红心猕猴桃蒸馏果酒风味物质分析及研究
2020-07-20杨国强苟海朝余丽洁
杨国强,韩 琳,林 木,蔡 倪,苟海朝,余丽洁
(1.六盘水凉都猕猴桃集团有限公司,贵州六盘水 553000;2.贵州轻工业科学研究所,贵州贵阳 550007)
猕猴桃(kiwifruit)属于猕猴桃属,别名奇异果、几维果等,为多年生落叶藤本果树。其种类已超过70种,原产于中国,现吸引了越来越多的国际商业兴趣,特别是在东亚和新西兰。其优异的风味和营养品质,是其被消费者广泛接受和在水果市场上价值不断增长的主要原因[1]。经研究猕猴桃果实中含有丰富的维生素和矿物质,及多种氨基酸和酶类[2-3],且具有丰富的挥发性香气成分,如醇醛类、酯类、有机酸类和挥发性酚类等[4]。猕猴桃已被证实具有较强的抗氧化性和降血压、降血脂、保肝护肝和美容养颜等作用[5]。
随着我国猕猴桃产业的发展,深加工将是猕猴桃产业持续发展的必由之路,而果酒加工是目前猕猴桃最主要的加工方式,深受广大消费者的喜爱。猕猴桃蒸馏酒和白兰地是近年来在猕猴桃果酒基础上研发、产业链延伸的新产品,属猕猴桃果酒系列产品,其风味物质是影响消费者接受度的最重要因素之一[6-7],且对果酒中的各种保健功效也有很大贡献[8],新鲜的果香和醇厚的酒香能够加深消费者对果酒的认可度,提高产品的竞争力。
猕猴桃家族中特色品种红心猕猴桃含丰富的维生素,具有果肉细嫩、香气浓郁、口感香甜清爽、酸度极低、营养物质丰富等独特品质。但是目前的红心猕猴桃市场主要集中在生产及销售鲜果和果酒产品,而对于红心猕猴桃果酒产品的风味物质尚处于研究阶段。因此,本文以红心猕猴桃原料进行发酵制得蒸馏酒和白兰地,利用顶空固相微萃取技术和气相色谱-质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)分析[9-13]红心猕猴桃蒸馏酒香气成分以及白兰地经橡木桶长期贮存香气成分的变化。了解红心猕猴桃蒸馏酒和白兰地香气成分的变化,对红心猕猴桃果酒的生产和消费有较高市场价值和重要意义。
1 材料与方法
1.1 材料
酒样:红心猕猴桃蒸馏酒;红心猕猴桃白兰地。
仪器:Agilent 7890B/ 5977A GC-MS 气相色谱-质谱联用仪;美国SUPELCO 色谱科SPME 固相微萃取装置,65 μm PDMS/DVB萃取枪头。
1.2 实验方法
1.2.1 红心猕猴桃蒸馏酒和白兰地的工艺生产流程图(图1、图2)
1.2.2 工艺操作要点
发酵:原料酒采用带皮渣混合发酵,发酵工艺与一般果酒的生产工艺基本相同,但有以下特殊要求:
选用成熟度好、无腐烂变质的鲜果,糖度10%以上,酸度适中,发酵原酒含酒精量在10 %vol~14%vol之间,酸度0.5%~1.0%之间。
发酵时不加或尽量少加二氧化硫。应控制生成大量高级醇,高级醇对水果蒸馏酒的风味影响较大,其含量波动也大,这主要受发酵时下列因素的影响:①原料组成;②酵母菌种;③发酵温度;④悬浮物;⑤通风情况。
生产过程中不仅要控制发酵时杂醇油生成量,而且要使制得的蒸馏酒的总酯含量显著提高,香气较浓,风味好。
蒸馏:红心猕猴桃蒸馏酒中的芳香物质主要靠蒸馏来获取,酒精含量40 %vol~60 %vol,保持适当含量的挥发性成分。采用传统蒸馏白酒方法,分两次蒸馏。第一次得25%vol~30%vol的粗馏酒液,第二次蒸馏可获取40%vol~60%vol 的蒸馏原酒,可分段摘酒,理想的原酒酒精含量应在60%vol,一般控制在45%vol~58%vol之间。
1.2.3 猕猴桃蒸馏酒和白兰地香气成分的萃取
顶空-固相微萃取条件:称取2.0 g 酒样于顶空样品瓶中,加入搅拌子,于80 ℃水浴搅拌30 min,将萃取头于260 ℃活化30 min 后,将萃取枪伸入顶空瓶中,萃取40 min,取出萃取头,供气相色谱-质谱仪测定。
1.2.4 气相色谱-质谱联用仪GC-MS分析条件
仪器型号:Agilent 7890B/5977A。
气相色谱条件:色谱柱:BD-WAX,30 m×0.32 mm×0.25 μm;进样口温度:260 ℃。
进样方式:不分流进样;柱温升温程序:50 ℃(保持5 min),以4 ℃/min升高至160 ℃(保持5 min),以5 ℃/min 升高至240 ℃(保持40 min);载气:高纯氦气;流速:1.5 mL/min。
质谱分析条件:电离方式EI 电子轰击源;电子能量70 eV;离子源温度230 ℃;四级杆温度150 ℃;扫描范围30~550 m/z;对采集到的质谱图利用NIST 谱库进行检索,并用气相色谱峰面积校正归一化法定量计算出各香气成分在猕猴桃发酵酒样中的相对含量。
1.2.5 红心猕猴桃蒸馏酒和白兰地风味评价
具体评价标准见表1、表2。
2 结果与分析
2.1 香气成分GC-MS总离子流色谱图
采用顶空固相微萃取技术和气相色谱-质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)分析红心猕猴桃蒸馏酒和白兰地中香气成分,其香气成分总离子流图见图3和图4。
2.2 香气成分GC/MS分析结果
红心猕猴桃蒸馏酒和红心猕猴桃白兰地风味物质的来源多样,既有直接源于猕猴桃果实的,又有酿造不同工艺阶段产生的,同时陈酿阶段也会对酒体的风味物质有一定贡献。此外,猕猴桃果实的风味物质与其酒体质量有着密切的关系,主体风味物质主要由果香和酒香构成(表3、表4)。由表3和表4 可知,样品中共鉴定出14 个香气组分,除主体成分乙醇外,异戊醇、糠醛和乳酸乙酯等为其主要的呈香风味物质。
表1 红心猕猴桃蒸馏酒感官要求
2.3 红心猕猴桃蒸馏酒和红心猕猴桃白兰地风味物质比较
上述14 种成分对两种猕猴桃果酒中特征风味的形成具有重要作用。由于两种果酒在生产工艺上前段相同,在发酵过程中,酵母将糖转化为酒精同时产生出许多果实中不存在的独特的风味物质,主要物质是高级醇、脂肪酸及其酯类等[14-16],这些风味物质的种类、含量及比例关系决定着两种果酒的品质以及风味的协调性与典型性[17-18]。研究发现,红心猕猴桃蒸馏酒和白兰地发酵蒸馏后95%以上都是醇类物质,酯类物质有5 种,醛酮类物质1 种,仅占少量。一些重要的醇类风味物质如异丁醇、异戊醇、苯乙醇和α-松油醇等在发酵过程中生成,而醛酮类物质较少。
尽管红心猕猴桃蒸馏酒和白兰地主要香气物质种类基本相同,但由于生产的后段工艺(陈酿的方式)不同,含量分布存在较大差异,后者经过在橡木桶中一年的陈酿,其中乙酸乙酯、乙醇、异戊醇和异丁醇含量有明显上升,而糠醛、丁二酸二乙酯和乳酸乙酯有较大降低,其他风味物质趋于平衡,因而在口感上既与前者有相似之处,又有其独特的风味;由于醇类物质的多样性增加了酒体的厚重感。陈酿的本质是酒中相关微量成分在物理上的分子重排与化学上的氧化和合成的过程。陈酿后的香气又称为醇香,在陈酿过程中,猕猴桃果酒中的各种风味物质相互转化,并逐渐趋于平衡、稳定,对于猕猴桃果酒整体香气感官质量的形成有着不可忽视的重要作用。因此,猕猴桃果酒的陈酿是猕猴桃果酒酿造工艺中的重要环节。
表3 猕猴桃蒸馏酒香气成分
表4 红心猕猴桃白兰地香气成分
2.4 红心猕猴桃蒸馏酒和白兰地感官评价
两种猕猴桃果酒的感官评价要求见表1、表2。
3 结论
采用顶空固相微萃取技术和气相色谱-质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)对红心猕猴桃蒸馏酒和红心猕猴桃白兰地的风味物质进行分析检测。从两种酒的样品中共鉴定出14 种香气成分,包括醇类、酯类、醛酮类和其他类,相比较而言,醇类、酯类、醛酮类物质的种类没有太大变化,但含量有较大差异。其中乙醇、乳酸乙酯、糠醛、丁二酸二乙酯和苯乙醇香气成分有较显著的下降,而乙酸乙酯、异丁醇、异戊醇含量明显上升,这说明红心猕猴桃白兰地在贮存过程中风味物质之间会发生相互转化。研究猕猴桃果酒的香气成分为提高猕猴桃果酒的风味质量奠定了基础。但是,在猕猴桃果酒风味物质研究中,哪些是风味物质的前体物质,前体物质如何转换,风味物质间的相关性和猕猴桃果酒的特征风味物质间的关联性,是猕猴桃果酒生产中遇到的新课题有待进一步研究。