红心火龙果果酒挥发性成分分析

殷俊伟，龚　霄*，王晓芳，刘洋洋，李积华，李亚军

（1.华中农业大学 食品科技学院，湖北 武汉 430070；2.中国热带农业科学院 农产品加工研究所，广东 湛江 524001；3.广东省级现代农业（热带农产品加工与检测）产业技术研发中心，广东 湛江 524001；4.广夏（银川）实业股份有限公司，宁夏 银川 750011）

红心火龙果果酒挥发性成分分析

殷俊伟1，2，3，龚霄2，3*，王晓芳2，3，刘洋洋2，3，李积华2，3，李亚军4

（1.华中农业大学 食品科技学院，湖北 武汉 430070；2.中国热带农业科学院 农产品加工研究所，广东 湛江 524001；3.广东省级现代农业（热带农产品加工与检测）产业技术研发中心，广东 湛江 524001；4.广夏（银川）实业股份有限公司，宁夏 银川 750011）

该研究采用顶空固相微萃取（HS-SPME）技术联合气相色谱-质谱（GC-MS）法对火龙果果酒样品中挥发性成分进行分析。结果显示，火龙果果酒中的挥发性成分主要有34种，包括酯类（39.68%）、有机酸类（39.04%）、醇类（16.91%）、醛类（1.09%）、酚类（0.44%）、酮类（0.43%）及其他化合物（2.41%）。相对含量较高的有乙酸（34.63%）、乳酸乙酯（21.83%）、苯乙醇（10.21%）、异戊醇（5.96%）、琥珀酸二乙酯（5.02%）、辛酸乙酯（3.55%）、辛酸（2.44%）、癸酸乙酯（2.21%）、棕榈酸乙酯（2.00%）和十五烷酸乙酯（1.82%）。此外，还检测出少量萜类物质，如D-柠檬烯（1.50%）。结果表明，火龙果果酒中含有大量香气成分，赋予了产品类似酱香型白酒、白兰地、玫瑰及火龙果的特殊香气。

火龙果果酒；顶空固相微萃取；气相色谱-质谱法；挥发性成分

火龙果（Hylocereusspp.）又名仙人果、吉祥果等，为仙人掌科三角柱属的果用栽培品种，原产于中美、南美［1］，依据特征果皮与果肉的颜色可分为红皮白肉火龙果（Hylocereusundatus）、黄皮白肉火龙果（Hylocereusmegalanthus）、红皮红肉火龙果（Hylocereus costaricensis）3种。火龙果含有丰富的糖、有机酸、氨基酸、维生素、膳食纤维，有清热解毒、降血压等生理功能，具有很高的食用价值［2］。目前，在中国、越南、菲律宾和以色列等热带地区的国家已实现商业化种植。

红肉火龙果因富含对人体健康有益的β-花青苷而日益受到消费者欢迎［3］。β-花青苷具有强效的抗氧化活性和帮助身体抵御氧化损伤导致的疾病的潜能［4］。以红肉火龙果为原料发酵而成的果酒不仅保留了红肉火龙果的营养，且符合现代消费者对健康的追求［5］。

香气是水果及果酒感官品质的重要组成部分。果酒的香气来源可分：果香、酵香、陈酿香。果酒芳香物质种类、含量、阈值及其之间的相互作用决定着果酒的感官品质，决定了果酒的风味和典型性。不同品种水果香气不同［6］，同一原材料不同发酵工艺［7］或不同酵母发酵香气也会产生差异［8-10］，同种工艺生产的果酒年份不同香气不同［11］。因此研究果酒中香气成分是很有必要的，但至今关于火龙果果酒香气成分的研究报道较少。

本研究采用应用广泛的顶空固相微萃取法（headspacesolid phase microextraction，HS-SPME）气相色谱-质谱法（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）［12-14］对红肉火龙果果酒的挥发性成分进行分析，以期为火龙果果酒香气成分研究提供方法支持，为高品质火龙果果酒的生产提供理论支持，并促进火龙果果酒的标准化生产。

1　材料与方法

1.1材料

红肉火龙果果酒（酒精度（12±1）%vol，干型）：中国热带农业科学院农产品加工研究所。

1.2仪器与设备

GCMS-QP2010 Plus气相色谱-质谱联用分析仪：日本岛津公司；PAL System三合一进样器：瑞士CTC公司；萃取头（50/30 μm，DVB/CAR/PDMS）：美国Supelco公司；毛细管柱VF-Wax（30 m×0.25 mm，0.25 μm）：美国Varian公司。

1.3方法

1.3.1样品前处理方法

取果酒8mL于15mL固相微萃取的样品瓶中，加盖密封，于60℃下平衡10 min，萃取吸附40 min后，自动进样，进行GC-MS分析。进样口温度250℃，解吸3 min。

1.3.2GC-MS条件

气相色谱（GC）条件：毛细管柱VF-Wax（30m×0.25mm，0.25 μm）；程序升温：初始温度40℃，保留5 min，以4℃/min的速率升至120℃，再以5℃/min的速率升至210℃，保留5 min；进样口温度250℃；载气高纯度氦气（He），流速1 mL/min；无分流进样。

质谱（MS）条件：电子电离（electron ionization，EI）源，电子能力70 eV，离子源温度230℃，四级杆温度150℃，全扫描模式，扫描范围45～600 m/z，溶剂延迟5.5 min。

1.3.3定性与半定量分析

定性分析：质谱结果经Wiley.lib数据库和美国国家标准技术研究所（nationalinstituteofstandardsandtechnology，NIST）14.lib谱库检索，仅对匹配值（similarity index，SI）＞90（最大匹配值为100）的鉴定结果予以报道。

半定量分析：采用峰面积归一化法计算火龙果果酒中各挥发性成分的相对含量。

2　结果与分析

红肉火龙果果酒的挥发性成分的GC-MS总离子流色谱图见图1。红肉火龙果果酒SPME萃取物质图谱通过与WILEY.lib和NIST14.lib谱库检索及对比分析，鉴定出的主要挥发性成分及部分挥发性成分的香气描述见表1。

图1　火龙果果酒挥发性成分GC-MS分析总离子流色谱图Fig.1 Total ions chromatogram of volatile components in red pitaya fruit wine analysis by GC-MS

表1　火龙果果酒中挥发性化合物气质联用分析结果Table 1 GC-MS analysis results of volatile components in red pitaya fruit wine

续表

由图1及表1可知，经GC-MS分析，红心火龙果果酒中能检测到有保留时间和峰面积的挥发性成分有62种，其中SI≥90有34种，占总检出挥发性成分的54.8%，包括酯类14种（39.68%），酸类6种（39.04%），醇类8种（16.91%），醛类1种（1.09%），酚类2种（0.44%），酮类2种（0.43%）及其他化合物5种（2.41%）。相对含量较大的有11种，分别为乙酸（34.63%），乳酸乙酯（21.83%），苯乙醇（10.21%），异戊醇（5.96%），琥珀酸二乙酯（5.02%），辛酸乙酯（3.55%），辛酸（2.44%），癸酸乙酯（2.21%），棕榈酸乙酯（2.00%），十五烷酸乙酯（1.82%），D-柠檬烯（1.50%）。共占91.16%。

与主要挥发性成分为醛类、烃类及萜类化合物的火龙果果肉［15-16］相比，火龙果果酒中相对含量较高的为酯类、有机酸类和醇类，共占总挥发性成分的95.63%。发酵过程对酒体产生了影响。酯类物质对果酒的香味起着积极作用。火龙果酒中含有乳酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯等酯类物质，其中乳酸乙酯有助香作用且可增加酒体醇厚感［17］；癸酸乙酯香气阈值为0.2 mg/L，具有香甜的水果香气；辛酸乙酯具有花香、水果和白兰地的风味，其香气阈值极低为0.002 mg/L［8］。高级醇是酒精饮料中另一类重要的挥发性香气物质。在本实验火龙果酒酒体中，高级醇有苯乙醇、异戊醇、正辛醇、正壬醇。其中，苯乙醇有玫瑰花香且所占比重较大，异戊醇也是果酒中普遍存在的高级醇类，适量的异戊醇可使酒体醇厚并具回甜感。高级醇类在发酵过程中可通过氨基酸分解代谢途径（Ehrlich途径）生成，异戊醇和苯乙醇可能是由亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸衍生而来［18］。火龙果果酒中还检出少量D-柠檬烯，D-柠檬烯有新鲜橙子香气及柠檬样香气。这与甘秀海等［16］对火龙果果汁的挥发性成分的检测结果一致。

3　结论

顶空固相微萃取与气质联用是一种快速、简单、需样品量少的分析果酒中挥发性成分的方法。本研究采用HS-SPME结合GC-MS分析对进行了定性和半定量检测，并对结果进行了讨论分析。火龙果果酒中定性检测出挥发性物质34种。其中，酯类物质14种，醇类物质8种，酸类物质6种，醛类物质1种，酚类物质2种，其他类物质5种。相对含量较多的酯类、酸类及醇类化合物，占检出挥发性化合物总量的95%以上，分析认为这些挥发性成分对火龙果果酒的品质起一定作用。果酒的香气大部分是由酯类物质贡献的，酯类物质的种类和含量决定酒的香味。红心火龙果果酒中含有大多数果酒中有的辛酸乙酯、癸酸乙酯、异戊醇、苯乙醇、辛酸等，这些挥发性成分可赋予果酒类似酱香型白酒、白兰地、椰子、玫瑰和水果的香气。

GC-MS是一种对样品中挥发性成分结构和含量的半定量分析方法，并不能对香气本质的嗅感呈香特性进行鉴定分析。今后将进一步结合气相色谱-嗅闻（gaschromatography-olfactometry，GC-O）分析，以鉴定火龙果果酒特征香气和特征香气成分。同时本研究仅针对特定菌种和发酵工艺下的红心火龙果果酒挥发性成分进行了分析，尚且不能代表所有品种火龙果果酒。但对挥发性成分的分析是特征香气成分研究的基础，本研究对火龙果果酒挥发性成分分析提供了可靠的分析方法。

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Analysis of volatile components in red pitaya fruit wine

YIN Junwei1，2，3，GONG Xiao2，3*，WANG Xiaofang2，3，LIU Yangyang2，3，LI Jihua2，3，LI Yajun4
（1.College of Food Science and Technology，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070，China；2.Agriculture Products Processing Research Institute，Chinese Academy of Tropical Agriculture Sciences，Zhanjiang 524001，China；3.Guangdong Provincial Modern Agriculture（Tropical Agricultural Products Processing and Detection）Industry Technology Research and Development Center，Zhanjiang 524001，China；4.Guangxia（Yinchuan）Industry Limited Liability Company，Yinchuan 750011，China）

The volatile components in red pitaya fruit wine were analyzed by headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry（HS-SPME-GC-MS）.Results showed that 34 volatile components were detected in red pitaya fruit wine sample，including esters（39.68%），organic acids（39.04%），alcohols（16.91%），aldehydes（1.09%），phenols（0.44%），ketones（0.43%）and other compounds（2.41%）.In the all of the volatile components，the relative content of acetic acid（34.63%），ethyl lactate（21.83%），phenylethyl alcohol（10.21%），isoamyl alcohol（5.96%），succinic acid ethyl ester（5.02%），ethyl octanoate（3.55%），octylic acid（2.44%），ethyl decanoate（2.21%），ethyl hexadecanoate（2.00%），pentadecane acid ethyl ester（1.82%）was higher.Moreover，a small amount of terpenoid substances such as D-limonene（1.50%）in the wine were detected.The red pitaya fruit wine contained a lot of aroma components，which offer the products special aroma similar to Moutai-flavor Baijiu，brandy，rose，and red pitaya.

red pitaya fruit wine；HS-SPME；GC-MS；volatile components

TS255.46

0254-5071（2016）09-0159-04doi：10.11882/j.issn.0254-5071.2016.09.036

2016-06-17

公益性行业（农业）科研专项（201303077）；广东省级现代农业（热带农产品加工与检测）产业技术研发中心项目

殷俊伟（1990-），女，硕士研究生，研究方向为果蔬加工。

龚霄（1984-），男，副研究员，博士，研究方向为食品发酵与酶工程。