《食品科学》：北京林业大学朱保庆教授等：发酵型和配制型山楂酒中主要呈香物质组成分析

山楂（ Crataegus pinnatifida Bge. ）是蔷薇科山楂属植物，果实富含营养，具有开胃健脾、降血压、降血脂、活血化痰等功效，但鲜食口感较酸。山楂酒因其天然的营养成分和细腻的风味作为最有发展前景的产品之一。香气是包括果酒在内的食品感官品质的重要方面。

北京林业大学生物科学与技术学院的谷佩珊、朱保庆*和中国标准化研究院农业食品标准化研究所的汪厚银*等人采用液液萃取-溶剂辅助风味蒸发（LLESAFE）结合气相色谱-质谱嗅闻（GC-O-MS）方法对山楂酒的特征香气化合物进行鉴定，并计算量化强度（MF）值；采用顶空固相微萃取（HS-SPME）对山楂酒中的挥发性成分进行提取，分别采用气相色谱-四极杆质谱（GC-Quadrupole-MS）和气相色谱-静电场轨道阱质谱（GC-Orbitrap-MS）进行定性和定量分析，并计算化合物的OAV确定其香气贡献。研究山楂酒的呈香物质，对开发出品质优良、风味纯正的山楂酒产品具有重要参考价值。

01

感官分析结果

对于2 款山楂酒样品进行定量描述性分析，根据图1可以看出发酵型山楂酒SBL-J和配制型山楂酒FS在山楂香和酒精味两个属性具有相似的强度。相比而言，SBL-J样品具有更强的果香，同时具有一些独特啤酒的香气；而FS样品具有较强的甜香和蜂蜜味，同时具有一些独特的花香、甘草、烟熏和中药味，增加了酒体香气的复杂度。

02

GC-O-MS结果

经过GC-O-MS分析，共鉴定到89 种化合物，包括酯类36 种、醇类15 种、萜烯类2 种、酸类12 种、醛类3 种、酮类5 种、苯环类2 种、呋喃类4 种、挥发性酚类3 种、吡喃酮类2 种、硫化物1 种、内酯类化合物4 种（表1和图2）。酯类化合物在两款样品中均为鉴定到数量最多的物质，可以赋予果酒浓郁的果香；其次是醇类和酸类，而苯环类物质和吡喃酮类物质仅在SBL-J中被鉴定到。

根据表1和图3，SBL-J样品共鉴定到65 种香气物质，在HP-5MS和HP-INNOWAX色谱柱中分别鉴定到了31 种和48 种，两种色谱柱鉴定出的物质中有14 种保持一致；FS样品共鉴定到58 种香气物质，在HP-5MS和 HP-INNOWAX色谱柱中分别鉴定到了28 种和42 种，两种色谱柱鉴定出的物质中有12 种保持一致。根据表1，使用HP-INNOWAX色谱柱和HP-5MS色谱柱在2 种山楂酒样品鉴定到的化合物有所区别，相比而言，HP-INNOWAX色谱柱在2 种山楂酒中均鉴定出更多的酯类、醇类、酸类、酮类化合物，因此认为，HP-INNOWAX色谱柱对山楂酒样品挥发性物质的检测效果比HP-5MS色谱柱效果更佳，可以检测到更多的物质。

SBL-J中有29 种香气化合物的MF值大于20%，由HP-5MS和HP-INNOWAX色谱柱各鉴定出12 种和24 种；其中苯乙醇具有最大的MF值（87.26%），被描述为花香、甜香味；其次是乙酸异戊酯（74.62%），被描述为香蕉、果香味。FS中有38 种香气化合物的MF值大于20%，由HP-5MS和HP-INNOWAX色谱柱分别分离出17 种和27 种；其中MF值最高的是苹果酸二乙酯（68.36%），被描述为甜香、山楂和绿色；其次是顺式-3-己烯-1-醇（66.89%）和2,4-己二烯酸（66.89%），分别被描述为甜香、青草味及山楂、花香味。在SBL-J样品中有更多的物质被嗅闻并描述为果香，包括一些酯类如异丁酸乙酯、丁酸乙酯、异戊酸乙酯、乙酸异戊酯、乳酸乙酯，这些酯类仅出现在SBL-J样品中，同时具有较高的MF值，对样品的整体香气有一定贡献，是感官分析结果中SBL-J样品具有更强果香的原因之一。FS样品中被嗅闻到的中药味可能与MF值较高的(E,E)-2,4-己二烯酸乙酯和4-乙基苯酚有关，这两种物质都被描述为中药味，并且在FS样品中的MF值高于SBL-J样品。

有16 种化合物在2 种样品中的MF值均大于20%，包含酯类6 种、醇类5 种、酸类2 种以及呋喃类、硫化物类、内酯类各1 种，且大部分被描述为果香、甜香、蜂蜜。2-甲基丁酸乙酯（果香、奶油、甜香味）、苯乙醇（花香、甜香味）、3-甲硫基丙醇（粗粮、蒸煮、植物味）、5-甲基-3-亚甲二氢-2(3 H)-呋喃酮（花香、果香、奶油味）、乙酸（醋味）、异戊醇（油脂、果香、溶剂味）、 γ-羧乙氧基- γ-丁内酯（蜂蜜、甜香、果香味）、丁二酸二乙酯（臭味、芝士味）等化合物的MF值较高，对于山楂酒香气有重要贡献。化合物呈香可能受浓度的影响，丁二酸二乙酯在GC-O过程中被嗅闻到臭味和芝士味，而非相关文献中报告的果香和奶油味，可能是由于在样品中浓度过高产生令人不愉悦的异味。

03

香气物质的定性定量分析

使用GC-Orbitrap-MS和GC-Quadrupole-MS两种方法对山楂酒进行鉴定，共鉴定到123 种挥发性化合物（表2、图4）；其中107 种在样品间存在显著性差异，推测是不同原料及加工工艺导致。如图4所示，2 种样品中醇类、酸类、酯类的含量明显高于其他类别的组分，其中SBL-J中各类挥发性化合物含量为：醇类＞酯类＞酸类＞其他类化合物；FS中各类挥发性化合物含量为：酯类＞酸类＞醇类＞其他类化合物。SBL-J中香气物质含量最高的是异戊醇（150.04 mg/L），其次为苯乙醇（48.83 mg/L）。此外，乙酸乙酯、丁二酸二乙酯、2,4-己二烯酸、2,3-丁二醇、异丁醇、乙酸、乳酸乙酯的含量均超过了3 mg/L。FS中含量最高的物质为2,4-己二烯酸（64.16 mg/L）和乙酸乙酯（40.55 mg/L），异戊醇、乳酸乙酯、乙酸、丁二酸二乙酯、2,3-丁二醇、苯乙醇的含量也超过了3 mg/L。这与前人研究结果较为一致。

04

OAV分析及关键香气化合物

表3表明，SBL-J和FS中各有29 种和33 种香气化合物的OAV大于1（酯类OAV大于0.1），其中有27 种物质同时存在于2 种样品中。SBL-J中OAV最高的化合物为苯乙醇（86.54），其次为丙酸乙酯（80.10）和乙酸异戊酯（43.65）；FS中OAV最高的物质为α-松油醇（70.68），其次为丙酸乙酯（56.80）和苯乙醛（46.44）。虽然丙酸乙酯在2 种样品中的含量均较低（11.36～16.02 μg/L），但由于其阈值较低（0.2 μg/L），仍具有较高的OAV，对样品整体香气有重要贡献。苯乙醇在SBL-J中的OAV高于FS，主要是由于苯乙醇属于发酵类香气物质，有研究表明，大部分的醇通过酵母Ehrlich途径产生。SBL-J中乙酸异戊酯的OAV更高，同样是由于乙酸异戊酯主要来源于发酵过程。

大多OAV较高的挥发性化合物，其MF值同样也较高，两者保持较好的一致性。例如，OAV较高的异戊酸乙酯、乙酸异戊酯、辛酸乙酯、己酸乙酯、丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、苯乙醇、正辛酸、苯乙醛、丁香酚等，MF值均在20%以上。SBL-J和FS中各有7 种和9 种香气物质的MF值大于20%且OAV大于1（酯类大于0.1）：SBL-J中为2-甲基丁酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、苯乙醇、异戊酸乙酯、乙酸异戊酯、丁酸乙酯；而FS中为 2-甲基丁酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、苹果酸二乙酯、苯乙醇、(E,E)-2,4-己二烯酸乙酯、正辛酸、苯乙醛、丁香酚。这些香气物质是山楂酒样品重要的特征风味物质。对比2 种样品存在差异的特征风味物质能够发现，发酵型山楂酒SBL-J的特征风味物质除贡献花香和甜香的苯乙醇外，其余均是贡献果香的酯类化合物，与感官分析结果中SBL-J样品较高的果香得分相对应；配制型山楂酒FS的特征风味物质中(E,E)-2,4-己二烯酸乙酯贡献的中药味以及丁香酚贡献的酱香、香料味是2 种样品感官分析过程中中药味、酱香味产生区别的重要原因。

结论

采用定量描述性分析对发酵型和配制型山楂酒进行感官分析，并采用LLE-SAFE方法对发酵型和配制型山楂酒中挥发性组分富集提取，通过GC-O-MS在两样品中分别鉴定到65 种和58 种。发酵型山楂酒SBL-J中MF值较大的化合物包括苯乙醇、乙酸异戊酯；配制型山楂酒FS中包括苹果酸二乙酯、顺式-3-己烯-1-醇、2,4-己二烯酸等。通过GC-Orbitrap-MS和GC-Quadrupole-MS两种方法进行香气组分的定性和定量，共鉴定到123 种挥发性化合物。结合MF值与OAV分析发现SBL-J和FS中各有7 种和9 种香气成分的MF值大于20%且OAV大于1（酯类大于0.1），这些香气成分是山楂酒的重要呈香物质。本研究结果有助于山楂酒香气深入解析和定向调控等工作的开展。

本文《发酵型和配制型山楂酒中主要呈香物质组成分析》来源于《食品科学》2023年44卷14期326-335页，作者：谷佩珊，陈亦新，王春光，朱雨萱，常晓敏，王思思，朱保庆，汪厚银。DOI：10.7506/spkx1002-6630-20220905-046。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：东北农业大学食品学院 胡婧瑶；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。