王家利，辛秀蘭，陳 亮，陶伯旭，張 丹，楊曉清,*

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018；2.北京電子科技職業(yè)學(xué)院生物工程學(xué)院，北京 100029；3.西部鉆探克拉瑪依鉆井 公司，新疆 克拉瑪依 834000）

氣相色譜-質(zhì)譜法分析比較不同酵母發(fā)酵紅樹莓果酒的香氣成分

王家利1，辛秀蘭2，陳 亮2，陶伯旭1，張 丹3，楊曉清1,*

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018；2.北京電子科技職業(yè)學(xué)院生物工程學(xué)院，北京 100029；3.西部鉆探克拉瑪依鉆井 公司，新疆 克拉瑪依 834000）

以紅樹莓為原料，選取1 203、1399、SY、RW、F151、F1526 種果酒酵母進(jìn)行發(fā)酵，通過頂空-固相微萃取法和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法分別對6 種果酒香氣成分萃取、鑒定、分析和比較。結(jié)果表明：6 種酵母發(fā)酵的酒液中共檢測出159 種香氣成分，分別為45、56、67、58、66、39 種，其中相同成分占13種。6種果酒中的主要香氣成分分別為乙醇、癸酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、癸酸乙酯、癸酸乙酯，含量依次為15.73%、22.05%、15.74%、18.38%、19.14%、15.24%。通過儀器測定和嗅聞感官綜合判斷，果酒酵母1399發(fā)酵的紅樹莓果酒香氣較好，適宜大眾口味。

紅樹莓果酒；頂空-固相微萃取法；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用；香氣成分

紅樹莓是山莓的一種，又被稱為木莓、馬林、覆盤子等，是薔薇科懸鉤子屬植物[1]，屬于空心莓亞屬[2]。紅樹莓為多年生落葉灌木，適應(yīng)能力強(qiáng)，抗病蟲能力強(qiáng)，并且抗旱、抗寒，在國際上樹莓有“世界水果之王”之美譽(yù)[3]。樹莓中含有大量超氧化物歧化酶（superoxide orgotein dismutase，SOD）、果糖、維生素、氨基酸、風(fēng)味香醇等營養(yǎng)物質(zhì)[4]，以及黃酮、類黃酮、白藜蘆醇等多種具有抗氧化作用的化學(xué)成分，其中鞣花酸含量高達(dá)325 μg/g[5-7]，VE、SOD、氨基丁酸等成分的含量高于其他野果[8]。釀制紅樹莓果酒不僅可以保留紅樹莓原有的營養(yǎng)物質(zhì)，而且可以增加紅樹莓的附加值。紅樹莓果酒是以新鮮的紅樹莓果實(shí)為原料，經(jīng)過破碎、榨汁、人工添加果酒酵母菌來進(jìn)行發(fā)酵或浸泡，從而分解糖分、發(fā)酵產(chǎn)生酒精及其他副產(chǎn)物而制成的。果酒在發(fā)酵過程中，內(nèi)部發(fā)生一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)，通過陳釀貯藏等可使酒香濃郁、色澤紅潤、酸甜可口，得到高質(zhì)低度的飲料酒。果酒的品質(zhì)不僅取決于釀酒果實(shí)的優(yōu)質(zhì)程度和生產(chǎn)工藝，對酵母也有要求，發(fā)酵穩(wěn)定、性質(zhì)突出的酵母能夠保證安全發(fā)酵，使酒香迷人，提高果酒的質(zhì)量。房玉林等[9]選取同一種酵母、采用不同釀造工藝對樹莓干酒香氣成分進(jìn)行了研究。而樹莓品種的多樣性也會影響酒的香氣成分，因此本實(shí)驗(yàn)選用同一種紅樹莓果、6 種不同酵母、同一種工藝進(jìn)行發(fā)酵，采用頂空-固相微萃?。╤eadspace solid-phase microextraction，HSSPME）法和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatographymass spectrometry，GC-MS）儀對6 種酵母發(fā)酵后的果酒香氣成分進(jìn)行鑒定，并結(jié)合感官評定，選取優(yōu)良的釀酒酵母。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紅樹莓由匯源果汁公司提供；果酒酵母1203和1399中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院；果酒干酵母（SY和RW）安琪酵母公司；釀酒干酵母F151、F152北京電子科技學(xué)院生物技術(shù)系；果膠酶（2 000 U/g） 諾維信（中國）生物科技有限公司；其他試劑均為分析純 天津市華東試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

JYZ-E6榨汁機(jī) 九陽股份有限公司；ZQTY-90恒溫?fù)u床、DHP-9012恒溫培養(yǎng)箱 上海夕徽實(shí)驗(yàn)儀器廠；附溫比重計(jì) 安徽省鳳陽縣玻璃廠；雷磁PHS-3C酸度計(jì) 上海楚柏儀器有限公司；AR2140電子天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；7890A氣相色譜儀、5975質(zhì)譜儀 美國Agilent公司；固相微萃取裝置及50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭 美國Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 酵母預(yù)處理

葡萄酒活性干酵母SY和RW：分別取1 g干酵母，在38 ℃、20 mL蔗糖溶液（5%，V/V）中復(fù)水15 min，然后在30 ℃溫度下活化1.5 h后即可使用。

果酒酵母1205和1399：將斜面釀酒酵母菌種放于28 ℃的恒溫箱中活化2～3 d，然接種至10 mL已滅菌的紅樹莓清汁（pH 3.5）中培養(yǎng)2～3 d，再將培養(yǎng)的酵母菌加入20 mL樹莓清汁（pH 3.5）中培養(yǎng)2～3 d，酵母活化3代后即可使用。

釀酒干酵母F151和F152：分別取1 g活性干酵母，在20 mL、35～40 ℃的蔗糖溶液（2%，V/V）中攪拌活化15 min，制得酵母活化液[10]。

6 種酵母活化液均按5%（V/V）的接種量分別接種于50 mL滅菌后的pH值為3.5的紅樹莓果汁中，25 ℃培養(yǎng)24 h。

1.3.2 工藝流程

原料經(jīng)分選、清洗、破碎打漿處理后，進(jìn)行酶解和殺菌作用，經(jīng)過3代活化后的6 種酵母活化液均按5%（V/V）的接種。參照薛明等[11]對紅樹莓果酒的加工工藝，對果膠酶和K2S2O5的添加順序稍作改動。由于K2S2O5會影響酶解效果，所以先添加果膠酶進(jìn)行酶解，再后加入K2S2O5。由于紅樹莓果皮中含有豐富的鞣花酸，可使果酒的營養(yǎng)更加豐富，因此采用帶渣發(fā)酵，省略分離除渣過程。原料經(jīng)分選、清洗、破碎打漿處理后，添加果膠酶0.4%（V/V），50 ℃恒溫水浴保持2 h；滅酶：水浴80 ℃保持15 min；添加100 mg/L K2S2O5；采用2次加糖方法，第1次添加白砂糖至其質(zhì)量濃度為200 g/L，當(dāng)發(fā)酵過程中糖消耗一半時(shí)2次加糖，使糖質(zhì)量濃度為136 g/L[12]；添加CaCO3調(diào)整酸度使紅樹莓果汁pH 4.0；將6 種酵母菌處理后制得的酒母按5%的接種量分別接種于100 mL滅菌的澄清紅樹莓果汁中，25 ℃發(fā)酵8 d，倒桶，14 ℃陳釀22 d，測定其香氣成分，對比分析各酵母發(fā)酵的紅樹莓果酒香氣成分。

1.3.3 果酒香氣成分分析

1.3.3.1 香氣物質(zhì)的提取

取25 mL果酒樣品于50 mL頂空瓶中，按2.5 g 0.1 g/mL的NaCl，用聚四氟乙烯隔墊密封，45 ℃水浴30 min，將萃取針通過隔墊中間針孔插入頂空瓶中，調(diào)整并固定萃取頭在頂空體積中的位置，推出萃取針頭，針頭應(yīng)懸于待測樣品上方，不得接觸樣品和瓶壁，頂空萃取40 min后，將萃取針插入GC-MS進(jìn)樣口，解吸5 min[13]。

1.3.3.2 色譜條件[14]

色譜柱：DB-5MS（30 m×0.25 mm，0.25 ?m）；氣化溫度250 ℃；初始柱溫40 ℃；升溫程序：40 ℃保持1 min，以5 ℃/min升至250 ℃，保持10 min；高純載氣（He）流速1.0 mL/min；進(jìn)樣量1 μL；進(jìn)樣口不分流。

1.3.3.3 質(zhì)譜條件

電子電離源；離子源溫度240 ℃；電子能量70 eV；四極桿溫度150 ℃；質(zhì)量掃描范圍m/z 35～500。

1.3.4 定性、定量方法

采用蓋禹含等[14]對不同酵母發(fā)酵的藍(lán)莓酒香氣成分的測定方法，GC-MS測定出的總離子流色譜圖通過NIST 08數(shù)據(jù)庫分析，計(jì)算出各香氣成分相對含量。

1.3.5 感官評價(jià)方法

實(shí)驗(yàn)中選出7名嗅覺感官評定員，在身體狀態(tài)良好、其他條件都相同的情況下對果酒進(jìn)行評價(jià)[15]。評審員的培訓(xùn)和要求參照GB/T 10220—2012《感官分析方法學(xué)總論》[16]，紅樹莓果酒的感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表 1 紅樹莓果酒的感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria for sensory evaluation of red raspberry wine

2 結(jié)果與分析

2.1 GC-MS分析

國內(nèi)外有關(guān)葡萄酒的釀造工藝和香氣成分的分析研究報(bào)道較多[17-20]，對紅樹莓果酒工藝方面的報(bào)道也較多，但關(guān)于其香氣成分的測定還很少，陳娟等[21]采用溶劑萃取法對酒樣處理，測定十大桑葚果汁與發(fā)酵果酒香氣成分的變化規(guī)律，選用二氯甲烷作為萃取劑，醇、醚、酚、醛、酮、酯類、胺類物質(zhì)可很快溶于二氯甲烷中，但采用萃取劑萃取測定的香氣成分的方法不穩(wěn)定，有些微量的香氣成分也無法精確測出，所以本實(shí)驗(yàn)采用頂空萃取法提取紅樹莓果酒中的香氣成分，測定的果酒香氣成分相對含量穩(wěn)定、精確。6 種酵母發(fā)酵的果酒的香氣成分及其相對含量如表2所示。

表 2 不同酵母發(fā)酵的紅樹莓酒的主要香氣成分Table 2 Major aroma components of red raspberry wines fermented by different yeast starters

續(xù)表2

續(xù)表2

續(xù)表2

注：—. 未檢出；A～F分別代表果酒酵母1203、果酒酵母1399、活性干酵母RW、活性干酵母SY、活性干酵母F151、活性干酵母F152發(fā)酵而成的紅樹莓果酒。

2.2 不同酵母發(fā)酵的紅樹莓果酒中呈香物質(zhì)的比較

香氣是構(gòu)成果酒質(zhì)量的重要因素之一。果酒中原果實(shí)的香氣構(gòu)成果酒的一類香氣成分，果汁發(fā)酵期間由于酵母菌的繁殖代謝形成了醇酯類等揮發(fā)物質(zhì)，芳香醇類、酯類、醛類會隨時(shí)間的延長而揮發(fā)減少，醇類的化學(xué)性質(zhì)活潑，與羥基相連的碳原子容易被氧化成醛、酮、酸，而醛、酮、酸呈味不明顯，所以發(fā)酵過程中保留下來的香氣物質(zhì)構(gòu)成了果酒的二類香氣成分，對果酒香氣的形成具有更重要的作用[22-23]。

6 種酵母發(fā)酵的紅樹莓果酒中共檢測出醇類物質(zhì)36 種、酯類54 種、酸類11 種、烷烴類25 種、醛類 5種、酮類6種、酚類4 種、萜烯類8 種、胺類5 種、苯環(huán)類2 種、其他3 種。

6 種果酒的香氣成分中醇類分別占A～F香氣成分總含量的35.87%、21.62%、32.15%、24.40%、17.94%、36.06%。其中共有的醇類只有乙醇、苯乙醇、3-甲基-1-丁醇3 種。酒中苯乙醇含量較高，僅次于乙醇含量，A、B、C、D、E、F 6 種果酒中苯乙醇相對含量分別為12.56%、6.35%、10.98%、7.28%、5.66%、6.96%。一般醇類物質(zhì)都會有刺鼻的氣味，會給酒香帶來負(fù)影響，但苯乙醇不僅有一定的殺菌作用，而且有誘人的茉莉花香和玫瑰香，給人以柔和愉悅的感覺；3-甲基-1-丁醇具有青草、植物香氣，這種香氣能夠持久保持，常應(yīng)用于食品工業(yè)和化工行業(yè)中[24]。A、C、F中醇類物質(zhì)含量較高，其相應(yīng)的酵母適宜發(fā)酵稍高酒精度的果酒，B和E為低酒精度數(shù)的果酒，并且呈香明顯，在果酒中能夠持久的保持。

6 種果酒中酯類物質(zhì)分別占 相對含量的40.02%、67.82%、55.23%、63.05%、80.64%、44.34%，共有的酯類化合物是苯甲酸乙酯、壬酸乙酯、辛酸乙酯、9-甲基乙烷基-4-壬烯變酸酯（酒花中的一種酯類）、癸酸乙酯、十六碳烯酸乙酯。苯甲酸乙酯在酯類中占相對含量最高，具有濃烈的花香，并帶有水果的清香氣味[25]；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。B和E果酒中癸酸乙酯相對含量較高，分別是22.05%、19.14%，所以釀造B、E果酒的酵母也是較好的葡萄酒釀造酵母；C、D是分別由發(fā)酵紅葡萄酒和白葡萄酒常用的酵母發(fā)酵而成的果酒，其中癸酸乙酯是葡萄酒中重要的香氣成分。

6 種果酒中共產(chǎn)生11 種酸類物質(zhì)，其中B～F共有的酸是辛酸，相對含量分別為0.34%、0.17%、0.14%、0.34%、0.29%。辛酸有辛辣的氣味，對果酒的口感影響較大。3-甲基戊酸是A中特有的酸，具有煙草香味，有刺鼻的酸澀感，因其相對含量僅為0.21%，所以對果酒中的酸澀感影響較小。

6 種果酒中共產(chǎn)生了3 種相同的烷烴類物質(zhì)，分別為正十四烷、十五烷、十六烷，分別占香氣總成分的1.47%、1.59%、1.86%、1.14%、1.73%、0.86%。6 種果酒中產(chǎn)生的苯酚類、醛酮類、胺類和其他類物質(zhì)中沒有共有的香氣成分，且相對含量很低。

6 種果酒中醇類、酯類香氣成分相對含量較高，對果酒香氣的影響起主要作用，烷烴類、醛類、酮類、酚類、萜烯類、胺類、苯環(huán)類和其他3種成分所占的相對含量較少，對果酒香氣影響較小。

2.3 不同酵母發(fā)酵的紅樹莓果酒感官評價(jià)

通過儀器測定分析能精確知道酒中的各香氣成分的相對含量，但很難判斷口感需求，所以對紅樹莓酒的香氣成分的鑒定不僅需要儀器的精確測定，還需要人體感官分析[26]。

表 3 不同菌種發(fā)酵的果酒感官評價(jià)表Table 3 Sensory evaluation of red raspberry fruit wines fermented by different yeast starters

由表3可知，B、E與C、D透明度的感官評分差異顯著；A、B、C、E香味感官與D、F差異顯著；A、B、D、E、F的口感風(fēng)味與C差異顯著。6組果酒中B、E組總分較高，B酒感官評分達(dá)96.12，在6 種酒中分?jǐn)?shù)最高，綜合以上香氣成分分析和感官分析綜合評價(jià)，果酒酵母1399發(fā)酵的果酒酒色清澈透明、色澤穩(wěn)定、口感圓潤柔和、香氣持久迷人。

3 結(jié) 論

利用HS-SPME-GC-MS分析檢測，在1203、1399、SY、RW、F151、F1526 種果酒中共檢測出159 種香氣成分，6 種酵母發(fā)酵的果酒分別檢測出45、56、67、58、66、39 種。用色譜峰面積歸一化定量計(jì)算出各香氣成分的相對含量。分析可知，各種酒樣之間差別較大，6 種果酒中主要的香氣成分分別為乙醇、癸酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、癸酸乙酯和癸酸乙酯，相對含量依次為15.73%、22.05%、15.74%、18.38%、19.14%和15.24%。果酒中各香氣成分之間通過協(xié)同、抑制作用，使香氣成分出現(xiàn)變化而影響果酒的風(fēng)味，通過儀器只能精確測定各成分的相對含量，但很難判斷口感需求，所以對紅樹莓酒的香氣成分的鑒定不僅需要儀器的精確測定，還需要人體感官分析。通過儀器測定和感官評價(jià)綜合分析，得出果酒酵母1399為6 種酵母中最優(yōu)菌種，發(fā)酵后的各指標(biāo)分?jǐn)?shù)都較高。

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Comparative Analysis by Gas Chromatography-Mass Spectrometry of Aromatic Composition of Red Raspberry Wines Fermented by Different Yeast Starters

WANG Jia-li1, XIN Xiu-lan2, CHEN Liang2, TAO Bo-xu1, ZHANG Dan3, YANG Xiao-qing1,*
(1. College of Food Science and Engineering, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010018, China; 2. College of Bioengineering, Beijing Polytechnic, Beijing 100029, China; 3. Karamay Drilling Company of Xibu Drilling Engingeering Company, Karamay 834000, China)

The aroma composition of red raspberry wines fermented by different wine yeast starters 1203, 1399, SY, RW,F151and F152was analyzed and compared by headspace solid-phase microextraction (HS-SPME) and gas chromatographymass spectrometry (GC-MS). In total 159 flavor components were detected in 6 red raspberry wines, with 45, 56, 67, 58, 66 and 39 ones in the corresponding individuals and 13 ones common to them. The main aroma components of the 6 wines were alcohol, decanoic acid ethyl ester, octylic acid ethyl ester, decanoic acid ethyl ester, decanoic acid ethyl esterand decanoic acid ethyl ester with contents of 15.73%, 22.05%, 15.74%, 18.38%, 19.14% and 15.24%, respectively. Through instrumental analysis and sensory evaluation, it is concluded that raspberry wine fermented by wine yeast 1399 has an excellent aroma and is suitable for the pubic taste.

red raspberry wine; headspace solid-phase microextraction (HS-SPME); gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS); aroma components

TS207.3；TS261.1

A

1002-6630（2014）06-0107-06

10.7506/spkx1002-6630-201406022

2013-01-08

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201103037）；北京市屬高等學(xué)校人才強(qiáng)教深 化計(jì)劃項(xiàng)目（nyhyzx07-028）；科研基地-生物技術(shù)在制藥和農(nóng)產(chǎn)品加工中的應(yīng)用平臺建設(shè)項(xiàng)目（PXM2010_014306_109857）

王家利（1986—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)樾{果深加工。E-mail：gali3316@126.com

*通信作者：楊曉清（1966—），女，教授，博士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。E-mail：yxqnmg@hotmail.com