基于SBSE-GC/MS的荔枝白兰地香气成分分析

卢柯，乔慧，薛楚然，刘树文*，徐向文

（1.西北农林科技大学葡萄酒学院，陕西杨凌712100；2.广东为多生物科技有限公司，广东茂名525000）

基于SBSE-GC/MS的荔枝白兰地香气成分分析

卢柯1，乔慧1，薛楚然1，刘树文1*，徐向文2

（1.西北农林科技大学葡萄酒学院，陕西杨凌712100；2.广东为多生物科技有限公司，广东茂名525000）

应用搅拌棒萃取法提取荔枝白兰地中的的香气物质，用峰面积归一法进行定量分析，结合气相色谱-质谱技术及计算机检索技术对分离化合物进行鉴定。荔枝白兰地中香气物质经气相色谱分离共得到65个峰，鉴定出61种物质，占总峰面积的95.81%，对荔枝白兰地香气贡献较大的是酯类60.77%、酸类12.23%、醇类7.62%、苯环衍生物6.13%、酮类化合物4.90%和萜烯类化合物4.53%，香气成分含量较高的前十种物质依次是乙酸乙酯19.02%、2，4-己二烯酸乙酯16.53%、山梨酸10.73%、琥珀酸二乙酯7.70%、辛酸乙酯4.73%、正戊醇4.60%、2，6-二叔丁基对苯甲酚2.25%、苯乙醇2.16%、玫瑰醚2.06%、己酸乙酯1.96%。构成荔枝白兰地香气特征的物质主要是酯类、醇类、酸类、少量的酚类及萜烯类化合物。

荔枝白兰地；香气成分；搅拌棒萃取；气相色谱-质谱法

荔枝（Litchi chinensisSonn）为无患子科（Sapindaceae）常绿乔木，主要分布于中国西南及南部沿海各省区[1-2]。荔枝色丽质优，清甜可口，营养丰富，具有独特风味，并且富含人体必需的氨基酸、维生素及微量元素，具有生津、益气、理气、止痛等功效，被誉为“岭南佳果”[3-4]。荔枝既可以鲜食，也可以做成荔枝干[5-6]、荔枝饮料[7]或发酵成荔枝醋[8-9]和荔枝酒[10-11]，荔枝酒再经蒸馏和陈酿后成为荔枝白兰地[12]等，其荔枝酒不仅保持了荔枝的原有风味和营养价值，而且其色泽金黄，香气馥郁，令人回味无穷，深受人们的喜爱。目前，关于荔枝及荔枝酒的中香气成分的研究已出现了不少的文献报道，人们利用诸如同时蒸馏萃取法（simultane ous distillation extraction，SDE）、液液萃取法（liquid-liquid extraction，LLE）、固相微萃取法（solid phase micro extraction，SPME）等不同的萃取方法对荔枝[13-14]及其发酵酒[15-17]的香气物质进行提取富集，并结合气质联用（gas chromatograph-mass spectrometer，GC/MS）分析技术，已经定性、定量出荔枝及其发酵酒中的香气物质成分，取得了不少研究成果。但是目前对荔枝白兰地香气成分的研究甚少，很多研究还是空白。本研究采用的萃取方法是近几年才出现的搅拌棒萃取技术（stir bar sportive extraction，SBSE），其是将具有聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）涂层的搅拌棒置于样品中进行搅拌吸附，其提取原理类似于固相微萃取（SPME），但多聚二甲基硅氧烷（PDMS）含量搅拌棒远高于SPME萃取头，因而有着很高的灵敏度。目前此技术已应用于水中污染物的检测[18]、果醋[19]和果酒[20-21]行业，然而在荔枝及荔枝酒香气成分的分析中尚未见到相关报道，本实验旨在用搅拌棒萃取法（SBSE）对荔枝白兰地的香气成分进行萃取，再结合GC/MS技术进行分析，以期对荔枝白兰地中的香气物质进行探讨，为荔枝白兰地香气的下一步研究提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

荔枝白兰地（荔枝XO）：酒精度40%vol，广东多生物科技有限公司提供。

NaCl（分析纯）：广州市化学试剂厂。

1.2 仪器与设备

TRACEDSQ气质联用仪：美国ThermoFinnigan公司；DB-Wax色谱柱（30m×0.25mm×0.25μm）：美国J＆W公司；PC-420D萃取磁力加热仪：美国Corning公司；搅拌棒（20mm×0.5mm）：德国Gerstel公司。

1.3 实验方法

1.3.1 香气物质的提取

搅拌棒萃取法（SBSE）：本实验参考DELGDO R等[22]的方法，并稍作改变：取10mL酒样，用超纯水按1∶1进行稀释，然后置于15mL样品瓶中，加入2g NaCl，放入搅拌转子，密闭样品瓶，置于磁力搅拌器上，室温条件下进行萃取，转子转速1100r/min，萃取时间60min。萃取结束后，用镊子取出搅拌棒，用蒸馏水冲洗直至搅拌棒上无残留样品，然后用滤纸将水分吸干，最后放入热解析玻璃管，供气相色谱分析用。

1.3.2 香气成分的GC/MS分析

GC条件：色谱柱为DB-MAX×30m×0.25mm×0.25μm，以He为载气，流速设为1mL/min。柱温升温程序为40℃保持3min，随后以4℃/min的速度升至160℃，7℃/min至230℃，在此温度下保持8min。连接杆温度设为230℃。脱附流速设为45mL/min，加热阀温度设为245℃，脱附管温度为270℃，脱附15min。传输线温度为255℃。冷阱捕集温度设为-30℃，以40℃/min升至255℃（二级解吸冷阱温度），出口分流比为3∶1。

MS条件：全扫描，范围为45～450amu，每秒扫描1次。电子电离（electronionization，IE）源，离子源温度设为230℃，电子能量设为70eV，灯丝流量设为0.2mA，检测器电压350V。

1.3.3 数据处理方法

将各色谱峰对应的质谱图进行人工解析及美国国家标准技术研究所（national insititute ofstandards and technology，NIST）色谱库检索，确定其化学成分。采用峰面积归一法对检测出的香气物质进行定量分析。

2 结果与讨论

图1为荔枝白兰地香气物质GC/MS的总离子图，经过NIST谱库检索，鉴定出的芳香化合物见表1。

图1 荔枝白兰地的GC-MS总离子图Fig.1 GC-MS total ion chromatogram of aroma components in litchi brandy

表1 为荔枝白兰地香气物质的GC-MS分析结果Table 1 GC-MS analysis result of aroma components in litchi brandy

续表

2.1 GC/MS分离鉴定结果

根据化合物的结构特征，与NIST谱库中标准化合物的图谱进行比较，在荔枝白兰地中共检测到65个峰，鉴定出61种物质。其相对含量占所有峰面积的95.81%。检出的化合物如表1所示：共有22种酯类（60.77%）、3种酸类（12.23%）、5种醇类（7.62%）、7种苯环衍生物（6.13%）、5种酮类（4.90%）、5种萜烯类化合物（4.35%）、6种烷烃类化合物（1.80%）、4种杂环类化合物（1.67%）、1种含硫化合物（0.23%）、1种内酯（0.31%）、1种缩醛（0.16%）和1种棕榈化合物（0.56%）。

其中含量最多的酯类是乙酸乙酯，含量占总成分的19.85%，乙酸乙酯具有很强的果香和酯香[23]，对荔枝白兰地的香气特征有着很大的贡献；含量仅次于乙酸乙酯的酯类是2，4-己二烯酸乙酯，含量占总成分的17.25%。另外，还检测出含量相对较高的酯类是琥珀酸二乙酯、辛酸乙酯、己酸乙酯、乙酸异戊酯、邻苯二甲酸二异丁酯，含量分别占总成分的8.00%、4.93%、2.04%、1.09%、1.05%；其中琥珀酸二乙酯具有淡而舒适的葡萄气味[16]，辛酸乙酯辛酸乙酯具有甜香味、花香味、水果味、香蕉味、梨味，类似白兰地香气[24]，己酸乙酯具有青苹果味道、草莓香味、果香和茴香味道，乙酸异戊酯具有新鲜的香蕉味[23]。剩余的酯类化合物共占总成分的6.27%。这些酯类共同作用、相互烘托对荔枝白兰地香气特征的构成起着一定的影响。

检测到的酸类化合物共3种，分别是2，4-己二烯酸（10.61%）、癸酸（1.00%）、辛酸（0.62%），其中辛酸具有奶酪味、腐败味和些许的涩味，而癸酸则带有令人不愉快的脂肪味[24]，低浓度的酸会赋予酒体清淡的、令人愉快的香味，但浓度过高时反而会对酒体香气品质产生消极的影响[25]。

相对含量较高的醇类物质是正戊醇（4.80%）和苯乙醇（2.25%），戊醇有着很好的醇香，苯乙醇的香味较为独特，具有愉快的花香和果香等多样风味[26]；两者对荔枝白兰地的香气构成起着积极的作用。

本实验还检测到5种萜烯类化合物，依次是玫瑰醚（2.15%）、α-松油醇（0.73%）、香茅醇（0.71%）桉叶醇（0.44%）和里那醇（0.32%），这些萜烯类化合物在酒中虽然含量不高，但由于其有着较低的阈值，对荔枝白兰地中香气特征的形成起着关键性的的作用。

酮类化合物中含量较高的是全反式-3，5-庚二烯-2-酮（5.74%）和4，4-二乙基-3-亚甲基-杂氧环丁酮（1.5%），其对荔枝白兰地特征香气的构成贡献不大。

苯环类化合物中含量较高的依次是2，6-二叔丁基对苯甲酚（2.35%）、2，2-亚甲基-（4-甲基-6-叔丁基）苯酚（1.42%）和3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲醛（1.03%），这些化合物通常存在于荔枝果实中，在荔枝酿造过程中进入荔枝酒，再经过蒸馏进入荔枝白兰地中，也会对荔枝白兰地香气有所影响。

至于检测到的其他诸如烃类、杂环类化合物等，由于相对含量较少，再加上大部分化合物的阈值较高，对荔枝白兰地的香气贡献很小，但要注意的是在杂环化合物中含量较高的是3-呋喃甲醛（0.56%），其具有谷物香气[26]，由于其阈值较低，因而会对荔枝白兰地特征香气的构成有着积极的贡献。

3 讨论

香气成分是决定果酒风味、质量与典型性的主要因素[27]。根据GC/MS分析结果，荔枝白兰地中的主要香气成分主要含有有酯类、酸类和醇类，并含有少量的酮、醛、酚类、呋喃及烃类化合物，来源于荔枝果实的萜烯类物质对荔枝白兰地中的香气特征的形成也起着重要的作用。本实验共检测到61种芳香化合物，对荔枝白兰地香气贡献较大的是酯类（60.77%）、酸类（12.23%）、醇类（7.62%）、苯环衍生物（6.13%）、酮类化合物（4.90%）和萜烯类化合物（4.53%），香气成分含量较高的前10种物质分别是乙酸乙酯（19.02%）、2，4-己二烯酸乙酯（16.53%）、2，4-己二烯酸（10.73%）、琥珀酸二乙酯（7.70%）、辛酸乙酯（4.73%）、正戊醇（4.60%）、2，6-二叔丁基对苯甲酚（2.25%）、苯乙醇（2.16%）、玫瑰醚（2.06%）、己酸乙酯（1.96%）。荔枝白兰地香气的形成是个十分复杂的过程，不仅涉及到荔枝果实的果香，还有发酵过程形成的发酵香气及蒸馏过程新形成的物质香气。因此，有必要借鉴其他水果白兰地香气物质的分析方法，并对荔枝白兰地香气物质的萃取条件（萃取温度、萃取时间、解析时间等）进行优化，再结合芳香物质的阈值等参考方法，进一步探讨荔枝白兰地中的特征香气物质及其形成机理。以便能更好地控制形成荔枝白兰地香气物质成分的主要因素，为荔枝白兰地的生产实践提供科学的指导。

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Aromatic components analysis in litchi brandy by GS-MS with stir bar sportive extraction

LU Ke1,QIAO Hui1,XUE Churan1,LIU Shuwen1*,XU Xiangwen2
(1.College of Enology,Northwest A&F University,Yangling 712100,China; 2.Guangdong Weiduo Biotechnology Co.,Ltd.,Maoming 525000,China)

The aroma components of litchi brandy were analyzed by GC-MS with stir bar sportive extraction,and the relative contents were determined by peak normalization method.65 compounds were separated and 61 of them were identified and determined,accounting to 95.81%of the total area of the peaks.Esters compounds contributed most to litchi brandy with the amount of 60.77%,organic acids compounds 12.23%,alcohols compounds 7.62%,benzene derivatives 6.13%,ketone compounds 4.90%and terpene compounds 4.53%.The top ten aroma composition in order was ethyl acetate 19.02%,2,4-hexadienoic acid ethyl ester 16.53%,sorbic acid 10.73%,diethyl butanedioate 7.70%,ethylcaprylate 4.73%,n-amyl alcohol 4.60%,2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol 2.25%,phenethyl alcohol 2.16%,rose oxide 2.06%,ethyl caproate 1.96%.It was found that esters compounds,organic acids compounds,alcohols compounds,terpene compounds and a few phenolic compounds constituted main aroma substance.

litchi brandy;aroma component;stir bar sportive extraction;GC-MS

TS262.7

A

0254-5071（2014）03-0137-04

10.3969/j.issn.0254-5071.2014.03.033

2014-01-06

广东省教育部产学研结合项目资助资金（2011A01003）；茂名市重大科技专项资助资金（2009B090300133）

卢柯（1987-），男，硕士研究生，研究方向为荔枝及荔枝酒香气分析。

*通讯作者：刘树文（1965-），男，教授，博士，研究方向为葡萄酒酿造工艺，葡萄酿酒微生物。