沙棘果營養(yǎng)豐富,保健功效明顯。我國沙棘總面積占世界沙棘總面積的95%,而青海省沙棘資源占全國總量的20%以上。青海沙棘文章來源華夏酒報資源具有分布廣、種類多、面積大、果實質(zhì)量好的特點。
通過酒精發(fā)酵轉(zhuǎn)化沙棘汁,具有轉(zhuǎn)化量大、產(chǎn)品檔次和附加值高的特征。沙棘酒已成為青海等沙棘產(chǎn)區(qū)消化吸收沙棘汁資源的主渠道。以沙棘果、沙棘汁為原料的沙棘酒,不僅具有果酒果香濃郁的特征,而且具有一定的保健功能,是高檔保健果酒生產(chǎn)的主要發(fā)展方向。
果酒香氣成分不僅決定了果酒的風味特色和典型性特征,而且是果酒分類及原產(chǎn)地標示的重要指標。
在香氣化合物萃取分離技術(shù)中,頂空固相微萃取技術(shù)由于安全、高效和成本低廉,被許多研究者采用。
果酒香氣的組成是一個復雜的體系。生物統(tǒng)計學和化學計量學方法為果酒香味品質(zhì)的研究,提供了有利手段。因子分析、主成分分析、聚類分析等化學計量學方法,被廣泛應(yīng)用于果酒香氣品質(zhì)的研究。
青海沙棘干酒以青海產(chǎn)沙棘汁為原料釀造而成,沙棘冰酒以100%的青藏高原沙棘冰凍果為原料榨取濃縮汁,根據(jù)葡萄冰酒的生產(chǎn)技術(shù),采用低溫釀造而成。
由于原料和工藝的差別,2 種產(chǎn)品的品質(zhì)和口感存在明顯差異,沙棘冰酒的口感和香氣品質(zhì)明顯優(yōu)于干酒,但這種差異一直沒有理論和試驗依據(jù)。
目前,國內(nèi)雖有大量關(guān)于氣相色譜—質(zhì)譜儀用于葡萄酒及其他果酒香氣成分分析的報道,但關(guān)于沙棘酒香氣成分的研究尚未見報道。
本研究利用HS—SPME和GC—MS檢測沙棘酒揮發(fā)性化合物;以化合物標準品為參照,判別分析沙棘酒中的香氣化合物;以峰面積相對百分比計算香氣化合物相對含量,并采用生物統(tǒng)計和化學計量學方法比較分析兩種產(chǎn)品香氣成分的差異,為沙棘酒香氣特征,香味形成機理以及產(chǎn)品質(zhì)量改善的研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
1 材料和方法
1.1 試驗材料及儀器
1.2 試驗材料及標準化合物
試驗材料:選用青海清華博眾生物技術(shù)有限公司2008年生產(chǎn)的3個批次的沙棘干酒和冰酒產(chǎn)品,每批產(chǎn)品隨機選3 瓶作為樣品。干酒酒精含量的體積分數(shù)為12% ,糖度≤10 g/L,總酸含量≥8 g/L。冰酒酒精含量的體積分數(shù)為12%,糖含量≥125 g/L,總酸含量≥10 g/L,每個樣品重復測定2次。
分析與檢測
1.3 儀器與條件
手動SPME 進樣器和50 /30μm DVB /CAR /PDMS萃取頭,使用前先將固相微萃取的萃取頭在氣相色譜儀的進樣口250℃老化1小時,使用TRACE DSQ GC—MS 聯(lián)用儀和DB—WAX(30 m ×0.25 mm ×0.25μm)彈性石英毛細管柱。
1.4 標準化合物的配制
將10μL 22辛醇和不同體積的各類標準品溶解到100 mL的無水乙醇制成標準化合物和內(nèi)標儲備液。將此儲備液溶解到模擬酒體系,標準品在模擬酒中的濃度參考這些化合物在葡萄酒中的典型含量,模擬酒中內(nèi)標物濃度8.22 mg/L。模擬酒中酒精濃度為12% ( v / v) ,酒石酸含量為6 g/L,用1 mol/L NaOH將模擬酒pH調(diào)整為3.3。所有溶液保存在4 ℃條件下待用。
1.5 香氣成分的測定
SPME:將8mL樣品置于15 mL棕色小玻璃瓶中,加NaCl 2g,并加入8μL的22辛醇乙醇溶液(樣品中內(nèi)標濃度8.22 mg/L),加蓋密封,放入40℃水浴中平衡40分鐘;將老化好的固相微萃取器插入樣品瓶內(nèi),吸附40分鐘后拔出,插入氣相色譜儀進樣口,于250℃解析5分鐘。
定性及相對定量分析:利用隨機Xcalibur工作站N IST2002 標準譜庫自動檢索各組分質(zhì)譜數(shù)據(jù),采用保留指數(shù)(見公式)及標準譜圖對機檢結(jié)果進行核對并確認香氣化合物。采用內(nèi)標法對所測香氣成分進行檢測峰的半定量分析(峰面積相對百分比)。
將內(nèi)標物化合物(2—辛醇)的檢測峰面積設(shè)為100,其他的香氣組分檢測峰面積與之對比換算進行半定量計算,以便比較不同樣品中各組分含量差異。
保留指數(shù)Ki =100 ×n + 100[ ( tR i—tR n) / ( tR ( n + 1)—tRn ) ]式中tR 為保留時間,i表示待分析的化合物, n和n + 1分別表示正構(gòu)烷烴的碳原子數(shù)。
1.6 統(tǒng)計分析采用SAS統(tǒng)計軟件對香氣成分進行主成分和聚類分析,并對2種沙棘酒各種香氣化合物含量差異進行檢驗。在統(tǒng)計中,未檢出化合物含量按零計算。
2 結(jié)果與分析
2.1 沙棘酒香味成分分析
2.2 各類化合物在兩種產(chǎn)品中含量的比較分析
2.3 乙酸酯
2種產(chǎn)品中共檢出4種乙酸酯。乙酸乙酯是該類化合物中含量最高的一種,且2種產(chǎn)品中沒有明顯差異,但是,乙酰乙酸異戊酯和乙酸異丁酯在冰酒中的相對含量高于干酒。
乙酸酯和脂肪酸乙酯都是果酒發(fā)酵過程中由酵母產(chǎn)生的重要香味物質(zhì),乙酸酯是乙酰輔酶與各類氨基酸及碳水化合物降解產(chǎn)生的高級醇結(jié)合的產(chǎn)物,是果酒水果風味的主要來源。
在相同發(fā)酵條件下,此類化合物的含量應(yīng)與發(fā)酵物料中的碳水化合物及其氨基酸含量有關(guān)。沙棘冰酒的原汁來源于冬季自然濃縮的沙棘冰凍果,糖和干物質(zhì)含量明顯要高于鮮果的沙棘汁。
2.4 脂肪酸乙酯
果酒脂肪酸乙酯是由乙醇與酒中的乳酸、丁二酸、乙酸、丁酸、己酸、辛酸、月桂酸等發(fā)生酯化反應(yīng)而生成,也是果酒水果香的主要來源。
干酒中脂肪酸乙酯的總含量高于冰酒。主要是長鏈脂肪酸酯,如2—羥基丙酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、葵酸乙酯、丁二酸二乙酯及丁二酸單乙酯。此類脂肪酸酯的閾值較高,大約在100 mg/L,含量雖然較高,但對沙棘酒香味的貢獻并不明顯,高含量的脂肪酸乙酯也許并不能明顯增加干酒的香味。冰酒中脂肪酸酯的類型更為豐富,共檢出16種,而干酒中只含有14種。
2.5 高級醇
一些高級醇能賦予果酒典型香味,大多數(shù)高級醇都是酵母發(fā)酵的副產(chǎn)物。
除乙醇外,高級醇約占葡萄酒香氣成分的50%。沙棘干酒和沙棘冰酒中此類化合物的相對含量都較高。高級醇是果酒的重要香氣成分,由于閾值較低,較低含量的化合物對果酒香氣亦有重要的貢獻。在冰酒中, 2—甲基—1—丙醇和2—丁醇的相對含量明顯高于干酒,正己醇在干酒中的含量高于冰酒。
2.6 萜稀類化合物
萜稀類化合物是來源于果酒原料的重要香味物質(zhì),主要由結(jié)合態(tài)的香味前體物糖苷類化合物和類胡蘿卜素降解產(chǎn)生,可決定果酒的典型性。在沙棘冰酒中共檢出5種萜稀類化合物,在干酒中檢出4種,其中桉樹油只能在冰酒中檢出。
2.7 酮及醛類化合物
在沙棘冰酒中檢出6中酮醛化合物,沙棘干酒中檢出4種,此類化合物在沙棘冰酒中的相對含量都高于干酒。從化合物種類及相對含量看,此類化合物在2種產(chǎn)品的差異最為明顯。此類化合物在2種產(chǎn)品中含量的差異是否決定產(chǎn)品香氣品質(zhì)的差異,需要進一步研究。
2.8 脂肪酸
沙棘酒脂肪酸的來源主要是沙棘汁中豐富的有機酸和酵母發(fā)酵過程中產(chǎn)生的有機酸。由脂肪酸引起的香氣較為穩(wěn)定,類似于肥皂、蠟燭和硬脂酸的氣味。有機酸相對含量在2種產(chǎn)品中沒有明顯差異 。
2.9 主成分分析
以相對含量數(shù)據(jù)為變量,對檢測出的49種沙棘酒香氣成分進行主成分分析。4種主成分的貢獻率接近100% (見表1) 。前2個主成分的貢獻率為71%,能解釋變量的大多數(shù)信息。
對主因子PC1 和PC2 載荷量排前10位的化合物(見表2)。由此表2可看出,單一香氣成分對主因子的貢獻率都較低。
因此,利用少數(shù)幾種成分來區(qū)別沙棘酒的香味特征不可能,需要對沙棘酒香氣成分進行綜合分析和判別。除2—羥基丙酸乙酯外,對主因子PC1和PC2 貢獻率較大的化合物都不相同,總共有19種化合物,從相對含量可以判斷出來,這19種化合物應(yīng)該是代表2種沙棘酒產(chǎn)品香氣成分特征的主要化合物。
2.10 聚類分析結(jié)果
以乙酸酯等7類化合物的相對含量為變量對2種沙棘酒產(chǎn)品樣品進行聚類分析,可以將2類樣品按產(chǎn)品類型分開,同類產(chǎn)品樣品處于同一組。2種產(chǎn)品的綜合香氣成分特征存在差異,香氣化合物的相對含量可以作為區(qū)分2類產(chǎn)品香氣品質(zhì)的有效量化指標。
3 結(jié)論
沙棘干酒和冰酒香氣化合物種類及含量都有一定差異; 2種沙棘酒的綜合香氣特征存在一定的差別。