苹果海棠复合果酒香气成分研究

康三江 ，曾朝珍，张海燕，袁 晶，张霁红，宋 娟，张 芳

(1.甘肃省农业科学院农产品贮藏加工研究所，甘肃兰州 730070；2.甘肃省果蔬贮藏加工技术创新中心，甘肃兰州 730070)

发酵型果酒是以水果为原料发酵而得的低度酒，它的营养成分丰富、具有原料的原始风味，受到很多消费者的喜爱[1]。海棠果酒为浅黄色液体，酒体清澈透亮，具有海棠果特有的口味，醇香爽口，后味绵软[2]。苹果酒是一种由纯果汁发酵制成的酒精饮料，其含有丰富的维生素、矿物质、氨基酸以及多酚等物质，拥有较高的营养成分和保健价值[3]。我国是水果生产和消费大国，目前果酒业也形成了较大规模。随着社会经济不断发展以及人民群众生活条件不断改善，复合果酒凭借其营养性、保健性功能逐渐引起了越来越多消费者的关注[4]。但是国内外目前尚未出现关于以苹果海棠为原料制成复合果酒的研究。鉴于此，本试验将研究运用苹果和海棠酿造复合果酒，采用顶空进样结合气相色谱-质谱法对苹果海棠复合果酒香气成分鉴定分析，为苹果海棠复合果酒的品质特征研究提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂及仪器

1.1.1 材料

菌种：酿酒酵母（CICC 32168），中国工业微生物菌种保藏管理中心。

耗材及试剂：富士苹果，采自甘肃庆阳市；海棠果，采自陕西宝鸡；甲醇、3-辛醇、乙酸正戊酯，色谱纯，美国Sigma 公司；果胶酶，上海源聚生物科技有限公司；葡萄糖，天津市北辰方正试剂厂。

1.1.2 仪器设备

JYZ-E3C 型榨汁机，九阳股份有限公司；HWS-12 型电热恒温水浴锅，上海一恒科学仪器有限公司；LRH-250 型恒温培养箱，上海一恒科学仪器有限公司；GCMS-QP2020 型气相色谱-质谱联用仪，日本岛津公司。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

本试验按图1所示工艺流程进行。

1.2.2 酿酒酵母菌种活化

将试管斜面保存的酿酒酵母32168 在28 ℃、150 r/min 摇床条件下接种于100 mL 液体培养基中培养48 h，活化结束后在4 ℃冰箱保存备用。

1.2.3 苹果海棠复合果汁制备

以原料比为100∶50 的比例将苹果海棠进行混合，在果胶酶添加量0.13%、酶解时间为3 h、酶解温度为35 ℃的条件下酶解制备苹果海棠复合果汁。

1.2.4 苹果海棠复合果酒发酵

在糖添加量8%、发酵温度28 ℃、接种量8%、接种浓度为106cfu/mL 的条件下将活化好的酿酒酵母32168 接种于制备好的苹果海棠复合果汁中，于28 ℃下厌氧静置发酵直至发酵结束。

1.2.5 测定方法

样品处理：采用顶空进样，取1 mL 酒样，加入1 mL 甲醇，50 μL 3-辛醇内标(630.8 mg/L)，100 μL乙酸正戊酯内标(219.35 mg/L)，漩涡混匀，取1 mL气相色谱瓶自动进样。

GC 条件：进样口温度250 ℃，载气He，流速1.2 mL/min。进样量1 μL，不分流进样。色谱柱为TB-WAX(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，升温程序40 ℃恒温2 min，以5 ℃/min 的升温速度升至180 ℃，以15 ℃/min的升温速度升至250 ℃，保持5 min。

MS 条件：EI 电离子源，电子能量70 eV，离子源温度200 ℃，接口温度250 ℃。扫描范围33.00～350.00 amu。

1.3 数据分析

本试验采用Excel 2003 软件对数据进行处理分析。

2 结果与分析

2.1 苹果海棠复合果酒及苹果酒中挥发性成分的总离子流图

采用顶空直接进样及气相色谱-质谱联用法对苹果海棠复合果酒及苹果酒中的挥发性成分分析，其总离子流图见图2、图3。

2.2 苹果海棠复合果酒及苹果酒中挥发性成分分析

采用顶空进样及气相色谱-质谱法，以乙酸戊酯及3-辛醇为内标对苹果海棠复合果酒及苹果酒中挥发性成分进行分析，结果见表1。

由表1 可知，通过气相色谱-质谱联用法分析，苹果海棠复合果酒共鉴定出51 种香气成分，其中酯类物质12种，总含量为208.08 mg/L，醇类物质14种，总含量为16510.74 mg/L，羧酸类物质7 种，总含量为3148.12 mg/L，醛酮类物质18 种，总含量为3330.88 mg/L；苹果酒中共鉴定出33 种香气成分，其中4种酯类物质，总含量为48.58 mg/L，15种醇类物质，总含量为1975.91 mg/L，9 种羧酸类物质，总含量为92.12 mg/L，5 种醛酮类物质，总含量为56.05 mg/L。

表1 苹果海棠复合果酒及苹果酒中挥发性成分

续表1 苹果海棠复合果酒及苹果酒中挥发性成分

2.3 苹果海棠复合果酒及苹果酒挥发性成分分类比较

苹果海棠复合果酒及苹果酒中酯类、醇类、酸类及醛酮类物质的种类及非共有挥发性成分变化见图4—图12。

2.3.1 苹果海棠复合果酒及苹果酒中各类挥发性成分种类数量（图4）

图4 结果表明，酯类物质种类在苹果海棠复合果酒及苹果酒中分别为12 种和4 种，醇类物质分别为14 种和15 种，羧酸类物质分别为7 种和9 种，而醛酮类物质分别为18 种和5 种。由图4 可知，醇类、酸类物质的种类数量在苹果海棠复合果酒及苹果酒中相差不大，而酯类和醛酮类物质种类数量相差较大，苹果海棠复合果酒比苹果酒种类数量分别多了8 种和13 种。酯类物质是果酒的特征性成分，是酵母菌发酵以及陈酿过程中产生的[5-6]；醛酮类物质既可能来源于原料，又可能是果酒酿造的整个过程中产生的[7]，构成了苹果海棠复合果酒的独特香气成分。

2.3.2 苹果海棠复合果酒与苹果酒非共有酯类成分分析（图5、图6）

由表1 及图5、图6 可知，非共有酯类物质在苹果海棠复合果酒中共检出12 种，其中三甲基硅基过氧乙基酯3.95 mg/L，丁二酸二乙酯3.57 mg/L，异戊酸-4-甲氧基-2-甲基丁酯44.03 mg/L，2-糠酸甲酯10.56 mg/L，2-羟基-γ-丁内酯4.26 mg/L，2,4-二氧戊酸乙酯2.99 mg/L，1,2,3-丙三醇单乙酸酯44.42 mg/L，丁二酸单甲酯18.07 mg/L，琥珀酸单乙酯44.24 mg/L，4-甲基衣康酸酯10.06 mg/L，戊烯二酸二乙酯7.84 mg/L，衣康酸4-乙基氢酯14.09 mg/L；而苹果酒中共有4 种，其中4-甲基-3-戊烯酸甲酯17.17 mg/L，一乙酸甘油酯17.01 mg/L，亚油酸乙酯13.08 mg/L，癸酸乙酯1.32 mg/L。酯类物质大多具有芳香味，在酒中绝对含量虽少，但对酒的香型起着重要作用，是形成酒体香气浓郁的主要因素[8]。

2.3.3 苹果海棠复合果酒与苹果酒非共有醇类成分分析（图7、图8）

由表1 及图7、图8 可知，苹果海棠复合果酒与苹果酒中非共有醇类物质为17 种，其中在苹果海棠复合果酒中检出8种，分别为苯甲醇100.07 mg/L、2-甲基-1-丁醇40.20 mg/L、(Z)-3-己烯-1-醇18.60 mg/L、丙二醇11.83 mg/L、二甲基硅烷二醇51.55 mg/L(Z)-2-丁烯-1,4-二醇13.67 mg/L，3-氯-1,2-丙二醇18.01 mg/L 和1,2:5,6-二氢半乳糖醇19.46 mg/L；其他9种为苹果酒中所含有，分别为1-丁醇3.76 mg/L、2-呋喃甲醇1.37mg/L、(S)-(+)-1,2-丙二醇5.93 mg/L、异山梨醇186.47 mg/L，4-羟基-苯乙醇12.5 mg/L，3-甲硫基丙醇1.68 mg/L，1,4-丁二醇4.15 mg/L，1,3-辛二醇1.61 mg/L 和1,4-脱水-D-甘露糖醇29.63 mg/L。醇类物质是果酒中最丰富的风味物质，通常来源于糖类的分解代谢和氨基酸的脱氨、脱羧反应，能够赋予酒体水果香气[9]。

2.3.4 苹果海棠复合果酒与苹果酒非共有酸类成分分析（图9、图10）

表1 和图9、图10 结果表明，非共有酸类物质在苹果海棠复合果酒与苹果酒共有10 种，各有4种和6 种酸类物质分别被检出，具体为2-氧代戊二酸39.58 mg/L、4-羟基丁酸31.73 mg/L、3-丁酸97.89 mg/L、3-甲基戊烯二酸151.66 mg/L和2-丙烯酸3.94 mg/L、2-甲基丁酸5.72 mg/L、甲酸3.13 mg/L、己酸1.76 mg/L、辛酸3.18 mg/L、苯乙酸7.76 mg/L。有机酸是保持果酒酒体平衡和口感清爽的主要物质，适宜的含酸量可赋予果酒新鲜的水果香，能修饰果酒的滋味和口感[10]。

2.3.5 苹果海棠复合果酒与苹果酒非共有醛酮类成分分析（图11、图12）

从表1 和图11、图12 可知，苹果海棠复合果酒共有18 种非共有醛酮类物质被检出，分别为1-羟基-2-丙酮12.70 mg/L、糠醛561.06 mg/L、2-(5H)-呋喃酮328.27 mg/L、2-羟基-2-环戊烯-1-酮323.85 mg/L、3-甲基-2,5-呋喃二酮1220.81 mg/L、2H-吡喃-2,6(3H)-二酮53.28 mg/L、4,5-二甲基-1,3-二氧杂环戊烯-2-酮39.68 mg/L、2,3-二氢-3,5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮45.00 mg/L、3,4-二甲基-2-环戊烯-1-酮13.66 mg/L、3-羟基-2-丁酮32.62 mg/L、2,5-二羟基苯甲醛22.51 mg/L、5-甲基-2-呋喃甲醛103.75 mg/L、环戊-4-烯-1,3-二酮12.47 mg/L、2,7-二氧杂环[4.3.1.0（3,8）]癸-4-酮196.25 mg/L、7-氧杂双环[2.2.1]庚-5-烯-2-酮228.08 mg/L、3-甲基-4-丙基-2,5-呋喃二酮117.02 mg/L、左旋葡萄糖酮9.85 mg/L、2,3-丁二酮10.02 mg/L；而苹果酒中只有5 类被检出，分别为1-乙酰氧基丙酮0.95 mg/L，1-(2-呋喃基)乙酮4.53 mg/L，2-羟基-γ-丁酸酮2.65 mg/L、(2s-cis)-2-(1,1-二甲基乙基)-5-甲基-1,3-二氧杂环己烷-2-酮19.82 mg/L、1-（5-乙基-1,3-二氧杂环己烷-5-基）-乙酮28.10 mg/L。醛酮类化合物的产生一般源于醇的氧化或是酸的还原，也有部分来源于糖代谢，它们可以与其他香气物质相互协同赋予酒体饱满馥郁、圆润淡雅的风格，是果酒重要的呈味物质[11]。

3 结论

采用顶空进样法及气相色谱-质谱联用法对苹果海棠复合果酒中香味物质进行了分析，51 种酯类、醇类、酸类及醛酮类化合物被鉴定出，与苹果酒中香气成分相比，醇类、酸类物质的种类数量相差不大，而酯类和醛酮类物质种类数量相差较大，苹果海棠复合果酒中酯类和醛酮类物质比苹果酒种类数量分别多8 种和13 种。对苹果海棠复合果酒中的香气成分的研究，为苹果海棠复合果酒的发酵工艺优化、产品品质提高及苹果和海棠原料的进一步开发及应用提供科学参考。