全果发酵与果渣发酵对欧李果酒香气特征的影响

刘婷婷，马岩石，李 娜，赵 鑫，王大为*（吉林农业大学食品科学与工程学院，吉林 长春　130118）



全果发酵与果渣发酵对欧李果酒香气特征的影响

刘婷婷，马岩石，李 娜，赵 鑫，王大为*
（吉林农业大学食品科学与工程学院，吉林 长春130118）

摘 要：分别以欧李全果及欧李果渣为原料发酵生产欧李果酒，采用顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术检测2种果酒中芳香成分，并结合不同香气成分的阈值与相对香气活度值，分析2种欧李果酒香气特征。结果表明：全果发酵欧李果酒检出香气成分50种，欧李果渣发酵果酒检出香气成分49种，2种酒皆含有的香气成分33种。全果发酵果酒独有香气成分17种，果渣发酵果酒独有香气成分16种。2种欧李果发酵酒的主要香气成分都为辛酸乙酯。在2种果酒中相对香气活度较大并有突出香气的化合物为辛酸乙酯、β-大马酮、3-甲基丁醛、里哪醇、己酸乙酯、乙酸苯乙酯以及苯乙醇。全果发酵酒具有类似杏仁香气，兼具脂香及果香。果渣发酵果酒具有明显果香，兼具花香、甜香，香气持久稳定。欧李全果发酵与果渣发酵果酒香气成分相对含量及相对香气活度值无显著性差异（P＞0.05）。欧李果渣发酵酒具有典型果酒香型特点，风格明显，同时充分利用欧李果汁生产副产物果渣，更具经济及社会效益。

关键词：欧李果酒；顶空固相微萃取；气相色谱-质谱；香气成分

引文格式：

刘婷婷, 马岩石, 李娜, 等. 全果发酵与果渣发酵对欧李果酒香气特征的影响[J]. 食品科学, 2016, 37(12): 99-104.

LIU Tingting, MA Yanshi, LI Na, et al. Comparison of aroma characteristics of Cerasus humilis wines fermented from whole fruits and pomace[J]. Food Science, 2016, 37(12): 99-104. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201612017. http://www.spkx.net.cn

欧李（Cerasus humilis），蔷薇科，樱桃属，为多年生落叶灌木[1]。欧李果颜色鲜艳、香气独特、肉厚汁多、酸甜可口、营养丰富。欧李果富含蛋白质、维生素、矿质元素、氨基酸等，尤其是钙含量在所有经济型水果中含量最高，被誉为钙果[2]。欧李果仁还是药食兼用郁李仁的来源。近年来欧李果汁、果脯[3]、果酱、果醋[4]、果酒等深加工产品层出不穷。以欧李果为原料经发酵酿造而成的欧李果酒，呈宝石红色，酒香浓郁、酒体醇厚、余味绵长[5-6]，备受消费者欢迎。目前，欧李果酒主要是采用欧李全果发酵制成，而欧李果汁加工过程产生的果渣并未得到充分利用而摈弃。果酒的香气直接影响其感官品质，是反映其风格的一个重要指标[7]。本研究采用顶空固相微萃取（headspace-solid phase micro extraction，HS-SPME）方法对全果发酵与果渣发酵的欧李果酒的香气成分进行收集萃取，通过气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）联用技术对2种酒的香气物质进行分析比较，并根据不同香气化合物的阈值及相对气味活度值（relative aroma activity value，ROAV）确定各香气成分对果酒香型特征与风格的影响，对欧李全果发酵果酒及欧李果渣发酵果酒的芳香化合物相对含量、种类差异性进行分析，为欧李果渣在果酒酿制方面的应用提供理论依据，为欧李果的高附加值利用提供参考。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

绵白糖（一级品）市售；欧李果（总糖含量为6.25%，糖酸比为3.14，出汁率为65.22%）沭阳俊玲苗木园艺场；酿酒高活性干酵母广东丹宝利酵母有限公司；氯化铵、氯化钙（食品级）株洲江海环保实业有限公司；香气成分标样美国Sigma-Aldrich公司。

1.2仪器与设备

SPN402F型电子天平奥豪斯国际贸易上海有限公司；ACS-15F型电子计价秤上海第二天平仪器厂；VS-1300型超净工作台苏州安泰空气技术有限公司；HR1882型榨汁机飞利浦（中国）投资有限公司；CT15RT型离心机上海天美生化仪器设备工程有限公司；干燥/培养两用箱日本岛津公司；5975-6890N GC-MS联用仪美国Agilent公司；二乙基苯/碳分子筛/聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene/carboxen/ polydimethylsiloxane，DVB/CAR/PDMS）萃取头美国Supelco公司。

1.3方法

1.3.1工艺流程

根据欧李果的原料特点并参考果酒酿造生产工艺，分别以欧李全果及欧李果渣为原料发酵生产欧李果酒[8-9]。

欧李全果或欧李果渣→调整组分→控温发酵→成熟→分离去除酒脚→净化处理→冷沉→精滤→无菌灌装封口→成品→芳香成分检测

1.3.2操作要点

1.3.2.1欧李全果发酵生产欧李果酒

1）挑选无病虫害，无霉烂的成熟欧李果，流动水清洗干净，备用。

2）按配方要求准确称取欧李果加入适量沸水继续煮沸维持2～3 min，进行软化及细菌处理，然后破碎、分离除去果仁（为中药郁李仁原料）后备用。

3）加入质量分数20%白砂糖调整料液的糖度与酸度[10]，为发酵液及产品提供适当的糖度和酒精体积分数，然后加热至微沸杀菌、冷却，备用。

4）称取欧李果质量分数2%～5%酿酒干酵母，38 ℃条件下活化处理15～30 min，备用[11]。

5）接种、发酵及成熟。发酵温度为24 ℃，每天检测发酵果汁糖含量和酸度变化，当糖度及酒精体积分数不发生变化即为发酵终止；发酵醪液18 ℃以下，陈酿10～15 d，酒醅完全下沉，分离，得到欧李果原酒，备用。

6）于温度4～5 ℃条件下将欧李原酒控温沉降澄清4～5 d，倒罐再次澄清处理4～7 d后，分离得到澄清欧李果酒，杀菌、冷却、无菌灌装封口得到欧李果酒[12]。

1.3.2.2欧李果渣发酵生产欧李果酒

以欧李果在榨汁过程中产生的欧李果渣为原料，按料水比为1∶1（g/g）加入纯净水，其他生产工艺与欧李全果发酵工艺相同。由于果渣主要成分为纤维，需要按果酒的糖酸比及酒精体积分数对发酵底物进行糖、酸含量调整[13]，使发酵能顺利进行。

1.3.3欧李果酒香气成分萃取

分别量取欧果酒样5 mL和2.5 g氯化钠加入到20 mL顶空瓶中，封盖后将SPME针管穿透顶空瓶的密封垫，调整插入长度，在45 ℃条件下进行水浴搅拌平衡20 min，使氯化钠充分溶解，待挥发性物质与上部空气、下部溶液互相平衡后，推手柄使纤维头伸出，在水浴45 ℃条件下萃取吸附40 min，萃取完毕后，将萃取针插入GC进样口，在250 ℃条件下解吸3 min，用于GC-MS联用分析[14-15]。

1.3.4欧李果酒GC-MS条件

GC条件：HP-1MS毛细管色谱柱（30 m×250 μm，0.25 μm）；进样口温度280 ℃；载气He；载气流量1.0 mL/min；手动且不分流进样；升温程序：柱初始温度80 ℃，保持3 min，再以8 ℃/min的速率升温至280 ℃保持15 min；气化室温度280 ℃。样品分离后 用Agilent 5975 MSD鉴定。

MS条件：电子电离源；电子能量70 eV；离子源温度280 ℃；接口温度280 ℃；质量扫描范围m/z 20.00～800.00。

1.3.5欧李果酒香气组分的分析

利用MS结果和C6～C20正构烷烃计算各个化合物的保留指数（retention index，RI），结合文献报道对化合物进行定性分析。采用面积归一化法定量，计算欧李酒中挥发性香气成分相对含量，取3 次检测结果的平均值为最终结果。

采用ROAV法[16]评价挥发性成分对欧李果酒风味的影响程度，确定欧李果酒主体风味成分。对样品主体风味贡献最大的组分为ROAVstan=100，其他组分（A）的ROAV按下式计算：

式中：CA、TA分别为各挥发性组分的相对含量/%和嗅觉阈值/（mg/L）；Cstan、Tstan分别为对样品主体风味贡献最大组分的相对含量/%和嗅觉阈值/（mg/L）。

嗅觉阈值的测定：配制相应酒精体积分数的模拟酒（酒精体积分数为12%、pH 3.2），将香气成分标准品溶于其中，随机选取30 名酒类鉴评人员采用进行品评，50%的品尝员能感知到目标香气化合物的最低质量浓度就是嗅觉阈值，同时对香气特征进行描述[17]。

1.3.6香气成分相对含量与ROAV差异显著性分析

利用SPSS软件采用t检验法，对全果发酵与果渣发酵欧李果酒香气成分相对含量与ROAV的差异性进行分析。

2　结果与分析

2.1全果发酵与果渣发酵欧李果酒中香气成分GC-MS分析

图1　全果发酵和果渣发酵欧李果酒香气成分GC-MS总离子流图Fig. 1　GC-MS total ion chromatograms of aroma components of wines made from whole fruits and pomace of Cerasus humilis

表1　欧李果酒香气成分Table 1 Aroma components of Cerasus humilis wines

续表1

如图1、表1所示，在全果与果渣发酵的欧李果酒中共检测出66种不同挥发性香气成分，其中酯类化合物有36种、醇类化合物有14种、酸类化合物8种、醛类化合物3种、其他类化合物5种。

在欧李全果发酵酒中，检测出50种香气成分，相对含量为（96.746±0.783）%。其中含有的酯类、醇类、酸类、醛类及其他类化合物的相对含量分别为（33.575±0.453）%、（59.391±0.076）%、（2.1 6 1±0.1 5 1）%、（1.2 9 7±0.0 3 7）%、（0.322±0.066）%。相对含量较高的香气化合物为辛酸乙酯、苯乙醇、异戊醇、正己醇、乙酸乙酯、苯甲醇，其相对含量分别为（26.416±0.015）%、（25.232±0.025）%、（23.581±0.005）%、（7.4 5 0±0.0 0 8）%、（2.5 9 4±0.0 1 5）%、（2.279±0.007）%。

在欧李果渣发酵酒中，检测出49种香气成分，相对含量为（96.572±0.830）%。其中含有的酯类、醇类、酸类、醛类及其他类化合物的相对含量分别为（34.115±0.540）%、（58.126±0.173）%、（0.3 9 3±0.0 6 2）%、（0.1 7 1±0.0 1 7）%和（0.236±0.038）%。相对含量较高的香气化合物为辛酸乙酯、异戊醇、苯乙醇、正己醇、异丁醇、苯甲酸乙酯，其相对含量分别为（26.433±0.028）%、（24.872±0.028）%、（23.433±0.026）%、（5.3 5 3±0.0 0 5）%、（3.3 3 1±0.0 0 5）%、（2.134±0.025）%。

表2　全果发酵与果渣发酵果酒挥发性成分的ROAVTable 2 ROAVs of volatile flavor compounds in different Cerasus humilis wines

采用ROAV分析各组分对欧李果酒总体风味的贡献程度[18-19]。根据表1化合物的嗅觉阈值及相对含量可知，辛酸乙酯在2种欧李果酒中的相对含量最高，嗅觉阈值相对偏小，因而辛酸乙酯对果酒风味有重要的贡献[20-21]，定义辛酸乙酯在2种欧李果酒中ROAVstan=100，计算其他化合物的ROAV。当ROAV不小于1时，确定该物质为欧李果酒的主体风味成分；当0.1≤ROAV＜1时，确定该物质对欧李果酒总体风味具有重要贡献[16]。由表2可知，2种欧李果酒ROAV大于0.1的香气化合物，共有31种，其中辛酸乙酯、β-大马酮、3-甲基丁醛、里哪醇、己酸乙酯、乙酸苯乙酯以及苯乙醇有较高的ROAV，并对2种欧李果酒的总体香气有重要影响，赋予欧李果酒令人愉悦的花香、果香以及甜香。

2.2全果发酵与果渣发酵欧李果酒香气成分比较

2.2.1酯类香气成分比较

酯类化合物是构成果酒香气的重要物质，对酒的主体香型及风格具有重要的影响[22]。在全果发酵与果渣发酵欧李果酒中共检测出36种酯类化合物，2种酒中共存的酯类化合物19种。全果发酵欧李果酒酯类物质27种，相对含量为（33.575±0.453）%。果渣发酵欧李果酒酯类物质28种，相对含量为（35.015±0.540）%。2种酒的主要酯类香气化合物皆为辛酸乙酯、乙酸乙酯、苯甲酸乙酯、乙酸苯乙酯、乙酸香叶酯，此5种香气化合物的ROAV较高，赋予欧李果酒强烈的果香。另外ROAV较高的γ-壬内酯，赋予全果发酵果酒奶油香及椰子香，γ-十二内酯赋予果渣发酵果酒水果及蜜香。全果发酵欧李果酒中酯类偏向于具有油脂香成分，而果渣发酵欧李果酒的香气成分偏向于具有果香与花香成分。

2.2.2醇类香气成分比较

醇类香气化合物的相对含量在整体香气化合物中的比例最大，但除一些萜烯类醇外ROAV并不高。在全果发酵与果渣发酵欧李果酒中共检测出14种醇类化合物，共同含有的醇类化合物有7种。其中全果发酵欧李果酒醇类物质含有9种，相对含量为（59.391±0.076）%，主要为苯乙醇、2-甲基-1-丙醇（异戊醇）、正己醇、苯甲醇、里哪醇。果渣发酵欧李果酒含有12种醇类香气化合物，相对含量为（60.957±0.173）%，高于全果发酵欧李果酒，且主要醇类香气化合物不同，主要为2-甲基-1-丙醇（异戊醇）、苯乙醇、正己醇、1-辛醇。在2种果酒中相对含量较高是苯乙醇，具有淡雅细腻的玫瑰香，是欧李果酒主要的香气成分之一[23]。另外，在果渣发酵欧李果酒中相对含量较高的3-甲基-1-丁醇（异丁醇）在全果发酵欧李果酒中未检出。异丁醇具有青草香气，阈值很高，ROAV低，对欧李果酒的香气贡献较小。本研究中检验出3种萜烯醇，里哪醇、香草醇和trans-橙花叔醇。萜烯醇一般都具有玫瑰花香，嗅觉阈值低，ROAV高，对欧李果酒芳香风格具有重要影响，在果渣发酵欧李果酒中萜烯醇相对含量较高，果渣发酵欧李果酒较全果发酵欧李果酒具有更强烈的花香。

2.2.3酸类香气成分比较

在全果发酵与果渣发酵欧李酒中共检测出酸类香气化合物8种，分别为乙酸、2-甲基丁酸、己酸、辛酸、香叶酸、癸酸、月桂酸、棕榈酸。其中全果发酵欧李果酒含酸类物质7种，相对含量为（2.161±0.151）%，果渣发酵欧李果酒仅有3种酸类物质，相对含量为（0.193±0.062）%，远小于全果发酵的欧李果酒。根据8种有机酸的ROAV，只有己酸与辛酸具有活性，并都存在于全果发酵欧李果酒中，在低浓度时散出类似奶酪和奶油的风味，在高浓度时则具有腐败味和刺激味，对欧李果酒风味具有不良影响。

2.2.4醛、酮及其他类香气成分比较

在2种欧李果酒中还检测出醛类、酮类及其他香气化合物。由于在处理欧李果时全果发酵欧李果没有去核，因此在酒中含有较高相对含量的苯甲醛与5-甲基糠醛，其具有杏仁、坚果香。由于苯甲醛的香气活性高，使全果发酵欧李果酒带有果仁香气。对果渣发酵欧李果酒具有重要影响的是具有果皮香及花香的3-甲基丁醛、壬醛及2,3,5,6-四甲基吡嗪。β-大马酮在2种酒中相对含量都很少，全果发酵相对含量为（0.017±0.008）%，果渣发酵相对含量为（0.013±0.007）%，但其具有较大的ROAV，对2种酒的整体香气影响较大，赋予欧李果酒类似苹果、李子等果香。

2.3香气成分相对含量与ROAV进行t检验分析

表3　香气成分相对含量及ROAV t检验结果Table 3 -Test results for relative contents of aroma components and ROAV

为进一步分析2种欧李果酒整体香气成分的差异性，根据香气成分相对含量及ROAV进行t检验。利用SPSS软件得到P值。由表3可知，全果发酵与果渣发酵欧李果酒香气成分相对含量及ROAV均差异不显著（P＞0.05），所以采用欧李果渣为原料发酵酿制的欧李果酒仍然具有良好的风味。

3　结 论

采用HS-SPME法，通过GC-MS分析全果发酵和果渣发酵欧李果酒香气成分，2种酒中香气物质相对含量最高的为辛酸乙酯，分别为（26.416±0.015）%和（26.433±0.028）%。

通过对香气化合物阈值与ROAV分析，全果发酵欧李果酒中香气化合物赋予果酒杏仁、油脂及果香，果渣发酵欧李果酒中香气化合物赋予果酒花香、果香及甜香，果渣发酵欧李果酒更具独特果香。

通过t检验可知，全果发酵欧李果酒与果渣发酵欧李果酒香气成分相对含量及ROAV均无显著性差异。欧李果渣可用于欧李果酒的生产原料，提高欧李果综合利用价值。

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Comparison of Aroma Characteristics of Cerasus humilis Wines Fermented from Whole Fruits and Pomace

LIU Tingting, MA Yanshi, LI Na, ZHAO Xin, WANG Dawei* (College of Food Science and Engineering, Jilin Agricultural University, Changchun130118, China)

Abstract:In this study, the aroma components of wines respectively fermented from whole fruits and pomace of Cerasus humilis were detected by headspace-solid phase micro extraction (HS-SPME) and gas chromatography-mass spectrometry (G C-MS), and then aroma characteristics were analyzed by the odor thresholds and relative odor activity values (ROAV) of different aroma components. The results showed that a total of 50 and 49 aroma components were detected from Cerasus humilis wines fermented from whole fruits and pomace, respectively, 33 components of which were common to both. Seventeen and 16 aroma components were exclusively present in the two wines, respectively. In addition, according to their ROAV, octanoic acid ethyl ester, β-damascenone, 3-methyl butyraldehyde, farnesol, ethyl caproate, phenylethyl acetate, benzyl carbinyl acetate and phenethyl alcohol made a major contribution to the aroma of both wine samples. The whole fruit wine possessed an almond-like aroma in addition to fatty and fruity aromas. The pomace wine had a fruity, floral and sweet aroma, which was stable and long-lasting. Moreover, there was no significant difference (P > 0.05) in the relative contents and ROAV of aroma components in the two wines. The pomace wine had the typical characteristics of wine flavor and obvious style. The value-added utilization of Cerasus humilis fruit pomace, a by-product of the production of Cerasus humilis juice, could bring about significant economic and societal benefits.

Key words:Cerasus humilis wine; headspace-solid phase micro extraction (HS-SPME); gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS); aroma components

收稿日期：2016-02-10

基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目（2013BAD16B08）；国家高技术研究发展计划（863计划）项目（2011AA100805）

作者简介：刘婷婷（1984—），女，副教授，博士，研究方向为粮油植物蛋白工程与功能食品。E-mail：ltt1984@163.com

*通信作者：王大为（1960—），男，教授，博士，研究方向为粮油植物蛋白工程与功能食品。E-mail：xcpyfzx@163.com

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201612017 10.7506/spkx1002-6630-201612017. http://www.spkx.net.cn

中图分类号：TS255.54

文献标志码：A

文章编号：1002-6630（2016）12-0099-06