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(shí)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(shí)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(qiáng)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(shí)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(jià)格高昂,極具開發(fā)利用價(jià)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(shí)及加工產(chǎn)品的香氣研究甚少。僅有Duarte等對(duì)果實(shí)進(jìn)行了初步研究,顯示嘉寶果果實(shí)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(chǎng)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(shí)驗(yàn)針對(duì)嘉寶果果實(shí)特點(diǎn),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(shí)購于四川成都市場(chǎng);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(jī)械有限公司;YRC-A飲料二氧化碳含量測(cè)定儀北京杜威遠(yuǎn)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(jìn)行改良,整個(gè)過程只進(jìn)行一次酒精發(fā)酵,控制發(fā)酵緩慢進(jìn)行,在發(fā)酵定點(diǎn)(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(diǎn)為:果實(shí)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(cè)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(cè)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(dòng)。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(jí)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(cè)。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(cè)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(jìn)行。由30名葡萄酒專業(yè)學(xué)生組成品嘗小組,進(jìn)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(duì)靜止酒樣聞香5~8s,然后晃動(dòng)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(gè)特征詞匯描述樣品香氣特征,并用五點(diǎn)標(biāo)度法對(duì)每一香氣特征進(jìn)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(duì)各色譜峰對(duì)應(yīng)的質(zhì)譜圖進(jìn)行人工解析,并在質(zhì)譜庫(NIST02圖譜)中進(jìn)行計(jì)算機(jī)檢索,確定化合物分子結(jié)構(gòu),進(jìn)行香氣成分的定性分析。采用內(nèi)標(biāo)法(2-辛醇)進(jìn)行半定量分析,即通過比較待測(cè)組分與內(nèi)標(biāo)物峰面積的比值,校正后計(jì)算出待測(cè)組分的質(zhì)量濃度。按公式(1)計(jì)算:特征香氣由氣味活性值(odoractivityvalue,OAV)來確定,當(dāng)OAV大于1時(shí),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(diǎn)強(qiáng)度量化m某一香氣特征的最終量化強(qiáng)度值是綜合品嘗組對(duì)這一香氣特征詞匯的使用頻率和強(qiáng)度平均值的信息,可以量化強(qiáng)度值按公式(2)計(jì)算:式中:M為量化強(qiáng)度值/%;I為強(qiáng)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(shí)酸度較高,適宜起泡酒對(duì)原料的要求。嘉寶果起泡酒壓力達(dá)到0.35MPa以上,其他各項(xiàng)指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)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(cè)出110個(gè)峰,根據(jù)NIST02譜庫中標(biāo)準(zhǔn)化合物的圖譜進(jìn)行檢索,鑒定出酯類、醇類、有機(jī)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(duì)含量占所有峰面積的96.19%。由圖3可知,檢測(cè)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(cè)到12種醇占到總含量的18.83%;有機(jī)酸類與醇類相差不多,共檢測(cè)到8種有機(jī)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(shí)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(jí)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(cè)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(jī)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(jī)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(dá)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(píng)價(jià)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(shí)候,香氣物質(zhì)也會(huì)對(duì)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(huì)被人類嗅覺明顯地感覺出來。因此OAV是目前評(píng)價(jià)香氣貢獻(xiàn)的客觀方法。根據(jù)已經(jīng)報(bào)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(shí),感官品嘗分析必不可少,可以用來驗(yàn)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(jì)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(duì)香氣的貢獻(xiàn)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(jī)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(dá)到2132.33,給嘉寶果起泡酒帶來草莓、肉桂和奶酪香氣,是貢獻(xiàn)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(shí)的臨界點(diǎn),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(gè)描述詞;有花香描述的有5種,含5個(gè)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(qiáng)度值綜合了香氣強(qiáng)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(jì)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(dòng)物香氣2種。由圖4可知,實(shí)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(duì)酒樣的香氣貢獻(xiàn)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(dòng)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(cè)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(cè)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(gè)過程只進(jìn)行一次酒精發(fā)酵,在發(fā)酵定點(diǎn)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(jiǎn)化,可操控性強(qiáng)。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(cè)