枣醋香气成分的分析

王洁茹，朱星宇，郭东起

(塔里木大学 生命科学学院 南疆特色农产品深加工兵团重点实验室，新疆 阿拉尔 843300)

枣醋香气浓郁、色泽诱人，含有丰富的营养成分与多酚、环磷酸腺苷、生物碱等活性物质[1]。枣醋作为一种时尚的保健品，具有预防感冒、开胃消食、消除疲劳、降低血脂含量、提高免疫力、延缓衰老、防治高血压及动脉硬化等功效[2]。红枣果醋易挥发成分不仅是红枣果醋风味物质的重要组成部分，同时也为评价红枣果醋的品质情况提供了重要的参考。通过查阅易挥发性成分分析的相关研究文献，最近几年，固相微萃取技术应用比较广泛[3,4]，该方法具有操作简单、解吸、萃取、浓缩一体化和灵敏度高等优点。对于那些干扰物分子质量比较高的样品，进行提取挥发性成分的待测组分时，因为顶空固相微萃取[5](headspace solid-phase microextraction，HS-SPME)法操作简单、方便，并且不需要有机溶剂、成本消耗低，能快速且较真实地反映样品的风味组成，较适合应用于果醋分析。

目前，在顶空固相微萃取方法的基础上联用其他方法一同进行分析非常普遍，例如，张富县等[6]利用热脱附法和 GC-MS分析，测定了3种红枣的挥发性成分并对其进行了分析，由分析结果可知，在香气成分方面，骏枣和灰枣均不如金丝小枣。崔璨[7]通过其提出的GC定量分析法实现了对红枣茶烘焙所需条件及其烘焙后特征香气的制备分离，结果表明：香气成分一般是多种物质定量配比而成，组成比较复杂。李群等[8]学者在HS-SPME方法的基础上联合采用气相色谱-质谱方法(GC-MS)，分析了枣的酒香成分，枣酒中的香味物质比较丰富，有33种。程亚运[9]通过SPME和GC-MS技术联用，萃取并分析鉴定红曲枣酒中的香气物质，其中有效的化学组成达到49种。但是关于红枣果醋易挥发成分的研究报道却相对较少。刘禹彤[10]同样联用GC-MS、HS-SPME方法，对红枣在发酵前的香气和发酵后的香气进行了成分萃取与鉴定分析，结果表明：山枣果汁的香气有32种，而山枣果醋的香气有41种。曹淼等[11]采用HS-SPME、GC-MS法，对红枣果醋易挥发成分进行了分离和鉴定，结果表明：酯类和酸类等化学成分是红枣醋香气的主要组成部分，同时在香气中还鉴定到了较少的醛酮类、醇类和烃类等成分。为了分析新疆红枣醋中挥发性香气组分，本试验主要采用气相色谱-质谱与顶空固相微萃取联用的方法，对其进行成分萃取与鉴定，以期为新疆红枣醋的品质调控和产业发展提供一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

骏枣：新疆叶河源果业股份有限公司提供；安琪果酒专用酵母(SY)：购于安琪酵母股份有限公司；酿造酶制剂：购于上海佳民酿造食品有限公司；乳酸菌：购于北京川秀科技有限公司。

1.2 仪器与设备

50/30 μm DVB/CAR PDMS萃取头及SPME手动进样手柄 上海安谱实验科技股份有限公司；Agilent 7000D GC-MS Triple Quad 安捷伦科技(中国)有限公司；DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器 郑州长城科工贸有限公司。

1.3 方法

1.3.1 红枣果醋的制备

以红枣为原料，通过熬煮、破碎、浓缩提糖、酶解、调酸、杀菌得到红枣原汁，用响应面法优化果醋的发酵工艺[12]，首先进行第一阶段的发酵，将糖度调整为22%，在28 ℃条件下加入10%的酵母菌，5 d后酒精发酵完成；接下来进行第二阶段的发酵，加入5%的醋酸菌，温度为34 ℃，发酵10 d；最后在杀菌后加入2%的食盐，经过滤、装瓶、灭菌，即可得到红枣果醋成品。

1.3.2 挥发性成分风味物质的提取前处理

在40 ℃平衡40 min(共45 min，5 min达到40 ℃，加热板显示60 ℃)。取1.0 g NaCl放入10 mL顶空瓶中，加入3 mL样品和15 μL浓度为2 μL/mL的环己酮内标液。取50/30 μm DVB/CAR/PDMS，将萃取头置入距离顶空瓶液面20 mm的顶空空间内，设置仪器转速为300 r/min，进行20 min的萃取操作后进行GC-MS分析，解吸时间为3 min。

1.3.3 GC-MS联用分析条件

GC条件：VF-WAXms(60 m×0.25 mm×0.25 μm)；进样口温度为250 ℃；载气为He；流速为1.2 mL/min；不分流进样。

程序升温：初始温度60 ℃，以5 ℃/min升至110 ℃；再以3 ℃/min升至215 ℃，保持3 min，然后以5 ℃/min升到240 ℃，稳定10 min。

质谱条件：电子电离源；电子电离能量70 eV；电丝流量0.20 mA；质量扫描范围为50～550 amu；质谱谱库为NIST 17.L。

1.3.4 定性与定量分析

按照1.3.3节GC-MS联用条件，通过质谱解析以及与NIST 17.L谱库进行比对，对易挥发物质中的各类成分组成进行鉴定，之后利用峰面积归一化法对各类成分的具体含量进行确定。

2 结果与分析

应用GC-MS技术分析红枣果醋的易挥发成分，见图1。与NIST 17.L谱库进行对比鉴定，分离出各个组分的相对含量，采用面积归一化法进行计算，具体分析结果见表1。

图1 红枣果醋中易挥发成分GC-MS的总离子色谱图

表1 红枣醋挥发性成分GC-MS分析结果

续 表

续 表

续 表

采用GC-MS法对枣醋香气成分进行分析，通过与NIST 17.L谱库及相关文献比对，检测出酸类、酯类、醇类、醛类、酮类、酚类、醚类等化合物，分别达到17种、27种、14种、8种、6种、6种、2种，以及其他化合物17种，最后总计鉴定出各类化合物97种。其中，25种物质的OAV 值≥1。因此说明红枣果醋比单一原料的醋检测出的特殊风味物质更加丰富，为研究枣醋的特征香味成分以及加工工艺优化提供了一定的理论参考。

对于红枣果醋而言，其酸类作为主要的物质，对于果醋品质影响极大。由表1可知，枣醋中乙酸的含量居首(7.04E-05 μg/L)，乙酸的含量是评价果醋品质的标准之一，带有使人愉悦的香气，乙酸的含量越高说明发酵效果越好[13]。此外，还有16种酸类物质。含量第二的是正癸酸，为2.77E-05 μg/L，其他酸含量依次为丙氨酸(0.0145 μg/L)、苯甲酸(0.0182 μg/L)、肉桂酸(0.0087 μg/L)、山梨酸(0.0010 μg/L)、辛酸(0.0003 μg/L)、丁酸(0.0003 μg/L)，其中丙氨酸呈现鲜味和甜味[14]，而癸酸的脂肪味让人感到厌恶。对果醋而言，适当浓度的酸类物质能够使其清新淡雅，香味宜人，从而提高果醋的品质，但是当果醋中酸类含量偏高时不利于其品质。

在挥发性成分中，酯类成分是不可或缺的。由于大多数酯类化合物都具有蜜香、花香等不同的香气，因此酯类成分是评估红枣果醋香气的重要参考因素之一。由表1可知，红枣果醋中酯类共计27种，其中相对含量最多的是乙酸苯乙酯(8.57E-05 μg/L)，乙酸苯乙酯具有香甜味[15]，是玫瑰、茉莉及风信子香精的主要成分。接下来是乙酸苯甲酯(6.54E-05 μg/L)、烯丙基丙二酸二乙酯(2.07E-08 μg/L)、癸酸乙酯(5.77E-05 μg/L)、甲酸烯丙酯(5.14E-06 μg/L)、1,3-苯二酚单苯甲酸酯(3.60E-05 μg/L)等。这些酯类相互影响、共同作用，形成了独具特色的红枣果香，

在醇类物质中含量最高的是苏合香醇(6.61E-08 μg/L)，苏合香醇香气风味独特，有玫瑰花的清香。其次是1-辛烯-3-醇(5.82E-08 μg/L)，丙三醇(5.08E-08 μg/L)和2-丙基-1-戊醇(1.82E-05 μg/L)含量也较高。1-辛烯-3-醇主要有蘑菇、薰衣草等风味[16]，丙三醇对于酒品质量和口感的提升、苦涩味的缓解有很大的作用，同时对于分解果酒中的单宁也有一定的帮助。这些醇类物质赋予枣醋浓郁的花香、果香和甜香，提升枣醋的口感。

另外，枣醋中还含有醛类、酮类、酚类、醚类和吡嗪类[17]等化合物。其中2,5-呋喃二甲醛(4.58E-05 μg/L)、大马士酮(5.01E-05 μg/L)、邻甲氧基苯酚(5.07E-08 μg/L)、吡嗪三甲基(3.63E-05 μg/L)含量较高。在物质合成的过程中，2,5-呋喃二甲醛起到衔接作用，合成的物质丰富，价值比较高，大马士酮的玫瑰花香比较强烈[18]，邻甲氧基苯酚和吡嗪三甲基有芳香性气味。因此，这些物质对枣醋风味的呈现起到了很大的作用。

枣醋的特征香气主要是这些挥发性物质，所以进一步研究调控这些挥发性成分，使其在果醋发酵过程中被最大限度地保留下来是一个重要的课题。

3 结论

顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术是测定新疆红枣果醋中香气挥发性成分组成及其含量的一种有效方法，结果表明枣醋中香气挥发性成分丰富，多达97种，其中，25种物质的OAV值≥1，这些物质对红枣果醋的特殊气味都有重要贡献，这些呈香物质为研究枣醋的特征香味成分以及加工工艺的优化提供了一定的理论参考，促进了枣醋的产业化。