不同陈酿时期的桦树液发酵酒香气成分的GC-MS分析

曲迪，文连奎

（吉林农业大学，吉林长春130000）

不同陈酿时期的桦树液发酵酒香气成分的GC-MS分析

曲迪，文连奎*

（吉林农业大学，吉林长春130000）

采用溶剂萃取法提取桦树液发酵酒的香气成分，利用气相色谱-质谱（GC-MS）联用技术对不同时期的桦树液发酵酒的香气成分进行分析研究。结果表明，陈酿1年的桦树液发酵酒中有56种香气成分；陈酿2年的桦树液发酵酒中有44种香气成分，其中，共同的香气成分22种，有7种是主体香气成分。主要呈香物质是苯乙醇，加上各自独有的香气成分共同构成了桦树液发酵酒的特有香气风格。经感官嗅闻评定，陈酿2年的桦树液发酵酒的香气更为浓郁优雅、协调悦人。

不同陈酿时期；桦树液发酵酒；香气成分；气相色谱-质谱（GC-MS）

桦树液是桦树（Betula）的伤流液，是一种无色透明的液体，入口清凉微甜，有桦树特有的清香气味，每年4～5月冰雪消融，初春萌动之时便可采集［1］。桦树液富含人体需要的多种氨基酸、果糖、维生素、生物素、矿物质等，具有清热、解毒、抗疲劳、抗衰老等保健作用［2-3］。目前，国外有报道用桦树液浓缩物添加到食品中生产出具有桦木风味的面包、饼干、冰淇淋、果冻和夹心糖等食品［4］。我国自上世纪80年代，桦树液的工业性采集才陆续开展，主要应用于加工饮料及日化产品［1］。

香气是评价果酒品质的一个重要指标，也是果酒典型风味的重要组成部分，还是决定果酒类型的主要依据之一［5］。张瑶等［6］对枇杷酒在其陈酿期间的香气变化进行了研究，得出在陈酿的过程中，香气成分发生着生成、更替、消失的动态变化过程，从而使不同时期的酒呈现出不尽相同的风味特征。有关桦树液发酵酒的香气研究，在国内外均鲜见报道。

试验采用GC-MS技术分析不同发酵时间的桦树液发酵酒的香气成分，并分析比较其异同之处，为桦树液发酵酒产品开发提供理论参考。

1材料与方法

1.1试验材料

桦树液发酵酒，2013年4月采集新鲜桦树液（干物质：1.5%；酸度：0.015%～0.035%；总糖：0.8%～1.1%）发酵而成的桦树液发酵酒（酒精度：11%vol～13%vol；总糖：≤5 g/L；总酸：5 g/L～8 g/L）。

1.2试验试剂

二氯甲烷（分析纯）：北京化工厂。

1.3试验仪器

DZKW-S-4恒温水浴锅：北京市永光明医疗仪器厂；RE 5298A旋转蒸发仪：上海亚荣生化仪器厂；6890N5973MSD气相色谱-质谱联用仪：美国Agilent公司。

1.4试验方法

1.4.1桦树液发酵酒的生产工艺流程

将采集后的新鲜桦树液放置在不锈钢桶中，储存在10℃～15℃左右的避光处备用，向新鲜桦树液中加入0.1 mg/L的SO2抑制杂菌，为把桦树液发酵成12°的酒，桦树液中原有1°糖，故将糖度调整为20°，将糖完全融化在桦树液中，接种0.04%的活性干酵母，每天倒灌两次，在17℃～20℃的温度下进行主发酵14 d，之后再进行后发酵30 d，在12℃～15℃的温度下陈酿。

桦树液→加入0.1 mg/L的SO2抑制杂菌→糖度调整为20°→接种0.04%活性干酵母→17℃～20℃主发酵14 d→后发酵30 d→12℃～15℃陈酿

1.4.2样品的制备［7-8］

取100 mL桦树液发酵酒，放入分液漏斗中，第一次向酒样中加入50 mL二氯甲烷，振荡摇匀，静置待分层明显后分离有机相；第二次向萃余相中加入50 mL二氯甲烷，振荡摇匀，静置待分层明显后分离有机相；第三次向萃余相中加入30 mL二氯甲烷，振荡摇匀，静置待分层明显后分离有机相。将萃余相在36℃下旋转蒸发浓缩至1 mL，备用。

1.4.3GC-MS分析条件

1.4.3.1气相色谱条件

不分流进样，色谱柱为DB-17（30 m×0.25 mm× 0.25 μm），程序升温为40℃保持3 min，以5℃/min的升温速度升至120℃保持5 min，再以8℃/min的升温速度升至230℃保持10 min。载气为He，体积流量为1 mL/min，进样口温度为250℃。

1.4.3.2质谱条件

EI电离源，电子能量70 eV，灯丝流量为0.2 mA，检测器电压为350 V，扫描范围为33 AMV～450 AMV，离子源温度为200℃。

1.4.4感官嗅闻评定方法

桦树液酒感官嗅闻评分标准见表1。

表1　桦树液酒感官嗅闻评分标准表Table 1The evaluation form of smell sensory for birch sap wine

2试验结果

2.1不同陈酿时间桦树液发酵酒中香气成分的GCMS分析结果

用溶剂萃取法处理在相同的酿造工艺下，不同陈酿时间的桦树液发酵酒，并进行GC-MS分析，总离子图见图1。

不同陈酿时间桦树液发酵酒中香气成分的GCMS分析结果见表2。

从表2中可知，陈酿1年的桦树液发酵酒中共检测出56种挥发性香气成分，占总峰面积的97.46%，其中包括醇类11种、酸类10种、酯类15种、醛酮类4种、酚类1种、烷类2种、胺类5种、其他挥发性香气物质8种，相对含量分别占总挥发性香气物质的26.33%、32.20%、31.16%、1.13%、0.12%、0.48%、4.25%、1.79%。其主体香气为乙酸、苯乙醇、邻苯二甲酸二异辛酯、2-羟基丙酸乙酯、丁二酸二乙酯、草胺酰肼、苯甲醇、4-羟基丁酸内酯、异丙醇。

图1　不同陈酿时间的桦树液发酵酒气相色谱总离子图Fig.1Different aging time of birch liquid alcohol on ion diagram of chromatography

表2　不同陈酿时间桦树液发酵酒中香气成分的GC-MS分析结果Table 2GC-MS analysis of aroma components in birch liquid extraction from different aging time

续表2不同陈酿时间桦树液发酵酒中香气成分的GC-MS分析结果Continue table 2GC-MS analysis of aroma components in birch liquid extraction from different aging time

续表2不同陈酿时间桦树液发酵酒中香气成分的GC-MS分析结果Continue table 2GC-MS analysis of aroma components in birch liquid extraction from different aging time

陈酿2年的桦树液发酵酒中共检测出44种挥发性香气成分，占总峰面积的98.32%，其中包括醇类6种、酸类15种、酯类12种、醛酮类1种、酚类1种、烷类1种、胺类1种、其他挥发性香气物质6种，相对含量分别占总挥发性香气物质的52.95%、18.89%、23.73%、0.20%、0.42%、0.21%、1.09%、0.83%。其主体香气为苯乙醇、乙酸、异戊醇、乳酸乙酯、丁二酸二乙酯、邻苯二甲酸二异辛酯、对羟基苯乙醇、新癸酸、4-羟基丁酸内酯、2，3-丁二醇、二甲基丁醇、L-乳酸。

从分析结果可以看出，陈酿1年和2年的的桦树液发酵酒的香气成分存在一定差异，陈酿1年的桦树液发酵酒中主体香气成分有9种，占总挥发性香气物质的84.53%；陈酿2年的桦树液发酵酒中主体香气成分有12种，占总挥发性物质的90.94%。感官鉴评人员依据表1对2组酒进行嗅闻的评价结果表明，陈酿2年的桦树液发酵酒的香气浓郁优雅、协调悦人，而陈酿1年的桦树液发酵酒的香气良好、尚悦人。

2.2不同陈酿时间桦树液发酵酒中主体香气成分特征分析

从表2可知，不同陈酿时间的桦树液发酵酒中共同含有的香气成分为22种，其中醇类2种、酸类7种、酯类7种、酮类1种、酚类1种、烷类1种、胺类1种、其他挥发性香气物质2种。结合苹果酒、樱桃酒等香气分析结果［9-10］，对桦树液酒的主体香气进行进一步分析。得出不同陈酿时间桦树液发酵酒的主体香气有7种（见表3）。其中，苯乙醇和乙酸的相对含量最高，两者总含量分别占陈酿1年的50.27%、陈酿2年的44.23%，说明这两种物质对桦树液发酵酒总体香气形成起着至关重要的作用。此外，邻苯二甲酸二异辛酯、丁二酸二乙酯、4-羟基丁酸内酯的相对含量均较高，大多数酯类具有花、果香气，使果酒形成愉快的风味［5］，因此，它们共同构成了桦树液发酵酒的主要呈香物质。草胺酰肼、2，3-丁二醇虽然是共有的香气成分，但是在两组酒中的含量有很大差异。陈酿1年的桦树液发酵酒中草胺酰肼相对含量较高，但其香气特征有待查证；陈酿2年的桦树液发酵酒中2，3-丁二醇相对含量较高，具有微弱的水果香气，对酒的呈香起到一定作用。

表3　不同陈酿时间桦树液发酵酒中主体香气成分相对含量Table 3GC-MS analysis of main aroma components in birch liquid extraction from different aging time

2.3不同陈酿时间桦树液发酵酒中独有香气成分特征分析

不同陈酿时间桦树液发酵酒中独有香气成分相对含量见表4。

表4　不同陈酿时间桦树液发酵酒中独有香气成分相对含量Table 4GC-MS analysis of particular aroma components in birch liquid extraction from different aging time

从表4可以看出，陈酿1年的桦树液发酵酒中共有3种独有香气成分，其中，2-羟基丙酸乙酯的含量最高，占总挥发性香气物质的11.25%，并具有朗姆酒和菠萝相似的气味，是构成陈酿1年的桦树液发酵酒的重要香气组分，也是最具特征的香气组分。此外，苯甲醇、异丙醇以其特有的芳香味和相似于乙醇和丙酮混合的气味共同构成陈酿1年的桦树液发酵酒的独有香气组分。

陈酿2年的桦树液发酵酒中异戊醇是含量最高的独有香气成分，占总挥发性香气物质的11.46%，具有苹果白兰地和辛辣味，是重要的呈香物质，此外，乳酸乙酯、对羟基苯乙醇在独有香气物质中含量相对较高分别为7.47%、5.31%，具有优雅香气和玫瑰香、紫罗兰香、茉莉香等，为呈现独有香气作出了很大贡献，新癸酸、二甲基丁醇和L-乳酸虽然作为独有香气物质出现，根据表4中的香气特征分析和相对含量显示，它们对陈酿2年的桦树液发酵酒的香气起到的作用较小。

2.4不同发酵时间的桦树液发酵酒与原汁香气成分的对比

通过对原汁香气进行GC-MS分析，得出主体香气物质17种，占总挥发性香气物质的88.13%，醇类2种、酸类5种、酯类6种、烷类3种、其他1种。相对含量分别为7.13%、8.39%、64.39%、4.98%、1.11%。酯类含量所占比例最大，其中，邻苯二甲酸二异辛酯相对含量最高为44.12%，是原汁的主要香气组成物质，由分析结果可知，桦树液发酵酒中醇类、酸类、酯类香气物质与原汁相比都更加丰富，在原汁特有风味的基础上桦树液酒的香气更加浓郁。有些香气物质虽然相对含量较少，但不代表对桦树液发酵酒起到的呈香作用小，如：呋喃酮类有草莓、菠萝香气、果糖和焦糖的香气，嗅觉阈值也一般较低［17］，OAV（物质浓度/阈值）值相对较高，对桦树液酒的呈香有一定贡献。

3结论

从结果分析可以看出，醇类的含量在陈酿2年的桦树液酒中所占比例最大，其中苯乙醇的含量最高。李华［18］报道，芳香醇（苯乙醇、对羟基苯乙醇、苯甲醇）的嗅觉阈值很低，所以OAV值高，说明芳香醇为主要呈香物质，苯乙醇、对羟基苯乙醇、苯甲醇均具有玫瑰香、紫罗兰香、茉莉香等香气，对桦树液发酵酒的品质起到了很大作用，使酒品具有较好的香气风味。

酸类在陈酿1年的桦树液酒中所占比例最大，其中乙酸含量最高（＜1.2 g/L），乙酸具有酸味、干酪味、刺激味，对酒品品质有一定影响，会使风味不柔和。乙酸的形成可能有以下原因：一是有氧发酵，醋酸菌类转化乙醇生成乙酸；二是无氧发酵，梭状菌类和杆菌类转化糖类生生乙酸。由于发酵过程中是密闭的，不会有大量的氧气，所以无氧发酵产生乙酸的可能性较大。

乙酸乙酯作为酒中重要的呈香物质，存在于很多酒中，如：葡萄酒［16，19，20］等，虽然在桑椹、苹果等［5，9］酒中不是最主要香气物质，但也普遍存在。乙酸乙酯的生成是一个漫长的过程，是由乙酸和乙醇在酯化酶的催化下脱水缩合而成［21］。桦树液发酵酒中未检测出乙酸乙酯，原因可能是桦树液为桦树根部吸收的水分经木质部维管束流出的伤流液，根据测定其酯化酶活力较低，乙酸乙酯的生成受到影响，或者和酵母菌的性能有关。建议以后从生成途径方面对其深入研究。

［1］赵华文，覃军.桦树液的应用现状与开发方向［J］.中国林副特产，2001（2）：38-40

［2］刘生梅，李海玲，王云，等.桦树液采集工艺及开发利用前景［J］.现代农业科技，2011（10）：354-356

［3］倪士峰，刘惠，申志勇，等.桦木属的药用研究［J］.安徽农业科学，2009，37（7）：3046

［4］陈铁山，赵英琪，赵丽华，等.桦树汁加工利用研究进展［J］.西北林学院学报，1996，11（4）：87-90

［5］陈娟，阚建全，杜木英，等.不同品种桑椹的蜂蜜发酵酒香气成分的GC-MS分析［J］.食品科学，2009，30（4）：169

［6］张瑶.枇杷酒香气成分提取方法及陈酿期间的变化研究［D］.雅安：四川农业大学，2010：43

［7］陈臣，牟德华，张哲琦，等.溶剂萃取与顶空固相微萃取检测欧李果酒中香气成分的研究［J］.酿酒科技，2013（12）：90

［8］刘兴艳.果梅果实、发酵梅酒香气成分变化规律研究［D］.雅安：四川农业大学，2005：19-20

［9］彭帮柱，岳田利，袁亚宏.气相色谱-质谱联用法分析苹果酒香气成分的研究［J］.西北农林科技大学学报（自然科学版），2006，34（1）：71-74

［10］何兰兰，张妮.基于气相色谱-质谱联用对樱桃酒香气分析［J］.食品工业科技，2013，34（21）：141-148

［11］李华，胡博然，张予林，等.贺兰山东麓地区霞多丽干白葡萄酒香气成分的GC/MS分析［J］.中国食品学报，2004，4（3）：72-75

［12］Wu ZS，Zhang SB，Guo MM，et al.Homogeneous，unmodified gold nanoparticle-based colorimetric assay of hydrogen peroxide［J］. Analytica Chimica Acta，2007，584（1）：122-128

［13］Juozas K，Lidija T.Highly sensitive biosensor for the hydrogen peroxide determination by enzymatic triggering and amplification［J］. Sensors and Actuators，2006，113（2）：755-759

［14］NOBLE A C.Evaluation of Chardonny wine obtained from sites with different soil components［J］.Am J Enoll Vitic，1979，30（3）：214-217

［15］CLIFF M，YUKSEI D，GIRARD B，et al.Characterization of Canadian ice wine by sensory and compositional analysis［J］.Am J Enoll Vitic，2002，5（1）：46-53.

［16］赵新节，束怀瑞，刘杨名，等.固相微萃取-气质色谱法测定玫瑰香葡萄酒中的香气成分［J］.中外葡萄与葡萄酒，2005（6）：4-6

［17］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］.分析化学研究简报，2002，30（6）：695-698

［18］李华.葡萄酒品尝学［M］.北京：中国青年出版社，1992：29-92

［19］Deborah S Garruti，Maria Regina B Franco，Maria Aparecida A P da Silva，et al.Assessment of aroma impact compounds in a cashew apple－based alcoholic beverage by GC-MS and GC-olfactometry［J］.Food Science and Technology，2006，39（4）：373-378

［20］SELLI S，CANBAS A，CABAROGIU T.Effect of skin contact on the free and bound aroma compounds of the white wine of Vitis vinifera L.cv Narince［J］.Food Control，2006，17（1）：75-82

［21］饶家权，杨徐才.浓香型新窖酒乙酸和乙酸乙酯偏高的原因［J］.酿酒科技，2011（11）：87-91

GC-MS Analysis of Aroma Components of Birch Sap Wine with Different Aging Time

QU Di，WEN Lian-kui*
（Jilin Agricultural University，Changchun 130000，Jilin，China）

The aroma components in birch sap wine were fermented with different aging time were extracted by solvent extract and analyzed by GC-MS.The results indicated that the identified amount of aroma components of two birch sap wine is as follow：one year aged 56，two years aged 44，and their common aroma components are 22.Among them，the main aroma components are 7.The mainly aromatic substance benzene ethanol，with their unique aroma components，constitutes the unique aroma style of birch sap wine.Sensory olfactory evaluation found that two years aged of birch sap wine aroma is richer and soft.

different aging time；birch sap wine；aroma components；gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS）

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.19.042

2015-11-18

曲迪（1990—），女（汉），硕士在读，研究方向：长白山野生植物资源开发利用。

文连奎（1962—），男（汉），博士生导师，研究方向：长白山野生植物资源开发利用。