玉米稠酒风味特征及氨基酸含量分析

2014-06-27 02:52贺小贤郑茂奎彭光杰余泽红孙宏民
陕西科技大学学报 2014年2期
关键词:茚三酮挥发性风味

贺小贤, 郑茂奎, 彭光杰, 余泽红, 丁 勇, 孙宏民, 刘 欢

(陕西科技大学 生命科学与工程学院, 陕西 西安 710021)

0 引言

稠酒含有多种营养成分和风味物质,主要包括有机酸、氨基酸和挥发性醇、醛、酸、酯等,这些风味物质构成了成品典型的风格和特征[1].以玉米为原料,经过两步发酵生产的玉米稠酒,既保持了传统稠酒的风味特点,又具有特殊的营养成分.酒中挥发性香气组分的测定主要采用顶空固相微萃取-气相-质谱联用的方法.许多学者对葡萄酒、猕猴桃酒、木瓜等香气组分进行了分析[2,3],而对玉米稠酒中风味物质的分析和研究较少.

目前,氨基酸的分析主要集中在柱前和柱后衍生-高效液相色谱法的研究[4-7].为了解玉米稠酒的风味特征和氨基酸种类及含量,采用顶空固相微萃取-气相-质谱联用的方法,对玉米稠酒中的挥发性香气组分进行测定,为玉米稠酒风味定型奠定了基础.茚三酮作为衍生试剂,具有反应速度快,衍生物稳定性好,并且能同步检测等优点[8].采用茚三酮柱后衍生对玉米稠酒中游离氨基酸组分的分析,为确定稠酒的营养物质提供了一种有效的方法.

1 材料与方法

1.1 材料

以破碎玉米为原料,采用半糖化半发酵的方法,经一系列精制过程而制成的酒精含量为8%的玉米稠酒.

1.2 分析方法

1.2.1 GC-MS分析条件

(1)GC条件为:HP-INNOWAX毛细管柱 (30 m×0.25 mm×0.250μm),升温程序为:首先以40 ℃保持2.5 min,之后以6 ℃/ min 升至240 ℃,保持10 min;进样口温度250 ℃;传输线温度为230 ℃; 载气为He气,流速为1.0 mL/min;不分流进样,进样量为1.0μL.

(2)MS条件为:EI 离子源,温度250 ℃,70 eV;质量扫描范围为35~400 amu;发射电流100μA,检测电压1.4 kV.

采用固相微萃取(SPME)和TRACE DSQ GC-MS 联用仪(美国Finnigan公司).样品中的风味物质先行萃取吸附,30 min后于气相色谱仪进样口250 ℃解析5 min,再进行GC-MS 分析,采用峰面积归一化法计算各组分含量.

1.2.2 茚三酮柱后衍生HPLC分析条件

(1)混合氨基酸标准液

称取一定量的17种氨基酸标准品(除色氨酸),用去离子水配制成0.25μmol/mL混合氨基酸标准液,用0.45μm滤膜过滤,于4 ℃保存待用.

(2)色谱条件

Pickering离子交换柱(Catalog No.0354100T,4.0×100 mm, Li+, 5μm);保护柱(Catalog No.0352020,2.0×20 mm,Li+,5μm);流动相:Pickering锂洗提缓冲液(A:1700~1125,B:Li365,C:Li375,D:RG003);检测波长为570 nm;反应器温度为130 ℃;洗脱液流速0.4 mL/min;茚三酮流速0.3 mL/min.

(3)测定方法

准确移取17种氨基酸标准品10μL进样,根据保留时间对各种氨基酸进行定性分析.

分别移取一定量样品酒,用活性炭脱色后,浓缩至蛋白含量达10~20 mg[9],加入3倍Savage试剂于150 r/min振荡,然后于6 000 r/min离心15 min,取上清液,加入95%的乙醇至含醇体积80%,醇沉液离心(4 000 r/min,10 min)后,用乙醚洗涤上清液3次,于通风厨中静置,挥发乙醇和乙醚,之后用0.45μm滤膜过滤,待用[4,10]

将色谱图中各氨基酸的峰面积代入标准氨基酸图谱获得回归方程,计算各种氨基酸的含量,并进行分析.

2 结果与讨论

2.1 GC-MS对稠酒中挥发性组分分析

玉米稠酒中挥发性组分主要包括醇、醛、酸、酯四大类,这些香气物质对稠酒的风味起重要作用.为了弄清玉米稠酒的微量风味物质种类和相对含量,采用GC-MS对玉米稠酒中挥发性组分进行分析,获得的GC-MS总离子图如图1所示.利用随机Xcalibur工作站NIST2002 标准谱库自动检索各组分,结合资料分析,并对照标准谱图对机检结果进行核对和确认,各成分鉴定结果如表1所示.

图1 玉米稠酒挥发性成分 的GC/MS 总离子图

RT相似度组分名称分子量相对含量/%3.0397.09Ethyl Acetate889.233.3313.37Hydroxyurea760.233.4264.29Ethyne440.203.8087.79Ethanol4644.763.8682.841,3-Dioxolane,2,4,5-trimethyl-1162.125.1682.98Acetic acid,2-methylpropyl ester1160.315.7385.961-Propanol600.217.1290.991-Propanol, 2-methy741.837.7673.151-Butanol,3-methyl-, acetate1300.8810.0938.341-Butanol,3-methyl889.6612.4446.54Tridecane1840.3713.8073.57Propanoic acid,2-hydroxy-, ethylester1181.0013.997.73Tridecane, 2-methy1980.4414.2512.01Nonadecane, 9-methyl2820.2014.844.32Heptafluorobutyric acid, n-pentadecylester4240.2015.1338.77Tetradecane1981.3015.7313.59Tetradecane,3-methyl2120.2715.877.156,10,13-Trimethyltetradecanol2560.2916.3249.44Tetradecane,5-methyl-52120.4516.4953.32Tetradecane,4-methyl-2120.25

续表1

RT相似度组分名称分子量相对含量/%16.5942.20Tetradecane,2-methyl2120.5216.6973.60Acetic acid600.9116.8550.77Tetradecane,3-methyl-2120.4617.565.25Acetic acid,3,7,11,15-tetramethyl-hexadecyl ester 3400.9517.7026.71Pentadeca2121.0118.256.941-Nonadecanol 1-2840.2118.8112.34Methoxyacetic acid,3-tridecyl ester2720.5518.9846.80Pentadecane,4-methyl2260.2419.0638.91Pentadecane,2-methyl2260.3419.3425.14Pentadecane,3-methyl2260.4319.555.14tert-Hexadecanethiol2580.3420.1226.54Hexadecane2260.4220.635.931-Heptacosanol 3960.2421.055.35Nonadecane,9-methyl2820.3721.1380.24Decanoic acid,ethyl ester2000.5822.1096.82Butanedioic acid,diethyl ester1741.5925.1914.04Acetic acid,2-phenylethyl ester1640.2026.6540.02Naphthalene,2-methyl1420.3127.1963.25PhenylethylAlcohol1226.0028.7365.41Biphenyl1540.2431.0613.391,1'-Biphenyl,2-methyl1680.2331.7981.22Sorbic Acid 1122.4933.8874.32Dibenzofuran1680.5434.4386.26Propane, 1,2-dichloro-3-[2-chloro-1-(chloromethyl)ethoxy]2380.2335.8597.18Ethyl hydrogensuccinate1460.39

由表1可知,从玉米稠酒中分析并鉴定出了35种风味物质.其中,醇类有13种,占总量73.34%;酯类有11种,但只占总量的15.88%;此外还含一些烷烃类,少量的醛类,呋喃等.玉米稠酒风味成分含量最高的是乙醇,占44.76%,其次是乙酸乙酯、3-甲基丁醇、苯乙醇、琥珀酸二乙酯、2-甲基丙醇等,另外还有少量的烷烃类化合物.

玉米稠酒中风味物质很多,除乙醇外,主体风味物质含量虽然较低,但对玉米稠酒的风味特征影响很大,在稠酒的特征中起主要作用,赋予酒体愉悦、舒适的味感.酯类是除醇之外含量最多的一类香味物质,玉米稠酒中乙酸乙酯有可能是构成稠酒的特征香味的主要物质之一.另外一些酸类和羰基类化合物其特征不明显,但对酒的风味起到了很好的补充、修饰作用,如酸类使酯类化合物的香气更饱满、浓厚,延缓其它组分香气挥发,使香味更持久;羰基类化合物如低碳链的醛类,则对酒体的香味起到修饰作用[11].

2.2 玉米稠酒中游离氨基酸的研究

氨基酸是玉米稠酒中一类重要的营养物质,特别是必需氨基酸,提供了合成生物体蛋白质的重要原料,而且对于人体的生长、代谢、维持生命活动等具有重要意义.芳香类氨基酸对玉米稠酒的风味也有加成的作用.采用茚三酮柱后衍生的HPLC法,在确定的色谱条件下,对标准氨基酸溶液10μL进样分析,色谱图如图2所示.

1-Asp; 2-Thr; 3-Ser; 4-Glu; 5-Pro; 6-Gly; 7-Ala; 8-Val; 9-Cys; 10-Met; 11-Ile; 12-Leu; 13-Tyr; 14-Phe; 15-Lys; 16-His; 17-Arg图2 氨基酸标准液混合样品色谱图

由图2可以看出,各种氨基酸均有不同的保留时间,获得了较好的分离,基本无拖尾现象.

分别以5μL、7.5μL、10μL、12.5μL、15μL、17.5μL的混标进样,以峰面积Y对各氨基酸进样体积中所含各氨基酸的量X(mg)求得各成分的线性回归方程,并计算相关性系数及线性范围,每个体积连续进样6次,考察方法的精密度.

结果表明,在线性范围内,各氨基酸的相关性系数均大于0.99,RSD均小于3%,说明该方法线性相关性较好,紧密度高,稳定性好,可用于稠酒样品中游离氨基酸的分析.

在同样色谱条件下,测定样品玉米稠酒、薏苡仁稠酒中氨基酸种类和含量,测定结果如图3、图4所示.

图3 玉米稠酒中氨基酸的色谱图

图4 薏苡仁稠酒中氨基酸的色谱图

各种稠酒氨基酸的种类与含量的分析及比较如表2所示.

表2 不同稠酒氨基酸种类和含量的比较

由表2数据可以看出,玉米稠酒含有14种氨基酸,而薏苡仁稠酒中含有15种氨基酸.就氨基酸总量而言,玉米稠酒略大于薏苡仁稠酒,明显高于啤酒;从必需氨基酸含量的比较中可以看出,玉米稠酒必需氨基酸含量占总量的14.84%,三种酒均符合FAO/WHO模式,是营养价值较高的饮料酒.

3 结论

固相微萃取GC-MS可以分析玉米稠酒中的香味物质.通过分析鉴定,玉米稠酒中含有35种风味物质,其中醇类有13种,酯类有11种,此外还含有少量的醛类,呋喃等.玉米稠酒风味物质含量最高的是乙醇,然后是乙酸乙酯、3-甲基丁醇、苯乙醇、高级醇等,推测乙酸乙酯可能是玉米稠酒主体风味物质.

茚三酮柱后衍生HPLC法可用于测定稠酒中的氨基酸,该方法线性相关性较好,紧密度高,稳定性好.对不同稠酒氨基酸分析表明,玉米稠酒含有较丰富的氨基酸,总氨基酸含量高于薏苡仁稠酒和文献报道的啤酒中的含量,而且玉米稠酒中各种必需氨基酸的组成比例亦高于FAO/WHO模式,符合人体需要,是营养价值较高的饮料酒.这些氨基酸以及挥发性醇、醛、酸、酯类,共同构成了玉米稠酒的典型风味物质,赋予玉米稠酒甜蜜愉快、酸甜协调、芳香浓郁的风味特征.

[1] 鲁周明,王照利,白卫东.桂花稠酒生产工艺研究[J].食品科学,2000,21(12):82-83.

[2] H.Mirhosseini,Y.Salmah,S.A.H.Nazimah,et al.Solid-phase micriextraction for headspace analysis of Key Volatile Compounds in orange beverage emulsion[J].Food Chemistry,2007,105:1 659-1 670.

[3] 王 华,张 莉,李 华,等.梅尔诺干红葡萄酒香气成分的GC/MS 分析[J].酿酒科技,2005(5):101-103.

[4] 赵剑虹.柱前紫外衍生-高效液相色谱法同时测定血清和饮料中18种游离氨基酸[D].成都:四川大学,2006.

[5] 魏京广,代建国,金 刚,等.柱前衍生RP-HPLC法测定桑叶中氨基酸含量[J].中国饲料, 2007(1): 32-34.

[6] 胡建鸿,邱利焱,王成润,等.柱前衍生反相高效液相色谱法同时测定氨基酸保健饮品中16种氨基酸的含量[J].食品科技,2008(10):211-213.

[7] M.Pontes,J.C.Marques,J.S.Camara.Headspace solid-phase micro extraction-gas chromatography-quadrupole mass spectrometric methodology for the establishment of the volatile composition of Passiflora fruit species[J].Microchemical Journal,2009,93:1-11.

[8] 吴继军,徐玉娟,肖更生,等.桑果醋挥发性成分的顶空固相微萃取-气质联用分析[J].中国酿造,2009(2):148-149.

[9] 韩素芳,钟冬莲,丁 明.固相微萃取-气相色谱-质谱测定杨梅香气[J].分析试验室,2009,28(z1): 99-101.

[10] 祝美云,王艳萍,王成章,等.用HPLC法测定富铁锌苜蓿芽氨基酸的含量[J].食品科学,2007,28(8):438-441.

[11] 李 华,涂正顺,王 华,等.猕猴桃果酒香气成分的气相色谱/质谱分析[J].分析化学,2002,30(6):695-698.

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