紅樹莓發酵前后香氣成分變化分析

王麗霞,劉 瑩,高 涵,何俊萍

(河北農業大學食品科技學院,河北保定 071000)

紅樹莓是山莓的一種,又叫覆盆子,是一種薔薇科懸勾子屬的木本植物[1]。果實酸甜,柔嫩多汁,芳香味濃,營養豐富,是一種重要的商業水果作物[2]。富含維生素、花青素、鞣花酸、維生素、黃酮、超氧化物歧化酶等多種抗癌、抗疲勞等物質,紅樹莓的攝入也可以降低糖尿病誘導的氧化應激反應[35]。因此,人們對紅樹莓的需求正在上升[6],紅樹莓在食品、藥品及營養保健品方面均具有較高的開發價值,是一種天然保健食品,被譽為第三代水果[7]。而且紅樹莓果酒具有酒精度低、營養高、益腦健身等優點,能促進新陳代謝、改善心腦血管、抗氧化、抗衰老的功效[8],紅樹莓果酒會有很好的市場。目前,對于紅樹莓的研究,國內外主要集中于鞣花酸、樹莓酮[9],對紅樹莓香氣成分的研究較少,張強等[10]研究了紅樹莓果醋的香氣成分,發現自然發酵和純種發酵兩種工藝生產的紅樹莓果醋主要香氣成分種類相同,但含量有差異,純種發酵的果醋優于自然發酵,更具紅樹莓果醋典型性風味,王家利等[11]研究了不同酵母發酵紅樹莓果酒的香氣成分,發現不同酵母發酵生產的紅樹莓酒香氣差別較大。本文對紅樹莓發酵前后香氣成分變化進行分析,以期為紅樹莓及紅樹莓果酒香氣成分的確定提供數據參考,對紅樹莓的開發利用有重要實際意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅樹莓凍果 張家口市海爾特茲;果膠酶 10萬U/g,法國DSM公司;法國F15活性干酵母 法國拉曼德公司。

HwSY11型電熱恒溫水浴鍋 北京市長風儀器儀表公司;Agilent 7890A5975C GC/MS氣相色譜質譜聯用儀 美國Agilent公司;SPME手動進樣手柄及萃取頭 美國Angilent公司;色譜柱:HP-INNOWax(60 m×250 μm×0.25 μm) 美國Angilent公司;50/30 μm(DVB/CAR/PDMS)碳分子篩/聚二乙烯苯/聚二甲硅氧烷微萃取頭 美國Supelco公司;15 mL頂空瓶 上海安譜科學儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 紅樹莓發酵酒的制備

操作要點:紅樹莓酒的制備:將破碎的紅樹莓用200目紗布過濾取汁,以5 μm/L添加果膠酶,51 ℃恒溫發酵1 h,添加20%的綿白糖,以0.1 g/L添加亞硫酸鹽;取1 g干酵母,置于10 mL質量分數15%的蔗糖溶液中混勻,37 ℃恒溫靜置30 min活化備用;將活化后的酵母按質量分數5%接種量接種于紅樹莓果汁中,28 ℃恒溫發酵7 d。

1.2.2 香氣成分檢測

1.2.2.1 紅樹莓香味物質的萃取 采用HS/SPME對紅樹莓香味物質進行萃取,將紅樹莓原汁、果膠酶酶解汁、紅樹莓發酵酒置于頂空瓶中。分別取7.5 mL樣品于15 mL頂空瓶中,加0.3 g NaCl,密封,混勻,將萃取頭插入頂空瓶,在45 ℃頂空萃取30 min[12]。

1.2.2.2 紅樹莓香味物質的分離鑒定 采用GC/MS對紅樹莓香味物質進行分離鑒定。將萃取頭插入氣相色譜進樣口,解析6 min。氣相色譜條件:采用升溫程序,起始溫度為40 ℃,保持2 min,以1 ℃/min升溫速率升至100 ℃,再以4.5 ℃/min升溫速率升到240 ℃,保持4 min,進樣口溫度250 ℃,載氣為He,流速為1 mL/min,進樣量1 mL(SPME進樣),不分流進樣[13]。質譜條件:電子電離(electron ionization,EI)源,電子能量為70 eV,離子源溫度230 ℃,四極桿溫度150 ℃。溶劑延遲1 min,質譜質量掃描范圍45～650 m/z。各成分組分通過NIST05.L圖譜庫檢索、分析,用面積歸一化法計算各香氣成分的相對百分含量,待測物質的含量=待測物質的峰面積/總峰面積。

2 結果與分析

2.1 3種樣品的總離子流色譜圖

圖1～圖3分別是紅樹莓原汁、果膠酶酶解汁、紅樹莓發酵酒香氣成分的總離子流色譜圖。

圖1 紅樹莓原汁香氣成分總離子流程圖Fig.1 Total ion flow char of aroma components of red raspberry juice

圖2 果膠酶處理果汁香氣成分總離子流程圖Fig.2 Total ion flow chart of pectinase juice aroma components

圖3 酵母菌發酵酒香氣成分的總離子流色譜圖Fig.3 Chromatogram of aroma components of yeast fermented wine

2.2 香氣成分分析

對紅樹莓原汁、紅樹莓酶解汁、紅樹莓發酵酒香氣成分進行定性和定量結果見表1。

表1 紅樹莓原汁、經果膠酶處理果汁、酵母菌發酵酒的香氣成分Table 1 Aroma components of red raspberry juice,pectinase juice,aroma yeast fermented wine

續表

續表

在紅樹莓原汁共鑒定出21種香氣成分,其中包括:醛酮類5種,醇類3種,烷烴、烯烴類3種,苯、酚類2種,酸類1種,其他7種,主要香氣成分有beta-紫羅酮(24.34%)、甲氧基苯基肟(37.12%)、alpha紫羅酮(14.74%)、2庚醇(4.48%)、異丙腎上腺素三TMS衍生物(5.58%)等,其中beta紫羅酮具有柏木、覆盆子等香型香氣;果膠酶酶解樹莓汁中鑒定出31種成分,其中包括:醛酮類9種,醇類5種,烷烴、烯烴類4種,苯、酚類2種,酯類3種,酸類1種,主要香氣成分有6甲基5庚烯2醇(2.54%)、2庚醇(9.71%)、甲氧基苯基肟(22.83%)、alpha紫羅酮(17.15%)、beta紫羅蘭酮(24.30%)等;在樹莓發酵酒中鑒定出41種成分,其中包括:醛酮類4種,醇類10種,烷烴、烯烴類5種,苯、酚類3種,酯類11種,酸類2種,主要香氣成分為乙酸異戊酯(55.01%)、異戊醇(11.14%)、甲氧基苯基肟(8.03%)、苯乙醇(1.22%)、乙酸苯乙酯(0.58%)、苯甲酸乙酯(1.80%)、芳樟醇(1.62%)、辛酸乙酯(4.80%)、正己酸乙酯(1.66%),其中芳樟醇具有鈴蘭香氣,苯甲酸乙酯具有濃烈的花香,并帶有水果的清香氣味,辛酸乙酯略帶有玫瑰、橙子的花果香氣,是白蘭地酒特有的香味[14]。樹莓發酵酒中特有的苯乙醇不僅有殺菌作用,而且有茉莉花香,給人愉悅的感覺。

3組樣品中共有成分為2庚醇、乙酸、二氫β-紫羅蘭酮、alpha紫羅酮、芐醇、甲氧基苯基肟等六種。其中alpha紫羅酮具紫羅蘭型香氣,而二氫-β紫羅蘭酮具有木香、花香、果香香氣,是合成茶螺烷、茶螺烷酮及其類似物的重要中間體,也是一種常用的食品添加劑[15]。

經果膠酶酶解前后樹莓汁相同成分有己醛、環戊基乙炔、乙酸、2庚醇、二氫β紫羅蘭酮、alpha-紫羅酮、芐醇、甲氧基苯基肟等8種,醛酮類增加4種,酯類產生3種,微量香氣成分增加,但主要香氣成分變化不大;樹莓發酵酒與原汁共有成分有二TMS4羥基扁桃酸乙酯、2甲基6庚烯1醇、異丙腎上腺素三TMS衍生物、2庚醇、乙酸、二氫β紫羅蘭酮、alpha紫羅酮、芐醇、甲氧基苯基肟等,其醇類與酯類物質明顯增加,酮類物質減少;經果膠酶處理的紅樹莓酶解汁與發酵酒中共有成分有紫羅蘭醇、beta紫羅蘭酮、2庚醇、乙酸、二氫β紫羅蘭酮、alpha紫羅酮、芐醇、甲氧基苯基肟等,發酵酒中酯類和醇類物質明顯增加。果膠酶酶解前后樹莓汁的主要香氣成分為酮類(分別是40.65%、47.86%),而發酵酒中主要香氣成分為酯類(68.65%)。

3 結論

通過對紅樹莓原汁、果膠酶酶解汁及紅樹莓發酵酒中揮發性成分變化的比較分析發現:紅樹莓原汁中共檢測出21種揮發性物質,以甲氧基苯基肟(37.12%)、beta紫羅酮(24.34%)、alpha紫羅酮(14.74%)、異丙腎上腺素三TMS衍生物(5.58%)、2庚醇(4.48%)為主要呈香物質,它們的相對含量共占86.26%,提供了紅樹莓的果香、植物香。原汁經果膠酶酶解后共檢測出31種揮發性成分,主要以beta紫羅蘭酮(24.30%)、甲氧基苯基肟(22.83%)、alpha紫羅酮(17.15%)、2庚醇(9.71%)為主要呈香物質,微量香氣成分種類有所增加,但相對含量很少,主要香氣成分變化不大。表明本實驗所用果膠酶對紅樹莓的香氣成分影響很小。紅樹莓汁發酵后,產生大量新的香氣成分。本研究共檢出41種揮發性物質,其中30種(84.11%)是發酵過程中產生的,主要是醇類和酯類物質:在樹莓發酵酒中,含量最高的香氣成分是乙酸異戊酯(55.01%)、異戊醇(11.14%)、甲氧基苯基肟(8.03%)、辛酸乙酯(4.80%),其中乙酸異戊酯具有多種果香,可調配香蕉、蘋果、草莓等多種果香型香精。紅樹莓發酵酒中特有的苯乙醇,不僅有殺菌作用,而且香味獨特,會產生玫瑰和茉莉花香,給人以柔和和愉悅的感覺。本文的實驗結果為樹莓發酵前后呈香物質變化提供了參考數據,對樹莓酒的開發利用及質量評價有最重要的實際意義。

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