‘静宁富士’苹果酒的香气成分分析

程晓燕，赵宾宾，刘雅楠，张娟娥，乔雅倩

(1.甘肃农业大学理学院，甘肃 兰州 730070；2.新疆农业大学食品科学与药学学院，新疆 乌鲁木齐 830052)

苹果酒是以新鲜苹果汁为原料，经过酒精发酵而得到的一种风味独特、低酒精度的酿造酒[1]，也是苹果加工的主要形式，具有较大的市场潜力[2].苹果酒的质量除取决于其酒精度、糖、酸、酚类等物质的种类和含量外，还与其香气成分密切相关[3].因此，香气是苹果酒典型风味的重要内容，也是决定苹果酒类型的主要依据[4].国内外研究人员已鉴定出多种苹果酒中的风味化合物，其中多数是高级醇和酯类，还包括一些羰基化合物、低级脂肪酸、缩醛、内酯和萜烯等[5-6].但采用不同苹果品种发酵获得的苹果酒香气成分差异较大.2-甲基-1-丁醇是‘陕西红富士’苹果酒的最主要的香气成分[7]，5-甲基丁酸乙酯、乙酸己酯及7-甲基丁酸是构成‘Sweet Coppin’苹果酒的主要香气成分[8]，Peter Schreier研究发现3-甲基丁酸己酯、辛酸乙酯和癸酸乙酯是‘红玉’苹果酒的主要香气成分[9].孙庆杨等认为以‘小国光’进行发酵生产的苹果酒中的特征香气成分是己酸乙酯、辛酸乙酯和癸酸乙酯[10].甘肃省静宁县是我国优质苹果生产的重点产区，所产的‘富士’苹果以其优质的品质而著称[11]，‘富士’苹果大部分鲜销，少数加工为汁、酒、醋等产品.虽然已有‘富士’苹果酒香气成分的研究，但关于‘静宁富士’苹果酒的香气成分尚未见报道.

本研究采用顶空固相微萃取结合气质联用法分析 ‘静宁富士’苹果酒的香气成分，采用气味活度值评价苹果酒的主要特征香气.以期为静宁苹果酒的品质控制提供科学依据.

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试的苹果酒由甘肃省静宁县香怡酒业于2017年12月提供.2-辛醇(色谱纯)为美国 Sigma 公司产品.

1.2 仪器与设备

固相微萃取头(SPME)(Fiber 50 μm/μmDVB/CAR/PDMS， SUPELCO公司，美国)，色谱柱(OV1701(60 m×0.20 mmID×0.5 μm，中科院兰州化学物理研究所)，气-质联用仪(GC-MS)(Autosystem XL-TurboMass， Perlan Etmer公司，美国).

1.3 方法

1.3.1 苹果酒生产工艺[12]

1.3.1.1 原料分选、清洗、榨汁、澄清 将苹果分选、清洗后，用榨汁机压榨，同时按70 mg/L的量添加H2SO3溶液，之后用纱布将其过滤，并按20 mg/L的量添加果胶酶，并混合均匀，密封置于8～10 ℃下静置24 h[13].

1.3.1.2 成分调整 按80 g/L的量加糖，将苹果汁的含糖量调整至200 g/L.

1.3.1.3 酒精发酵 发酵酵母为法国诺盟卓越TXL活性干酵母，用量为200 mg/L.使用之前于35～40 ℃温水中活化20 min，待苹果汁温度升至15 ℃后添加于苹果汁中，发酵温度为17～18 ℃.发酵10 d后，待酒精度达到11%(vol)后，按40 mg/L的量添加H2SO3溶液终止发酵，并进行分离.取上清液待测.

1.3.2 挥发性成分分析

1.3.2.1 顶空固相微萃取及解析[14]将待测样品置于室温平衡10 min，准确吸取样品8 mL于20 mL SPME专用样品瓶中，加入2.0 g NaCl、10 μL 2-辛醇乙醇溶液(88.2 mg/L)及磁力搅拌子，盖紧样品瓶盖，在50 ℃水浴中平衡10 min.先将固相微萃取的萃取头在气相色谱仪的进样口250 ℃老化1 h，再将老化好的固相微萃取头插入到样品瓶中，调节插入高度后推出纤维头，距离液面1.5 cm，40 ℃水浴顶空吸附60 min，随后缩回纤维头，从样品瓶中拔出萃取头，再将萃取头直接插入GC-MS联用仪，推出纤维头，直接进样[15].250 ℃温度条件下解析10 min，同时启动仪器采集数据.每个样品重复3次.

表1 苹果酒样品的物理性质及口感、风味等内容描述

表2 苹果酒感官指标

1.3.2.2 GC-MS条件[16]色谱柱：HP25毛细管柱(30.0 m× 250 μm× 0.25 μm)； 进样口温度250 ℃；GC条件：载气为高纯He，进样方式为不分流，流速1.0 mL/min；柱温采用程序升温：起始温度40 ℃,保持5 min，以3.5 ℃/min升至180 ℃保持115 min，再以5 ℃/min升至250 ℃，保持5 min，6 min后打开分流阀，分流比50∶1.

GC条件：载气为高纯He，流速1.0 mL/min；升温程序：起始温度60 ℃保持10 min，以3 ℃/min升至150 ℃保持2 min，再以5 ℃/min升至250 ℃，保持5 min，进样口温度250 ℃；进样方式为不分流，20 min后打开分流阀，分流比50∶1.

MS条件：传输线温度180 ℃，离子源温度200 ℃，四级杆温度150 ℃，电离方式EI，电子能量70 eV，质量扫描范围m/z50～450 u.

1.3.3 定性和定量分析 采用 GC-MS 的扫描(Scan)模式收集，2-辛醇乙醇作为内标，利用质谱化学工作站(Hewlett Packard MS Chem Station)对谱图进行数据处理.定性分析：将检测信息用N I S T 标准谱库的检索，对样品中各挥发性物质进行核对和确认(SI≥80)；定量分析：采用峰面积归一化法计算各种成分的相对含量.OAV=C/T(C为物质浓度，T为感觉阈值)[17].

1.4 数据分析

上述所有测定均作3次重复.全部数据采用SPSS 19.0计算平均值和标准误.

2 结果与分析

2.1 苹果酒的香气成分及相对含量

图1 苹果酒香气成分的总离子流图Figure 1 GC-MS total ion current chromatogram of ‘Jingning Fuji’ cider

表3 苹果酒香气成分种类及含量

2丁酸 Butyric acid0.243±0.213己酸 Hexanic acid0.143±0.124反式-2-己烯酸 Trans-2-hexenoic acid0.110±0.045辛酸 Octanoic acid0.110±0.046正癸酸 n-decanoic acid0.110±0.097山梨酸 Sorbic acid0.030±0.028异戊酸 Isovaleric acid1.380±1.029庚酸 Heptanic acid0.030±0.02醛类 Aldehydes0.413±0.091丁醛二乙缩醛 Butyral two acetal0.243±0.62苯甲醛 Benzaldehyde0.060±0.023桃醛 Peach Aldehyde0.110±0.024酮类 Ketones0.165±0.121ALPHA-大马酮 ALPHA-damascone0.165±0.12烃类 Hydrocarbon0.616±0.4412,5-二甲基-十四烷 2,5-two methyl fourteen alkane0.606±0.442正十五烷 n-pentadecane0.010±0.00

数据结果均表示为平均值±标准差.

The results are presented by mean±SE.

2.2 ‘静宁富士’苹果酒的特征香气

根据OAV>0.1的原则，确定了8种对‘静宁富士’苹果酒香气贡献较大的组分(表2)，分别为异戊酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸、乙酸异戊酯、辛酸、戊酸乙酯和己酸乙酯，其中异戊酸乙酯、乙酸乙酯及丁酸乙酯是‘静宁富士’苹果酒的主要香气成分，表明‘静宁富士’苹果酒属酯香型.该结果与李国薇等[23]的结果不同，他们认为陕西 ‘富士’苹果酒属醇香型，导致这种差异的原因除了与不同成熟程度的原料对苹果酒的酿造过程和成品酒的品质造成的影响外[24]，还与不同酵母在发酵过程中对苹果原料的吸附、氧化、水解、聚合等差异引起[25].郭志刚等[26]研究也发现不同的品种、生态条件、工艺技术及产地酵母菌群对酒香贡献和风格形成的作用显著不同.

表4 ‘静宁富士’苹果酒的特征香气成分

3 结论

苹果酒中共检出58种香气成分.按种类可分为醇、酯、酸、醛、酮及烃类6大类，以酯类、醇类和酸类为主.其中，异戊酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸、乙酸异戊酯、辛酸、戊酸乙酯和己酸乙酯是‘静宁富士’苹果酒的主要香气成分.因此，‘静宁富士’苹果酒属酯香型.