蘋果海棠復合果酒香氣成分研究

康三江 ，曾朝珍，張海燕，袁 晶，張霽紅，宋 娟，張 芳

(1.甘肅省農業科學院農產品貯藏加工研究所，甘肅蘭州 730070；2.甘肅省果蔬貯藏加工技術創新中心，甘肅蘭州 730070)

發酵型果酒是以水果為原料發酵而得的低度酒，它的營養成分豐富、具有原料的原始風味，受到很多消費者的喜愛[1]。海棠果酒為淺黃色液體，酒體清澈透亮，具有海棠果特有的口味，醇香爽口，后味綿軟[2]。蘋果酒是一種由純果汁發酵制成的酒精飲料，其含有豐富的維生素、礦物質、氨基酸以及多酚等物質，擁有較高的營養成分和保健價值[3]。我國是水果生產和消費大國，目前果酒業也形成了較大規模。隨著社會經濟不斷發展以及人民群眾生活條件不斷改善，復合果酒憑借其營養性、保健性功能逐漸引起了越來越多消費者的關注[4]。但是國內外目前尚未出現關于以蘋果海棠為原料制成復合果酒的研究。鑒于此，本試驗將研究運用蘋果和海棠釀造復合果酒，采用頂空進樣結合氣相色譜-質譜法對蘋果海棠復合果酒香氣成分鑒定分析，為蘋果海棠復合果酒的品質特征研究提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

1.1.1 材料

菌種：釀酒酵母（CICC 32168），中國工業微生物菌種保藏管理中心。

耗材及試劑：富士蘋果，采自甘肅慶陽市；海棠果，采自陜西寶雞；甲醇、3-辛醇、乙酸正戊酯，色譜純，美國Sigma 公司；果膠酶，上海源聚生物科技有限公司；葡萄糖，天津市北辰方正試劑廠。

1.1.2 儀器設備

JYZ-E3C 型榨汁機，九陽股份有限公司；HWS-12 型電熱恒溫水浴鍋，上海一恒科學儀器有限公司；LRH-250 型恒溫培養箱，上海一恒科學儀器有限公司；GCMS-QP2020 型氣相色譜-質譜聯用儀，日本島津公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

本試驗按圖1所示工藝流程進行。

1.2.2 釀酒酵母菌種活化

將試管斜面保存的釀酒酵母32168 在28 ℃、150 r/min 搖床條件下接種于100 mL 液體培養基中培養48 h，活化結束后在4 ℃冰箱保存備用。

1.2.3 蘋果海棠復合果汁制備

以原料比為100∶50 的比例將蘋果海棠進行混合，在果膠酶添加量0.13%、酶解時間為3 h、酶解溫度為35 ℃的條件下酶解制備蘋果海棠復合果汁。

1.2.4 蘋果海棠復合果酒發酵

在糖添加量8%、發酵溫度28 ℃、接種量8%、接種濃度為106cfu/mL 的條件下將活化好的釀酒酵母32168 接種于制備好的蘋果海棠復合果汁中，于28 ℃下厭氧靜置發酵直至發酵結束。

1.2.5 測定方法

樣品處理：采用頂空進樣，取1 mL 酒樣，加入1 mL 甲醇，50 μL 3-辛醇內標(630.8 mg/L)，100 μL乙酸正戊酯內標(219.35 mg/L)，漩渦混勻，取1 mL氣相色譜瓶自動進樣。

GC 條件：進樣口溫度250 ℃，載氣He，流速1.2 mL/min。進樣量1 μL，不分流進樣。色譜柱為TB-WAX(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，升溫程序40 ℃恒溫2 min，以5 ℃/min 的升溫速度升至180 ℃，以15 ℃/min的升溫速度升至250 ℃，保持5 min。

MS 條件：EI 電離子源，電子能量70 eV，離子源溫度200 ℃，接口溫度250 ℃。掃描范圍33.00～350.00 amu。

1.3 數據分析

本試驗采用Excel 2003 軟件對數據進行處理分析。

2 結果與分析

2.1 蘋果海棠復合果酒及蘋果酒中揮發性成分的總離子流圖

采用頂空直接進樣及氣相色譜-質譜聯用法對蘋果海棠復合果酒及蘋果酒中的揮發性成分分析，其總離子流圖見圖2、圖3。

2.2 蘋果海棠復合果酒及蘋果酒中揮發性成分分析

采用頂空進樣及氣相色譜-質譜法，以乙酸戊酯及3-辛醇為內標對蘋果海棠復合果酒及蘋果酒中揮發性成分進行分析，結果見表1。

由表1 可知，通過氣相色譜-質譜聯用法分析，蘋果海棠復合果酒共鑒定出51 種香氣成分，其中酯類物質12種，總含量為208.08 mg/L，醇類物質14種，總含量為16510.74 mg/L，羧酸類物質7 種，總含量為3148.12 mg/L，醛酮類物質18 種，總含量為3330.88 mg/L；蘋果酒中共鑒定出33 種香氣成分，其中4種酯類物質，總含量為48.58 mg/L，15種醇類物質，總含量為1975.91 mg/L，9 種羧酸類物質，總含量為92.12 mg/L，5 種醛酮類物質，總含量為56.05 mg/L。

表1 蘋果海棠復合果酒及蘋果酒中揮發性成分

續表1 蘋果海棠復合果酒及蘋果酒中揮發性成分

2.3 蘋果海棠復合果酒及蘋果酒揮發性成分分類比較

蘋果海棠復合果酒及蘋果酒中酯類、醇類、酸類及醛酮類物質的種類及非共有揮發性成分變化見圖4—圖12。

2.3.1 蘋果海棠復合果酒及蘋果酒中各類揮發性成分種類數量（圖4）

圖4 結果表明，酯類物質種類在蘋果海棠復合果酒及蘋果酒中分別為12 種和4 種，醇類物質分別為14 種和15 種，羧酸類物質分別為7 種和9 種，而醛酮類物質分別為18 種和5 種。由圖4 可知，醇類、酸類物質的種類數量在蘋果海棠復合果酒及蘋果酒中相差不大，而酯類和醛酮類物質種類數量相差較大，蘋果海棠復合果酒比蘋果酒種類數量分別多了8 種和13 種。酯類物質是果酒的特征性成分，是酵母菌發酵以及陳釀過程中產生的[5-6]；醛酮類物質既可能來源于原料，又可能是果酒釀造的整個過程中產生的[7]，構成了蘋果海棠復合果酒的獨特香氣成分。

2.3.2 蘋果海棠復合果酒與蘋果酒非共有酯類成分分析（圖5、圖6）

由表1 及圖5、圖6 可知，非共有酯類物質在蘋果海棠復合果酒中共檢出12 種，其中三甲基硅基過氧乙基酯3.95 mg/L，丁二酸二乙酯3.57 mg/L，異戊酸-4-甲氧基-2-甲基丁酯44.03 mg/L，2-糠酸甲酯10.56 mg/L，2-羥基-γ-丁內酯4.26 mg/L，2,4-二氧戊酸乙酯2.99 mg/L，1,2,3-丙三醇單乙酸酯44.42 mg/L，丁二酸單甲酯18.07 mg/L，琥珀酸單乙酯44.24 mg/L，4-甲基衣康酸酯10.06 mg/L，戊烯二酸二乙酯7.84 mg/L，衣康酸4-乙基氫酯14.09 mg/L；而蘋果酒中共有4 種，其中4-甲基-3-戊烯酸甲酯17.17 mg/L，一乙酸甘油酯17.01 mg/L，亞油酸乙酯13.08 mg/L，癸酸乙酯1.32 mg/L。酯類物質大多具有芳香味，在酒中絕對含量雖少，但對酒的香型起著重要作用，是形成酒體香氣濃郁的主要因素[8]。

2.3.3 蘋果海棠復合果酒與蘋果酒非共有醇類成分分析（圖7、圖8）

由表1 及圖7、圖8 可知，蘋果海棠復合果酒與蘋果酒中非共有醇類物質為17 種，其中在蘋果海棠復合果酒中檢出8種，分別為苯甲醇100.07 mg/L、2-甲基-1-丁醇40.20 mg/L、(Z)-3-己烯-1-醇18.60 mg/L、丙二醇11.83 mg/L、二甲基硅烷二醇51.55 mg/L(Z)-2-丁烯-1,4-二醇13.67 mg/L，3-氯-1,2-丙二醇18.01 mg/L 和1,2:5,6-二氫半乳糖醇19.46 mg/L；其他9種為蘋果酒中所含有，分別為1-丁醇3.76 mg/L、2-呋喃甲醇1.37mg/L、(S)-(+)-1,2-丙二醇5.93 mg/L、異山梨醇186.47 mg/L，4-羥基-苯乙醇12.5 mg/L，3-甲硫基丙醇1.68 mg/L，1,4-丁二醇4.15 mg/L，1,3-辛二醇1.61 mg/L 和1,4-脫水-D-甘露糖醇29.63 mg/L。醇類物質是果酒中最豐富的風味物質，通常來源于糖類的分解代謝和氨基酸的脫氨、脫羧反應，能夠賦予酒體水果香氣[9]。

2.3.4 蘋果海棠復合果酒與蘋果酒非共有酸類成分分析（圖9、圖10）

表1 和圖9、圖10 結果表明，非共有酸類物質在蘋果海棠復合果酒與蘋果酒共有10 種，各有4種和6 種酸類物質分別被檢出，具體為2-氧代戊二酸39.58 mg/L、4-羥基丁酸31.73 mg/L、3-丁酸97.89 mg/L、3-甲基戊烯二酸151.66 mg/L和2-丙烯酸3.94 mg/L、2-甲基丁酸5.72 mg/L、甲酸3.13 mg/L、己酸1.76 mg/L、辛酸3.18 mg/L、苯乙酸7.76 mg/L。有機酸是保持果酒酒體平衡和口感清爽的主要物質，適宜的含酸量可賦予果酒新鮮的水果香，能修飾果酒的滋味和口感[10]。

2.3.5 蘋果海棠復合果酒與蘋果酒非共有醛酮類成分分析（圖11、圖12）

從表1 和圖11、圖12 可知，蘋果海棠復合果酒共有18 種非共有醛酮類物質被檢出，分別為1-羥基-2-丙酮12.70 mg/L、糠醛561.06 mg/L、2-(5H)-呋喃酮328.27 mg/L、2-羥基-2-環戊烯-1-酮323.85 mg/L、3-甲基-2,5-呋喃二酮1220.81 mg/L、2H-吡喃-2,6(3H)-二酮53.28 mg/L、4,5-二甲基-1,3-二氧雜環戊烯-2-酮39.68 mg/L、2,3-二氫-3,5二羥基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮45.00 mg/L、3,4-二甲基-2-環戊烯-1-酮13.66 mg/L、3-羥基-2-丁酮32.62 mg/L、2,5-二羥基苯甲醛22.51 mg/L、5-甲基-2-呋喃甲醛103.75 mg/L、環戊-4-烯-1,3-二酮12.47 mg/L、2,7-二氧雜環[4.3.1.0（3,8）]癸-4-酮196.25 mg/L、7-氧雜雙環[2.2.1]庚-5-烯-2-酮228.08 mg/L、3-甲基-4-丙基-2,5-呋喃二酮117.02 mg/L、左旋葡萄糖酮9.85 mg/L、2,3-丁二酮10.02 mg/L；而蘋果酒中只有5 類被檢出，分別為1-乙酰氧基丙酮0.95 mg/L，1-(2-呋喃基)乙酮4.53 mg/L，2-羥基-γ-丁酸酮2.65 mg/L、(2s-cis)-2-(1,1-二甲基乙基)-5-甲基-1,3-二氧雜環己烷-2-酮19.82 mg/L、1-（5-乙基-1,3-二氧雜環己烷-5-基）-乙酮28.10 mg/L。醛酮類化合物的產生一般源于醇的氧化或是酸的還原，也有部分來源于糖代謝，它們可以與其他香氣物質相互協同賦予酒體飽滿馥郁、圓潤淡雅的風格，是果酒重要的呈味物質[11]。

3 結論

采用頂空進樣法及氣相色譜-質譜聯用法對蘋果海棠復合果酒中香味物質進行了分析，51 種酯類、醇類、酸類及醛酮類化合物被鑒定出，與蘋果酒中香氣成分相比，醇類、酸類物質的種類數量相差不大，而酯類和醛酮類物質種類數量相差較大，蘋果海棠復合果酒中酯類和醛酮類物質比蘋果酒種類數量分別多8 種和13 種。對蘋果海棠復合果酒中的香氣成分的研究，為蘋果海棠復合果酒的發酵工藝優化、產品品質提高及蘋果和海棠原料的進一步開發及應用提供科學參考。