赤霞珠果醋香气成分的GC-MS分析

吴桂君，蔡倩，陈晓倩，张惠玲

（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；3.宁夏大学农学院，宁夏银川750000）

赤霞珠果醋香气成分的GC-MS分析

吴桂君1，蔡倩2，陈晓倩1，张惠玲3

（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；3.宁夏大学农学院，宁夏银川750000）

采用溶剂萃取法提取、富集赤霞珠果醋中的香气成分，经气相色谱-质谱（GC-MS）联用分析，综合谱库检索技术对化合物进行鉴定。结果表明，葡萄皮渣酿造果醋样品（SP1）和葡萄果汁酿造果醋（SP2）分别鉴定出48种、20种香气组分。其中酯类、酸类和醇类化合物为葡萄果醋样品中最主要的香气成分，在SP1、SP2样品中酯类、酸类和醇类化合物的相对含量分别为58.29%和52.39%，24.63%和35.10%，7.35%和11.37%。

赤霞珠果醋；香气成分；气相色谱-质谱法

赤霞珠（Cabernet Sauvignon）、蛇龙珠（Cabernet Gernischt）和品丽珠（Cabernet Franc）属于Carbernet系列品种，被称为“三珠”，以其独特的酒质成为世界著名酿酒品种[1-3]。其中赤霞珠（Cabernet Sauvignon）属于欧亚类群，原产法国，是我国目前栽培面积最大的酿酒红葡萄品种。随着葡萄酒产业在我国快速的发展，葡萄酒酿制过程中产生了大量的葡萄皮渣，其中主要是葡萄皮、葡萄籽和果梗等。目前这些皮渣主要被用作饲料、肥料，其综合利用率较低，造成很大的浪费[4]。而果醋是一种营养丰富、风味优良的酸味调味品，它兼有水果和食醋的营养保健功能。科学研究发现，果醋具有多种功能，果醋能促进新陈代谢，调节酸碱平衡，消除疲劳，果醋中含有10种以上的有机酸和人体所需的多种氨基酸[5]。在酿造过程中，发酵产生的香气物质构成了果醋的主要香味，也是影响其质量和典型性的重要因素，目前国内外尚少有针对赤霞珠果醋香气成分的研究，只有对其组分含量、加工工艺或其他水果酿造果醋方面的研究[6-8]。本研究分别采用葡萄酒酿造过程中产生的副产品葡萄果渣和葡萄果汁进行果醋的发酵酿造，并对其香气成分进行气质联用（gaschromatography-massspectrometer， GC-MS）分析，旨在提高葡萄果实综合利用率，为后续新产品开发和品质分析提供一定的科学依据。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

1.1.1材料

赤霞珠葡萄：宁夏银川市永宁县玉泉营葡萄基地引种，银川能源学院生物工程系农产品实验基地栽培；安琪葡萄酒·果酒专用酵母：安琪酵母股份有限公司；恶臭醋酸杆菌浑浊变种AS1.41：宁夏银川三利酱醋有限责任公司。

醋酸菌液体培养基：葡萄糖1%，酵母膏1%，CaCO31.5%，体积分数95%的酒精2%[9]。

1.1.2试剂

二氯甲烷（色谱纯）：美国Fisher公司；二氯甲烷、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

同时蒸馏萃取器：华玻实验仪器厂；QP2010 GC-MS联用仪：日本岛津公司；R.3旋转蒸发仪：瑞士BUCHI公司；SB-2000水浴锅：上海爱朗仪器有限公司。

1.3方法

1.3.1葡萄果醋工艺流程

1.3.2操作要点

（1）原料处理：挑选大小均匀、成熟度较高的赤霞珠葡萄，洗净；（2）除梗破碎：用破碎机将原料破碎；（3）酶解：加入果胶酶进行酶解，添加量0.5%，酶解温度40～50℃，酶解时间2 h；（4）酒精发酵：发酵温度26～28℃，时间5～7 d；（5）醋酸发酵：发酵温度30～35℃，时间20 d左右，醋化期每天搅拌1～2次；（6）精滤：取上清液以0.45 μm聚醚砜滤膜精滤；（7）杀菌：杀菌温度60～70℃，时间10 min。

1.3.3葡萄果醋香气成分提取

分别取葡萄皮渣发酵果醋（SP1）和葡萄果汁发酵果醋（SP2）各100mL，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5 mL，以无水硫酸钠干燥脱水，浓缩至l mL，供GC-MS分析[10]。

1.3.4GC-MS分析条件

气相色谱条件：色谱柱采用Rxi-5Sil毛细管柱（0.25μm× 0.25mm×30 m）；进样口温度250℃，载气为高纯氨气（He），流速为1 mL/min，分流比30∶1，进样口温度为250℃；程序升温条件：起始温度50℃，保留5 min，6℃/min升至200℃，保留5 min。

质谱条件：电子电离（electron ionization，EI）源，电子能量70 eV，接口温度250℃，离子源温度230℃，质量扫描范围40～400 amu，溶剂延迟3 min。

1.3.5定性定量分析

利用NISTll标准谱库及WILEY275质谱图库对GC-MS分析得到的质谱数据进行检索和比对，并选择匹配度高于80%的化合物进行核对和确认；采用峰面积归一化法计算出各成分的相对含量。

2　结果与分析

2.1香气成分分析

葡萄皮渣发酵果醋（SP1）和葡萄果汁发酵果醋（SP2）中香气成分的的GC-MS总离子流色谱图见图1；各组分经NIST11检索谱库分析，香气成分及相对含量分别见表1、表2。

由表1可知，从果醋SP1样品总共分离出50种化合物，其中共鉴定出48种化合物。含量占总成分的99.34%。主要包括酯类、酸类、醇类、烯类，醚类化合物及少量烷类化合物，分别为27、5、8、3、2、3种。其中酯类化合物占总香气成分相对含量的58.29%，含量最高的为水杨酸甲酯，占14.28%；酸类化合物占总香气成分相对含量为24.63%，含量最高的为醋酸，占16.03%；醇类化合物相对含量为7.35%，含量最高的为正己醇，占2.60%；烯类化合物相对含量为5.60%；醚类化合物相对含量为2.62%；长链烷烃类化合物相对含量为0.66%；另外还有2种未知成分含量＜1%。

图1　果醋样品SP1(A)及SP2(B)香气成分GC-MS总离子流色谱图Fig.1　Total ion chromatogram of aroma components in vinegar sample SP1(A)and SP2(B)by GC-MS

表1　果醋样品SP1香气成分的GC-MS分析结果Table 1　GC-MS analysis of aroma components in vinegar sample SP1

续表

表2　果醋样品SP2香气成分的GC-MS分析结果Table 2　GC-MS analysis of aroma components in vinegar sample SP2

由表2可知，从果醋SP2样品总共分离出20种化合物。主要包括酯类、酸类、醇类及微量烷类化合物，分别为9、5、5、1种。其中酯类化合物占总香气成分相对含量的52.39%，含量最高的为丁二酸二乙酯，占32.93%；酸类化合物相对含量为35.10%，含量最高的为醋酸，占31.13%；醇类化合物相对含量为11.37%，含量最高的为D-（-）-2,3-丁二醇，占7.24%；长链烷烃类化合物占1.12%。由此可见，酯类、有机酸类、醇类是葡萄果醋中主要的挥发性香气成分。

2.2讨论

香气是反映果醋质量的重要指标，已有大量研究表明，酯类、有机酸类和高级醇类是果醋香气中含量最多的成分，例如醋酸、正己醇、丁二醇、丁二酸二乙酯等[11-13]，这在本实验中也得到了进一步证实。有研究表明，果皮中的化合物总量高于果肉，含有较多的酯类、芳香族化合物、挥发性有机酸等，这些化合物在果皮中的含量是果肉中的1.58～20.54倍[14]。对比本实验的GC-MS分析结果，葡萄果渣酿造果醋（SP1）中的香气成分种类是葡萄果汁酿造果醋（SP2）的2.5倍。相对于SP1，SP2中香气成分种类明显减少，同时酯类成分中含量最高的由SP1样品中的水杨酸甲酯（14.28%）上升为SP2样品中的丁二酸二乙酯（32.93%），同样的酸类成分中含量最高的醋酸由16.03%上升为31.13%；醇类成分中含量最高的由SP1样品中的正己醇（2.60%）上升为SP2样品中的D-（-）-2,3-丁二醇（7.24%）。因为本研究的基础是葡萄果醋中各种挥发性物质的含量或相对含量，而不同物质的种类和感觉阈值差异很大，成分之间的相互协调作用也存在一定影响，含量高的挥发性化合物不一定对香气的形成有作用，含量少的化合物也有可能对产品的香气构成有很大贡献，故挥发性化合物对果醋总体香气的贡献应由其在果醋香气体系中种类多少、浓度高低和感觉阈值的范围共同决定[15]。所以对于结合感官评定等技术手段，其内在联系还需要进一步研究。此外，两个样品中都含有部分长链烷烃，这与葡萄果醋发酵过程中产生的挥发性物质分析基本保持了一致[16]。

3　结论

本实验报道了赤霞珠葡萄果醋的香气成分的种类及含量并对其葡萄皮渣酿造和葡萄果汁酿造过程中香气成分的变化作出了对比研究，总体来讲，主要呈香物质（酯类、酸类、醇类）总含量接近，但是葡萄皮渣发酵果醋的香气物质种类较多、色泽较鲜艳（玫瑰红）、酸度更柔和、风味较复杂。这对于充分利用葡萄产业资源，提高葡萄实际综合利用率，减少浪费，降低成本有积极作用，同时还可以为人们的生活提供优质、具保健功能的葡萄果醋产品，满足人们日益增长的物质需求，有较强指导意义。

[1]尹克林，品丽珠.古老的贵族酿酒品种[J].中外葡萄与葡萄酒，2002（5）：46-47.

[2]王军，郭振贵，焦培娟.葡萄成龄树夏季修剪试验[J].特产研究，2002，24（2）：24-27.

[3]贾爱军，张福庆，李巍.蛇龙珠葡萄品种优系特性的初步调查分析[J].中外葡萄与葡萄酒，2008（2）：23-25.

[4]边海娜，白红进，曾红，等.赤霞珠葡萄籽油的提取及脂肪酸成分分析[J].食品科学，2013，34（16）：297-300.

[5]曹雪丹，方修贵，赵凯.椪柑果醋液态发酵工艺及香气成分的GC-MS分析[J].中国食品学报，2015（5）：105-112.

[6]朱立红，曲健．赤霞珠、西拉、黑比诺在成熟期果皮和果籽中单宁变化的研究[J].中外葡萄与葡萄酒，2004（3）：42-47.

[7]荣智兴.固定化发酵条件下蓝莓果醋加工工艺研究[D].杭州：浙江工商大学，2013.

[8]朱蓓薇.苹果汁醋酸发酵饮料的试验研究[J].食品科学，1995，18（10）：40-43.

[9]王蒂.植物组织培养[M].北京：中国农业出版社，2004.

[10]刘永衡，蔡倩，吴桂君.幸运李子果酒香气成分分析[J].中国酿造，2015，34（10）：138-141.

[11]韩瑨烜.新疆海棠果果醋加工工艺研究及香气成分鉴定[D].石河子：石河子大学，2015.

[12]鲁周民，郑皓，刘月梅，等.自然发酵柿果醋香气成分的GC/MS分析[J].食品与发酵工业，2008，34（8）：150-153.

[13]DUNLEY J D,KALUA C M.The production of flavour and aroma compounds in grape berries[J].Grapevine Molecular Physiology and Biotechnology,2009,21:293-340.

[14]李艳清，付大友，王蓉.食醋中乙醇含量的测定[J].四川理工学院学报：自然科学版，2009，22（1）：72-74.

[15]范文来，徐岩，李记明，等.应用HS-SPME技术分析葡萄果皮与果肉挥发性香气物质[J].食品与发酵工业，2011，37（12）：113-118.

[16]李景明，于静，吴继红，等.不同酵母发酵的赤霞珠干红葡萄酒香气成分研究[J].食品科学，2009，30（2）：185-189.

Analysis of aroma components in Cabernet Sauvignon vinegar by GC-MS

WU Guijun1,CAI Qian2,CHEN Xiaoqian1,ZHANG Huiling3
(1.Department of Bioengineering,Yinchuan Energy College,Yongning 750105,China;2.College of Public Health,Ningxia Medical University,Yinchuan 750000,China;3.School of Agriculture,Ningxia University,Yinchuan 750000,China)

The aroma components in Cabernet Sauvignon vinegar were extracted and enriched by solvent extraction method,and then analised by GC-MS.48 aroma components in the vinegar from grape pomace(SP1)and 20 aroma components in the vinegar from grape juice(SP2)were separated and identified.The results showed that ester,acid and alcohol compounds were the main aroma components of Cabernet Sauvignon vinegar samples.The relative content of ester in SP1 and SP2 were 58.29%and 52.39%,the relative content of acid in SP1 and SP2 were 24.63%and 35.10%,and the relative content of alcohol in SP1 and SP2 were 7.35%and 11.37%,respectively.

Cabernet Sauvignon vinegar;aroma components;GC-MS

TS262.7;TS261.4;TS261.7

0254-5071（2016）10-0175-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2016.10.039

2016-08-01

银川能源学院2014年校级科研基金资助项目（2014-KY-Y-15）

吴桂君（1985-），男，讲师，硕士，主要从事食品营养与加工研究工作。