“赛美蓉”与“长相思”葡萄汁挥发性风味物质的分析

蒋玉梅,祝 霞,韩舜愈,毕 阳

(甘肃农业大学食品科学与工程学院,甘肃兰州 730070)

“赛美蓉”与“长相思”葡萄汁挥发性风味物质的分析

蒋玉梅,祝 霞,韩舜愈,毕 阳

(甘肃农业大学食品科学与工程学院,甘肃兰州 730070)

通过顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术分析“赛美蓉”和“长相思”澄清葡萄汁挥发性风味物质组成,初步定性 77种挥发性风味物质,二者共有组分 46种。其中醇类物质的种类最多,所占比例最高,分别达到了72.76%和 77.69%;酯类物质的种类数量居第二,但所占比例较低,分别为 3.67%和 2.12%;醛类物质虽然只有 8种,但其比例却分别达 21.99%和 18.82%。主要挥发性组分感官特征分析显示：表现为果香的物质种类最多,表现为清香的物质总离子流量和比例最高。

赛美蓉,长相思,葡萄汁,挥发性风味物质

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

供试“赛美蓉”和“长相思”葡萄汁 2007年采自甘肃祁连葡萄酒业有限责任公司榨汁工段的澄清汁,分别准确吸取 5mL样品于 15mL顶空瓶中,加入1g NaCl充分混合后密封、速冻,平行取样 3个,用冰盒带回实验室,冻藏待测。

Fiber 2cm-50/30μm(DVB/Carboxen/PDMS) (Supelco,Inc.,Bellefonte,PA);气相色谱-质谱联用仪 GC-M S,AutoSystemXL/TurboMass,PE Co.USA;进样器 PSS(The programmed split/splitless);色谱柱 HP- INNO-WAX,60m ×0.25mm ID/0.25μm, Agilent Co.USA。

1.2 实验方法

1.2.1 萃取分析 参照笔者方法[9]略作修改,SP M E在 250℃下活化后,插入室温解冻后,样品顶空瓶于35℃下磁力搅拌恒温富集样品 20min,随后用平衡的气相色谱-质谱联用仪分析。

1.2.2 气相 GC-MS条件 不分流进样,20min后打开分流阀,分流比 20∶1;进样器温度 250℃;载气：高纯氦气,流速 1mL/min;程序升温：初温 50℃(1min),3℃/min升至 220℃(3min)。接口温度200℃,电子轰击离子源 (EI)70eV,质量扫描范围20～350m/z。

1.2.3 定性、定量方法 采用计算机检索 Nist和W iley谱库结合已有文献报道进行定性分析,定量采用面积归一法计算相对含量。

2 结果与讨论

“赛美蓉”与“长相思”葡萄汁中初步定性 77种挥发性风味物质(图 1、表 1),其中醇类物质最多,有35种;其次是酯类物质,有 15种,醛 8种,酮 5种,醚3种,酸 2种。两种葡萄汁共有的组分 46种,由此可见二者挥发性物质组成成分相近,但其感官感受不同,究其原因,挥发性物质的种类、比例及平衡关系的不同是重要因素之一。“赛美蓉”独有组分 16种,其相对含量占检出组分的 6.62%。主要包括表现为香蕉、苹果、菠萝和生梨果香的乙酸-3-甲基丁酯和乙酸乙酯;表现为花香的丁醛、金合欢醇和 2-乙基己醇;表现为清香和凉香的 4-松油烯醇和环己酮。“长相思”独有组分 14种,其相对含量占检出组分的1.97%。主要包括表现为黄杨木、葡萄果实和西番莲果实气味的 3-巯基己醇、4-巯基-4-甲基-2-戊酮和乙酸 3-巯基己酯;表现为玫瑰香的辛醇、γ-异香叶醇和反式-异香叶醇;表现为柠檬香的 2-庚醇;表现为茴香气味的反式-茴香脑;表现为清香的二甲基硫醚和 2-甲氧基-3-异丁基吡嗪。

图 1 “赛美蓉”与“长相思”葡萄汁挥发性物质总离子流图

2.1 “赛美蓉”与“长相思”葡萄汁挥发性物质组成

分析由“赛美蓉”和“长相思”葡萄汁中检出的挥发性组分化学结构发现,检出组分多为 C10以下链状的化合物,仅有 8种化合物含碳数在十以上,9种化合物包含环状结构。前人研究认为,链状的醇、醛、酮、酸、酯等化合物,在低分子范围内挥发性强,功能团的比重较大,功能团特有的气味也较强烈。随着碳链的延长,其感官气味由愉快气味向脂肪臭转变,当分子碳链增至 C15～C20以上时,则多无嗅感[10]。由此可见本文分析测得的物质多为“赛美蓉”与“长相思”葡萄汁的中具有感官香气的成分,能够较真实地反映这两种葡萄汁感官香气组成。说明本实验选用的提取方法——顶空固相微萃取法,对葡萄汁中挥发性较强的对小分子风味物质吸附、富集效果较好,是分析葡萄汁感官香气组成的理想方法之一。

2.2 “赛美蓉”与“长相思”葡萄汁挥发性组分组成分析

“赛美蓉”与“长相思”葡萄汁挥发性组分组成比较(表 2)显示：两种葡萄汁中醇类物质种类最多,所占比例最高,分别达到了 72.76%和 77.69%。“赛美蓉”葡萄汁的醇类物质中乙醇比例最高,达 25.14%,其次是己醇 24.36%,顺式-2-己烯醇 11.17%;顺式-2-己烯醇在“长相思”葡萄汁中比例最高,达33.51%,其次是己醇 30.39%,乙醇仅占 2.76%。检出的醇类物质中除金合欢醇和苯乙醇外,碳链均在C10以下,C10以下的醇类物质能赋予水果良好的香气,且不饱和醇的嗅感比饱和醇更强烈[10],如实验测得的顺式-3-己烯醇、顺式-2-己烯醇、反式-2-己烯醇和 3-己烯醇表现出典型的清香感,橙花醇、γ-异香叶醇和反式-香叶醇具有玫瑰香气。

酯类物质的种类较多,但相对含量较低,分别为3.67%和 2.12%,其感官特性以果香为主。研究认为低级的饱和酸和多数不饱和单羧酸与低级饱和醇和不饱和醇形成的酯类,都具有愉快的水果香气[10]。由此推断,酯类物质可能是“赛美蓉”和“长相思”葡萄汁果香的主要来源之一。

醛类物质虽然在两种葡萄汁中分别只有 7种和8种,但相对含量却分别高达 21.99%和18.82%。“赛美蓉”中己醛所占比例较高,2-己烯醛在“长相思”葡萄汁中含量较高。酮类物质通常会赋予果品特殊的嗅感[10],如环己酮具有薄荷气味,2-庚酮具有香蕉和梨的气味,3-辛酮具有草香和果香的混合香气。

在“长相思”葡萄汁中我们还检出了 5种含硫化合物,一种含氮化合物,而“赛美蓉”葡萄汁中只检出了一种含硫化合物-二甲基二硫醚,赋予葡萄汁洋葱嗅感。“长相思”葡萄汁中的含硫化合物除二甲基二硫醚外,3-巯基己醇、4-巯基-4-甲基-2-戊酮、乙酸3-巯基己酯和二甲基硫醚分别赋予葡萄汁葡萄、西番莲果实和黄杨木的芬芳和清香感。含氮化合物 2-甲氧基-3-异丁基吡嗪主要表现为青草香。

目前国外风味研究从葡萄和葡萄酒香气中发现并已鉴别出 1000多种风味化合物,主要有醇类、酯类、有机酸、羰基化合物和萜烯化合物等[7]。其中,萜烯化合物对葡萄酒风味的作用已被确定。许多单萜类物质 (如香叶醇和里哪醇)具有愉快的花香味,是具有香味的麝香葡萄中重要的香味成分[15]。C.Yang等从 24种葡萄中共检出 17种萜类化合物[16],而本次实验仅由赛美蓉葡萄汁中测得芳樟醇、4-松油烯醇、反式柠檬醛、橙花醇、γ-异香叶醇、反式-香叶醇六种单萜类化合物,金合欢醇一种倍半萜类化合物,结果与 T.Cabaroglu等分析白葡萄品种 Emir葡萄中的结果相似,远远少于葡萄品种“麝香”(Muscat),“雷司令”(Riesling)和“格乌查曼尼”(Gewurztraminer)[17]。除品种因素外,取样方法可能也是主要影响因素之一,有研究认为萜烯类化合物主要存在于葡萄的果皮、果梗和种子中[18]。本实验分析样品为“赛美蓉”和“长相思”葡萄压榨后澄清汁,皮渣浸渍时间短,可能是萜烯类化合物检出种类和含量较低的因素之一。

表 1 “赛美蓉”与“长相思”葡萄汁挥发性风味物质组成

表 3 “赛美蓉”和“长相思”主要挥发性物质感官特征类型及组分

表 2 “赛美蓉”与“长相思”葡萄汁组成比较

2.2 主要挥发性组分感官特征分析

分析分离定性的“赛美蓉”和“长相思”葡萄汁中挥发性物质的感官特征,呈香类型大致可分为 9种类型(表 3)。其中表现为果香的组分种类最多,其次是清香组分和花香组分。

比较两种葡萄汁呈香组分较多的果香、清香、花香和醇香四种香型物质组成比例和总离子流量 (图2)可知,清香组分在两种葡萄汁中虽然种类不是最多的,但其比例和总离子流量却是最高的,而且“长相思”葡萄汁中的清香组分的比例和总离子流量都高于“赛美蓉”葡萄汁,分别是“赛美蓉”葡萄汁的1.70倍和 1.12倍,其中 4-松油烯醇、二甲基硫醚和2-甲氧基-3-异丁基吡嗪在“赛美蓉”葡萄汁中未检出。醇香型组分虽然在“赛美蓉”葡萄汁中只检出 6种,但其所在比例和总离子流量仅次于清香型组分,远远高于“长相思”葡萄汁,主要原因在于“赛美蓉”葡萄汁中的乙醇含量较高。

果香和花香型组分在两种葡萄汁中的种类都较多,但其所占比例和总离子流量都较低 (图 2),总离子流量“赛美蓉”高于“长相思”,而“赛美蓉”葡萄汁中的清香和花香物质所占比例却低于“长相思”。果香物质中 3-巯基己醇、2-庚醇、辛醇、4-巯基-4-甲基-2-戊酮、乙酸 3-巯基己酯和甲酸本次实验仅在“长相思”葡萄汁中检出,“长相思”葡萄汁中未检出乙酸-3-甲基丁酯。花香物质中 2-乙基己醇和金合欢醇未在“长相思”葡萄汁中检出,γ-异香叶醇和反式-香叶醇未在“赛美蓉”葡萄汁中检出。

图2 “赛美蓉”与“长相思”葡萄汁主要呈香物质比例和总离子流量比较

葡萄汁的香气不是由挥发性物质的百分含量单一决定的,而是由百分含量和其感官阈值大小共同决定的,只有具有较高香气值(aroma value=浓度/香气阈值)的成分才是果实的特征香气[10]。如己醇在两种葡萄汁中的比例虽然分别达到了 24.36%和30.39%,但其感官阈值较高为 2.5mg/L[13],而 3-巯基己醇和 4-巯基-4-甲基-2-戊酮虽然在“长相思”葡萄汁中的比例只有 0.23%和 0.48%,但其感官阈值低,分别为 60ng/L和 0.8ng/L[11],所以 3-巯基己醇和4-巯基-4-甲基-2-戊酮香气值高于己醇,对“长相思”葡萄汁的嗅感贡献较己醇大。综合分析两种葡萄汁挥发性组分的种类、比例和香气阈值,可初步推断果香和清香是“赛美蓉”和“长相思”葡萄汁的主体香气,这与样品反应的感官特性一致。

3 结论

实验共由“赛美蓉”与“长相思”葡萄汁中初步定性 77种挥发性风味物质,二者共有组分 46种。其中醇类物质的种类最多、所占比例最高,分别达到了72.76%和 77.69%。酯类物质的种类数量居第二,但所占比例较低,仅占3.67%和 2.12%,醛类物质的虽然只有 8种,但其比例却分别达 21.99%和 18.82%。主要挥发性组分感官特征分析显示,表现为果香的物质种类最多,表现为清香的物质总离子流量和比例最高。

[1]刘翠平,李丽,李景明,等 .葡萄中香气成分生物合成的研究进展[J].中外葡萄与葡萄酒,2007(8)：36-39.

[2]胡博然,许文彪,杨新元,等 .霞多丽干白葡萄酒品种香和发酵香成分变化的比较研究 [J].农业工程学报,2005,21 (12)：191-194.

[3]房玉林,张昂,宋士任,等 .3个地区赤霞珠干红葡萄酒香气成分研究[J].西北林学院学报,2007,22(6)：114-117.

[4]陶永胜,李华 .葡萄果实香气成分的厌氧萃取研究[J].西北植物学报,2008,28(3)：624-629.

[5]R López,E Ezpeleta,I Sánchez,et al.Analysis of the aroma intensities ofvolatile compounds released from mild acid hydrolysates of odourless precursors extracted from Tempranillo and Grenache grapes using gas chromatography-olfactometry[J]. Food Chemistry,2004,88(11)：95-103.

[6]胡博然,李华 .不同酿酒葡萄品种浆果香昧成分 GC-MS分析[J].食品与发酵工业,2005,31(12)：89-92.

[7]秦丽娜,倪元颖,梁方华,等 .利用香气成分识别葡萄酒品种和产地的初步研究[J].酿酒科技,2008,164(2)：40-46.

[8]游义琳 战吉宬 .芳华自在——赛美蓉 [EB/OL].http：// www.wines-info.com.2008-2-29.

[9]蒋玉梅,李轩,毕阳,等 .采前苯丙噻重氮处理抑制厚皮甜瓜采后挥发性物质的释放 [J].农业工程学报,2007,23(3)：243-247.

[10]丁耐克 .食品风味化学[M].北京：中国轻工业出版社, 1996：102-126.

[11]李记明 .葡萄酒的品种香气研究进展 [EB/OL].http：// www.winesofchina.com.2008-08-16.

[12]朱瑞鸿,薛群成,李忠臣 .合成食用香料手册[M].北京：中国轻工业出版社,1993：25-562.

[13]孙宝国 .食用调香术 [M].北京：中国轻工业出版社, 2003：22-350.

[14]舒宏福 .新合成食用香料手册[M].北京：化学工业出版社,2005：102-126.

[15]朱一松,赵光鳌 .葡萄酒风味与风味酶的研究 [J].中外葡萄与葡萄酒,2002(6)：6-10.

[16]C Yang,Y Wang,Z Liang,et al.Volatiles of grape berries evaluated at the germplasm level by headspace-SPME with GCMS[J].Food Chemistry,In Press,Corrected Proof,Available online,2008,5.

[17] T Cabaroglu,S Selli,A Canbas,et al.W ine flavor enhancement through the use of exogenous fungal glycosidases [J].Enzyme andMicrobial Technology,2003,33：581-587.

[18]凌健斌 .酶法增强葡萄酒风味的研究[J].广州食品工业科技,1999,15(4)：65-67.

Analysis of volatiles in juice from Sem illon and Sauvignon blanc grape

JI ANG Yu-mei,ZHU Xia,HAN Shun-yu,BIYang
(College of Food Science and Engineering,Gansu AgriculturalUniversity,Lanzhou 730070,China)

The vola tile comp ounds we re ana lyzed by headsp ace solid-p hase m ic ro-extrac tion(HS-SPM E)from c la rified juice of Sem illon and Sauvignon b lanc g rap e connec ting w ith GC/MS.77vola tile comp ounds we re isola ted and ana lyzed qua lita tive ly,46comm on comp ounds we re de te rm ined.Am ong them,a lcohols was the m os t of vola tiles from Sem illon and Sauvignon b lanc g rap e juice,resp ec tive ly reach72.76%and77.69%.The kinds of es te rs we re second,but the re la tive content we re3.67%and2.12% resp ec tive ly.O nly8a ldehydes we re de te rm ined,but re la tive ly content resp ec tive ly reach21.99% and 18.82%.The cha rac te ris tic odor of vola tile comp ounds we re ana lyzed,the results showed,fruit a rom a comp onent sp ec ies was the m os t in qua lita tive comp ounds,the re la tive ly content of fa int scent comp onents was m ax im um.

Sem illon;Sauvignon b lanc;g rap e juice;vola tile comp onents

TS255.44

A

1002-0306(2010)03-0137-05

酿酒葡萄的香气被称为品种香气,是构成葡萄酒香气的重要组成部分[1],其成分复杂多样,含有品种、产地标志识别性成分[1-3],是葡萄酒香气质量和典型性产生和变化的基础[2,4]。因而近年来葡萄与葡萄酒的香气指纹研究备受关注,但研究者更关注葡萄酒,对酿酒葡萄香气的分析研究则多注重红色品种[5-6]。葡萄果实中香气物质不仅决定着葡萄果实风味,更影响着葡萄酒的风格和典型性[7]。葡萄的香气会受品种、产地等不同因素影响,产生较大的差异。分析研究产自甘肃省河西地区的白色酿酒品种“赛美蓉”和“长相思”葡萄汁挥发性成分对其葡萄酒生产工艺优化、质量评价和感官标准体系的建立有着重要意义。“赛美蓉”(Semillon)和“长相思”(Sauvignon blanc)都属于弱香型白色酿酒葡萄品种,大部分的波尔多白葡萄酒都是由这两个品种按不同比例混合酿制而成的[8]。本文采用顶空固相微萃取(HS-SP ME)结合气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术分析甘肃省河西地区产的“赛美蓉”和“长相思”酿酒葡萄汁挥发性物质,以期为“赛美蓉”、“长相思”系列葡萄酒的生产工艺优化和质量评价提供理论依据。

2009-03-25

蒋玉梅(1973-),女,副教授,从事果蔬加工、食品风味方面的教学与研究工作。

甘肃省教育厅研究生专项(2006EA860002)。