刘永衡,蔡 倩,吴桂君
(1.银川能源学院生物工程系,宁夏永宁750105;2.宁夏医科大学公共卫生学院,宁夏银川750000)
幸运李子果酒香气成分分析
刘永衡1,蔡倩2,吴桂君1
(1.银川能源学院生物工程系,宁夏永宁750105;2.宁夏医科大学公共卫生学院,宁夏银川750000)
采用溶剂萃取法提取幸运李子果酒中的香气成分,经气相色谱-质谱联机分析,陈酿30 d的样品(LA1)以及陈酿120 d的样品(LA2)分别鉴定出45个、48个香气组分,其中主要包括醇类、酯类、有机酸、酮、长链烷烃以及少量酚类和醚。结果表明,不同酿造期间的幸运李子果酒香气成分有明显变化,醇类和酯类化合物为李子果酒样品中最主要的香气成分,醇类成分总含量随着陈酿时间的增加由相对百分含量50.29%下降为40.09%,酯类成分总含量随着陈酿时间的增加由相对百分含量为18.79%上升到25.28%。
李子果酒;香气成分;气相色谱-质谱
李子(Prunus salicinaLindl.)果实营养丰富,成分主要有蛋白质、碳水化合物、钙、磷、铁、胡萝卜素、尼克酸、抗坏血酸、微量的硫胺素、核黄素等。李子不耐贮存,果实成熟采摘后若不及时处理很容易腐烂。利用发酵技术研究开发李子全汁发酵酒,不仅提高了产品的附加值,而且调动了果农的种植积极性[1]。此外,发酵型果酒具有酒精度低、含糖量低、保持了原水果的特有香气和天然营养成分的特点,适量饮用可舒经活络,调整新陈代谢,促进血液循环,具有较强的保健作用[2]。在酿造过程中,发酵产生的香气物质构成了果酒的主要香味,对于果酒的风格有着重要的影响[3]。所以,研究发酵李子酒中的香气成分对李子酒产品质量的提高具有实际的指导意义。
幸运李子是我国在20世纪90年代引进的原产自美国的优良晚熟品种,果肉呈黄色,肉质硬,纤维少,果汁较多,味甜,清香,含可溶性固形物12.5%;离核,核极小,可食率达97%[4]。本研究以幸运李子为材料,利用3种酿酒酵母分别对幸运李子进行发酵酿造并筛选出适合其发酵生产的酵母品种,对其中香气最为浓郁独特的幸运李子果酒样品初步进行了气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectroscopy,GC-MS)联用分析。目前,国内外只有对李子的果酒加工工艺研究、香气成分分析以及对于幸运李子生长生理特征研究[5-8],对于幸运李子的发酵酿酒以及香气分析研究尚处于空白地位,本课题初步比较研究了3种酵母发酵下的幸运李子果酒以及发酵过程中的香气成分变化,旨在为其产品开发和品质分析提供一定的科学依据。
1.1材料与试剂
1.1.1材料
幸运李子:宁夏银川能源学院生物工程系农产品实验基地提供。
安琪葡萄酒·果酒专用酵母SY、丹麦Vitilevwre KD酿酒酵母、澳大利亚Lalvin RA17 U3656酿酒酵母:宁夏银川能源学院生物工程系微生物实验室保存。
1.1.2试剂
二氯甲烷(色谱纯):美国Fisher公司;二氯甲烷(分析纯)、无水硫酸钠(分析纯):国药集团化学试剂有限公司。
1.2仪器与设备
QP2010GC/MS联用仪:日本岛津公司;R-3旋转蒸发仪:瑞士BUCHI公司。
1.3实验方法
1.3.1李子果酒的酿造工艺流程
经过此流程酿造30 d后,取3种酵母发酵李子酒进行果汁香气感官检验,放在通风良好、无任何气味的房间内,由3名专业人员从香气典型性、香气强弱、香气持续时间3个方面综合评价香气,最终确定以澳大利亚Lalvin RA17 U3656果酒酵母发酵的幸运李子果酒(该果酒样品以下简称为LA)香味最为浓郁独特,酸甜适口,采用LA样品进行进一步GC-MS分析。
1.3.2李子果酒香气成分提取
分别取主发酵完成后陈酿30 d的LA酒样(以下简称LA1)、主发酵完成后陈酿120 d的LA酒样(以下简称LA2)100 mL,采用溶液萃取法,用100 mL、80 mL、60 mL二氯甲烷分别萃取3次,合并有机相,旋转蒸发仪减压浓缩至5mL,以无水硫酸钠干燥脱水,浓缩至l mL,供GC-MS分析。
1.3.3GC-MS分析条件
气相色谱条件:色谱柱采用Rxi-5Sil毛细管柱(0.25μm× 0.25 mm×30 m);程序升温:起始温度为60℃,保持4 min,以5℃/min升至140℃,保持5 min,再以4℃/min升至240℃,保持l min;载气为He,柱流速为1.02 mL/min;分流比50∶1,进样口温度为250℃。
质谱工作条件:离子源温度为230℃,接口温度300℃,电离方式为电子电离(electron ionization,EI)源,电子能量为70 eV,灯丝流量0.20 mA,四级杆温度150℃,全扫描模式,扫描范围35~500 amu。
1.3.4数据处理
定性方法:由GC-MS分析得到的质谱数据经计算机在NIST11标准谱库检索及WILEY275质谱图库比对,鉴定出大部分峰。
定量方法:用峰面积归一化法计算出各成分的相对含量。
陈酿30 d的幸运李子酒(LA1)及陈酿120 d的幸运李子酒(LA2)中香气成分的GC-MS总离子流色谱图见图1,各组分经NIST11检索谱库分析,李子酒中香气成分的鉴定结果分别见表1、表2。
图1 LA1(A)及LA2(B)李子酒香气成分GC-MS总离子流色谱图Fig.1 Total ion chromatogram of aroma components in LA1(A)and LA2(B)prune plum wine analysis by GC-MS
由表1可知,从幸运李子果酒样品LA1 GC-MS分析检测中总共鉴定出45个化合物,其中醇类化合物总计14种,占总香气成分相对百分含量的50.97%,含量最高的为苯乙醇,占23.83%;酯类化合物总计11种,相对百分比含量为18.79%,含量最高的为(S)-(-)1,2,4-丁三醇-4-乙酸酯,占5.74%;酸类化合物总计6种,相对百分比含量为10.36%;酮类化合物总计7种,相对百分比含量为6.25%;酚类化合物3种,相对百分比含量为4.71%;此外还含有少量其他成分4种包括二乙二醇单甲醚(1.39%)、甲基-D-赤式戊呋喃糖(1.61%)、2,3-二氢噻吩(2.12%)、正三十四烷(2.82%)。
由表2可知,从幸运李子果酒样品LA2 GC-MS分析检测中总共鉴定出48个化合物,含量占总成分的96.78%。其中醇类化合物总计12种,占总香气成分相对百分含量的40.09%,含量最高的为苯乙醇,占13.80%;酯类化合物总计11种,相对百分比含量为25.58%,酯类成分含量最高的为乙酸异戊酯,占13.51%;酸类化合物总计4种,相对百分比含量为9.55%;酮类化合物总计6种,相对百分比含量为4.16%;长链烷烃类化合物7种,占7.62%;酚类化合物3种,相对百分比含量为5.26%;此外还含有少量其他成分5种包括2,3-二氢噻吩(0.98%)、2,3-二氢苯并呋喃(0.41%)、柠檬烯环氧化物(1.85%)、4-乙酰基-2-蒈烯(0.98%)、1,3,12-十九碳三烯(0.56%)。
表1 LA1香气成分的GC-MS分析结果Table 1 GC-MS analysis results of aroma components in LA1 prune plum wine
表2 LA2香气成分的GC-MS分析结果Table 2 GC-MS analysis results of aroma components in LA2 prune plum wine
续表
香气成分是决定果酒风味质量的主要原因,已有大量研究表明高级醇类和酯类是果酒香气中含量最多的成分(如苯乙醇、丁二酸乙酯等[9-11]),这在本实验中也得到了进一步证实。国内外有研究表明香气成分随着酿造时间的增加呈现明显变化[12-14],对比LA1和LA2的GC-MS分析结果,相对于LA1、LA2中醇类成分总含量明显下降,由总成分相对百分含量50.29%下降为40.09%,而且醇类总成分中含量最高的苯乙醇由23.83%下降为13.80%;酯类成分总含量明显上升,由18.79%上升为25.28%,本研究发现随着发酵时间增加幸运李子果酒样品酯类主要成分发生了明显变化,LA1中酯类成分含量最高的为(S)-(-)1,2,4-丁三醇-4-乙酸酯(5.74%),而LA2中为乙酸异戊酯(13.51%),乙酸异戊酯具有强烈的水果香味,是香蕉的典型香气成分[15];酸类和酮类成分含量略为下降;此外,两个样品中都含有部分长链烷烃,这与李子果汁中的挥发物质分析较为一致[16],与LA1相比较,LA2中长链烷烃类化合物含量有所上升,这可能是随着陈酿时间的增加样品中部分香气成分氧化的结果;酚类化合物和其他微量成分含量变化较小,LA1和LA2中都含有丁子香酚、2,4-二叔丁基苯酚以及2,3-二氢噻吩。
本实验报道了幸运李子果酒的香气成分并对陈酿过程中香气成分的变化做了初步对比研究,经比较,幸运李子果酒陈酿时间不同,香气成分的数量变化不大,但主要香气成分的含量以及种类都有明显变化,总体呈现随着陈酿时间增加醇类含量下降、酯类含量上升、酸类和酮类含量略为下降、酚类和长链烷烃类含量上升的趋势。另外,以澳大利亚Lalvin RA17 U3656果酒酵母酿造的果酒比安琪葡萄酒·果酒专用酵母SY、丹麦Vitilevwre KD酿酒酵母酿造的果酒香气较为浓郁,口感较为优异。综上所述,李子果酒的香气成分变化较为明显且有一定的规律,其变化机理有待于进一步研究,本实验为今后进一步的系统精细研究提供了一定得科学依据。
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Analysis of aroma compositions of Lucky prune plum wine
LIU Yongheng1,CAI Qian2,WU Guijun1
(1.Department of Bioengineering,College of Yinchuan Energy,Yongning 750105,China;2.College of Public Health,Ningxia Medical University,Yinchuan 750000,China)
The aroma compositions in Lucky prune plum wine were extracted by solvent extraction method.45 and 48 kinds of aroma compounds were identified by GC-MS from the two samples that brewed for 30 d(LA1)and 120 d(LA2),mainly including alcohol,ester,organic acid,ketone,alkane and a small amount of phenols and ethers.The results showed that the aroma components in the wine with different brewing period had obvious change,alcohol and ester compounds were the main aroma components of plum wine samples.The alcohol compositions in total composition relative percentage decreased from 50.29%to 40.09%with the increase of aging time.However,the ester compositions in total composition relative percentage increased from 18.79%to 25.28%with the increase of aging time.
prune plum wine;aroma compositions;GC-MS
TS262.7;TS261.4;TS261.7
A
0254-5071(2015)10-0138-04
10.11882/j.issn.0254-5071.2015.10.031
2015-09-02
银川能源学院2012年校级科研基金资助项目(2012-KY-P-13)
刘永衡(1985-),男,讲师,硕士,主要从事发酵技术教学研发以及天然产物研究与开发工作。