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沙棘干酒与冰酒香气成分的分析及比较

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沙棘干酒与冰酒香气成分的分析及比较

发布日期:2017-09-28 00:00 来源: 点击:

大果沙棘苗木果营养丰富,保健功效明显。我国沙棘总面积占世界沙棘总面积的95%,而青海省沙棘资源占全国总量的20%以上。青海沙棘资源具有分布广、种类多、面积大、果实质量好的特点。
  通过酒精发酵转化沙棘汁,具有转化量大、产品档次和附加值高的特征。沙棘酒已成为青海等沙棘产区消化吸收沙棘汁资源的主渠道。以沙棘果、沙棘汁为原料的沙棘酒,不仅具有果酒果香浓郁的特征,而且具有一定的保健功能,是高档保健果酒生产的主要发展方向。
  果酒香气成分不仅决定了果酒的风味特色和典型性特征,而且是果酒分类及原产地标示的重要指标。
  在香气化合物萃取分离技术中,顶空固相微萃取技术由于安全、高效和成本低廉,被许多研究者采用。
  果酒香气的组成是一个复杂的体系。生物统计学和化学计量学方法为果酒香味品质的研究,提供了有利手段。因子分析、主成分分析、聚类分析等化学计量学方法,被广泛应用于果酒香气品质的研究。
  青海沙棘干酒以青海产沙棘汁为原料酿造而成,沙棘冰酒以100%的青藏高原沙棘冰冻果为原料榨取浓缩汁,根据葡萄冰酒的生产技术,采用低温酿造而成。
  由于原料和工艺的差别,2 种产品的品质和口感存在明显差异,沙棘冰酒的口感和香气品质明显优于干酒,但这种差异一直没有理论和试验依据。
  目前,国内虽有大量关于气相色谱—质谱仪用于葡萄酒及其他果酒香气成分分析的报道,但关于沙棘酒香气成分的研究尚未见报道。
  本研究利用HS—SPME和GC—MS检测沙棘酒挥发性化合物;以化合物标准品为参照,判别分析沙棘酒中的香气化合物;以峰面积相对百分比计算香气化合物相对含量,并采用生物统计和化学计量学方法比较分析两种产品香气成分的差异,为沙棘酒香气特征,香味形成机理以及产品质量改善的研究提供基础数据。
  1 材料和方法
  1.1 试验材料及仪器
  1.2 试验材料及标准化合物
  试验材料:选用青海清华博众生物技术有限公司2008年生产的3个批次的沙棘干酒和冰酒产品,每批产品随机选3 瓶作为样品。干酒酒精含量的体积分数为12% ,糖度≤10 g/L,总酸含量≥8 g/L。冰酒酒精含量的体积分数为12%,糖含量≥125 g/L,总酸含量≥10 g/L,每个样品重复测定2次。
  分析与检测
  1.3 仪器与条件
  手动SPME 进样器和50 /30μm DVB /CAR /PDMS萃取头,使用前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小时,使用TRACE DSQ GC—MS 联用仪和DB—WAX(30 m ×0.25 mm ×0.25μm)弹性石英毛细管柱。
  1.4 标准化合物的配制
  将10μL 22辛醇和不同体积的各类标准品溶解到100 mL的无水乙醇制成标准化合物和内标储备液。将此储备液溶解到模拟酒体系,标准品在模拟酒中的浓度参考这些化合物在葡萄酒中的典型含量,模拟酒中内标物浓度8.22 mg/L。模拟酒中酒精浓度为12% ( v / v) ,酒石酸含量为6 g/L,用1 mol/L NaOH将模拟酒pH调整为3.3。所有溶液保存在4 ℃条件下待用。
  1.5 香气成分的测定
  SPME:将8mL样品置于15 mL棕色小玻璃瓶中,加NaCl 2g,并加入8μL的22辛醇乙醇溶液(样品中内标浓度8.22 mg/L),加盖密封,放入40℃水浴中平衡40分钟;将老化好的固相微萃取器插入样品瓶内,吸附40分钟后拔出,插入气相色谱仪进样口,于250℃解析5分钟。
  定性及相对定量分析:利用随机Xcalibur工作站N IST2002 标准谱库自动检索各组分质谱数据,采用保留指数(见公式)及标准谱图对机检结果进行核对并确认香气化合物。采用内标法对所测香气成分进行检测峰的半定量分析(峰面积相对百分比)。
   将内标物化合物(2—辛醇)的检测峰面积设为100,其他的香气组分检测峰面积与之对比换算进行半定量计算,以便比较不同样品中各组分含量差异。
  保留指数Ki =100 ×n + 100[ ( tR i—tR n) / ( tR ( n + 1)—tRn ) ]式中tR 为保留时间,i表示待分析的化合物, n和n + 1分别表示正构烷烃的碳原子数。
  1.6 统计分析采用SAS统计软件对香气成分进行主成分和聚类分析,并对2种沙棘酒各种香气化合物含量差异进行检验。在统计中,未检出化合物含量按零计算。
  2 结果与分析
  2.1 沙棘酒香味成分分析
  2.2 各类化合物在两种产品中含量的比较分析
  2.3 乙酸酯
  2种产品中共检出4种乙酸酯。乙酸乙酯是该类化合物中含量最高的一种,且2种产品中没有明显差异,但是,乙酰乙酸异戊酯和乙酸异丁酯在冰酒中的相对含量高于干酒。
  乙酸酯和脂肪酸乙酯都是果酒发酵过程中由酵母产生的重要香味物质,乙酸酯是乙酰辅酶与各类氨基酸及碳水化合物降解产生的高级醇结合的产物,是果酒水果风味的主要来源。
  在相同发酵条件下,此类化合物的含量应与发酵物料中的碳水化合物及其氨基酸含量有关。沙棘冰酒的原汁来源于冬季自然浓缩的沙棘冰冻果,糖和干物质含量明显要高于鲜果的沙棘汁。
  2.4 脂肪酸乙酯
  果酒脂肪酸乙酯是由乙醇与酒中的乳酸、丁二酸、乙酸、丁酸、己酸、辛酸、月桂酸等发生酯化反应而生成,也是果酒水果香的主要来源。
  干酒中脂肪酸乙酯的总含量高于冰酒。主要是长链脂肪酸酯,如2—羟基丙酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、葵酸乙酯、丁二酸二乙酯及丁二酸单乙酯。此类脂肪酸酯的阈值较高,大约在100 mg/L,含量虽然较高,但对沙棘酒香味的贡献并不明显,高含量的脂肪酸乙酯也许并不能明显增加干酒的香味。冰酒中脂肪酸酯的类型更为丰富,共检出16种,而干酒中只含有14种。
  2.5 高级醇

  一些高级醇能赋予果酒典型香味,大多数高级醇都是酵母发酵的副产物。
  除乙醇外,高级醇约占葡萄酒香气成分的50%。沙棘干酒和沙棘冰酒中此类化合物的相对含量都较高。高级醇是果酒的重要香气成分,由于阈值较低,较低含量的化合物对果酒香气亦有重要的贡献。在冰酒中, 2—甲基—1—丙醇和2—丁醇的相对含量明显高于干酒,正己醇在干酒中的含量高于冰酒。
  2.6 萜稀类化合物
  萜稀类化合物是来源于果酒原料的重要香味物质,主要由结合态的香味前体物糖苷类化合物和类胡萝卜素降解产生,可决定果酒的典型性。在沙棘冰酒中共检出5种萜稀类化合物,在干酒中检出4种,其中桉树油只能在冰酒中检出。
  2.7 酮及醛类化合物
  在沙棘冰酒中检出6中酮醛化合物,沙棘干酒中检出4种,此类化合物在沙棘冰酒中的相对含量都高于干酒。从化合物种类及相对含量看,此类化合物在2种产品的差异最为明显。此类化合物在2种产品中含量的差异是否决定产品香气品质的差异,需要进一步研究。
  2.8 脂肪酸
  沙棘酒脂肪酸的来源主要是沙棘汁中丰富的有机酸和酵母发酵过程中产生的有机酸。由脂肪酸引起的香气较为稳定,类似于肥皂、蜡烛和硬脂酸的气味。有机酸相对含量在2种产品中没有明显差异 。
  2.9 主成分分析
  以相对含量数据为变量,对检测出的49种沙棘酒香气成分进行主成分分析。4种主成分的贡献率接近100% (见表1) 。前2个主成分的贡献率为71%,能解释变量的大多数信息。
  对主因子PC1 和PC2 载荷量排前10位的化合物(见表2)。由此表2可看出,单一香气成分对主因子的贡献率都较低。
  因此,利用少数几种成分来区别沙棘酒的香味特征不可能,需要对沙棘酒香气成分进行综合分析和判别。除2—羟基丙酸乙酯外,对主因子PC1和PC2 贡献率较大的化合物都不相同,总共有19种化合物,从相对含量可以判断出来,这19种化合物应该是代表2种沙棘酒产品香气成分特征的主要化合物。
  2.10 聚类分析结果
  以乙酸酯等7类化合物的相对含量为变量对2种沙棘酒产品样品进行聚类分析,可以将2类样品按产品类型分开,同类产品样品处于同一组。2种产品的综合香气成分特征存在差异,香气化合物的相对含量可以作为区分2类产品香气品质的有效量化指标。
  3 结论
  沙棘干酒和冰酒香气化合物种类及含量都有一定差异; 2种沙棘酒的综合香气特征存在一定的差别。

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