气相色谱-质谱法比较分析巴氏杀菌前后沙参糯米酒中的香气成分

刘　奕，吴　琼，吴庆园，蒋和体

（西南大学食品科学学院，重庆 400716）

气相色谱-质谱法比较分析巴氏杀菌前后沙参糯米酒中的香气成分

刘奕，吴琼，吴庆园，蒋和体*

（西南大学食品科学学院，重庆 400716）

为探究巴氏杀菌对沙参糯米酒香气成分的影响程度，采用顶空固相微萃取法提取巴氏杀菌前后的沙参糯米酒酒样的挥发性香气成分，运用气相色谱-质谱以及峰面积归一化法进行定性定量分析。结果表明：巴氏杀菌前后的酒样中分别鉴定出73 种和71 种香气成分，二者主要香气成分均是苯乙醇、芳樟醇、乳酸乙酯、乙酸异戊酯、十二醇、α-松油醇、正己醇和4-萜烯醇。巴氏杀菌后，醇类和酯类的香气成分相对含量分别增加了1.22%与2.00%；而烷烯类、醛酮类、酸类以及酚醚类香气成分的相对含量出现不同程度的降低。杀菌后，沙参糯米酒中原有的愉悦香气成分如香茅醇、乙酸苯乙酯等未检出；辛酸、正癸酸等具有不愉快气味的成分经过杀菌后也相应减少和消失。辛酸乙酯、十四醛三聚物、甲基庚烯酮等的出现使得杀菌后的沙参糯米酒增添了宜人的香甜果香气息。综上，巴氏杀菌对沙参糯米酒的香气成分影响不大，适合作为该酒的杀菌方式。

沙参；糯米酒；巴氏杀菌；气相色谱-质谱法；香气成分

南沙参（Adenophora stricta）别名泡参、泡沙参，为桔梗科植物轮叶沙参和杏叶沙参的根，是药食两用植物［1］，味甘，微苦，性微寒，归肺、胃经［2］，能够滋阴养肺、祛痰强心［3-4］，还具有保肝、抗辐射、抗衰老、免疫调节、清除自由基等多种药理作用［5-6］。目前国内外对沙参的研究主要集中在化学成分以及药理作用方面，如杨同章等［7］对北沙参茎叶黄酮类化合物的提取条件进行研究；张小倩［8］优化了南沙参多糖的提取、降解条件以及对其单糖组成进行了详细的分析；卢金清等［9］利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（headspace solid-phase microextraction-gas chromatograghy-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）技术对不同产地南沙参挥发性化学成分作了分析等。利用沙参酿造黄酒并对其香气成分的研究鲜见报道。

巴氏杀菌相对其他杀菌方式，温度较低，但仍不可避免地会导致黄酒中部分热敏性香气成分的分解和小分子香味物质的逸散以及不良风味物质的产生。皋香等［10］对比了6 个不同品种菠萝蜜汁巴氏杀菌前后的香气成分变化，结果表明巴氏杀菌后菠萝蜜汁香气物质种类和含量均发生了不同程度的改变。目前，巴氏杀菌对沙参糯米酒香气成分的影响鲜见报道。

本实验以沙参糯米酒为研究对象，利用HS-SPMEGC-MS联用技术，对巴氏杀菌前后的酒样香气成分进行分析，研究巴氏杀菌过程对沙参糯米酒中挥发性香气成分的影响，旨在为筛选沙参糯米酒合适的杀菌方法提供一定的理论依据。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

沙参糯米酒 实验室自制；氯化钠（分析纯） 重庆川东化学试剂厂。

1.2仪器与设备

QP2010型GC-MS联用仪 日本岛津公司；手动SPME进样器 美国珀金-埃尔默公司；100 μm聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）萃取头 美国Supelco公司；HWS-26数显恒温水浴锅 金坛市富华仪器有限公司；FA2004A电子天平 上海精天电子仪器厂。

1.3方法

1.3.1沙参糯米酒酿造工艺流程［11］

1.3.2巴氏杀菌条件

分别量取发酵结束后的酒液各100 mL，分装于2 个易拉罐瓶中，一个作为未杀菌组，一个置于水浴锅中80 ℃加热10 min，取出后迅速冷却，作为杀菌组。

1.3.3沙参糯米酒香气成分萃取

采用HS-SPME法［12］。分别将未杀菌和杀菌后的酒样稀释5 倍，取稀释后的酒液6 mL加入到20 mL萃取瓶中，加入1.0 g NaCl，密封好后插入经老化的萃取针，置于45 ℃水浴中，平衡5 min后推出萃取针头，顶空萃取30 min后将萃取头插入GC-MS进样口，解吸5 min。

1.3.4沙参糯米酒香气成分的GC-MS分析［13］

GC条件：DB-5MS色谱柱（30 mm×0.25 mm，0.25 μm）；柱箱温度40 ℃；进样口温度250 ℃；升温程序：40 ℃保持2min，以10 ℃/min升至90 ℃，保持2 min，再以5 ℃/min升至130 ℃，保持2 min，最后以10 ℃升至230 ℃，保持3 min；载气（He）；流速1.00 mL/min；压力53.5 kPa；进样量1 μL；不分流。

MS条件：电子电离源；离子源温度230 ℃；接口温度230 ℃；溶剂延迟时间3 min；质量扫描范围m/z 35～500；扫描速率1 000 u/s。

1.3.5定性定量分析

通过计算机谱库（NIST 05/NIST 05s）进行初步检索，与标准质谱相对照并结合参考文献进行定性分析，运用峰面积归一化法确定各香气成分的相对含量。

1.4数据处理

利用Excel 2010对实验数据进行处理分析。

2　结果与分析

2.1巴氏杀菌前后沙参糯米酒香气成分的总离子流图

图1　巴氏杀菌前（A）和巴氏杀菌后（B）沙参糯米酒香气成分的GC-MS总离子流图Fig.1　Total ion current chromatogram of aroma components in the rice wine before （A） and after （B） pasteurization

采用HS-SPME对巴氏杀菌前后沙参糯米酒的香气成分进行萃取，经GC-MS联用仪分析鉴定，绘制出沙参糯米酒香气成分的总离子流图，如图1所示。

2.2巴氏杀菌前后沙参糯米酒香气成分分析

表1　杀菌前后沙参糯米酒香气成分的分析结果Table1　Aroma components in the rice wine before and after sterilization

续表1

从表1可以看出，采用HS-SPME-GC-MS联用技术检测并经过计算机谱库（NIST）进行初步检索，结合相关文献可初步定性杀菌前后沙参糯米酒酒样中共鉴定出91种香气成分，其中醇类21 种、酯类30 种、烷烯类16 种、醛酮类11 种、酸类7 种、酚醚类3 种以及其他类3 种。杀菌前后酒样中共有的香气成分有54 种。醇类与酯类是沙参糯米酒主要的香气成分类别。巴氏杀菌使得沙参糯米酒中挥发性风味物质的总体数量和相对含量均发生了不同程度的改变。

在未杀菌的沙参糯米酒中，共检测出73 种香气成分，占总峰面积的94.85%。其中，醇类70.00%、酯类17.37%、烷烯类5.72%、醛酮类2.75%以及酸类2.09%。其主体香气成分为苯乙醇、芳樟醇、乳酸乙酯、乙酸异戊酯、十二醇、α-松油醇、正己醇和4-萜烯醇等，相对含量分别为27.93%、27.23%、4.50%、2.72%、2.49%、2.26%、2.18%和2.03%。

经过杀菌后的沙参糯米酒中，共检测出71 种香气成分，占总峰面积的94.90%。其中，醇类71.22%、酯类19.37%、烷烯类3.13%、醛酮类2.74%以及酸类1.45%。其主体香气成分为芳樟醇、苯乙醇、乳酸乙酯、乙酸异戊酯、α-松油醇、正己醇、4-萜烯醇和十二醇等，相对含量分别为28.52%、27.95%、8.01%、2.60%、2.25%、2.05%、2.03%和2.00%。

2.3巴氏杀菌前后沙参糯米酒中主要呈香物质分类比较

图2　巴氏杀菌前后沙参糯米酒香气成分类型及相对含量Fig.2　The types and contents of aroma components in the rice wine before and after pasteurization

如图2所示，经过巴氏杀菌后，沙参糯米酒的主体香气及其相对含量发生了不同程度的变化。杀菌后的沙参糯米酒中，醇类和酯类物质的相对含量较杀菌前分别增加了1.22%与2.00%；而烷烯类、醛酮类、酸类以及酚醚类香气成分的相对含量出现不同程度的降低。

2.3.1醇类香气物质比较

醇类物质是沙参糯米酒的主要香气成分。杀菌前后的沙参糯米酒中检测到挥发性醇类物质均为18 种，其中共有15 种。芳香醇类因其阈值一般较低，故其香气值（浓度/阈值）较高，对总体香气的形成作用不可忽视［14］。杀菌后醇类物质总体相对含量增加，这可能是因为加热使某些以糖苷健结合的醇类释放，以及氨基酸的去氨基和去碳酸基反应使得醇类物质相对含量有所增加［15］。杀菌前后的酒样中相对含量较高的醇类组分均为苯乙醇和芳樟醇，二者相对含量之和超过香气成分总量的一半以上，且在杀菌后二者相对含量均增加。研究［16-18］表明，苯乙醇是米香型酒的主体香味成分之一，具有柔和、愉快而持久的玫瑰花样香气；而芳樟醇具有甜嫩新鲜的花香，似铃兰香气，此外，二者都具有良好的抗菌效能。以上2 种物质构成了沙参糯米酒香气成分的主体，同时它们又是其他香气物质的良好溶剂，与其他的挥发性成分的协同、增效、抑制等相互作用，形成了沙参糯米酒独特的风味［19］。

2.3.2酯类香气物质比较

酯类物质的种类在所有香气成分中最多，为30 种，杀菌前后的沙参糯米酒中各有22 种与26 种，其中共存18 种。杀菌前后的酒样中酯类相对含量最高的均为乳酸乙酯，它具有朗姆酒、水果和奶油的香气，杀菌使得乳酸乙酯的相对含量增加了3.51%。杀菌前存在的一些香气成分如乙酸苯乙酯、十一酸乙酯和γ-丁内酯等在杀菌后的酒样中均未检出。而有类似白兰地的香气并有甜味的辛酸乙酯以及呈奶油和桃子、梨似水果香气的丙位十二内酯等则在杀菌后才检出。乙酸异戊酯具有香蕉的香味，经过杀菌后相对含量减少，这与邓娜娜等［20］的研究结果相一致。大多数酯类具有愉悦的花香、果香［21］，使得沙参糯米酒的香气得到丰富与改善。

2.3.3烷烯类香气物质比较

由图2可知，烷烃、烯烃类物质与醇类和酯类相比相对含量明显较少。杀菌前后的沙参糯米酒中检出的烷烯类物质虽然种类较多，分别为14 种和9 种，但是其相对含量较少，分别只有5.72%和3.13%，杀菌前后共有的香气成分只有6 种。烷烯类物质对香气的贡献整体较小。具有柠檬香味的双戊烯在杀菌后未检出。杀菌过程对烷烯类挥发性化合物的影响较大。

2.3.4醛酮类香气物质比较

杀菌前后的酒样中共检测出醛酮类物质11 种，共有成分7 种，其中相对含量最高的均为桃醛，其相对含量分别为0.62%和0.52%，它具有强烈的桃子似香气。其次是壬醛，它具有青而微甜、尖锐的蜜蜡花香气息。杀菌前酒样中十二醛的相对含量为0.35%，但是杀菌后并未检出。醛类的气味阈值低，故相对含量较低时也能影响风味，而且能与许多物质风味重叠，对沙参糯米酒的整体香气起修饰作用，如正辛醛有青辛尖锐而有力的脂蜡香，还带果香茉莉气息；而酮类阈值远高于醛类，主要由脂质氧化生成，对整体风味的贡献有限［22］。

2.3.5酸类香气物质比较

酸是黄酒中的重要呈味物质，有增加浓厚感、减少甜味以及协调其他香味物质的作用，故有“无酸不成味”之说［23］。杀菌前后的沙参糯米酒中检测出的酸类物质分别为6 种和5 种，其中共有物质4 种，相对含量最高的均为辛酸，它在浓度较低时呈水果香气。加热杀菌使得沙参酒中原有的酸类物质总体呈减少趋势，杀菌过后新增了硬脂酸，而十五烷酸和正癸酸并未检出。

2.3.6酚醚类及其他类香气物质比较

在杀菌前后的沙参糯米酒中还检测出3 种酚醚类以及3 种其他类物质。酚醚类的香气阈值也较低，成为黄酒中重要的呈香物质［24］。3 种酚醚类物质在杀菌前后均检出，其中甲基丁香酚具有清甜的丁香-茴香辛香气，似香石竹气息。具有强烈脂肪香气的茴香脑在杀菌前相对含量为0.77%，但在杀菌后并未检出。

3　结 论

采用HS-SPME与GC-MS联用技术分析巴氏杀菌前后沙参糯米酒的香气成分。杀菌前后沙参糯米酒中的香气成分种类和相对含量发生了不同程度的改变。杀菌前后的酒样中共鉴定出91 种香气成分，其中各自的香气成分分别为73 种和71 种，共有的香气成分有54 种。醇类物质构成了沙参糯米酒香气成分的主体，其相对含量远超其他各类的香气成分。杀菌前后沙参糯米酒中的主要香气成分均为苯乙醇、芳樟醇、乳酸乙酯、乙酸异戊酯、十二醇、α-松油醇、正己醇、4-萜烯醇和正辛醇等。

杀菌前后沙参糯米酒的主体香气成分种类差别较小，但各成分的相对含量差别明显。巴氏杀菌后的沙参糯米酒中，醇类和酯类物质的相对含量较杀菌前分别增加了1.22%与2.00%；而烷烯类、醛酮类、酸类以及酚醚类香气成分的相对含量出现不同程度的降低。杀菌前后沙参糯米酒中相对含量最高的2 种成分都是苯乙醇和芳樟醇，其相对含量分别为27.93%、27.23%和27.95%、28.52%，经过杀菌后这2 种主体香气成分的相对含量都有所增加，而其他一些相对含量较高的香气成分如乙酸异戊酯、十二醇、α-松油醇等则有所下降。

巴氏杀菌后增加的呈香物质为辛酸乙酯、5-甲基壬酸乙酯、惕各酸香叶酯、丙位十二内酯、4-羟基丁酸乙酰酯、2-异丁氧基苯甲酸乙酯、二丙烯酸乙二醇酯、辛酸异辛酯、甲基庚烯酮、十四醛三聚物、硬脂酸；巴氏杀菌后减少的呈香物质为香茅醇、α-毕橙茄醇、5-甲基-2-己醇、乙酸苯乙酯、十一酸乙酯、γ-丁内酯、乙酸己酯、十二醛、正癸酸、茴香脑。

综上，巴氏杀菌对沙参糯米酒主体香气成分的影响不大，适合作为该酒的杀菌方式。但是是否有更适宜的杀菌方式能够尽可能减少沙参糯米酒中挥发性芳香成分的改变与损失，还需要今后更深入的研究。

［1］ 屠鹏飞, 张红彬, 徐国钓, 等. 中药沙参类研究： 镇咳祛痰药理作用比较［J］. 中草药, 1995, 26（1）： 22-23.

［2］ KUANG H X, SHAO C J, KASAI R, et al. Phenolic glycosides from roots of Adenophora tetraphylla collected in Heilongjiang, China［J］. Chemical and Pharmaceutical Bulletin, 1991, 39（9）： 2440-2444. DOI：10.1248/cpb.39.2440.

［3］ DU Shangjiang, PIERLUIGI G, GIANCARLO J, et al. Constituents of shashen （Adenophora axilliflora）［J］. Planta Medica, 1986, 8（4）： 317-320.

［4］ 宋义虎. 南沙参研究进展［J］. 兰州医学院学报, 1997, 23（1）： 62-64.

［5］ 魏巍, 吴疆, 郭章华. 南沙参的化学成分和药理作用研究进展［J］. 药物评价研究, 2011, 34（4）： 298-300.

［6］ JAEMOO C, MINSEOK K, YEONG S K. A triterpenoid saponin from Adenophora triphylla var. japonica suppresses the growth of human gastric cancer cells via regulation of apoptosis and autop hagy［J］. Tumour Biology, 2014, 35： 12021-12030. DOI：10.1007/s13277-014-2501-0.

［7］ 杨同章, 叶国华, 许一平, 等. 北沙参茎叶黄酮类化合物提取优选条件研究［J］. 中药新药与临床药理, 2014, 25（1）： 85-88. DOI：10.3969/ j.issn.1003-9783.2014.01.023.

［8］ 张小倩. 南沙参多糖的提取、降解优化及其单糖组成分析［D］. 保定： 河北大学, 2014.

［9］ 卢金清, 郭彧, 李雨玲, 等. HS-SPME-GC-MS对不同产地南沙参挥发性化学成分的研究［J］. 湖北中医杂志, 2013, 35（3）： 71-73. DOI：10.3969/j.issn.1000-0704.2013.03.041.

［10］ 皋香, 施瑞城, 谷风林, 等. 巴氏杀菌对不同品种菠萝蜜汁挥发性香气成分的影响［J］. 食品科学, 2014, 35（9）： 63-68. DOI：10.7506/sp kx1002-6630-201409014.

［11］ 李纪涛, 蒋一鸣, 束俊霞, 等. 不同酿酒酵母发酵的紫薯糯米酒香气成分分析［J］. 食品科学, 2014, 35（16）： 202-207. DOI：10.7506/spkx1 002-6630-201416039.

［12］ 刘浩, 赵生满, 任贵兴. 顶空固相微萃取结合气质联用分析小米黄酒与黍米黄酒的香气成分［J］. 酿酒科技, 2015（1）： 115-123. DOI：10.13746/j.njkj.2014272.

［13］ 盖禹含, 辛秀兰, 杨国伟, 等. 不同酵母发酵的蓝莓酒香气成分GC-MS分析［J］. 食品科学, 2010, 31（4）： 171-174. DOI：10.7506/ spkx1002-6300-201004038.

［14］ 郭克娜. 薏米酒生产技术及质量指标的研究［D］. 重庆： 西南大学, 2013.

［15］ SUMITANI H, SUEKANE S, NAKATANI A, et al. Changes in composition of volatile compounds in high pressure treated peach［J］. Food Chemisty, 1994, 42（3）： 785-790. DOI：10.1021/jf00039a037.

［16］ 刘亚娜, 杨华, 郭德军, 等. 3 种酵母发酵生产红树莓酒香气成分的GC-MS分析［J］. 食品科学, 2015, 36（12）： 160-165. DOI：10.7506/s pkx1002-6630-201512030.

［17］ 陈双, 罗涛, 徐岩, 等. 我国黄酒酵母和酿酒原料对黄酒中β-苯乙醇含量的影响［J］. 中国酿造, 2009, 28（4）： 23-26.

［18］ 胡小刚, 陈剑鸿, 夏培元, 等. 芳樟醇R-和S-对映异构单体的体外抗菌活性研究［J］. 第三军医大学学报, 2013, 35（19）： 2077-2080. DOI：10.16016/j.1000-5404.2013.19.035.

［19］ 李纪涛, 束俊霞, 蒋一鸣, 等. 紫薯糯米黄酒的发酵规律及其香气成分分析［J］. 食品工业科技, 2014, 35（20）： 221-225. DOI：10.13386/j. issn1002-0306.2014.20.040.

［20］ 邓娜娜, 马永昆, 张龙, 等. 不同杀菌处理桑椹果醋香气质量的主成分分析［J］. 食品与发酵工业, 2014, 40（4）： 172-177. DOI：10.13995/ j.cnki.11-1802/ts.2014.04.036.

［21］ COMUZZO P, TAT L, TONIZZO A, et al. Yeast derivatives （extracts and autolysates） in winemaking： release of volatile compounds and effects on wine aroma volatility［J］. Food Chemistry, 2006, 99（2）： 217-230. DOI：10.1016/j.foodchem.2005.06.049.

［22］ 吴灿, 夏延斌, 唐鑫, 等. 莲子皮黄酒的调配及挥发性风味成分分析［J］. 食品与机械, 2013, 29（4）： 29-34. DOI：10.3969/j.issn.1003-57 88.2013.04.008.

［23］ 李家寿. 黄酒色、香、味成分来源浅析［J］. 酿酒科技, 2001（3）：48-50. DOI：10.13746/j.njkj.2001.03.022.

［24］ MO Xinliang, XU Yan, FAN Wenlai. Characterization of aroma compounds in Chinese rice wine qu by solvent-assisted flavor evapo-ration and headspace solid-phase microextraction［J］. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2010, 58（4）： 2462-2469. DOI：10.1021/jf903631w.

Comparative Analysis of Aroma Compounds in Glutinous Rice Wine Added with Adenophora stricta Roots before and after Pasteurization by GC-MS

LIU Yi, WU Qiong, WU Qingyuan, JIANG Heti*
（College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400716, China）

In order to explore the infl uence of pasteurization on the aroma intensity of rice wine added with Adenophora stricta roots, produced from glutinous rice and Adenophora stricta roots, the volatile aroma compounds of unpasteurized and pasteurized wines were extracted by headspace solid-phase microextraction （HS-SPME） and qualitatively and quantitatively analyzed by gas chromatograghy-mass spectrometry （GC-MS） and area normalization method. The results illustrated that a total of 73 and 71 aroma compounds were detected in the unpasteurized and pasteurized wines, respectively. The major components identified were phenylethyl alcohol, linalool, ethyl lactate, isoamyl acetate, lauryl alcohol, alpha-terpineol, n-hexanol, and terpinen-4-ol. After pasteurization, the relative contents of alcohols and esters were increased by 1.22% and 2.00%, respectively, while the contents of hydrocarbons, aldehydes, ketones, and acids as well as phenols and ethers were all decreased to different extents. After pasteurization, citronellol and phenethyl acetate, which contributed to the pleasing aroma of the wine, were not detected, while octanoic acid and capric acid, which smelled unpleasant, were accordingly decreased and even disappeared. The wine had sweet and fruit fl avors due to the occurrence of ethyl caprylate, tetradecanal and methyl heptenone after pasteurization. In general, pasteurization had little impact on the volatile aroma compounds in rice wine added with Adenophora stricta roots. Thus, pasteurization is suitable for the wine.

Adenophora stricta； glutinous rice wine； pasteurization； gas chromatograghy-mass spectrometry （GC-MS）；aroma components

10.7506/spkx1002-6630-201620018

TS255.2

A

1002-6630（2016）20-0108-05

刘奕, 吴琼, 吴庆园, 等. 气相色谱-质谱法比较分析巴氏杀菌前后沙参糯米酒中的香气成分［J］. 食品科学, 2016, 37（20）：108-112. DOI：10.7506/spkx1002-6630-201620018. http：//www.spkx.net.cn

LIU Yi, WU Qiong, WU Qingyuan, et al. Comparative analysis of aroma compounds in glutinous rice wine added with Adenophora stricta roots before and after pasteurization by GC-MS［J］. Food Science, 2016, 37（20）： 108-112. （in Chinese with English abstract） DOI：10.7506/spkx1002-6630-201620018. http：//www.spkx.net.cn

2016-04-15

刘奕（1991—），女，硕士研究生，研究方向为食品加工。E-mail：liuyi615366414@163.com

蒋和体（1963—），男，教授，博士，研究方向为食品加工。E-mail：jheti@126.com