不同貯藏期的番茄酒成分變化規律

鄧紅梅 劉蔓茵 鄧云

摘要：研究不同貯存時間的番茄酒化學成分變化。采用氣相色譜-質譜聯用儀（GC-MS）、高效液相色譜法和原子吸收光譜對不同貯存時間番茄酒化學成分含量和種類動態變化進行分析，并以番茄汁為對照。結果表明，隨著貯存時間的延長，番茄酒中的醇類、醛酮類物質以及酒石酸、草酰乙酸、琥珀酸含量減少，蘋果酸、乳酸與檸檬酸含量增加，酯類、酸類、芳香類物質含量明顯增加;草酸和α-酮戊二酸含量變化不大，金屬元素Fe、Cu、Ca、Zn、Na含量增加，而Mg元素含量減少。

關鍵詞：番茄酒;氣相色譜-質譜聯用;高效液相色譜;原子吸收光譜;香氣成分;有機酸含量;科學貯藏

中圖分類號：TS262.7 ? 文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）14-0226-05

我國是種植番茄的大國，產量僅次于美國，居世界第二。番茄的果肉汁液中含有豐富的碳水化合物、脂肪、蛋白質以及氨基酸、維生素、礦質元素等，其中番茄紅素含量更位居各種蔬果之首[1]，是大眾喜愛的水果型蔬菜[2]。但同時又具有易腐爛、含水量高、不易貯藏、不易長途運輸的特點[3]。關于以番茄為原料釀造番茄酒的研究已有較多報道[2，4]，但是番茄酒在貯藏期間各種成分發生了怎樣的變化卻鮮見研究報道。本試驗采用氣相色譜-質譜聯用儀（GC-MS）、高效液相色譜法（HPLC）、原子吸收光譜法（AAS）研究不同貯藏時期番茄酒香氣成分、有機酸、金屬元素的含量和種類變化規律，以期為番茄酒工業發展、陳釀和科學貯藏提供一些理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

番茄購于廣東省茂名市超市;2015年和2017年番茄酒均由生物實驗室釀造。

儀器：X0-10000D超聲波細胞破碎儀（南京先歐儀器制造有限公司）;PSPE-16正壓固相萃取儀（北京斯珀特科技有限公司）;RE-3000旋轉蒸發器（上海亞榮生化儀器廠）;GCMS-QP2010UITRA氣質聯用儀（日本島津公司）;Z-2000型原子吸收光譜儀（日本日立公司）;LC20AT高效液相色譜儀（日本島津公司）。

1.2 方法

1.2.1 釀造番茄酒工藝流程 番茄原料的選擇→清洗→攪拌機攪碎→加入50 mg/L果膠酶處理番茄原汁3 h→過濾→調配→加入0.15 g/L已活化的酵母→發酵15 d→倒罐密封→陳釀→過濾→澄清→裝瓶。

1.2.2 榨取番茄汁試驗流程 番茄原料的選擇→清洗→攪拌機攪碎→加入50 mg/L果膠酶處理番茄原汁3 h→過濾→澄清→裝瓶。

1.3 GC-MS對番茄汁和2017、2015年番茄酒中香氣成分的測定

1.3.1 樣品預處理 將120 mL果汁和2個年份的果酒分別于10 000 r/min、4 ℃條件下冷凍離心10 min，取澄清液。量取2個年份澄清的番茄酒樣品各100 mL，于蒸餾裝置內蒸餾出50 mL。分別量取50 mL番茄汁、番茄酒蒸餾樣品置于 125 mL 分液漏斗中，然后依次用30、15、10 mL二氯甲烷進行萃取。將萃取得到的有機相合并后，加入適量無水硫酸鈉（除水），靜置過夜，過濾后轉移至旋轉蒸發儀中，在45 ℃條件下濃縮至5 mL左右，用0.22 μm微孔濾膜過濾后裝入 2 mL 樣品瓶中，于4 ℃冰箱保存待測。

1.3.2 GC-MS分析條件 （1）氣相色譜條件。色譜柱：SH-Rxi-5Sil（0.25 μm×30.0 m×0.25 mm）;柱箱溫度 40 ℃;進樣口溫度260 ℃;柱溫采用程序升溫：40 ℃保持 1 min，以3 ℃/min升到100 ℃保持2 min，以5 ℃/min升到260 ℃保持5 min;載氣為氦氣;進樣方式：不分流;壓力：49.5 kPa;總流量：24.0 mL/min;柱流量1.00 mL/min;線速度36.1 cm/sec;吹掃流量：3.0 mL/min。（2）質譜條件。離子源溫度230 ℃;接口溫度250 ℃;溶劑延遲時間1 min;開始時間2.50 min，結束時間60.00 min;掃描范圍：質荷比50～650，離子電離（EI）源，電子能量70 eV;進樣量為1 μL[5]。

1.4 HPLC對番茄汁和2015、2017年番茄酒中有機酸的測定

1.4.1 樣品預處理 分別量取30 mL番茄汁、2個年份的番茄酒樣于10 000 r/min、4 ℃條件下冷凍離心10 min，取上清液。分別量取番茄汁、2個年份的番茄酒上清液各6 mL注入已用甲醇活化的固相萃取（SPE）C18柱中，棄去先流出的液體約2 mL，再收集濾液約2 mL于樣品管中，然后過0.22 μm微孔濾膜，收集濾液于2 mL樣品瓶中，備用。所有樣品與流動相在上機測定之前都要經過40 kHz超聲波超聲除氣20 min。

1.4.2 分析條件 色譜柱：Thermo C18反相柱（4.6 m×2.5 mm，5 μm）;柱溫：30 ℃;檢測波長：210 nm;檢測時間：30 min;A泵 ∶ B泵=KH2PO4鹽溶液 ∶ 甲醇=97% ∶ 3%;進樣量20 μL。

1.5 原子吸收光譜法對番茄汁和2017、2015年番茄酒中金屬元素的測定

1.5.1 樣品前處理 采用高氯酸-硝酸混合消解法進行樣品前處理，分別準確吸取90 mL番茄汁、2個年份的番茄酒樣于3個150 mL錐形瓶中，放置于100 ℃電熱板上蒸出乙醇并濃縮至酒樣剩下20 mL。稍微降溫后分別加入4 mL硝酸與 1 mL 高氯酸于3個樣品中，繼續加熱，待白煙冒盡，用少量 0.5% 稀硝酸稀釋，反復沖洗3次，一并倒入50 mL容量瓶中，用0.5%稀硝酸定容至刻度，再稀釋10倍后待測。同時做試劑空白對照。

1.5.2 儀器工作條件 儀器工作條件見表1。

2 結果與分析

2.1 番茄汁和2017、2015年番茄酒香氣成分的變化

新鮮番茄汁、2017年番茄酒、2015年番茄酒香氣成分的GC-MS總離子流色譜見圖1、圖2和圖3;通過標準質譜圖庫（NIST）自動檢索，并對檢索結果進行人工核對，用峰面積歸一法對各組分進行相對含量分析，結果見表2。

從表2可以看出，從番茄汁中共鑒定出15種成分，包括醇、酯、醛酮、芳香族等4類化合物。醇類物質在香氣成分中含量最高，占香氣成分總含量的44.28%，種類也最多，共8種;酯類含量在香氣成分中占香氣成分總含量的21.14%;醛酮類含量在香氣成分中占香氣成分總含量的26.51%;芳香族類僅檢測出2，2′-亞甲基雙-（4-甲基-6-叔丁基苯酚），占香氣成分總含量的8.07%。

從2017年番茄酒中共鑒定出34種成分，包括醇、酯、酸等6類化合物。醇類物質在香氣成分中含量最高，占香氣成分總含量的82.56%，種類共10種;酯類在香氣成分中種類最多，共11種，其總含量占香氣成分總含量的5.66%;酸類含量在香氣成分中占香氣成分總含量的3.17%;醛酮類含量在香氣成分中占香氣成分總含量的6.13%;芳香族類僅檢測出2，2′-亞甲基雙-（4-甲基-6-叔丁基苯酚），占香氣成分總含量的0.69%;其他類化合物占了總含量的1.79%。

從2015年番茄酒中共鑒定出48種成分，包括醇、酯、酸等5類化合物。醇類物質在香氣成分中含量最高，占香氣成分總含量的74.84%，種類共13種;酯類在香氣成分中種類最多，共16種，其總含量占香氣成分總含量的11.21%;酸類含量在香氣成分中占香氣成分總含量的8.89%;醛酮類含量在香氣成分中占香氣成分總含量的2.21%;芳香類含量占香氣成分總含量的2.85%。

以番茄汁為對照可以看出，在番茄酒發酵的過程中，醇類被氧化成醛類，醛類又被氧化成酸類，同時醇類也會被酯化，因此隨著陳釀時間的延長，各類物質都發生了變化。2015年番茄酒香氣成分的含量與種類與2017年番茄酒相比的變化為醇類物質含量減少了7.72百分點，種類增加了3種。醇類物質對果酒的香型起著重要作用，是許多果酒中香氣成分含量最高的一類物質[6-7]。番茄酒中醇類物質中的苯乙醇和1-戊醇含量非常高，2017年番茄酒二者含量分別占香氣成分總含量的28.92%和44.67%，2015年二者含量分別占香氣成分總含量的31.47%和36.62%。苯乙醇和1-戊醇是許多果酒中含量較高的2種醇類物質。苯乙醇具有玫瑰香氣，而1-戊醇具有白蘭地香氣和特有的辛辣味，二者對酒總體香氣的形成具有重要的作用[8-9]。 酯類物質含量增加了5.55百分點，種類增加了5種。酯類物質是番茄酒主要的呈香物質，如辛酸乙酯有玫瑰、橙子的花果香;癸酸乙酯有葡萄酒香氣[10];甲酸己酯、己酸乙酯、甲酸異丁酯和甲酸異戊酯均有水果香味;棕櫚酸乙酯呈微弱蠟香、果爵和奶油香氣，因此酒越陳越香。

2.2 番茄汁和2017年、2015年番茄酒有機酸含量的變化

由表3可知，8種有機酸的決定系數r2>0.999，相對標準偏差為0.96%～2.74%，表明此測定方法較為可靠。由表4可知，樣品中有機酸總含量隨貯藏時間的延長逐漸增加，表明發酵過程中有機酸的增加是與發酵同步的。2017年番茄酒和2015年番茄酒總酸量相差不明顯，但比新鮮番茄汁中總酸量明顯增加，說明果汁在發酵成果酒的過程中有機酸含量大量增加。2種年份的番茄酒中總酸量相差不明顯，可能是由于發酵已經結束，有機酸的總量基本達到平衡。

番茄酒中的有機酸一部分來自于原料，另一部分可由發酵過程中酵母代謝產生。蘋果酸具有較大的酸度，但卻有柔和的風味;酒石酸稍有澀感、酸味強烈;琥珀酸味道較濃，既苦又咸，能引起唾液的分泌，最具有味覺特征，可使酒的味道濃重，增加醇厚感。有機酸含量高低可影響番茄酒的口味、風味和色澤的平衡，最終影響番茄酒的品質[11]。

2017年與2015年番茄酒中草酸和α-酮戊二酸含量變化不大;蘋果酸、乳酸與檸檬酸含量隨貯藏時間的延長而增加，說明這3種酸在貯藏過程中會持續產生;酒石酸、草酰乙酸與琥珀酸含量隨貯藏時間的延長而減少，可能是因為這3種有機酸在陳釀的過程中會被逐漸消耗[12]。

2.3 番茄汁和2017年、2015年番茄酒金屬元素含量的變化

根據各元素的標準曲線回歸方程，計算番茄酒樣品中的6種金屬離子含量。從表5可以看出，除Mg元素外，番茄酒中的金屬元素含量比番茄汁中均有所增加。番茄酒中大部分金屬元素含量隨貯存時間的延長而增加，只有Mg元素含量隨貯存時間的延長而減少。所測得的數據表明，番茄汁和番茄酒中各種微量元素含量符合國家標準。

番茄酒中的金屬有2個主要來源。首先，天然來源是番茄種植的土壤。金屬通過根進入番茄，成為番茄酒中存在的大部分離子。其次，來源于人類活動，如栽培方法、釀酒過程、環境污染和化學品的使用等[13]。

酒類的貯存時間越長，酸度越高，金屬元素溶出量越多。番茄酒在陳釀階段金屬元素含量有所增加，其原因可能與酒中酸度的增大有關。酒體中發生的各種化學反應均離不開金屬元素的催化作用，在金屬元素的催化作用下，醇類被轉化成酸類，進而導致容器中溶入的金屬元素含量增加。部分金屬元素含量下降可能主要與釀酒罐有關，隨著番茄酒陳釀期的延長，罐體的吸附能力和透氣性能受到影響，酒體與罐體表面的接觸相對減弱，進而影響酒中金屬元素的融入;此外部分金屬元素與酒中有機物質形成沉淀，進而使金屬離子含量減少[14]。

3 結論

無論在番茄汁還是番茄酒香氣成分中，醇類物質含量最高。在番茄酒香氣成分中，醇類物質最主要是1-戊醇和苯乙醇，而酯類物質種類最多，二者是番茄酒特有芳香的主要貢獻者;而番茄汁中香氣成分種類相對較少，最主要的香氣成分是正己醇。與2017年番茄酒香氣成分含量相比，2015年番茄酒中醇類、醛酮類物質含量減少，酯類、酸類、芳香類物質含量增加;香氣成分的種類變化為醇類、酯類、酸類、芳香族物質種類增加，醛酮類物質種類減少。陳釀期間香氣成分的種類和含量發生變化，逐漸形成擁有典型香氣的番茄酒。

番茄汁經發酵后有機酸含量大量增加，番茄酒有機酸總含量隨貯藏時間延長逐漸增加。與2017年番茄酒中有機酸含量相比，2015年番茄酒中草酸和α-酮戊二酸含量變化不大;蘋果酸、乳酸與檸檬酸隨貯藏時間的延長含量增加;酒石酸、草酰乙酸與琥珀酸隨貯藏時間的延長含量減少。

與2017年番茄酒中金屬元素含量相比，2015年番茄酒中大部分金屬元素的含量隨貯存時間的延長而增加，只有Mg元素含量隨貯存時間的延長而減少。所測得數據表明，番茄汁和番茄酒中各種微量元素含量符合國家標準。

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