徐康，路遙，宋英琿，張召全，郭萌萌*

1(山東農(nóng)業(yè)大學 食品科學與工程學院，山東省高校食品加工技術與質量控制重點實驗室，山東 泰安，271018) 2(山東省蓬萊市葡萄與葡萄酒技術研究推廣中心，山東 煙臺，265600) 3(山東億佳食品有限公司，山東 濰坊，262600)

果酒是以新鮮水果或果汁為原料，經(jīng)全部或部分發(fā)酵釀制而成，酒精度為7%～18%的各種低度飲料酒。目前市面上山楂酒、菠蘿酒等產(chǎn)品琳瑯滿目，果酒加工已成為解決水果產(chǎn)量過剩，提高果農(nóng)收益的重要途徑。

揮發(fā)性物質是評價果酒品質的重要指標。以GC-MS和電子鼻技術為代表的儀器分析和電化學法是目前廣泛應用的風味評價手段，可快速準確地區(qū)別果酒風味特征。張亞寧等采用GC-MS法從青棗果酒中共鑒定出78種香氣物質，其香氣物質主要是異戊醇、辛酸乙酯、癸酸乙酯及癸酸[1]。彭傳濤等用GC-MS法在媚麗葡萄酒中檢出19種品種香氣，包括6種萜烯醇、3種去甲酯類異戊二烯化合物、2種C6化合物和8種苯衍生物、酚酸和肉桂酸化合物[2]。陳紅梅等采用GC-MS法分析認為帶皮發(fā)酵有利于獼猴桃酒香氣物質的積累，其中酯類、萜烯類、酮類物質含量相對較高[3]。EDUARDO等采用GC-FID在菠蘿酒中檢出61種揮發(fā)性成分，包括18種含配位糖苷鍵的香氣物質[4]。XIAO等優(yōu)化櫻桃酒香氣的萃取條件為50/30 μm的二乙烯基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷(divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane, DVB/CAR/PDMS)萃取頭50 ℃吸附45 min[5]，確定櫻桃酒中51種芳香族化合物，其中29種為特征風味活性成分[6]。電子鼻技術目前也廣泛用于水產(chǎn)品、發(fā)酵食品的風味評價[7-8]，尤其以GC-MS與電子鼻、感官嗅聞相結合評價食品風味特征的研究報道日增月盛[6, 9]。

本文采用氣相色譜-氫火焰離子化檢測器法(gas chromatography with hydrogen flame ionization detection, GC-FID)、頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜(headspace solid-phase microextraction coupled with gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS)和電子鼻技術定量定性分析果酒揮發(fā)性成分，結合感官特征評價不同果酒的揮發(fā)性物質組成、相對含量及風味輪廓特征，以期為果酒香氣研究及酒質改善提供科學的數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

果酒樣品由山東農(nóng)業(yè)大學食品生物技術研究室提供，基礎品質如表1所示。

叔戊醇、乙酸正丁酯、2-乙基丁酸、3-辛醇：色譜純，全國食品發(fā)酵標準化中心；其他試劑：分析純及以上級別，上海國藥集團。

表1 果酒基礎品質Table 1 Basic quality of fruit wines

1.2 儀器與設備

GC-2010色譜儀、GC-MS-QP 2010質譜聯(lián)用儀：日本島津公司；固相微萃取裝置、50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭、頂空進樣瓶：美國Supelco公司；VWRI444-0635集熱式恒溫加熱磁力攪拌器：美國VWR公司；PEN3電子鼻：德國Airsense公司。

1.3 分析方法

1.3.1 基礎品質分析

總糖、還原糖、酒精度、干浸出物等指標測定與感官評定參照GB/T 15038。

1.3.2 GC-FID分析

以叔戊醇、乙酸正丁酯、2-乙基丁酸為內(nèi)標物，定量分析果酒蒸餾液中揮發(fā)性成分[4, 10]。GC-FID條件：Agilent CP-wax 57色譜柱(50 m×0.25 mm，0.2 μm)，氮氣流速1 mL/min，分流比40∶1，起始溫度35 ℃，恒溫4 min，以4 ℃/min升溫至60 ℃，再以10 ℃/min升溫至130 ℃，然后以15 ℃/min升溫至205 ℃，恒溫15 min；進樣口溫度240 ℃，檢測器溫度260 ℃；進樣量1 μL。

1.3.3 HS-SPME-GC-MS分析

進樣瓶中加入25 mL果酒，250 μL 3-辛醇，5.0 g NaCl，40 ℃攪拌溶解10 min，頂空吸附40 min，230 ℃解析5 min。GC條件：Agilent VF-Waxms色譜柱(60 m×0.25 mm，0.5 μm)，氦氣流速3 mL/min，分流比40∶1；初始溫度30 ℃，保持4 min，以3 ℃/min升溫至60 ℃，保持1 min，再以6 ℃/min升溫至150 ℃，然后以5 ℃/min升溫至230 ℃，保持3 min；進樣口溫度230 ℃，檢測器溫度230 ℃。MS條件：接口溫度230 ℃，離子源溫度200 ℃，電子能量70 eV，質譜掃描45.00～500.00 m/z，溶劑切除時間2 min[11-12]。

1.3.4 電子鼻分析

電子鼻傳感器特性詳見表2。取5 mL樣品于50 mL進樣瓶中，傳感器清洗60 s，檢測240 s，頂空溫度25 ℃，內(nèi)部流量與進樣流量300 mL/min[13-14]。

表2 電子鼻傳感器性能Table 2 Sensor properties of electronic nose

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用峰面積歸一法定量分析果酒揮發(fā)性成分；運用計算機檢索與NIST11、NIST11s圖譜庫中標準質譜圖進行比對，結合文獻中人工解析譜圖，鑒定果酒香氣物質。使用電子鼻配置的Winmuster和SSPS17.0軟件進行主成分分析(principal component analysis, PCA)。

2 結果與分析

2.1 GC-FID檢測結果

GC-FID定量測定果酒中28種揮發(fā)性成分(表3)，包括12種醇類，6種酯類，7種酸類，2種醛類，1種酮類。高級醇是果酒主要的揮發(fā)性成分，其中戊醇有典型的酒精和糖果味，支撐果酒的風味與口感[15]。櫻桃李酒中異戊醇(236.5 mg/L)、活性戊醇(73.5 mg/L)、β-苯乙醇(21.2 mg/L)含量最高，木瓜酒中2,3-丁二醇(95.8 mg/L)含量最高，甜橙酒中異丁醇(79.1 mg/L)含量最高。酯類是果酒第二大香氣物質，呈現(xiàn)濃郁的花香與果香。乙酸乙酯有清新的果香與酒香，總酯與乙酸乙酯的比值越高，果酒品質越好[16]。櫻桃李酒中乙酸乙酯含量最低(13.9 mg/L)，總酯與乙酸乙酯比值較高，表明櫻桃李的果酒釀造潛力較好。呈現(xiàn)椰子果香的癸酸乙酯在木瓜酒中含量最高，為1.4 mg/L。月桂酸乙酯僅在木瓜酒、櫻桃李酒中檢出，丁酸乙酯僅在木瓜酒中檢出，己酸乙酯僅在菠蘿酒中檢出。酸類賦予酒體新鮮的果香，并保持酒體平衡、修飾果酒滋味。山楂酒和木瓜酒中乙酸含量最高；果酒中均有丁酸、異丁酸和己酸檢出，但山楂酒、木瓜酒和甜橙酒中未檢出戊酸，菠蘿酒和櫻桃李酒未檢出丙酸，櫻桃李酒未檢出辛酸。呈現(xiàn)愉快奶油香氣的3-羥基-2-丁酮在櫻桃李酒中含量最高，山楂酒、甜橙酒含量最少。

表3 揮發(fā)性成分定量結果 單位：mg/L

注：“-”表示該成分未檢出。

2.2 GC-MS檢測結果

GC-MS法從6種果酒中鑒定香氣成分94種(表4)，醇類23種，酯類43種，醛酮類10種，酸類8種，酚類2種，苯環(huán)類5種，烷烴類3種；共同香氣成分18種，香氣成分比例均占總峰面積的99.9%以上。櫻桃李酒香氣成分種類最，多為47種，包括10種醇類，21種酯類，4種醛酮類，6種酸類，3種苯環(huán)類，2種烷烴和1種酚類。除含呈現(xiàn)薰衣草香、花香、木香的2, 6-二甲基-4-庚醇，柔和冬青與金合歡香氣的水楊酸乙酯，輕盈果香與草藥香的蘋果酸二乙酯外，櫻桃李酒還含類似松葉油、橙油等酯香的月桂醛及癸酸、十一烷、3-甲基-5-丙基壬烷等特征芳香成分。其中呈現(xiàn)酒香和辛辣味的異戊醇，玫瑰花香的苯乙醇，茶花香的異丁醇，櫻桃、梅子等果香的苯甲酸乙酯，白蘭地酒香的辛酸乙酯、丁二酸二乙酯等醇、酯成分的相對含量占85%以上，與櫻桃李為“醇香型”和“酯香型”釀酒原料的測試結果一致[17]。

表4 揮發(fā)性成分GC-MS結果Table 4 Analytic results of volatile compounds identified by GC-MS

續(xù)表4

名稱CAS保留時間/min相對含量/%山楂酒菠蘿酒木瓜酒甜橙酒無花果酒櫻桃李酒26DL-2-己酸乙酯52089-55-139.41---0.07--273-甲硫基丙酸乙酯13327-56-540.70-1.09----28糠酸乙酯1335-40-643.13-0.130.23--0.0629癸酸乙酯110-38-343.330.305.083.371.352.891.0030辛酸異戊酯2035-99-644.14-0.13-0.060.13-31丁二酸二乙酯123-25-145.061.744.854.763.390.443.0632苯甲酸乙酯93-89-045.302.100.330.830.74-4.03339-碳烯酸乙酯67233-91-445.58-1.660.346.23--344-癸烯酸乙酯76649-16-645.62----0.120.1135苯乙酸乙酯101-97-349.890.270.153.210.08-0.5336乙酸苯乙酯103-45-751.100.140.100.060.131.770.2937水楊酸乙酯118-61-651.240.07----0.1938月桂酸乙酯106-33-251.440.060.510.49-0.610.0839乙基異戊基琥珀酸酯28024-16-053.770.100.12-0.17-0.2440肉豆蔻酸乙酯124-06-158.71--0.16--0.0841碳酸乙酯41114-00-558.73----0.37-42蘋果酸二乙酯7554-12-358.900.11----0.0343棕櫚酸乙酯628-97-765.510.230.640.490.272.48-醛酮類1乙醛75-07-05.94-0.350.41---23-庚烯-2-酮1119-44-416.44----0.30-3糠醛98-01-136.170.072.045.380.761.060.294苯甲醛100-52-739.241.410.413.521.000.682.7053-甲基苯甲醛104-87-043.66-0.07----6月桂醛112-54-946.59-----0.117L-香芹酮6485-40-148.16--0.22---8紫蘇醛2111-75-350.28--0.18---9大馬士酮23726-93-451.36----0.47-10異戊醛丙二醇縮醛18433-93-763.21-----0.07酸類1乙酸64-19-735.930.751.281.620.911.671.722異丁酸79-31-241.010.16--0.10-0.193丁酸107-92-643.58--0.79---49,12,15-十八碳三烯酸463-40-147.08-0.41----5己酸142-62-152.120.080.380.270.180.570.186對甲氧基苯乙酸104-01-852.570.12----0.267辛酸124-07-259.540.360.490.490.820.790.628癸酸334-48-566.69-----0.27酚類12,6-二叔丁基苯酚96-76-467.83---0.11-0.222對稀丙苯酚501-92-869.66-0.35----苯環(huán)類1甲苯108-88-316.45-----0.072乙基苯100-41-419.630.100.210.330.190.430.273鄰二甲苯95-47-620.230.551.231.771.122.311.584乙烯基-吡喃7392-19-018.76--0.14---5薄荷呋喃494-90-640.83--0.22---烷烴類1十一烷1120-21-421.93-----0.0423-甲基-5-丙基壬烷31081-18-241.28-----0.073正十七烷629-78-741.26---0.08-總計94344444453347

注：“-”表示該成分未檢出。

木瓜酒、甜橙酒、菠蘿酒中分別鑒定出44、45、44種香氣成分。醇類(46.13%)、酯類(38.14%)、醛酮類(9.66%)是木瓜酒香氣的主體，其特征香氣物質有類似鈴蘭與香草香的芳樟醇，近似玫瑰和檸檬香的橙花醇，有濃郁花香、果香與奶香的正癸醇，有葛縷子和蒔羅油香氣的香芹醇，干酪般甜膩且不愉快氣味的丁酸，近似菠蘿香氣的丁酸乙酯，留蘭香氣的香芹酮和呈現(xiàn)花香、辛香的紫蘇醛以及乙烯基吡喃和薄荷呋喃等。較高含量的α-松油醇、異丁醇、苯乙酸乙酯、糠醛和苯甲醛等使木瓜酒較好保持了番木瓜的果香特征[18-19]。除含呈現(xiàn)胡椒、泥土和陳腐木香的4-萜烯醇和類似蘋果、菠蘿等水果香的甲酸乙酯、己酸乙酯外，庚醇和正丁醇等也是甜橙酒的特征香氣成分；尤其是異戊醇、異丁醇、苯乙醇和己酸乙酯、辛酸乙酯、碳烯酸乙酯及2, 6-二叔丁基苯酚等對甜橙酒的風味貢獻較大，與同類研究結果一致[20]。菠蘿酒含淡淡甜味和花香的2-乙基己醇，散發(fā)酯香和甜香的3-甲硫基丙醇，呈現(xiàn)洋蔥、瓜果香的3-甲硫基丙酸乙酯及4-辛烯酸乙酯、3-甲硫基丙酸乙酯、十八碳三烯酸等特征香氣成分。

盡管山楂酒和無花果酒中香氣種類較少，但高于同類研究結果[21-22]。山楂酒有類似于櫻桃李酒的香氣物質組成，其醇類含量最高(占88.09%)，酯類、醛酮類和酸類僅分別占8.31%、1.48%和1.47%。無花果酒除含呈現(xiàn)愉快花香、果香的乙酸己酯、辛酸甲酯、壬酸乙酯外，還含濃郁青草香的3-庚烯-2-酮和類似玫瑰花香的大馬士酮等特征香氣成分。山楂酒、無花果酒、木瓜酒中未檢出酚類、烷烴類物質。

2.3 主成分分析(PCA)

主成分分析是將傳感器采集的信息進行數(shù)據(jù)轉換和降維，得出貢獻率最大和最主要的因子，在PCA圖上體現(xiàn)測試樣品的差異性[23]。由圖1可知，第1主成分貢獻率為79.22%，可較好反映果酒的香氣特征。1、2主成分積累貢獻率為98.39%，受干擾較小，能反映樣品整體信息。不同果酒樣品區(qū)域無重疊現(xiàn)象，表明主成分分析能較好地反映不同種類果酒的香氣特征。PC1軸向上B、F分布區(qū)域距離最遠，AED距離較近；PC2軸向上，E、B分布區(qū)域距離最遠，CDA距離較近。主成分1的方差貢獻率遠大于主成分2，表明PC1軸向上距離越大，樣品差異性越大；而樣品在PC2軸向上的距離即使很大，但因主成分2的方差貢獻率小，其實際差異也不大。由此判斷B與F在氣味上的差別最明顯，而E、D、A的香氣特征差別較小。

A-山楂酒；B-菠蘿酒；C-木瓜酒；D-甜橙酒；E-無花果酒； F-櫻桃李酒圖1 果酒香氣主成分分析圖Fig.1 Principal component analysis of wine aroma

2.4 氣味感應強度

如圖2所示，對果酒氣味的響應值由高到低的傳感器為W5S，W1S，W1W，W2S和W2W。響應值反映傳感器對果酒香氣的區(qū)別能力，W5S的區(qū)分能力最強，其次是W1W和W1S，W2S和W2W區(qū)別能力較弱。因W5S對氮氧化合物敏感，W1W對硫化物、萜烯類敏感，W1S對甲烷類物質敏感，W2S對乙醇、部分芳香族化合物敏感，W2W對有機硫化物敏感，所以果酒中氮氧化物、硫化物、萜烯類物質的含量區(qū)別較明顯。以上結果與蘋果品種香氣的表征與識別報道結果一致[24]。

A-山楂酒；B-菠蘿酒；C-木瓜酒；D-甜橙酒；E-無花果酒； F-櫻桃李酒圖2 果酒香氣感應雷達圖Fig.2 Radar graph of wine aroma

2.5 感官評價

由表5可知，果酒除原料固有的色澤和香氣外，山楂酒中焦糖和蘋果核、杏仁味突出，菠蘿酒有濃郁的蜜香、酯香和花香，木瓜酒呈現(xiàn)單一且突出的奶香，甜橙酒有類似于甜橙油的協(xié)調(diào)花香和脂香[11]；櫻桃李酒中山楂、櫻桃等深色漿果的香氣顯著，無花果酒卻帶有沉悶的蒸煮和泥土味，愉悅度較差。感官評價結果與GC-MS鑒定出揮發(fā)性物質的香氣特征高度一致。

總之，菠蘿酒和櫻桃李酒口感更圓潤，山楂酒、木瓜酒和甜橙酒酒體更醇厚，山楂酒和櫻桃李酒酸感更舒爽，菠蘿酒和山楂酒尾味更持久愉悅，但木瓜酒、無花果酒的酒體欠平衡，尤其無花果酒苦澀味較重。評分結果表明菠蘿酒、櫻桃李酒典型性更好，可接受度更高。

表5 果酒感官評價Table 5 Sensory evaluation of fruit wines

3 結論

6種果酒中揮發(fā)性成分的含量差異特征顯著，采用GC-MS法從果酒中共鑒定出香氣成分94種，其中醇類23種，酯類43種，醛酮類10種，酸類8種，酚類2種，苯環(huán)類5種，烷烴類3種。櫻桃李酒香氣成分種類最豐富，無花果酒香氣種類最少，山楂酒有類似于櫻桃李酒的特征香氣物質。電子鼻區(qū)分不同果酒香氣的效果無重疊，傳感器W5S對果酒香氣的區(qū)分能力最強。比較而言，菠蘿酒、櫻桃李酒的香氣更協(xié)調(diào)，口感更圓潤，典型性好，市場前景廣闊。以上研究內(nèi)容可為果蔬發(fā)酵酒加工及其品質評價提供科學的數(shù)據(jù)參考。