紅心火龍果果酒揮發(fā)性成分分析

殷俊偉，龔　霄*，王曉芳，劉洋洋，李積華，李亞軍

（1.華中農(nóng)業(yè)大學 食品科技學院，湖北 武漢 430070；2.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣東 湛江 524001；3.廣東省級現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（熱帶農(nóng)產(chǎn)品加工與檢測）產(chǎn)業(yè)技術研發(fā)中心，廣東 湛江 524001；4.廣夏（銀川）實業(yè)股份有限公司，寧夏 銀川 750011）

紅心火龍果果酒揮發(fā)性成分分析

殷俊偉1，2，3，龔霄2，3*，王曉芳2，3，劉洋洋2，3，李積華2，3，李亞軍4

（1.華中農(nóng)業(yè)大學 食品科技學院，湖北 武漢 430070；2.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣東 湛江 524001；3.廣東省級現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（熱帶農(nóng)產(chǎn)品加工與檢測）產(chǎn)業(yè)技術研發(fā)中心，廣東 湛江 524001；4.廣夏（銀川）實業(yè)股份有限公司，寧夏 銀川 750011）

該研究采用頂空固相微萃?。℉S-SPME）技術聯(lián)合氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）法對火龍果果酒樣品中揮發(fā)性成分進行分析。結果顯示，火龍果果酒中的揮發(fā)性成分主要有34種，包括酯類（39.68%）、有機酸類（39.04%）、醇類（16.91%）、醛類（1.09%）、酚類（0.44%）、酮類（0.43%）及其他化合物（2.41%）。相對含量較高的有乙酸（34.63%）、乳酸乙酯（21.83%）、苯乙醇（10.21%）、異戊醇（5.96%）、琥珀酸二乙酯（5.02%）、辛酸乙酯（3.55%）、辛酸（2.44%）、癸酸乙酯（2.21%）、棕櫚酸乙酯（2.00%）和十五烷酸乙酯（1.82%）。此外，還檢測出少量萜類物質(zhì)，如D-檸檬烯（1.50%）。結果表明，火龍果果酒中含有大量香氣成分，賦予了產(chǎn)品類似醬香型白酒、白蘭地、玫瑰及火龍果的特殊香氣。

火龍果果酒；頂空固相微萃取；氣相色譜-質(zhì)譜法；揮發(fā)性成分

火龍果（Hylocereusspp.）又名仙人果、吉祥果等，為仙人掌科三角柱屬的果用栽培品種，原產(chǎn)于中美、南美［1］，依據(jù)特征果皮與果肉的顏色可分為紅皮白肉火龍果（Hylocereusundatus）、黃皮白肉火龍果（Hylocereusmegalanthus）、紅皮紅肉火龍果（Hylocereus costaricensis）3種?；瘕埞胸S富的糖、有機酸、氨基酸、維生素、膳食纖維，有清熱解毒、降血壓等生理功能，具有很高的食用價值［2］。目前，在中國、越南、菲律賓和以色列等熱帶地區(qū)的國家已實現(xiàn)商業(yè)化種植。

紅肉火龍果因富含對人體健康有益的β-花青苷而日益受到消費者歡迎［3］。β-花青苷具有強效的抗氧化活性和幫助身體抵御氧化損傷導致的疾病的潛能［4］。以紅肉火龍果為原料發(fā)酵而成的果酒不僅保留了紅肉火龍果的營養(yǎng)，且符合現(xiàn)代消費者對健康的追求［5］。

香氣是水果及果酒感官品質(zhì)的重要組成部分。果酒的香氣來源可分：果香、酵香、陳釀香。果酒芳香物質(zhì)種類、含量、閾值及其之間的相互作用決定著果酒的感官品質(zhì)，決定了果酒的風味和典型性。不同品種水果香氣不同［6］，同一原材料不同發(fā)酵工藝［7］或不同酵母發(fā)酵香氣也會產(chǎn)生差異［8-10］，同種工藝生產(chǎn)的果酒年份不同香氣不同［11］。因此研究果酒中香氣成分是很有必要的，但至今關于火龍果果酒香氣成分的研究報道較少。

本研究采用應用廣泛的頂空固相微萃取法（headspacesolid phase microextraction，HS-SPME）氣相色譜-質(zhì)譜法（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）［12-14］對紅肉火龍果果酒的揮發(fā)性成分進行分析，以期為火龍果果酒香氣成分研究提供方法支持，為高品質(zhì)火龍果果酒的生產(chǎn)提供理論支持，并促進火龍果果酒的標準化生產(chǎn)。

1　材料與方法

1.1材料

紅肉火龍果果酒（酒精度（12±1）%vol，干型）：中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所。

1.2儀器與設備

GCMS-QP2010 Plus氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析儀：日本島津公司；PAL System三合一進樣器：瑞士CTC公司；萃取頭（50/30 μm，DVB/CAR/PDMS）：美國Supelco公司；毛細管柱VF-Wax（30 m×0.25 mm，0.25 μm）：美國Varian公司。

1.3方法

1.3.1樣品前處理方法

取果酒8mL于15mL固相微萃取的樣品瓶中，加蓋密封，于60℃下平衡10 min，萃取吸附40 min后，自動進樣，進行GC-MS分析。進樣口溫度250℃，解吸3 min。

1.3.2GC-MS條件

氣相色譜（GC）條件：毛細管柱VF-Wax（30m×0.25mm，0.25 μm）；程序升溫：初始溫度40℃，保留5 min，以4℃/min的速率升至120℃，再以5℃/min的速率升至210℃，保留5 min；進樣口溫度250℃；載氣高純度氦氣（He），流速1 mL/min；無分流進樣。

質(zhì)譜（MS）條件：電子電離（electron ionization，EI）源，電子能力70 eV，離子源溫度230℃，四級桿溫度150℃，全掃描模式，掃描范圍45～600 m/z，溶劑延遲5.5 min。

1.3.3定性與半定量分析

定性分析：質(zhì)譜結果經(jīng)Wiley.lib數(shù)據(jù)庫和美國國家標準技術研究所（nationalinstituteofstandardsandtechnology，NIST）14.lib譜庫檢索，僅對匹配值（similarity index，SI）＞90（最大匹配值為100）的鑒定結果予以報道。

半定量分析：采用峰面積歸一化法計算火龍果果酒中各揮發(fā)性成分的相對含量。

2　結果與分析

紅肉火龍果果酒的揮發(fā)性成分的GC-MS總離子流色譜圖見圖1。紅肉火龍果果酒SPME萃取物質(zhì)圖譜通過與WILEY.lib和NIST14.lib譜庫檢索及對比分析，鑒定出的主要揮發(fā)性成分及部分揮發(fā)性成分的香氣描述見表1。

圖1　火龍果果酒揮發(fā)性成分GC-MS分析總離子流色譜圖Fig.1 Total ions chromatogram of volatile components in red pitaya fruit wine analysis by GC-MS

表1　火龍果果酒中揮發(fā)性化合物氣質(zhì)聯(lián)用分析結果Table 1 GC-MS analysis results of volatile components in red pitaya fruit wine

續(xù)表

由圖1及表1可知，經(jīng)GC-MS分析，紅心火龍果果酒中能檢測到有保留時間和峰面積的揮發(fā)性成分有62種，其中SI≥90有34種，占總檢出揮發(fā)性成分的54.8%，包括酯類14種（39.68%），酸類6種（39.04%），醇類8種（16.91%），醛類1種（1.09%），酚類2種（0.44%），酮類2種（0.43%）及其他化合物5種（2.41%）。相對含量較大的有11種，分別為乙酸（34.63%），乳酸乙酯（21.83%），苯乙醇（10.21%），異戊醇（5.96%），琥珀酸二乙酯（5.02%），辛酸乙酯（3.55%），辛酸（2.44%），癸酸乙酯（2.21%），棕櫚酸乙酯（2.00%），十五烷酸乙酯（1.82%），D-檸檬烯（1.50%）。共占91.16%。

與主要揮發(fā)性成分為醛類、烴類及萜類化合物的火龍果果肉［15-16］相比，火龍果果酒中相對含量較高的為酯類、有機酸類和醇類，共占總揮發(fā)性成分的95.63%。發(fā)酵過程對酒體產(chǎn)生了影響。酯類物質(zhì)對果酒的香味起著積極作用。火龍果酒中含有乳酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯等酯類物質(zhì)，其中乳酸乙酯有助香作用且可增加酒體醇厚感［17］；癸酸乙酯香氣閾值為0.2 mg/L，具有香甜的水果香氣；辛酸乙酯具有花香、水果和白蘭地的風味，其香氣閾值極低為0.002 mg/L［8］。高級醇是酒精飲料中另一類重要的揮發(fā)性香氣物質(zhì)。在本實驗火龍果酒酒體中，高級醇有苯乙醇、異戊醇、正辛醇、正壬醇。其中，苯乙醇有玫瑰花香且所占比重較大，異戊醇也是果酒中普遍存在的高級醇類，適量的異戊醇可使酒體醇厚并具回甜感。高級醇類在發(fā)酵過程中可通過氨基酸分解代謝途徑（Ehrlich途徑）生成，異戊醇和苯乙醇可能是由亮氨酸、苯丙氨酸、纈氨酸衍生而來［18］?；瘕埞浦羞€檢出少量D-檸檬烯，D-檸檬烯有新鮮橙子香氣及檸檬樣香氣。這與甘秀海等［16］對火龍果果汁的揮發(fā)性成分的檢測結果一致。

3　結論

頂空固相微萃取與氣質(zhì)聯(lián)用是一種快速、簡單、需樣品量少的分析果酒中揮發(fā)性成分的方法。本研究采用HS-SPME結合GC-MS分析對進行了定性和半定量檢測，并對結果進行了討論分析。火龍果果酒中定性檢測出揮發(fā)性物質(zhì)34種。其中，酯類物質(zhì)14種，醇類物質(zhì)8種，酸類物質(zhì)6種，醛類物質(zhì)1種，酚類物質(zhì)2種，其他類物質(zhì)5種。相對含量較多的酯類、酸類及醇類化合物，占檢出揮發(fā)性化合物總量的95%以上，分析認為這些揮發(fā)性成分對火龍果果酒的品質(zhì)起一定作用。果酒的香氣大部分是由酯類物質(zhì)貢獻的，酯類物質(zhì)的種類和含量決定酒的香味。紅心火龍果果酒中含有大多數(shù)果酒中有的辛酸乙酯、癸酸乙酯、異戊醇、苯乙醇、辛酸等，這些揮發(fā)性成分可賦予果酒類似醬香型白酒、白蘭地、椰子、玫瑰和水果的香氣。

GC-MS是一種對樣品中揮發(fā)性成分結構和含量的半定量分析方法，并不能對香氣本質(zhì)的嗅感呈香特性進行鑒定分析。今后將進一步結合氣相色譜-嗅聞（gaschromatography-olfactometry，GC-O）分析，以鑒定火龍果果酒特征香氣和特征香氣成分。同時本研究僅針對特定菌種和發(fā)酵工藝下的紅心火龍果果酒揮發(fā)性成分進行了分析，尚且不能代表所有品種火龍果果酒。但對揮發(fā)性成分的分析是特征香氣成分研究的基礎，本研究對火龍果果酒揮發(fā)性成分分析提供了可靠的分析方法。

［1］ORTIZHERNANDEZ Y D，CARRILLOSALAZAR J A.Pitahaya（Hylocereusspp.）：a short review［J］.Comun Sci，2012，3（4）：220-237.

［2］蔡永強，向青云，陳家龍，等.火龍果的營養(yǎng)成分分析［J］.經(jīng)濟林研究，2008，26（4）：53-56.

［3］STINTZING F C，SCHIEBER A，CARLE R.Betacyanins in fruits from red-purple pitaya：Hylocereus polyrhizus（Weber）Britton&Rose［J］. Food Chem，2002，77（1）：101-106.

［4］WU L C，HSU H W，CHEN Y C，et al.Antioxidant and antiproliferative activities of red pitaya［J］.Food Chem，2006，95（2）：319-327.

［5］高翔，王蕊.火龍果酒發(fā)酵工藝的研究［J］.中國釀造，2005，24（2）：49-51.

［6］顏廷才，邵丹，李江闊，等.基于電子鼻和GC-MS評價不同品種葡萄采后品質(zhì)和揮發(fā)性物質(zhì)的變化［J］.現(xiàn)代食品科技，2015，31（11）：290-297.

［7］劉晶，李華，陶永勝，等.不同釀造工藝對兩性花毛葡萄NW196葡萄酒揮發(fā)性物質(zhì)的影響［J］.食品科學，2013，34（10）：117-121.

［8］CHEN D，LIU S Q.Chemical and volatile composition of lychee wines fermented with four commercialSaccharomyces cerevisiaeyeast strains［J］.Int J Food Sci Tech，2014，49（2）：521-530.

［9］ROJAS I B，SMITH P A，BARTOWSKY E J.Influence of choice of yeasts on volatile fermentation-derived compounds，colour and phenolics composition in Cabernet Sauvignon wine［J］.World J Microbiol Biotechnol，2012，28（12）：3311-3321.

［10］LEE P R，ANTHONY，YU B，et al.Biotransformation of durian pulp by mono-and mixed-cultures ofSaccharomyces cerevisiaeand Williopsis saturnus［J］.LWT-Food Sci Technol，2012，46（1）：84-90.

［11］邢亞閣，蔣麗，孫叢珊，等.川藏高原不同年份霞多麗冰酒香氣成分GC-MS分析［J］.中國釀造，2015，34（1）：147-151.

［12］張建煬，隋秀芳，熊建軍，等.藍莓果醋飲料的研制及香氣物質(zhì)檢測［J］.中國釀造，2015，34（2）：142-147.

［13］尚柯，韓興林，王德良，等.醬香白酒高溫堆積酒醅揮發(fā)性風味物質(zhì)的檢測分析［J］.中國釀造，2016，35（2）：139-143.

［14］李美萍，苗瀟瀟，張生萬.HS-SPME-GC-MS分析石榴酒中易揮發(fā)性成分［J］.食品科學，2014，35（8）：263-268.

［15］OBENLAND D，CANTWELL M，LOBO R，et al.Impact of storage conditions and variety on quality attributes and aroma volatiles of pitahaya（Hylocereusspp.）［J］.Sci Hortic-Amsterdam，2016，199：15-22.

［16］甘秀海，梁志遠，王道平，等.固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法分析火龍果果肉中揮發(fā)性成分［J］.理化檢驗：化學分冊，2012（6）：726-727.

［17］李維青.濃香型白酒與乳酸菌、乳酸、乳酸乙酯［J］.釀酒，2010，37（3）：90-93.

［18］BELL S J，HENSCHKE P A.Implications of nitrogen nutrition for grapes，fermentation and wine［J］.Aust J Grape Wine R，2005，11（3）：242-295.

Analysis of volatile components in red pitaya fruit wine

YIN Junwei1，2，3，GONG Xiao2，3*，WANG Xiaofang2，3，LIU Yangyang2，3，LI Jihua2，3，LI Yajun4
（1.College of Food Science and Technology，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070，China；2.Agriculture Products Processing Research Institute，Chinese Academy of Tropical Agriculture Sciences，Zhanjiang 524001，China；3.Guangdong Provincial Modern Agriculture（Tropical Agricultural Products Processing and Detection）Industry Technology Research and Development Center，Zhanjiang 524001，China；4.Guangxia（Yinchuan）Industry Limited Liability Company，Yinchuan 750011，China）

The volatile components in red pitaya fruit wine were analyzed by headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry（HS-SPME-GC-MS）.Results showed that 34 volatile components were detected in red pitaya fruit wine sample，including esters（39.68%），organic acids（39.04%），alcohols（16.91%），aldehydes（1.09%），phenols（0.44%），ketones（0.43%）and other compounds（2.41%）.In the all of the volatile components，the relative content of acetic acid（34.63%），ethyl lactate（21.83%），phenylethyl alcohol（10.21%），isoamyl alcohol（5.96%），succinic acid ethyl ester（5.02%），ethyl octanoate（3.55%），octylic acid（2.44%），ethyl decanoate（2.21%），ethyl hexadecanoate（2.00%），pentadecane acid ethyl ester（1.82%）was higher.Moreover，a small amount of terpenoid substances such as D-limonene（1.50%）in the wine were detected.The red pitaya fruit wine contained a lot of aroma components，which offer the products special aroma similar to Moutai-flavor Baijiu，brandy，rose，and red pitaya.

red pitaya fruit wine；HS-SPME；GC-MS；volatile components

TS255.46

0254-5071（2016）09-0159-04doi：10.11882/j.issn.0254-5071.2016.09.036

2016-06-17

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（201303077）；廣東省級現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（熱帶農(nóng)產(chǎn)品加工與檢測）產(chǎn)業(yè)技術研發(fā)中心項目

殷俊偉（1990-），女，碩士研究生，研究方向為果蔬加工。

龔霄（1984-），男，副研究員，博士，研究方向為食品發(fā)酵與酶工程。