顶空固相微萃取结合气相色谱质谱联用技术分析霞多丽玫瑰酒香气组分

顶空固相微萃取结合气相色谱质谱联用技术分析霞多丽玫瑰酒香气组分

霞多丽的葡萄园来自法国，具有优雅的味道。这是制作酒精和香喷酒的优良品种。目前，已有600多种芳香性化合物在水果、果汁和酒精中得到发现。苦水玫瑰(R.Setate×R.Rugosa)是钝齿蔷薇和中国传统玫瑰的自然杂交种,其花色鲜艳,香气浓郁,主要产品玫瑰精油香气浓郁、芳香纯正,且具有一定的抑菌、抗氧化能力。同时,玫瑰花富含类胡萝卜素、维生素C和E,以及酚类化合物,是一种具有良好抗氧化和清除自由基效果的食品原料,可用于新型化工、医药、食品等领域。目前苦水玫瑰产品以玫瑰精油和苦水玫瑰花蕾为主,品种较单一,加工程度较低。近年来花卉饮品因其具有芳香怡人、营养丰富等特点备受关注,玫瑰酒也因其独特的香型受到了消费者的青睐,但市场现有的玫瑰酒多以高度白酒浸提玫瑰后蒸馏制得,酒精度高、玫瑰特性体现不足,消费群体较狭窄。以霞多丽葡萄、苦水玫瑰花为主要原料,通过发酵,制取霞多丽玫瑰酒的研究目前还未见报道。本实验以甘肃苦水玫瑰与霞多丽葡萄为主要原料,结合二者优势混合发酵制取霞多丽玫瑰酒,分析比较原料与霞多丽玫瑰酒的香气差异,以期为葡萄花卉混合发酵酒产品的研发提供理论数据支持。1材料和方法1.1仪器、试药与仪器霞多丽葡萄2011年10月采于甘肃祁连葡萄酒业有限责任公司种植园;苦水玫瑰鲜花2011年5月采于甘肃永登县苦水镇上新沟村,真空包装,冷冻保存;果胶酶(Ex.color)、酵母(LalvinQA23)上海杰兔工贸有限公司;亚硫酸(SO2有效含量为6%)、NaCl(分析纯)天津光复科技有限公司。气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)PE-AutoSystemXL/TurboMass,美国PE公司;色谱柱OV1701(50m×0.2mm×0.33μm),中国科学院兰州物理化学研究所;固相微萃取器Fiber(57348-U)DVB/Carboxen/PDMS(SUPELCO.USA),美国SUPELCO公司。1.2实验方法1.2.1so2发酵时间霞多丽玫瑰酒工艺流程:葡萄除果梗、烂果清洗破碎→添加SO2→添加苦水玫瑰花瓣→添加果胶酶→添加酵母→酒精发酵→皮渣分离→取样霞多丽玫瑰酒操作要点:葡萄分选,除果梗、烂果,清洗后破碎;破碎后及时加入SO2,以亚硫酸计添加量1mL/L;玫瑰花除去花萼,添加量100g/L;果胶酶在使用前须在40℃的温度下活化2h,添加量0.02g/L;酵母在添加前,须于28℃下活化30min,添加量0.2g/L;酒精发酵阶段每天定时测定酒体温度和比重,便于控制发酵温度和监测发酵进程,期间要进行倒灌循环,发酵温度控制在23~27℃之间,当总糖含量≤4g/L,发酵结束;皮渣分离后取样。1.2.2香化合物的积累与分析1.2.2.固相微萃取条件分别取霞多丽葡萄和霞多丽玫瑰酒5mL、去花萼苦水玫瑰花瓣5g分别置于15mL顶空瓶中,各加1gNaCl,混合均匀、密封,插入活化好的固相微萃取器,40℃恒温顶空萃取30min,于气相色谱-质谱联用仪进样口220℃解析15min进样。1.2.2.电子击穿离子源不分流进样,20min后打开分流阀,分流比20∶1;进样口温度:220℃;载气(高纯He)流速:1mL/min;接口温度200℃,电子轰击离子源(EI)70eV,质量扫描范围30~400m/z。程序升温:霞多丽葡萄、霞多丽玫瑰酒,初温50℃(1min),3℃/min升至220℃(3min);苦水玫瑰花瓣,初温50℃(3min),3℃/min升至170℃(5min),5℃/min升至250℃(5min)。1.2.2.初步定性分析结合文献资料计算机检索NISTlibrary(2005)和Wileylibrary(version6.0)标准谱库做初步定性分析;面积归一化法计算相对含量。2结果与分析2.1香辛料中部分化合物为0.GC-MS分析从霞多丽葡萄中初步分离定性36种化合物(图1、表1),占其色谱流出组分总量的95.951%,其中醇类10种,酯类7种,萜烯类5种,有机酸类5种,羰基化合物7种,烃类2种。霞多丽葡萄香气构成中醇类相对含量较高,感官表现为醚香、醇香、果香的正己醇相对含量最高,占70.313%;其次为具有清叶气味(E)-2-己烯醛,占3.454%。苦水玫瑰花中初步分离定性59种化合物(图1、表1),占其色谱流出组分总量的95.884%,其中醇类4种,酯类7种,萜烯类25种,有机酸类2种,羰基化合物13种,烃类6种。萜烯类相对含量最高,占74.228%,可见萜烯类物质是构成玫瑰香气的主体成分,这与朱岳麟等报道玫瑰精油头香物质的主体成分为萜烯类化合物的结果一致,其中感官表现为玫瑰花香的β-香茅醇相对含量最高,占总检出组分的45.252%,而大马士革玫瑰中β-香茅醇相对含量最高约为34%,苦水玫瑰较大马士革玫瑰高出约11%,这可能就是苦水玫瑰香气有别于大马士革玫瑰香气且较大马士革玫瑰香气浓郁的主要原因之一。霞多丽玫瑰酒中初步分离定性56种化合物(图1、表1),占其色谱流出组分总量的98.214%,其中醇类12种,酯类21种,萜烯类9种,有机酸类8种,羰基化合物2种,烃类1种。香气物质构成中醇类相对含量最高,酯类种类最多,其中玫瑰的特征香气化合物β-香茅醇相对含量最高,占26.886%,其次是表现为果香感的乙酸乙酯20.072%,再次为具有醇香、发酵香的异戊醇、异丁醇,相对含量分别为16.548%和11.476%。2.2霞多丽葡萄酒、苦水玫瑰、霞多丽玫瑰的香气2.2.1酒精发酵中醇类化合物的变化高级醇是葡萄酒中醇香和水果香气的主要来源,与其他挥发性成分共同构成葡萄酒的香味。本实验分析显示霞多丽玫瑰酒中醇类物质的种类和峰面积都高于原料霞多丽葡萄和苦水玫瑰花(表1),其中异丁醇、2,3-丁二醇、3-甲基-1-戊醇、(S)-2-辛醇、5-茚醇只在霞多丽玫瑰酒中被检出,这说明酒精发酵过程会代谢生成醇类化合物,形成发酵香主体。发酵中酵母利用氨基酸分解代谢和葡萄糖代谢途径均可生成醇类化合物。酒中检出的异戊醇、正己醇、1-庚醇、异辛醇、苯乙醇除正己醇在苦水玫瑰花中有较少检出外,其余只在霞多丽葡萄中检出,说明这些醇类物质主要源自霞多丽葡萄。其中除正己醇与异辛醇峰面积有减少外,其余均有大幅增加,说明酒精发酵还会代谢生成异戊醇、1-庚醇、和苯乙醇。2-庚醇和苯甲醇在葡萄中的峰面积远小于苦水玫瑰花和霞多丽玫瑰酒,分析可知酒中的2-庚醇和苯甲醇可能主要源自苦水玫瑰花。2.2.2酯类物质可能来源于苦水玫瑰花绝大多数的酯类能产生令人愉悦的香气,大部分的酯类化合物感官表现为水果香味。酯类在实验葡萄和苦水玫瑰花中均检出7种(表1),且相对含量较低,而霞多丽玫瑰酒中酯的种类则高达21种,峰面积也较原料葡萄和苦水玫瑰花高,其中与两种原料共有组分2种:己酸乙酯、邻苯二甲酸二异丁酯,但其峰面积则较两种原料之和高出2~3倍。霞多丽玫瑰酒与葡萄共有酯类组分3种:乙酸乙酯、乙酸异戊酯、棕榈酸乙酯,前者峰面积远高于后者。乙酸苯甲酯和乙酸香茅酯为霞多丽玫瑰酒与苦水玫瑰花共有组分,其峰面积均小于苦水玫瑰花中,表明这两种酯类可能主要来自苦水玫瑰花。酒中独有酯类15种。由此分析可知酒中的酯类物质一部分可能来自原料,多数则在发酵过程中代谢生成。这与YuwenWu等报道荔枝酒的酯类芳香化合物是由酵母产生的,是糖代谢中次级代谢产物的研究结果一致。2.2.3烯类化合物检测萜烯类化合物是葡萄酒和玫瑰品种香的特征构成物质,感官阈值低,对嗅觉的影响是相互增效的。可赋予霞多丽玫瑰酒葡萄和玫瑰特征香气。本次实验葡萄中检出5种(表1)萜烯类化合物,且峰面积较小。苦水玫瑰花中则检出25种峰面积较大的萜烯类化合物。霞多丽玫瑰酒中检出9种萜烯类化合物,较葡萄中多检出4种,且峰面积有大幅提高。其中呈现木香香韵的α-松油醇和α-松油烯为酒中独有组分,具有丁香、辛香香气的丁香酚、丁香酚甲醚和具有玫瑰香的香叶醇是霞多丽玫瑰酒与苦水玫瑰花的共有组分;β-香茅醇在霞多丽玫瑰酒中的峰面积仅为苦水玫瑰花的24.8%、而是霞多丽葡萄的190倍,由此分析可知丁香酚、丁香酚甲醚和β-香茅醇可能来自苦水玫瑰花。芳樟醇和β-大马酮则是霞多丽葡萄与霞多丽玫瑰酒的共有组分,且β-大马酮为霞多丽葡萄果实及酒的特征香气成分。2.2.4原料中脂肪酸的变化霞多丽葡萄与苦水玫瑰花中分别检出峰面积均较小的5种和2种有机酸(表1),以乙酸、已酸居多,呈现刺激性酸味。霞多丽玫瑰酒中检出有机酸8种,其中乙酸、己酸为3者共有,辛酸、棕榈酸是霞多丽玫瑰酒与实验葡萄的共有组分,其他在原料中未检出的酸类可能来自发酵过程中糖类的代谢,其中辛酸峰面积最大,发酵生成的异戊酸、庚酸呈水果酸味,使得刺激性酸味减弱。这些酸类物质不仅会直接影响酒的香气,还会为酒后期陈酿中挥发性乙酯的形成做贡献。2.2.5苦水玫瑰花酒中基化合物检测羰基化合物主要为醛、酮类化合物。霞多丽葡萄中含有7种峰面积较小的呈现青草、脂肪、清叶等葡萄果实特有香气的醛类(表1)。苦水玫瑰花中羰基化合物种类多、峰面积大,醛、酮均有,整体表现出青草香、药香、蜡香等香味,其中苯甲醛、2-十三烷酮峰面积位居前两位。但霞多丽玫瑰酒中只检出2种峰面积较小的醛:乙醛、苯甲醛。原料中羰基化合物在酒中消失或比例减少,主要是因为源于果实的醛类物质在有氧条件下通过脂氧合酶的作用转化为醇或酸类,这有利于葡萄酒生青气味的减少。3不同种类莲多丽玫瑰酒香气组分3.1霞多丽葡萄中初步分离定性36种化合物,包括10种醇类,7种酯类,5种萜烯类,5种有机酸类,7种羰基化合物,2种烃类。苦水玫瑰花中初步分离定性59种化合物,包括4种醇类,7种酯类,25种萜烯类,2种有机酸类,13种羰基化合物,6种烃类。霞多丽玫瑰酒中初步分离定性56种化合物,包括12种醇类,21种酯