石榴營養豐富,抗氧化能力強,具有調節血壓、抗衰老、抗菌、抗癌等功效,由于遺傳特性、環境因子和栽培措施等因素的影響,造成不同產地的石榴原料之間香氣成分和品質的差異,釀酒原料的品質對酒的品質有較大影響。
本試驗以新疆和田、陜西臨潼、四川會理和云南蒙自4個產地的石榴作為原料釀造石榴酒,采用HS-SPME-GC-MS技術鑒定其揮發性成分,并結合Heracles Ⅱ快速氣相電子鼻技術和主成分分析探究4個產地石榴酒的揮發性成分差異。
結果與分析
4個產地石榴酒中共檢測出8中酸類物質,共有物質5種。四個產地的石榴酒中含量最高的均為辛酸,其濃度較低時,呈令人愉悅的脂肪香和果香。
4個產地的石榴酒中共檢測出11種萜烯類物質,其中共有的有2種,分別是(+)-α-松油醇和香茅醇。(+)-α-松油醇是檸檬烯的降解產物。
四個產地的石榴酒中,僅檢測出了2種醛酮類物質(乙縮醛、香葉基丙酮),乙縮醛在4個產地的石榴酒中均可檢測到,該物質賦予石榴酒濃郁的果香、醛香和青香;香葉基丙酮僅在陜西臨潼石榴酒中檢測到,為酒提供了玫瑰花香、果香、醛香。
石榴酒特征揮發性風味物質比較分析
本試驗采用外標法對GC-MS鑒定結果中感官閾值較小、相對含量較高的物質進行準確定量,并結合OAV法來分析4個產地石榴酒中揮發性成分的貢獻大小。當OAV≥1時,該香氣可以被人感知到,屬于主要成分;當OAV<1時,該香氣物質對石榴酒的整體香氣起到重要的修飾和協調作用。石榴酒中揮發性香氣物質OAV分析結果如表2所示。
電子鼻分析4個產地石榴酒中揮發性風味物質
4個產地石榴酒電子鼻雷達圖對比分析
不同產地石榴酒中揮發性物質雷達圖分析如圖3所示。Heracles Ⅱ快速氣相電子鼻是氣相色譜原理和電子鼻功能的集合,雷達圖能夠客觀的反映出氣味響應值的大小和數量,根據氣相色譜峰面積和出峰個數,制作3個產地石榴酒的雷達圖,結果如圖3所示(其中新疆和田、陜西臨潼、四川會理和云南蒙自石榴酒分別用SAJ、SCJ、SDJ和SEJ表示,圖4、圖5同),4個不同產地石榴酒的雷達圖有明顯區別,說明電子鼻可以較好的區分出4個產地的石榴酒。由圖3可以看出,采用快速氣相電子鼻在4個產地的石榴酒中檢測出5種共有的特征香氣成分,這與OAV法分析結果一致。
結論
4個產地石榴酒中共檢出74種揮發性成分,其中醇類11種、酯類39種、酸類8種、萜烯類11種、醛酮類2種、酚類2種和呋喃類物質1種。共分析出8種特征揮發性物質,可明顯的分辨出4個產地石榴酒,其中共有的特征揮發性風味物質5種(苯乙醇、乙酸異戊酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯)。此外,電子鼻結合主成分分析,也可對4個產地的石榴酒進行有效區分,且與GC-MS得出的結果基本一致。基于本研究,可以利用GC-MS和電子鼻技術聯用的方式對不同產地石榴酒揮發性風味物質進行綜合評價和區分。
來源:感官科學與評定,轉載請注明來源。
參考文獻:李昀哲,陳瑞,蔣成,等.基于HS-SPME-GC-MS和快速氣相電子鼻技術對不同產地石榴酒揮發性成分的研究[J/OL].食品研究與開發,1-13[2024-07-26].
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本試驗以新疆和田、陜西臨潼、四川會理和云南蒙自4個產地的石榴作為原料釀造石榴酒,采用HS-SPME-GC-MS技術鑒定其揮發性成分,并結合Heracles Ⅱ快速氣相電子鼻技術和主成分分析探究4個產地石榴酒的揮發性成分差異。
結果與分析
石榴酒中揮發性成分分析
石榴酒中揮發性成分分析結果見表1。如表1所示,4個產地石榴酒中檢出74種揮發性成分,其中檢出醇類11種、酯類39種、酸類8種、萜類11種、醛酮類2種、酚類2種和呋喃類物質1種。4個產地石榴酒中檢測出共有物質34種。新疆和田、陜西臨潼、四川會理和云南蒙自四產地石榴酒中分別檢測出47種、48種、53種和52種揮發性成分。
石榴酒中揮發性成分分析結果見表1。如表1所示,4個產地石榴酒中檢出74種揮發性成分,其中檢出醇類11種、酯類39種、酸類8種、萜類11種、醛酮類2種、酚類2種和呋喃類物質1種。4個產地石榴酒中檢測出共有物質34種。新疆和田、陜西臨潼、四川會理和云南蒙自四產地石榴酒中分別檢測出47種、48種、53種和52種揮發性成分。
表1 石榴酒中揮發性成分的GC-MS分析結果
為更清晰的展示不同產地石榴酒中揮發性物質差異情況,采用韋恩圖進行分析,詳見圖1。如圖1所示,4個產地的石榴酒中共檢測出的74種揮發性成分中,4個產地石榴酒中共有成分有34種,和田石榴酒中特有成分5種,臨潼石榴酒種特有成分4種,會理石榴酒和蒙自石榴酒中特有成分均為7種。
由圖2可知,4個產地的石榴酒中醇類、酯類和酸類物質含量最高,和田石榴酒中萜烯類物質含量最高,4個產地石榴酒中僅有會理石榴酒中檢測出了呋喃類物質。在四產地石榴酒的揮發性成分構成中,醇類占比均超過28%,酯類占比均超過50%,這說明,醇類和酯類物質是構成石榴酒香氣特征的主要成分。
如圖2所示,本試驗的4個產地石榴酒的揮發性成分中酯類物質含量最高。4個產地的石榴酒中共檢測出39種酯類物質,共有的19種。4個產地石榴酒中共檢測出8中酸類物質,共有物質5種。四個產地的石榴酒中含量最高的均為辛酸,其濃度較低時,呈令人愉悅的脂肪香和果香。
4個產地的石榴酒中共檢測出11種萜烯類物質,其中共有的有2種,分別是(+)-α-松油醇和香茅醇。(+)-α-松油醇是檸檬烯的降解產物。
四個產地的石榴酒中,僅檢測出了2種醛酮類物質(乙縮醛、香葉基丙酮),乙縮醛在4個產地的石榴酒中均可檢測到,該物質賦予石榴酒濃郁的果香、醛香和青香;香葉基丙酮僅在陜西臨潼石榴酒中檢測到,為酒提供了玫瑰花香、果香、醛香。
石榴酒特征揮發性風味物質比較分析
本試驗采用外標法對GC-MS鑒定結果中感官閾值較小、相對含量較高的物質進行準確定量,并結合OAV法來分析4個產地石榴酒中揮發性成分的貢獻大小。當OAV≥1時,該香氣可以被人感知到,屬于主要成分;當OAV<1時,該香氣物質對石榴酒的整體香氣起到重要的修飾和協調作用。石榴酒中揮發性香氣物質OAV分析結果如表2所示。
表2 石榴酒特征揮發性物質OAV分析
4個產地石榴酒中共檢測出8種主要揮發性物質。由表2可知,新疆和田產地石榴酒中檢測出7種主要物質,陜西臨潼、四川會理、云南蒙自石榴酒中均檢測出6種主要物質。4個產地石榴酒檢測出共有主要物質5種,包括苯乙醇、己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯,乙酸異戊酯,說明該5種物質是石榴酒中的主要呈味物質,辛酸乙酯在4個產地石榴酒中OAV均大于200,是構成石榴酒果香的最主要物質。月桂酸乙酯在新疆和田、陜西臨潼、四川會理石榴酒中均有檢出且OAV>1,賦予了石榴酒花生、堅果的香氣。新疆和田石榴酒中主要物質有苯乙醇、2-壬基醇、己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、乙酸異戊酯、月桂酸乙酯。四川會理石榴酒中主要具有果香的主要風味物質OAV總和較其余3個產地的石榴酒最大,說明四川會理石榴酒的果香味更加濃郁。具有生青味(植物香)的2-壬基醇僅在新疆和田石榴酒和云南蒙自石榴酒中檢出且OAV>20,該物質的OAV在云南蒙自石榴酒中更大,說明云南蒙自石榴酒的生青味更濃,酒體香氣更加清爽。因此,四個產地石榴酒均具有較為明顯的辨識度。
電子鼻分析4個產地石榴酒中揮發性風味物質
不同產地石榴酒中揮發性物質雷達圖分析如圖3所示。Heracles Ⅱ快速氣相電子鼻是氣相色譜原理和電子鼻功能的集合,雷達圖能夠客觀的反映出氣味響應值的大小和數量,根據氣相色譜峰面積和出峰個數,制作3個產地石榴酒的雷達圖,結果如圖3所示(其中新疆和田、陜西臨潼、四川會理和云南蒙自石榴酒分別用SAJ、SCJ、SDJ和SEJ表示,圖4、圖5同),4個不同產地石榴酒的雷達圖有明顯區別,說明電子鼻可以較好的區分出4個產地的石榴酒。由圖3可以看出,采用快速氣相電子鼻在4個產地的石榴酒中檢測出5種共有的特征香氣成分,這與OAV法分析結果一致。
電子鼻結合主成分分析和判別因子分析區分4個產地石榴酒
4個不同產地石榴酒的電子鼻主成分分析結果如圖4所示。由圖4可知,主成分1的貢獻率為99.835%,主成分2的貢獻率為0.07704%,二者累計的總貢獻率為99.912%,說明此圖可以反映出4個產地石榴酒中揮發性風味物質的主要特征和風味物質的整體性。4個產地的石榴酒分別位于4個象限內,且相互無交叉,說明電子鼻結合主成分分析法可以將4個不同產地的石榴酒的揮發性風味物質完全區分開。識別指數為88,說明4個產地石榴酒之間的區分效果較好。圖4中可以看出,SAJ與SCJ之間的距離較近,說明4個產地的石榴酒中,新疆和田石榴酒和陜西臨潼石榴酒風味較為接近。
為進一步驗證主成分分析結果,對四個產地石榴酒電子鼻結果進行判別因子(DFA)分析,結果如圖5所示。由圖5得知,判別因子1和判別因子2的貢獻率分別為77.369%和17.852%,總貢獻率為95.221%。4個產地的石榴酒之間無相互交叉,4個產地的石榴酒均可被較好的區分,這與主成分分析結果一致。因此,通過電子鼻技術和主成分分析相結合,進一步驗證了GC-MS分析的4個不同產地石榴酒之間的氣味特征的差異;此外,電子鼻技術可用于區分不同產區的石榴所釀造的石榴酒,為快速鑒別石榴酒的產地提供參考。
4個不同產地石榴酒的電子鼻主成分分析結果如圖4所示。由圖4可知,主成分1的貢獻率為99.835%,主成分2的貢獻率為0.07704%,二者累計的總貢獻率為99.912%,說明此圖可以反映出4個產地石榴酒中揮發性風味物質的主要特征和風味物質的整體性。4個產地的石榴酒分別位于4個象限內,且相互無交叉,說明電子鼻結合主成分分析法可以將4個不同產地的石榴酒的揮發性風味物質完全區分開。識別指數為88,說明4個產地石榴酒之間的區分效果較好。圖4中可以看出,SAJ與SCJ之間的距離較近,說明4個產地的石榴酒中,新疆和田石榴酒和陜西臨潼石榴酒風味較為接近。
結論
來源:感官科學與評定,轉載請注明來源。
參考文獻:李昀哲,陳瑞,蔣成,等.基于HS-SPME-GC-MS和快速氣相電子鼻技術對不同產地石榴酒揮發性成分的研究[J/OL].食品研究與開發,1-13[2024-07-26].
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