赤霞珠果醋香氣成分的GC-MS分析

吳桂君，蔡倩，陳曉倩，張惠玲

（1.銀川能源學(xué)院生物工程系，寧夏永寧750105；2.寧夏醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，寧夏銀川750000；3.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏銀川750000）

赤霞珠果醋香氣成分的GC-MS分析

吳桂君1，蔡倩2，陳曉倩1，張惠玲3

（1.銀川能源學(xué)院生物工程系，寧夏永寧750105；2.寧夏醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，寧夏銀川750000；3.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏銀川750000）

采用溶劑萃取法提取、富集赤霞珠果醋中的香氣成分，經(jīng)氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用分析，綜合譜庫檢索技術(shù)對化合物進(jìn)行鑒定。結(jié)果表明，葡萄皮渣釀造果醋樣品（SP1）和葡萄果汁釀造果醋（SP2）分別鑒定出48種、20種香氣組分。其中酯類、酸類和醇類化合物為葡萄果醋樣品中最主要的香氣成分，在SP1、SP2樣品中酯類、酸類和醇類化合物的相對含量分別為58.29%和52.39%，24.63%和35.10%，7.35%和11.37%。

赤霞珠果醋；香氣成分；氣相色譜-質(zhì)譜法

赤霞珠（Cabernet Sauvignon）、蛇龍珠（Cabernet Gernischt）和品麗珠（Cabernet Franc）屬于Carbernet系列品種，被稱為“三珠”，以其獨特的酒質(zhì)成為世界著名釀酒品種[1-3]。其中赤霞珠（Cabernet Sauvignon）屬于歐亞類群，原產(chǎn)法國，是我國目前栽培面積最大的釀酒紅葡萄品種。隨著葡萄酒產(chǎn)業(yè)在我國快速的發(fā)展，葡萄酒釀制過程中產(chǎn)生了大量的葡萄皮渣，其中主要是葡萄皮、葡萄籽和果梗等。目前這些皮渣主要被用作飼料、肥料，其綜合利用率較低，造成很大的浪費[4]。而果醋是一種營養(yǎng)豐富、風(fēng)味優(yōu)良的酸味調(diào)味品，它兼有水果和食醋的營養(yǎng)保健功能。科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，果醋具有多種功能，果醋能促進(jìn)新陳代謝，調(diào)節(jié)酸堿平衡，消除疲勞，果醋中含有10種以上的有機(jī)酸和人體所需的多種氨基酸[5]。在釀造過程中，發(fā)酵產(chǎn)生的香氣物質(zhì)構(gòu)成了果醋的主要香味，也是影響其質(zhì)量和典型性的重要因素，目前國內(nèi)外尚少有針對赤霞珠果醋香氣成分的研究，只有對其組分含量、加工工藝或其他水果釀造果醋方面的研究[6-8]。本研究分別采用葡萄酒釀造過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品葡萄果渣和葡萄果汁進(jìn)行果醋的發(fā)酵釀造，并對其香氣成分進(jìn)行氣質(zhì)聯(lián)用（gaschromatography-massspectrometer， GC-MS）分析，旨在提高葡萄果實綜合利用率，為后續(xù)新產(chǎn)品開發(fā)和品質(zhì)分析提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

1.1.1材料

赤霞珠葡萄：寧夏銀川市永寧縣玉泉營葡萄基地引種，銀川能源學(xué)院生物工程系農(nóng)產(chǎn)品實驗基地栽培；安琪葡萄酒·果酒專用酵母：安琪酵母股份有限公司；惡臭醋酸桿菌渾濁變種AS1.41：寧夏銀川三利醬醋有限責(zé)任公司。

醋酸菌液體培養(yǎng)基：葡萄糖1%，酵母膏1%，CaCO31.5%，體積分?jǐn)?shù)95%的酒精2%[9]。

1.1.2試劑

二氯甲烷（色譜純）：美國Fisher公司；二氯甲烷、無水硫酸鈉（分析純）：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2儀器與設(shè)備

同時蒸餾萃取器：華玻實驗儀器廠；QP2010 GC-MS聯(lián)用儀：日本島津公司；R.3旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：瑞士BUCHI公司；SB-2000水浴鍋：上海愛朗儀器有限公司。

1.3方法

1.3.1葡萄果醋工藝流程

1.3.2操作要點

（1）原料處理：挑選大小均勻、成熟度較高的赤霞珠葡萄，洗凈；（2）除梗破碎：用破碎機(jī)將原料破碎；（3）酶解：加入果膠酶進(jìn)行酶解，添加量0.5%，酶解溫度40～50℃，酶解時間2 h；（4）酒精發(fā)酵：發(fā)酵溫度26～28℃，時間5～7 d；（5）醋酸發(fā)酵：發(fā)酵溫度30～35℃，時間20 d左右，醋化期每天攪拌1～2次；（6）精濾：取上清液以0.45 μm聚醚砜濾膜精濾；（7）殺菌：殺菌溫度60～70℃，時間10 min。

1.3.3葡萄果醋香氣成分提取

分別取葡萄皮渣發(fā)酵果醋（SP1）和葡萄果汁發(fā)酵果醋（SP2）各100mL，采用溶液萃取法，用100 mL、80 mL、60 mL二氯甲烷分別萃取3次，合并有機(jī)相，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓濃縮至5 mL，以無水硫酸鈉干燥脫水，濃縮至l mL，供GC-MS分析[10]。

1.3.4GC-MS分析條件

氣相色譜條件：色譜柱采用Rxi-5Sil毛細(xì)管柱（0.25μm× 0.25mm×30 m）；進(jìn)樣口溫度250℃，載氣為高純氨氣（He），流速為1 mL/min，分流比30∶1，進(jìn)樣口溫度為250℃；程序升溫條件：起始溫度50℃，保留5 min，6℃/min升至200℃，保留5 min。

質(zhì)譜條件：電子電離（electron ionization，EI）源，電子能量70 eV，接口溫度250℃，離子源溫度230℃，質(zhì)量掃描范圍40～400 amu，溶劑延遲3 min。

1.3.5定性定量分析

利用NISTll標(biāo)準(zhǔn)譜庫及WILEY275質(zhì)譜圖庫對GC-MS分析得到的質(zhì)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索和比對，并選擇匹配度高于80%的化合物進(jìn)行核對和確認(rèn)；采用峰面積歸一化法計算出各成分的相對含量。

2　結(jié)果與分析

2.1香氣成分分析

葡萄皮渣發(fā)酵果醋（SP1）和葡萄果汁發(fā)酵果醋（SP2）中香氣成分的的GC-MS總離子流色譜圖見圖1；各組分經(jīng)NIST11檢索譜庫分析，香氣成分及相對含量分別見表1、表2。

由表1可知，從果醋SP1樣品總共分離出50種化合物，其中共鑒定出48種化合物。含量占總成分的99.34%。主要包括酯類、酸類、醇類、烯類，醚類化合物及少量烷類化合物，分別為27、5、8、3、2、3種。其中酯類化合物占總香氣成分相對含量的58.29%，含量最高的為水楊酸甲酯，占14.28%；酸類化合物占總香氣成分相對含量為24.63%，含量最高的為醋酸，占16.03%；醇類化合物相對含量為7.35%，含量最高的為正己醇，占2.60%；烯類化合物相對含量為5.60%；醚類化合物相對含量為2.62%；長鏈烷烴類化合物相對含量為0.66%；另外還有2種未知成分含量＜1%。

圖1　果醋樣品SP1(A)及SP2(B)香氣成分GC-MS總離子流色譜圖Fig.1　Total ion chromatogram of aroma components in vinegar sample SP1(A)and SP2(B)by GC-MS

表1　果醋樣品SP1香氣成分的GC-MS分析結(jié)果Table 1　GC-MS analysis of aroma components in vinegar sample SP1

續(xù)表

表2　果醋樣品SP2香氣成分的GC-MS分析結(jié)果Table 2　GC-MS analysis of aroma components in vinegar sample SP2

由表2可知，從果醋SP2樣品總共分離出20種化合物。主要包括酯類、酸類、醇類及微量烷類化合物，分別為9、5、5、1種。其中酯類化合物占總香氣成分相對含量的52.39%，含量最高的為丁二酸二乙酯，占32.93%；酸類化合物相對含量為35.10%，含量最高的為醋酸，占31.13%；醇類化合物相對含量為11.37%，含量最高的為D-（-）-2,3-丁二醇，占7.24%；長鏈烷烴類化合物占1.12%。由此可見，酯類、有機(jī)酸類、醇類是葡萄果醋中主要的揮發(fā)性香氣成分。

2.2討論

香氣是反映果醋質(zhì)量的重要指標(biāo)，已有大量研究表明，酯類、有機(jī)酸類和高級醇類是果醋香氣中含量最多的成分，例如醋酸、正己醇、丁二醇、丁二酸二乙酯等[11-13]，這在本實驗中也得到了進(jìn)一步證實。有研究表明，果皮中的化合物總量高于果肉，含有較多的酯類、芳香族化合物、揮發(fā)性有機(jī)酸等，這些化合物在果皮中的含量是果肉中的1.58～20.54倍[14]。對比本實驗的GC-MS分析結(jié)果，葡萄果渣釀造果醋（SP1）中的香氣成分種類是葡萄果汁釀造果醋（SP2）的2.5倍。相對于SP1，SP2中香氣成分種類明顯減少，同時酯類成分中含量最高的由SP1樣品中的水楊酸甲酯（14.28%）上升為SP2樣品中的丁二酸二乙酯（32.93%），同樣的酸類成分中含量最高的醋酸由16.03%上升為31.13%；醇類成分中含量最高的由SP1樣品中的正己醇（2.60%）上升為SP2樣品中的D-（-）-2,3-丁二醇（7.24%）。因為本研究的基礎(chǔ)是葡萄果醋中各種揮發(fā)性物質(zhì)的含量或相對含量，而不同物質(zhì)的種類和感覺閾值差異很大，成分之間的相互協(xié)調(diào)作用也存在一定影響，含量高的揮發(fā)性化合物不一定對香氣的形成有作用，含量少的化合物也有可能對產(chǎn)品的香氣構(gòu)成有很大貢獻(xiàn)，故揮發(fā)性化合物對果醋總體香氣的貢獻(xiàn)應(yīng)由其在果醋香氣體系中種類多少、濃度高低和感覺閾值的范圍共同決定[15]。所以對于結(jié)合感官評定等技術(shù)手段，其內(nèi)在聯(lián)系還需要進(jìn)一步研究。此外，兩個樣品中都含有部分長鏈烷烴，這與葡萄果醋發(fā)酵過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)分析基本保持了一致[16]。

3　結(jié)論

本實驗報道了赤霞珠葡萄果醋的香氣成分的種類及含量并對其葡萄皮渣釀造和葡萄果汁釀造過程中香氣成分的變化作出了對比研究，總體來講，主要呈香物質(zhì)（酯類、酸類、醇類）總含量接近，但是葡萄皮渣發(fā)酵果醋的香氣物質(zhì)種類較多、色澤較鮮艷（玫瑰紅）、酸度更柔和、風(fēng)味較復(fù)雜。這對于充分利用葡萄產(chǎn)業(yè)資源，提高葡萄實際綜合利用率，減少浪費，降低成本有積極作用，同時還可以為人們的生活提供優(yōu)質(zhì)、具保健功能的葡萄果醋產(chǎn)品，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)需求，有較強(qiáng)指導(dǎo)意義。

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Analysis of aroma components in Cabernet Sauvignon vinegar by GC-MS

WU Guijun1,CAI Qian2,CHEN Xiaoqian1,ZHANG Huiling3
(1.Department of Bioengineering,Yinchuan Energy College,Yongning 750105,China;2.College of Public Health,Ningxia Medical University,Yinchuan 750000,China;3.School of Agriculture,Ningxia University,Yinchuan 750000,China)

The aroma components in Cabernet Sauvignon vinegar were extracted and enriched by solvent extraction method,and then analised by GC-MS.48 aroma components in the vinegar from grape pomace(SP1)and 20 aroma components in the vinegar from grape juice(SP2)were separated and identified.The results showed that ester,acid and alcohol compounds were the main aroma components of Cabernet Sauvignon vinegar samples.The relative content of ester in SP1 and SP2 were 58.29%and 52.39%,the relative content of acid in SP1 and SP2 were 24.63%and 35.10%,and the relative content of alcohol in SP1 and SP2 were 7.35%and 11.37%,respectively.

Cabernet Sauvignon vinegar;aroma components;GC-MS

TS262.7;TS261.4;TS261.7

0254-5071（2016）10-0175-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2016.10.039

2016-08-01

銀川能源學(xué)院2014年校級科研基金資助項目（2014-KY-Y-15）

吳桂君（1985-），男，講師，碩士，主要從事食品營養(yǎng)與加工研究工作。