指纹图谱技术在果酒中的应用

方玲玲，肖作兵，牛云蔚，于海燕

(1.上海海洋大学食品学院，上海201306; 2.上海应用技术学院香料香精技术与工程学院，上海200235)

指纹图谱技术在果酒中的应用

方玲玲1，肖作兵2，*，牛云蔚2，于海燕2

(1.上海海洋大学食品学院，上海201306; 2.上海应用技术学院香料香精技术与工程学院，上海200235)

综述了指纹图谱技术在果酒检测中的应用。指纹图谱技术能够客观、准确、快速、安全测定果酒的香气和非挥发性物质。主要介绍气相色谱、液相色谱、质谱等对果酒的分析，同时简单介绍了全二维气相色谱和超高液相两种最新检测技术。指纹图谱技术对建立科学合理的控制和评价果酒质量、防伪等方面的研究提供了理论依据。

指纹图谱技术，果酒，应用

指纹图谱技术是指样品经过适当预处理后，采用一定的分析手段，得到能够稳定、真实、全面反映样品特性的色谱、光谱以及其他图谱数据资料［1］，用来评价样品可量化的鉴定手段，主要用于评价样品质量的真实性、优良性和稳定性［2］。指纹图谱技术是近十年来快速发展的一种对复杂物质研究的方法。果酒的指纹图谱是在中药指纹图谱的基础上发展起来的，中药指纹图谱技术能提供丰富的鉴别信息，可以较为全面地反映中药及其制剂中所含化学成分的种类与数量，进而对药品质量进行整体描述和评价。果酒具有类似于中药的复杂体系，每种果酒都有其独特的风味，他们有自己的指纹特征。一般说来，指纹图谱技术主要包括色谱指纹图谱、光谱指纹图谱和脱氧核糖核酸(DNA)指纹图谱等几种。本文综述了指纹图谱技术在果酒中应用较广泛的气相色谱、液相色谱以及质谱等分析技术，可为果酒的感官评定提供客观依据。

1 气相色谱(GC)

气相色谱主要分析果酒的挥发性物质，即果酒的气味。气相色谱法是利用不同物质在固定相和流动相分配系数的差别，使不同化合物从色谱柱流出的时间不同，以达到分离目的。王宝荣［3］等人通过气相色谱测出干红葡萄酒中含有12种主要的香气成分。此外，他们对8种葡萄酒的气相色谱图进行分析比较后发现，20～35min在组分及含量上都有很大的差别，各种葡萄酒都有明显的特征区，利用这种特征区色谱图可以对葡萄酒品种进行界定。

2 气相色谱与质谱联用(GC－MS)

气相色谱是有机物的有效分离方法，特别适用于有机物的定量分析，但定性分析比较困难。质谱法擅长定性分析，气相色谱与质谱联用技术解决了气相色谱定性的局限性［4］。

目前，果酒气味成分的分析通常采用GC－MS，这种联用技术能对图谱中反映出来的果酒气味成分进行有效的分离和结构鉴定［5］。Janacova［6］等人使用嗅辨义与GC/MS联用技术分析白兰地中挥发性香气物质。在适当的浓度下，气相色谱能检测出200多种有机化合物，而嗅辨义只能测出71种。实验通过计算线性保留值和比较数据库中的保留值，从而鉴定香气物质，并将气相色谱检测的结果与白兰地的感官评定进行比较。Seon［7］等人为了阐述韩国消费者对红酒香味的要求，先进行感官分析，再使用GC/ MS来分析红酒中的挥发性物质，从而为厂家提供策略。张晓［8］采用GC/MS对黑比诺营养系品种葡萄与葡萄酒香气进行研究。黑比诺果实成熟过程中，检测出95种香气成分，主要有烷烃类、醇类、酯类、酸类、醛酮类及苯的衍生物，黑比诺四个营养系香气成分的变化趋势相似。在黑比诺干红葡萄酒成熟过程中，检测出99种香气成分，以醇类、酯类和酸类为主。运用线性判别分析，从而确定黑比诺果实和干红葡萄酒的香气判别成分。胡博然［9］利用GC/MS检测出干红葡萄酒香气化合物成分与相对含量，通过进行主成分分析，聚类分析及葡萄酒香味成分遗传研究理论参考，认为蛇龙珠与赤霞珠、梅尔诺、霞多丽葡萄酒香气化合物成分有较大差异。这为鉴定葡萄酒的品种提供依据。史清龙［10］以陕西“红果2号”桑甚为原料，采用GC/MS联用技术对三种发酵性能较好的酵母(KD、RC212和Kl)发酵所得桑甚酒的香气成分及KD酵母发酵桑甚酒在主发酵和后发酵结束后的香气成分进行分析，从而筛选最好的发酵酵母。刘兴艳［11］采用GC/MS分析果梅果实、发酵梅酒香气成分及变化规律研究，结果表明在果梅发酵新酒中，大黄梅新酒、大白梅新酒、莺宿新酒分别辨别出香气成分17、12、16、11种。果梅发酵新酒的香气成分种类主要包括:酯类、醇类、羧酸类、酮类和烃类等。与果实相比，醇类大幅增加，酯类下降，烃类和杂环类大幅下降，酮类增加，说明发酵过程中发生了生化反应，形成了新的香气成分。三品种新酒相比较，各品种间香气成分的种类和含量有所不同，趋同的成分变多，且生成了一些果实中没有的香气成分，形成酒中的特有发酵香气。目前，固相微萃取(SPME)广泛运用于气相色谱，这为果酒气味的分析提供更好的前处理方式。郭静［12］采用HS－SPME与GC/MS联用法对秦美、海沃德、95－1三种果酒的香气成分作了系统分析，并且研究了猕猴桃果酒发酵前后和陈酿前后的香气成分，揭示了猕猴桃果酒生产中香气成分的变化规律。孙菲菲［13］采用 HSSPME与GC/MS联用技术检测猕猴桃酒香气物质，以此为基础，建立了猕猴桃酒感官品质与可调控工艺参数之间的关系模型。这为厂家猕猴桃酒工艺的完善提供理论依据。高年发［14］等人采用SPME－GC/ MS技术测定葡萄酒中氨基甲酸乙酯含量，并利用该方法研究了氨基甲酸乙酯在葡萄酒酿造过程不同阶段形成机理和变化趋势。张艳［15］采用SPME－GC/ MS技术分析樱桃果实和樱桃果酒的香气成分，研究结果表明樱桃果酒与果实相同的香气物质3－甲基－1－丁醇、苯乙醇、乙酸苄酯等构成樱桃酒的果香;发酵产生了甲苯－2，4－二异氰酸酯、1，3－二氢－1－甲基－2H－苯并咪唑－2－酮、甲苯－2，6－二异氰酸酯等香气物质构成樱桃酒的酒香;发酵结束后果酒陈酿产生了2－甲基丙醇、1－已醇等香气物质构成樱桃酒的醇香。从这个结果可以看出发酵不完全和发酵完全的果酒含有不同的香气物质。这为建立评价果酒质量和防伪等方面的研究提供理论依据。

3 全二维－飞行气质联用(GCxGC－TOFMS)

常规的GC与GC/MS方法由于分离能力不足，导致峰重叠严重，低含量组分定性定量不准确。全二维气相色谱具有高峰容量、高分辨率、高灵敏度和分析速度快等特点，在对组分复杂的样品分析方面最具有独特之处［16］。

目前，全二维气相色谱主要应用于烟叶［17］，药物［18］等。季克良［19］等人用全二维气相色谱研究白酒中微量成分。结果显示，酱香型白酒分出963个峰，浓香型白酒分出674个峰，清香型白酒分出484个峰。峰数远远高于比传统气相色谱出峰数。果酒的风味成分跟白酒一样复杂，全二维气相色谱也可用于果酒的风味分析，这为果酒风味形成机理提供依据。

4 高效液相色谱(HPLC)

高效液相色谱是一类封闭式的柱液相色谱，具有对环境污染小和受环境气氛影响小的优点。适用于分离高沸点、热稳定性差、有生理活性及相对分子量比较大的物质，因而广泛应用于核酸、肽类、内酯、稠环芳烃、高聚物、抗氧化剂等物质的分析。

果酒中的非挥发性物质具有以上特点，故高效液相色谱常用于非挥发性物质研究。Czyzowska［20］等人采用HPLC分析樱桃果浆和樱桃酒中的多酚物质，实验结果表明:表儿茶素含量比儿茶素含量少，此外鉴定出的花青素有花青素3－葡萄苷、花青素3－芦丁糖苷、花青素3－葡萄糖芦丁糖苷，后者的含量最高。高年法［21］等人利用HPLC测定葡萄酒中的白藜芦醇，通过实验获得最佳分离条件为:流动相为含40%体积乙腈的水溶液，流速为0.6mL/min，柱温为25℃，检测波长为306nm，进样量20μL。康俊杰［22］论述了应用HPLC检测葡萄酒中的有机酸、酚类物质的研究进展，阐述了白藜芦醇、花色苷的HPLC检测方法。成宇峰［23］等人通过对溶剂类型、pH以及萃取时间的选择优化，利用HPLC测定并确定了10种单体酚的最佳萃取条件。结果表明，调节酒样pH=2，用乙酸乙酯萃取10min，经0.45μm微孔滤膜过滤后利用高效液相色谱测定。各个单体酚30min内得到了良好地分离且回收率较高。李永库［24］等人采用固相萃取－高效液相色谱光电二极管阵列检测法分析葡萄酒中没食子酸等8种多酚类生物活性化合物。该实验确定了葡萄酒样品中的没食子酸等物质的固相萃取方法，通过优化萃取条件，有效地去除了葡萄酒中大量干扰成分。对市售的7种葡萄酒的检测结果表明，多酚类物质作为葡萄酒中重要的生物活性成分，其含量与葡萄酒的酿造方式、葡萄品种、葡萄产地有密切的关系。刘冬梅［25］等人采用HPLC法测定龙眼果发酵液中的葡萄糖、果糖和蔗糖的含量，这为制备龙眼果酒的最优发酵条件提供依据。李景明［26］等人采用HPLC直接进样方法检测了发酵期间葡萄酒中的白藜芦醇，以确定葡萄品种、酵母菌、发酵温度和循环等工艺条件对葡萄酒中白藜芦醇含量的影响，结果发现:葡萄品种对葡萄酒中白藜芦醇含量的影响显著，不同酵母菌发酵液对葡萄果皮的浸渍作用不同，从而形成白藜芦醇含量的差异，提高发酵温度可以明显促进果品中白藜芦醇的溶出，而增加循环对果皮中白藜芦醇溶出的促进作用有限。

5 高效液相色谱与质谱联用(HPLC－MS)

高效液相色谱是通过保留时间对物质定性的，但是可能有2种物质保留时间一样，这就导致定性不准。质谱可以提供结构信息，用来定性有一定优势。Bonerz［27］以5种不同酸樱桃酿造成酸樱桃酒为原料，利用HPLC与MS联用技术来分析花青素含量，实验结果表明:色素老化可能是原花青素与乙醛反应的结果，此外在20℃储存六个月，原花青素明显下降。Kelebek［28］等人采用HPLC－MS分析葡萄酒中多酚类物质，并对14种花青素、12种酚酸和6种黄酮醇进行定性和定量分析。Kelebek［29］等人采用二极管阵列检测器的高效液相色谱与质谱联用技术分析浸渍时间对葡萄酒花青素含量的影响，检测出13种花青素。实验结果表明:最佳浸渍时间是3h，此时樱桃酒的颜色和风味较佳。

6 超高效液相色谱与质谱联用(UPLC－MS)

超高液相色谱是近年来液相色谱技术的一大发展［30］，提高了分析速度、灵敏度和分离度，克服了传统液相色谱耗时较长的缺点。近几年来，超高液相色谱－串联质谱主要应用于药物研究、农药残留等，但国外已有超高液相色谱对果酒的分析。Gruz［31］等人采用超高液相与质谱联用技术对葡萄酒中的5种酚酸进行定性和定量分析。Spácil［32］等人分别运用HPLC和UPLC来分析葡萄酒中11种多酚类物质，结果表明UPLC在进样量1.5μL，4min内就能分离出，而HPLC在进样量5μL，16min内才能分离。超高液相色谱具有很强的分离能力，果酒的呈味物质复杂，超高液相的应用也将会成为一种趋势。

7 结论

随着人民生活水平越来越好，人们对物质追求已经不再是温饱问题。果酒中活性物质的含量测定方法的不断研究，在以后的研究中将会有更大的发展空间和更好的发展前景。相信随着研究的深入，结合感官分析，指纹图谱技术在果酒中的应用将会更加广泛，会在果酒特征分析、特色鉴别、质量控制及产品开发等方面发挥巨大的作用。

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Applications of fingerprint technology in fruit wine

FANG Ling－ling1，XIAO Zuo－bing2，*，NIU Yun－wei2，YU Hai－yan2
(1.College of Food Science and Technology，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China; 2.School of Perfume and Aroma Technology，Shanghai Institute of Technology，Shanghai 200233，China)

The application of fingerprint technology in fruit wine was reviewed.The technology could determine the odors and the non－volatile substances objectively，accurately，rapidly and safely.Gas chromatography(GC)，high performance liquid chromatography(HPLC)and mass spectrometry(MS)analysis of the fruit wine were mainly introduced.At the same time，two new technology methods，comprehensive two－dimensional gas chromatography (GCxGC)and ultra performance liquid chromatography(UPLC)were introduced.The technology could establish a scientific and rational method to control and evaluate the quality of the fruit wine.

fingerprint technology;fruit wine;application

TS255.46

A

1002－0306(2012)02－0415－04

2011－01－19 *通讯联系人

方玲玲(1986－)，女，在读硕士研究生，研究方向:食品风味。

国家973前期基础研究基金(2009CB226104);国家自然科学基金面上项目(20876097 2009)。