測到β-蒎烯、桉油精、橙花醇、2-月桂烯醛、α-松油醇、香葉基乙醚、δ-芹子烯、香葉基丙酮和香茅醇9種萜烯類物質。萜烯類物質一般具有優雅的花香，如橙花醇具有橙花、玫瑰的香氣[21]，桉油精具有樟樹的木本香氣，香葉基乙醚具有紫羅蘭花香氣[18]。浸漬法藍莓酒的萜烯類物質相對含量高于傳統法，起到主要貢獻的是相對含量最高的桉油精。

對比二氧化碳浸漬法中浸漬不同時間的藍莓酒發現，浸漬10 d的藍莓酒萜烯類物質含量高于浸漬15 d和20 d的藍莓酒，橙花醇含量比后兩者高出近一倍，并且香葉基乙醚只在浸漬10 d的酒中檢測到。

2.2.5 揮發性酚和呋喃類組分比較

在藍莓酒中還共檢測出4種揮發性酚和4種呋喃類化合物，其中傳統法藍莓酒只檢測出一種揮發性酚——對乙酰基苯酚，二氧化碳浸漬法藍莓酒只檢測出一種呋喃類化合物——2,5-二甲酰基呋喃。小分子揮發性酚具有香甜的味道，如丁香子酚具有丁香花香氣。呋喃一般具有橡木烘烤香氣[22]。值得關注的是這兩類物質一般來源于橡木，但本次所釀藍莓酒未經過橡木桶陳釀，也未檢索到有報道一次檢測到8種揮發性酚和呋喃的文獻。這很可能是藍豐藍莓的一個獨特性。

2.2.6 其他類組分比較

除上述香氣物質外還檢測到酸、酮、醛、烯等化合物。高級酸一般具有脂肪、酸菜味道，對酒有負向貢獻，但傳統法和二氧化碳浸漬法中含量均較高的辛酸具有桃子味、草莓味、菠蘿味、糖果味、等多種風味，對酒有正向貢獻[16]。

3 結論

采用頂空固相微萃取和氣相色譜-質譜聯用技術，測定傳統法和二氧化碳浸漬法釀造藍莓酒中香氣成分，共檢測出80種香氣成分。在傳統法中檢測到61種香氣成分，在浸漬10 d、15 d、20 d的二氧化碳浸漬法藍莓酒中分別檢測到55種、65種、61種香氣成分。采用氣相色譜峰面積歸一定量計算兩種方法藍莓酒香氣成分的相對含量，發現兩種方法所釀藍莓酒香氣組成差別較大。二氧化碳浸漬法藍莓酒酯類和萜烯類含量整體高于傳統法，且浸漬15 d為宜。

相較于傳統法藍莓酒，其更具有清新優雅的特點。對比不同浸漬時間藍莓酒香氣，發現酯類、萜烯類物質浸漬時間越長，相對含量越低；芳香族化合物和其他類物質浸漬時間越長，相對含量越高；揮發性酚、醇類、呋喃類物質尚未發現隨浸漬時間的明顯變化規律，不同類型的香氣成分在二氧化碳浸漬過程中發生了不同的演變，其機理有待進一步研究。

二氧化碳浸漬法作為一種特殊的果酒釀造工藝，對于改善藍莓酒質量具有重要指導意義。相比于傳統方法，這種方法生產的藍莓酒酸度和單寧含量降低，使酒更加柔順、清爽。并且能夠加強香氣物質的浸出并改善其組成結構，香氣更加濃郁突出、清新獨特，更為消費者所喜愛。二氧化碳浸漬法用于藍莓酒的釀造具有非常高推廣價值。

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