嘉寶果酒香氣成分的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析

嘉寶果酒香氣成分的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析

賈寶果是一種又名“巴厘魚”的樹青、擬愛神、擬香桃、巴西楊梅。這是屬于桃金娘科的擬愛神果樹，位于巴西南部。英文名Jaboticaba或Jabuticaba。嘉寶果果實球型,直徑1.5~4cm,直接著生于老樹枝和樹干上,具1~4顆種子,成熟時果皮呈深紫色或黑色,果肉呈白色凝膠狀。果皮中含有極其豐富的黃酮類、花青素和酚酸等抗氧化能力強的酚類物質(zhì),因此嘉寶果被用于癌癥和糖尿病等多種疾病的治療。果實口感怡人,香氣豐富特別。由于鮮果不耐貯藏,除鮮食外還被用來制汁、釀酒、制醋和生產(chǎn)果膠等。這些產(chǎn)品價格高昂,極具開發(fā)利用價值。目前有關(guān)嘉寶果的研究,酚類等活性物質(zhì)研究較多,而果實及加工產(chǎn)品的香氣研究甚少。僅有Duarte等對果實進行了初步研究,顯示嘉寶果果實香氣比較豐富。水果起泡酒芳香清爽,口感易于接受,近年來在我國市場發(fā)展迅速。目前水果起泡酒大多參照葡萄起泡酒的工藝,不僅設(shè)備要求高,過程復(fù)雜,而且其直接壓榨的工藝不能有效利用嘉寶果果皮中的活性成分。本實驗針對嘉寶果果實特點,利用新型工藝釀造嘉寶果起泡酒,旨在考察嘉寶果果酒的香氣狀況和香氣特征,以期生產(chǎn)出芳香怡人的嘉寶果起泡酒,豐富果酒酒種。1材料和方法1.1果膠酶、2-辛醇嘉寶果果實購于四川成都市場;活性干酵母、果膠酶法國Laffort公司;2-辛醇(純度99.5%)美國Sigma公司;常規(guī)試劑天津科密歐化學(xué)試劑有限公司。1.2萃取磁力加熱儀folsomFinniganTRACEDSQ氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀美國Thermo公司;色譜柱DB-Wax(30m×0.25mm,0.25μm)美國J&WScientificFolsom公司;萃取磁力加熱儀美國Corning公司;攪拌棒(20mm×0.5mm)德國Gerstel公司;起泡酒發(fā)酵罐(150L)山東泰山恒信機械有限公司;YRC-A飲料二氧化碳含量測定儀北京杜威遠大科技有限公司。1.3方法1.3.1密封壓力罐+轉(zhuǎn)罐、溫度控制新型工藝是在“密封罐法”起泡酒的基礎(chǔ)上進行改良,整個過程只進行一次酒精發(fā)酵,控制發(fā)酵緩慢進行,在發(fā)酵定點(殘?zhí)?5g/L)將發(fā)酵液轉(zhuǎn)入密封壓力罐,利用殘?zhí)敲荛]發(fā)酵,產(chǎn)生CO2并陳釀制成起泡酒。全過程嚴(yán)格控溫:轉(zhuǎn)罐密閉前溫度控制在15~17℃區(qū)間,轉(zhuǎn)罐密閉后溫度控制在10~12℃區(qū)間。主要工藝關(guān)鍵點為:果實預(yù)冷處理、篩選、破碎、輔料添加、低溫浸漬發(fā)酵、發(fā)酵中壓榨分汁、清汁發(fā)酵、轉(zhuǎn)入密封壓力罐產(chǎn)生CO2、低溫終止發(fā)酵、陳釀、等壓過濾灌裝(圖1)。1.3.2基本物理指標(biāo)的測定還原糖含量、滴定酸、酒精度、pH值、干浸出物含量、揮發(fā)酸含量等基本指標(biāo)測定按照王華的方法。1.3.3氣相圖質(zhì)量分析sse-tc-ms1.3.3.-辛醇萃取采用SBSE法,按照Delgado的方法,并根據(jù)SongJianqiang等方法稍作改動。取10mL酒樣,置于15mL樣品瓶中,加入2gNaCl和50μL內(nèi)標(biāo)2-辛醇,放入攪拌子后用瓶塞密封,置于磁力攪拌器上,室溫條件下萃取60min,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速1100r/min。萃取結(jié)束后,用鑷子將攪拌棒小心取出,色譜級蒸餾水反復(fù)沖洗后,用吸水紙吸干水分,最后放入熱解吸玻璃管,待測。1.3.3.南流2.2色譜條件:色譜柱:DB-Wax(30m×0.25mm,0.25μm);以He為載氣;流速1mL/min。升溫程序:40℃保持3min,隨后以4℃/min升至160℃,7℃/min升至230℃,保持8min;連接桿溫度設(shè)為230℃;脫附流速45mL/min;加熱閥溫度245℃,脫附管溫度270℃;脫附15min;傳輸線溫度255℃;冷阱捕集溫度設(shè)為-30℃,以40℃/min升至255℃(二極解吸冷阱溫度);出口分流比3∶1。質(zhì)譜條件:全掃描,范圍為45~450u,每秒掃描1次;電子電離源;離子源溫度230℃;電子能量設(shè)70eV;燈絲流量設(shè)0.2mA;檢測器電壓350V。1.3.4香氣特征辨別法香氣量化分析采用TaoYongsheng等方法進行。由30名葡萄酒專業(yè)學(xué)生組成品嘗小組,進行為期30d的葡萄酒標(biāo)準(zhǔn)香氣物質(zhì)訓(xùn)練,最終要求品嘗組香氣特征辨別分析結(jié)果的偏差小于整體平均值的5%。品嘗員在20℃條件下,對靜止酒樣聞香5~8s,然后晃動酒杯聞5~10s,兩樣聞香操作間隔1min。要求用葡萄酒標(biāo)準(zhǔn)香氣里的4~5個特征詞匯描述樣品香氣特征,并用五點標(biāo)度法對每一香氣特征進行量化。1.4處理數(shù)據(jù)1.4.1內(nèi)標(biāo)半定量分析通過對各色譜峰對應(yīng)的質(zhì)譜圖進行人工解析,并在質(zhì)譜庫(NIST02圖譜)中進行計算機檢索,確定化合物分子結(jié)構(gòu),進行香氣成分的定性分析。采用內(nèi)標(biāo)法(2-辛醇)進行半定量分析,即通過比較待測組分與內(nèi)標(biāo)物峰面積的比值,校正后計算出待測組分的質(zhì)量濃度。按公式(1)計算:特征香氣由氣味活性值(odoractivityvalue,OAV)來確定,當(dāng)OAV大于1時,確定為特征香氣物質(zhì)。OAV=香氣成分濃度/香氣成分閾值。1.4.3香香特點強度量化m某一香氣特征的最終量化強度值是綜合品嘗組對這一香氣特征詞匯的使用頻率和強度平均值的信息,可以量化強度值按公式(2)計算:式中:M為量化強度值/%;I為強度平均值/%;F為使用頻率/%。2結(jié)果與分析2.1嘉寶果果酒的口感釀造起泡酒一般要求原料有較高的酸度、不過高的糖度,以帶來清爽醇香的口感。由表1可知,嘉寶果果實酸度較高,適宜起泡酒對原料的要求。嘉寶果起泡酒壓力達到0.35MPa以上,其他各項指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)中對起泡酒的標(biāo)準(zhǔn)要求。2.2香辛料主發(fā)酵酒中,嘉寶果構(gòu)造主要有酯類、酯類等3.嘉寶果起泡酒GC-MS總離子圖見圖2,經(jīng)質(zhì)譜庫檢索,鑒定出的香氣物質(zhì)見表2。嘉寶果起泡酒經(jīng)過GC-MS分析,共檢測出110個峰,根據(jù)NIST02譜庫中標(biāo)準(zhǔn)化合物的圖譜進行檢索,鑒定出酯類、醇類、有機酸類、醛酮類、萜烯類和其他種類共104種香氣物質(zhì)。鑒定出的化合物的相對含量占所有峰面積的96.19%。由圖3可知,檢測到的酯類物質(zhì)種類最多(53種),所占比例也最高,占到總含量的52.89%;其次為醇類物質(zhì),檢測到12種醇占到總含量的18.83%;有機酸類與醇類相差不多,共檢測到8種有機酸,占總含量的17.15%;羰基類和萜烯類物質(zhì)分別占香氣物質(zhì)總含量的2.78%、2.14%;其他烴類和芳香族化合物,占香氣物質(zhì)總含量的6.21%。新型工藝生產(chǎn)的嘉寶果起泡酒(鑒定出物質(zhì)104種,總質(zhì)量濃度30351.12μg/L)與傳統(tǒng)嘉寶果果酒(鑒定出物質(zhì)58種,總質(zhì)量濃度5172.7μg/L)相比,香氣種類和香氣濃度分別高出79.31%、486.76%,香氣成分更加復(fù)雜濃郁。與嘉寶果果實香氣(共鑒定出45種)相比,除香氣提取方法的差異外,很可能是發(fā)酵和陳釀過程中產(chǎn)生了更多種類的香氣物質(zhì),尤其是酯類。嘉寶果起泡酒香氣的主要組分是酯類,其中肉桂酸乙酯占香氣物質(zhì)總含量的7.73%,是酯類中質(zhì)量濃度最高的物質(zhì)。乙酸苯乙酯(6.06%)、辛酸乙酯(6.05%)、丙酮酸異戊酯(4.55%)、癸酸乙酯(4.30%)、乙酸異戊酯(4.03%)、己酸乙酯(2.99%)含量亦較高。這些酯類是起泡酒的發(fā)酵香氣,尤其是高級醇的乙酯,賦予酒復(fù)雜且明顯的果香和花香。醇類中苯乙醇質(zhì)量濃度為3182.91μg/L,為酒樣中檢測到的質(zhì)量濃度最高的化合物,占香氣物質(zhì)總量的10.49%,并且占拒了12種醇類物質(zhì)總和的55.7%。苯乙醇通常帶來玫瑰花的氣味;其次質(zhì)量濃度較高的醇是戊醇,占香氣物質(zhì)總量的4.51%。有機酸類物質(zhì)以辛酸、癸酸、月桂酸、9-癸烯酸4種質(zhì)量濃度較高,分別占香氣物質(zhì)總量的5.17%、4.60%、3.40%、3.21%,其他4種有機酸質(zhì)量濃度極低。醛酮類和萜烯類物質(zhì)單一物質(zhì)質(zhì)量濃度均很低,在710.41μg/L以下。萜烯類中里那醇質(zhì)量濃度最高,到達247.48μg/L。其他烴類和芳香族化合物中苯乙烯質(zhì)量濃度為最高,占這類別14種物質(zhì)總和的62.72%,占香氣物質(zhì)總量的3.92%,其次為欖香素。2.3香氣物質(zhì)評價酒中的香氣物質(zhì)和香氣特征之間有著復(fù)雜的聯(lián)系。盡管OAV小于1的時候,香氣物質(zhì)也會對整體香氣產(chǎn)生一些影響,但只有香氣物質(zhì)的濃度高于閾值,即OAV大于1,才會被人類嗅覺明顯地感覺出來。因此OAV是目前評價香氣貢獻的客觀方法。根據(jù)已經(jīng)報道的香氣物質(zhì)氣味描述,并結(jié)合該物質(zhì)的OAV,才能得到理論上的特征香氣成分。同時,感官品嘗分析必不可少,可以用來驗證并確定酒類的特征香氣。盡管感官分析誤差較大,但通過量化方法可以提高準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。2.3.1香辛料中各化合物的香氣成分在鑒定出的104種化合物中,根據(jù)計算,共有12種OAV大于1,理論上得到12種嘉寶果起泡酒的特征香氣成分。其OAV及氣味描述見表3。其OAV由大到小依次為:肉桂酸乙酯、反-肉桂酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸異戊酯、乙酸苯乙酯、苯甲酸甲酯、里那醇、異戊酸乙酯、月桂酸。其他質(zhì)量濃度較高的香氣物質(zhì),如戊醇、丙酮酸異戊酯、苯乙烯、辛酸、癸酸、9-癸烯酸等,由于閾值都分別較高,OAV小于1,對香氣的貢獻不大。由表3可知,在12種特征香氣成分中,有10種酯類物質(zhì),1種有機酸(月桂酸),1種萜烯類物質(zhì)(里那醇)。以肉桂酸乙酯的OAV最高,達到2132.33,給嘉寶果起泡酒帶來草莓、肉桂和奶酪香氣,是貢獻最大的特征香氣成分;其次是帶有花香氣味的反-肉桂酸乙酯,OAV為255.48;再次為己酸乙酯,給起泡酒帶來青蘋果和草莓的香氣。最低的是月桂酸,OAV為1.03,處于可辨識的臨界點,給嘉寶果起泡酒帶來干果等香氣,但影響較小。12種特征香氣成分中含有水果果香描述的有8種,含16個描述詞;有花香描述的有5種,含5個描述詞;含有蜂蜜香、脂肪味等其他描述詞的共4種。OAV分別居第1、3、6位的肉桂酸乙酯、己酸乙酯、丁酸乙酯都帶有草莓香氣,因此草莓應(yīng)該是嘉寶果起泡酒最明顯的香氣特征。OAV為6.11的乙酸異戊酯和OAV為2.34的異戊酸乙酯都帶有香蕉香氣。概括言之,嘉寶果起泡酒理論上以怡人的草莓、香蕉等果香和玫瑰等花香為主,伴有奶酪和蜂蜜等其他復(fù)雜香氣的特征香氣。2.3.2突出的特征香氣香氣量化強度值綜合了香氣強度和頻率,量化值越大,特征香氣就越明顯。通過由30人組成的品嘗小組的感官品嘗,共描述出特征香氣20種,計算香氣量化值,并將特征香氣歸類作圖4。共有果香9種、花香5種、植物和香料香氣4種、動物香氣2種。由圖4可知,實際感官品嘗描述出的20種特征香氣中,量化值在20以上共9種,這些被看作對酒樣的香氣貢獻較多、表現(xiàn)明顯的特征香氣。具體為:草莓、青蘋果、梨、甜瓜、紅醋栗5種果香描述;紫羅蘭、玫瑰花2種花香描述;1種植物香氣描述青草;1種動物香氣描述蜂蜜。酒樣在感官品嘗條件下,果香最為明顯,其次是花香,還有青草和蜂蜜等香氣。草莓的量化值最大,即草莓香氣最為明顯。由此可見,感官品嘗中鑒定出的特征香氣與理論上預(yù)測的特征香氣相比較,都以果香和花香為主,特征香氣中草莓香氣最為明顯的,并均出現(xiàn)玫瑰和蜂蜜香氣,說明感官品嘗和理論預(yù)測的特征香氣符合度較好。因此可以認(rèn)為新型工藝生產(chǎn)的嘉寶果起泡酒具有以草莓為主的濃郁果香和玫瑰花等花香,并伴有蜂蜜香氣。3嘉寶果發(fā)泡酒質(zhì)量及口感采用新型工藝釀造的嘉寶果起泡酒。新工藝創(chuàng)新之處在于整個過程只進行一次酒精發(fā)酵,在發(fā)酵定點將發(fā)酵液轉(zhuǎn)入密封壓力罐,控制溫度在10~12℃以緩慢產(chǎn)生CO2壓力并在罐中陳釀。發(fā)酵過程簡化,可操控性強。新型工藝釀造的嘉寶果起泡酒,質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)。通過香氣成分的SBSE-GC-MS分析可知,嘉寶果起泡酒中共檢測