干红山楂酒香气成分变化规律研究

高 哲 ，苏丹丹 ，褚璧婷 ，刘 艳 ，周 燕 ，李承骏，石 硕，崔 同

（1.河北农业大学食品科技学院，河北保定 071000；2.保定市自然资源和规划局，河北保定 071051）

香气成分赋予果酒复杂、独特的风味，是决定果酒品质以及典型性的重要化合物。其所产生的气味与化合物的化学结构有着密切的关系。构成果酒风味的香气成分主要包括醇类、酯类、酸类、醛类、酮类、酚类、萜烯类等化合物[1-6]。果酒中香气成分主要受品种、果实成熟质量及酿造工艺技术等因素影响[7]。

山楂（Crataegus pinnatifidaBge.Var.majorN.E.Br.）又名红果、山里红，为蔷薇科山楂属植物，是我国一种重要的植物资源，有着悠久的食用和药用历史[8-9]。由于山楂口感较酸，鲜食量不大，加工多是传统工艺，产品附加值低[10-11]。山楂酒是以山楂鲜果为原料，经过挑选、清洗、破碎、酶解、发酵、澄清过滤等多道工序精心酿制而成的果酒，其酒质口感细腻，果香浓郁，既保持了原有的营养成分，又具有很高的保健价值[12]。目前山楂酒发酵工艺研究较多[13-18]，而为了对果酒进行更好的评价，需要掌握果实在发酵过程及在成熟过程中香气物质的变化规律。有关山楂酒香气成分分析方面，目前仅见张峻松[19-20]、李杰[21]、张建才[22]对山楂酒的香气成分进行了一定研究。前期本实验组也进行了初步研究[23-24]，而关于山楂酒发酵前后、陈酿和特征香气成分的组成和变化方面的研究却是空白。为此，本文采用有机溶剂提取不同时期山楂酒的香气成分，利用GCMS 技术进行测定，分析不同时期酒香气成分的差异,并找出特征香气成分，为山楂红酒的酿造工艺和建立感官风味评价体系提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂及仪器

酒样制备：以山东大金星为试材，采用发酵工艺酿制干红山楂酒，取不同时期山楂酒样品，分别为发酵15 d、发酵结束、陈酿6 个月、陈酿9 个月、陈酿2年的山楂红酒。

试剂：二氯甲烷（分析纯），天津市天力化学试剂有限公司；无水硫酸钠（分析纯），天津市福晨化学试剂厂。

仪器设备：GC-MS 系统：配用7890A 型GC（Agilent Technologies,Shanghai,China）、5975C 型MS 检测器（Agilent Technologies,Santa Clara,CA,USA）、7683B 型（Agilent Technologies,China）自动进样器；RE-52CS 型旋转蒸发仪：上海亚荣生化仪器厂。

1.2 试验方法

1.2.1 山楂酒样品前处理

取山楂酒300 mL，用200 mL、100 mL、100 mL的二氯甲烷分别萃取3 次，合并有机相，用无水硫酸钠脱水，40 ℃下用旋转蒸发器减压浓缩，浓缩至1 mL，用0.45 μ m 的有机滤膜过滤，待测定。

1.2.2 色谱条件

色谱柱：HP-5 ms毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm,0.25 μ m）；色谱条件：40 ℃保持6 min，以5 ℃/min升至100 ℃，再以4 ℃/min 升至230 ℃，保持3 min。进样口温度250 ℃，载气（He），流速0.8 mL/min，进样量1 μ L，分流比：10∶1。

1.2.3 质谱条件

电子轰击离子源；电子能量70 eV；离子源温度250 ℃；质量扫描范围m/z 14～550；扫描模式为全扫描。

1.3 谱图分析

对不同时期的干红山楂酒进行GC-MS 检测，用计算机谱库NIST 05 对质谱图中的各种香气成分进行检索分析，并结合已有的报道，鉴定相应成分的化学结构，然后采用色谱峰面积归一化法对各种香气成分的相对含量进行统计计算。

2 结果与分析

2.1 发酵15 d山楂红酒香气成分分析

取发酵15 d 的山楂红酒样品按1.2.1 的方法进行处理，1.2.2 和1.2.3 所述条件进行GC-MS 分析测定，其总离子流色谱图见图1。从图1 可以看出，各成分实现了良好的分离。经NIST 05 谱库联机检索分析，检出香气成分及相对含量见表1。2.2 山楂酒发酵及陈酿过程香气成分变化

图1 发酵15 d山楂红酒香气成分的总离子流色谱图

取发酵结束、陈酿6 个月、陈酿9 个月、陈酿2年的干红山楂酒按1.2.1 方法进行处理，1.2.2 和1.2.3所述条件进GC-MS分析测定，经NIST05谱库联机检索，鉴别出香气成分。发酵及陈酿过程中鉴定出的香气成分分析结果汇总如表1 所示，其化合物种类的数量变化如表2所示。

表1 山楂酒香气成分变化

续表1 山楂酒香气成分变化

续表1 山楂酒香气成分变化

表2 山楂酒香气成分类型变化

由表1 和表2 可知，山楂酒发酵及陈酿期间共鉴别出香气成分107 种。其中包括醇类15 种、酯类38 种、羧酸类8 种、苯环类28 种、烃类16 种、噻吩类1 种、醛类1 种。在发酵和陈酿过程中含量较高的成分有：苯乙醇、2,3-丁二醇，丁二酸乙酯、丁二酸二乙酯、对羟基苯乙醇、棕榈酸甲酯、乳酸乙酯等。山楂酒中苯乙醇含量较高，该物质对发酵酒特有香气的构成影响很大，不仅香气独特，而且其嗅觉阈值较低，香气值较高，可使山楂果酒具有玫瑰花、茉莉花、紫罗兰等多样香气。

山楂酒中含有大量有机酸，但由于采用二氯甲烷萃取法进行样品处理，使酒样中有机酸的萃取率很低，同时这些成分的挥发性也比较低，对山楂红酒香气的直接贡献较少，然而有机酸是生成酯的原料之一，在发酵和陈酿过程中这些成分会参与酒香气的形成。随着发酵和酿造的进行，一些酯类成分像丁二酸单乙酯的占比逐渐上升。而丁二酸二乙酯等成分的位次变化不大，还有一些酯类成分如棕榈酸甲酯的占比逐渐下降。除此之外一些醇类成分如苯乙醇、对羟基苯乙醇、2,3-丁二醇等，都处在不断下降的趋势中。山楂红酒的香气成分中醇类和酯类占的相对含量较高，其中醇类物质在呈香上起主要作用，同时又是形成酯类物质的前体[25]。伴随发酵过程，山楂红酒中的醇类成分的含量逐渐降低，从发酵初期（15 d）的占比55.76 %逐渐降低到陈酿2 年后的30.8%；有机酸类则从6.69%降低到1.54%；苯环类成分也由发酵初期的5.95%降低到陈酿2 年后的1.74%；而酯类成分的占比则由发酵初期的16.17%逐渐升高到陈酿2 年后的61.79%，本项试验的另一个结果是在陈酿6 个月、9 个月以及陈酿2 年的山楂酒中，发现了香气成分红果酸二乙酯的存在，它是一种由山楂果实中特有的香气成分红果酸与酒中的乙醇缩合的酯类化合物[26]，其相关的进一步试验研究将继续进行。

3 结论

3.1 山楂红酒中至少含有107 种挥发性成分，其中含量较高的共有香气成分包括苯乙醇、丁二酸乙酯、丁二酸二乙酯、2,3-丁二醇、乳酸乙酯等。

3.2 伴随发酵时间的延长，山楂红酒中的醇类、酸类香气成分的相对含量下降，而酯类成分的相对含量逐渐上升。

3.3 在陈酿的山楂红酒中发现了一种特征香气成分，其质谱（MS）分析结果与红果酸二乙酯的结构一致。