不同陳釀時期的樺樹液發酵酒香氣成分的GC-MS分析

曲迪，文連奎

（吉林農業大學，吉林長春130000）

不同陳釀時期的樺樹液發酵酒香氣成分的GC-MS分析

曲迪，文連奎*

（吉林農業大學，吉林長春130000）

采用溶劑萃取法提取樺樹液發酵酒的香氣成分，利用氣相色譜-質譜（GC-MS）聯用技術對不同時期的樺樹液發酵酒的香氣成分進行分析研究。結果表明，陳釀1年的樺樹液發酵酒中有56種香氣成分；陳釀2年的樺樹液發酵酒中有44種香氣成分，其中，共同的香氣成分22種，有7種是主體香氣成分。主要呈香物質是苯乙醇，加上各自獨有的香氣成分共同構成了樺樹液發酵酒的特有香氣風格。經感官嗅聞評定，陳釀2年的樺樹液發酵酒的香氣更為濃郁優雅、協調悅人。

不同陳釀時期；樺樹液發酵酒；香氣成分；氣相色譜-質譜（GC-MS）

樺樹液是樺樹（Betula）的傷流液，是一種無色透明的液體，入口清涼微甜，有樺樹特有的清香氣味，每年4～5月冰雪消融，初春萌動之時便可采集［1］。樺樹液富含人體需要的多種氨基酸、果糖、維生素、生物素、礦物質等，具有清熱、解毒、抗疲勞、抗衰老等保健作用［2-3］。目前，國外有報道用樺樹液濃縮物添加到食品中生產出具有樺木風味的面包、餅干、冰淇淋、果凍和夾心糖等食品［4］。我國自上世紀80年代，樺樹液的工業性采集才陸續開展，主要應用于加工飲料及日化產品［1］。

香氣是評價果酒品質的一個重要指標，也是果酒典型風味的重要組成部分，還是決定果酒類型的主要依據之一［5］。張瑤等［6］對枇杷酒在其陳釀期間的香氣變化進行了研究，得出在陳釀的過程中，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。有關樺樹液發酵酒的香氣研究，在國內外均鮮見報道。

試驗采用GC-MS技術分析不同發酵時間的樺樹液發酵酒的香氣成分，并分析比較其異同之處，為樺樹液發酵酒產品開發提供理論參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

樺樹液發酵酒，2013年4月采集新鮮樺樹液（干物質：1.5%；酸度：0.015%～0.035%；總糖：0.8%～1.1%）發酵而成的樺樹液發酵酒（酒精度：11%vol～13%vol；總糖：≤5 g/L；總酸：5 g/L～8 g/L）。

1.2試驗試劑

二氯甲烷（分析純）：北京化工廠。

1.3試驗儀器

DZKW-S-4恒溫水浴鍋：北京市永光明醫療儀器廠；RE 5298A旋轉蒸發儀：上海亞榮生化儀器廠；6890N5973MSD氣相色譜-質譜聯用儀：美國Agilent公司。

1.4試驗方法

1.4.1樺樹液發酵酒的生產工藝流程

將采集后的新鮮樺樹液放置在不銹鋼桶中，儲存在10℃～15℃左右的避光處備用，向新鮮樺樹液中加入0.1 mg/L的SO2抑制雜菌，為把樺樹液發酵成12°的酒，樺樹液中原有1°糖，故將糖度調整為20°，將糖完全融化在樺樹液中，接種0.04%的活性干酵母，每天倒灌兩次，在17℃～20℃的溫度下進行主發酵14 d，之后再進行后發酵30 d，在12℃～15℃的溫度下陳釀。

樺樹液→加入0.1 mg/L的SO2抑制雜菌→糖度調整為20°→接種0.04%活性干酵母→17℃～20℃主發酵14 d→后發酵30 d→12℃～15℃陳釀

1.4.2樣品的制備［7-8］

取100 mL樺樹液發酵酒，放入分液漏斗中，第一次向酒樣中加入50 mL二氯甲烷，振蕩搖勻，靜置待分層明顯后分離有機相；第二次向萃余相中加入50 mL二氯甲烷，振蕩搖勻，靜置待分層明顯后分離有機相；第三次向萃余相中加入30 mL二氯甲烷，振蕩搖勻，靜置待分層明顯后分離有機相。將萃余相在36℃下旋轉蒸發濃縮至1 mL，備用。

1.4.3GC-MS分析條件

1.4.3.1氣相色譜條件

不分流進樣，色譜柱為DB-17（30 m×0.25 mm× 0.25 μm），程序升溫為40℃保持3 min，以5℃/min的升溫速度升至120℃保持5 min，再以8℃/min的升溫速度升至230℃保持10 min。載氣為He，體積流量為1 mL/min，進樣口溫度為250℃。

1.4.3.2質譜條件

EI電離源，電子能量70 eV，燈絲流量為0.2 mA，檢測器電壓為350 V，掃描范圍為33 AMV～450 AMV，離子源溫度為200℃。

1.4.4感官嗅聞評定方法

樺樹液酒感官嗅聞評分標準見表1。

表1　樺樹液酒感官嗅聞評分標準表Table 1The evaluation form of smell sensory for birch sap wine

2試驗結果

2.1不同陳釀時間樺樹液發酵酒中香氣成分的GCMS分析結果

用溶劑萃取法處理在相同的釀造工藝下，不同陳釀時間的樺樹液發酵酒，并進行GC-MS分析，總離子圖見圖1。

不同陳釀時間樺樹液發酵酒中香氣成分的GCMS分析結果見表2。

從表2中可知，陳釀1年的樺樹液發酵酒中共檢測出56種揮發性香氣成分，占總峰面積的97.46%，其中包括醇類11種、酸類10種、酯類15種、醛酮類4種、酚類1種、烷類2種、胺類5種、其他揮發性香氣物質8種，相對含量分別占總揮發性香氣物質的26.33%、32.20%、31.16%、1.13%、0.12%、0.48%、4.25%、1.79%。其主體香氣為乙酸、苯乙醇、鄰苯二甲酸二異辛酯、2-羥基丙酸乙酯、丁二酸二乙酯、草胺酰肼、苯甲醇、4-羥基丁酸內酯、異丙醇。

圖1　不同陳釀時間的樺樹液發酵酒氣相色譜總離子圖Fig.1Different aging time of birch liquid alcohol on ion diagram of chromatography

表2　不同陳釀時間樺樹液發酵酒中香氣成分的GC-MS分析結果Table 2GC-MS analysis of aroma components in birch liquid extraction from different aging time

續表2不同陳釀時間樺樹液發酵酒中香氣成分的GC-MS分析結果Continue table 2GC-MS analysis of aroma components in birch liquid extraction from different aging time

續表2不同陳釀時間樺樹液發酵酒中香氣成分的GC-MS分析結果Continue table 2GC-MS analysis of aroma components in birch liquid extraction from different aging time

陳釀2年的樺樹液發酵酒中共檢測出44種揮發性香氣成分，占總峰面積的98.32%，其中包括醇類6種、酸類15種、酯類12種、醛酮類1種、酚類1種、烷類1種、胺類1種、其他揮發性香氣物質6種，相對含量分別占總揮發性香氣物質的52.95%、18.89%、23.73%、0.20%、0.42%、0.21%、1.09%、0.83%。其主體香氣為苯乙醇、乙酸、異戊醇、乳酸乙酯、丁二酸二乙酯、鄰苯二甲酸二異辛酯、對羥基苯乙醇、新癸酸、4-羥基丁酸內酯、2，3-丁二醇、二甲基丁醇、L-乳酸。

從分析結果可以看出，陳釀1年和2年的的樺樹液發酵酒的香氣成分存在一定差異，陳釀1年的樺樹液發酵酒中主體香氣成分有9種，占總揮發性香氣物質的84.53%；陳釀2年的樺樹液發酵酒中主體香氣成分有12種，占總揮發性物質的90.94%。感官鑒評人員依據表1對2組酒進行嗅聞的評價結果表明，陳釀2年的樺樹液發酵酒的香氣濃郁優雅、協調悅人，而陳釀1年的樺樹液發酵酒的香氣良好、尚悅人。

2.2不同陳釀時間樺樹液發酵酒中主體香氣成分特征分析

從表2可知，不同陳釀時間的樺樹液發酵酒中共同含有的香氣成分為22種，其中醇類2種、酸類7種、酯類7種、酮類1種、酚類1種、烷類1種、胺類1種、其他揮發性香氣物質2種。結合蘋果酒、櫻桃酒等香氣分析結果［9-10］，對樺樹液酒的主體香氣進行進一步分析。得出不同陳釀時間樺樹液發酵酒的主體香氣有7種（見表3）。其中，苯乙醇和乙酸的相對含量最高，兩者總含量分別占陳釀1年的50.27%、陳釀2年的44.23%，說明這兩種物質對樺樹液發酵酒總體香氣形成起著至關重要的作用。此外，鄰苯二甲酸二異辛酯、丁二酸二乙酯、4-羥基丁酸內酯的相對含量均較高，大多數酯類具有花、果香氣，使果酒形成愉快的風味［5］，因此，它們共同構成了樺樹液發酵酒的主要呈香物質。草胺酰肼、2，3-丁二醇雖然是共有的香氣成分，但是在兩組酒中的含量有很大差異。陳釀1年的樺樹液發酵酒中草胺酰肼相對含量較高，但其香氣特征有待查證；陳釀2年的樺樹液發酵酒中2，3-丁二醇相對含量較高，具有微弱的水果香氣，對酒的呈香起到一定作用。

表3　不同陳釀時間樺樹液發酵酒中主體香氣成分相對含量Table 3GC-MS analysis of main aroma components in birch liquid extraction from different aging time

2.3不同陳釀時間樺樹液發酵酒中獨有香氣成分特征分析

不同陳釀時間樺樹液發酵酒中獨有香氣成分相對含量見表4。

表4　不同陳釀時間樺樹液發酵酒中獨有香氣成分相對含量Table 4GC-MS analysis of particular aroma components in birch liquid extraction from different aging time

從表4可以看出，陳釀1年的樺樹液發酵酒中共有3種獨有香氣成分，其中，2-羥基丙酸乙酯的含量最高，占總揮發性香氣物質的11.25%，并具有朗姆酒和菠蘿相似的氣味，是構成陳釀1年的樺樹液發酵酒的重要香氣組分，也是最具特征的香氣組分。此外，苯甲醇、異丙醇以其特有的芳香味和相似于乙醇和丙酮混合的氣味共同構成陳釀1年的樺樹液發酵酒的獨有香氣組分。

陳釀2年的樺樹液發酵酒中異戊醇是含量最高的獨有香氣成分，占總揮發性香氣物質的11.46%，具有蘋果白蘭地和辛辣味，是重要的呈香物質，此外，乳酸乙酯、對羥基苯乙醇在獨有香氣物質中含量相對較高分別為7.47%、5.31%，具有優雅香氣和玫瑰香、紫羅蘭香、茉莉香等，為呈現獨有香氣作出了很大貢獻，新癸酸、二甲基丁醇和L-乳酸雖然作為獨有香氣物質出現，根據表4中的香氣特征分析和相對含量顯示，它們對陳釀2年的樺樹液發酵酒的香氣起到的作用較小。

2.4不同發酵時間的樺樹液發酵酒與原汁香氣成分的對比

通過對原汁香氣進行GC-MS分析，得出主體香氣物質17種，占總揮發性香氣物質的88.13%，醇類2種、酸類5種、酯類6種、烷類3種、其他1種。相對含量分別為7.13%、8.39%、64.39%、4.98%、1.11%。酯類含量所占比例最大，其中，鄰苯二甲酸二異辛酯相對含量最高為44.12%，是原汁的主要香氣組成物質，由分析結果可知，樺樹液發酵酒中醇類、酸類、酯類香氣物質與原汁相比都更加豐富，在原汁特有風味的基礎上樺樹液酒的香氣更加濃郁。有些香氣物質雖然相對含量較少，但不代表對樺樹液發酵酒起到的呈香作用小，如：呋喃酮類有草莓、菠蘿香氣、果糖和焦糖的香氣，嗅覺閾值也一般較低［17］，OAV（物質濃度/閾值）值相對較高，對樺樹液酒的呈香有一定貢獻。

3結論

從結果分析可以看出，醇類的含量在陳釀2年的樺樹液酒中所占比例最大，其中苯乙醇的含量最高。李華［18］報道，芳香醇（苯乙醇、對羥基苯乙醇、苯甲醇）的嗅覺閾值很低，所以OAV值高，說明芳香醇為主要呈香物質，苯乙醇、對羥基苯乙醇、苯甲醇均具有玫瑰香、紫羅蘭香、茉莉香等香氣，對樺樹液發酵酒的品質起到了很大作用，使酒品具有較好的香氣風味。

酸類在陳釀1年的樺樹液酒中所占比例最大，其中乙酸含量最高（＜1.2 g/L），乙酸具有酸味、干酪味、刺激味，對酒品品質有一定影響，會使風味不柔和。乙酸的形成可能有以下原因：一是有氧發酵，醋酸菌類轉化乙醇生成乙酸；二是無氧發酵，梭狀菌類和桿菌類轉化糖類生生乙酸。由于發酵過程中是密閉的，不會有大量的氧氣，所以無氧發酵產生乙酸的可能性較大。

乙酸乙酯作為酒中重要的呈香物質，存在于很多酒中，如：葡萄酒［16，19，20］等，雖然在桑椹、蘋果等［5，9］酒中不是最主要香氣物質，但也普遍存在。乙酸乙酯的生成是一個漫長的過程，是由乙酸和乙醇在酯化酶的催化下脫水縮合而成［21］。樺樹液發酵酒中未檢測出乙酸乙酯，原因可能是樺樹液為樺樹根部吸收的水分經木質部維管束流出的傷流液，根據測定其酯化酶活力較低，乙酸乙酯的生成受到影響，或者和酵母菌的性能有關。建議以后從生成途徑方面對其深入研究。

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GC-MS Analysis of Aroma Components of Birch Sap Wine with Different Aging Time

QU Di，WEN Lian-kui*
（Jilin Agricultural University，Changchun 130000，Jilin，China）

The aroma components in birch sap wine were fermented with different aging time were extracted by solvent extract and analyzed by GC-MS.The results indicated that the identified amount of aroma components of two birch sap wine is as follow：one year aged 56，two years aged 44，and their common aroma components are 22.Among them，the main aroma components are 7.The mainly aromatic substance benzene ethanol，with their unique aroma components，constitutes the unique aroma style of birch sap wine.Sensory olfactory evaluation found that two years aged of birch sap wine aroma is richer and soft.

different aging time；birch sap wine；aroma components；gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS）

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.19.042

2015-11-18

曲迪（1990—），女（漢），碩士在讀，研究方向：長白山野生植物資源開發利用。

文連奎（1962—），男（漢），博士生導師，研究方向：長白山野生植物資源開發利用。