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催陈方式对山竹果酒理化特性和香气成分的影响



全 文 :现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2013, Vol.29, No.10
2442

催陈方式对山竹果酒理化特性和香气成分的影响

于立梅 1,刘俊梅 2,冯卫华 1,白卫东 1
(1.仲恺农业工程学院轻工食品学院,广东广州 510225)
(2.吉林农业大学食品科学与工程学院,吉林长春 130118)
摘要:采用加热、微波和超声波等催陈方法对山竹果酒进行处理,考察不同催陈方式对山竹果酒各理化指标(总酯、总酸、色
度)的影响,并通过顶空固相微萃取-GC-MS方法对挥发性香气成分进行了分析,探讨了催陈方式对香气成分的影响。结果表明:加
热和微波处理有利于果酒总酯含量的提高,最大值达到 2.97 g/L,加热处理的果酒色度比原果酒色度升高了 53.3%,微波处理有利于
果酒酸度的降低,原果酒的总酸含量由 2.21 g/L降低至 1.72 g/L。香气成分表明:三种催陈方式对果酒品质和香气都有所改善,山竹
果酒经加热处理后,醇类物质降低了 11.89%,脂类物质含量升高了 11.28%,并生成了 2-甲基丁酸乙酯等新物质。经微波处理后的醇
类物质含量略有降低, 脂类物质含量略有升高,而超声处理后醇类物质含量由原来的 84.61%降低了 7.42%,脂类物质含量由原来的
15.3%升高了 7.1%,并生成乙酸己酯、松油醇、乙酸苯乙酯等新物质, 对香气成分有较大的改善。
关键词:山竹果;催陈方法;理化特性;挥发香气
文章篇号:1673-9078(2013)10-2442-2446
Effects of Aging Method on Physicochemical Properties and Volatile
Aroma of Mangosteen Wine
YU Li-mei1, LIU Jun-mei2, FENG Wei-hua1, BAI Wei-dong1
(1.College of Light Industry and Food Technology, Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou
510225, China) (2.College of food science and Engineering, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China)
Abstract: To recognize the effect of aging method on physicochemical properties (total esters, total acid and chromaticity) and aroma
components of mangosteen wine, samples were preprocessed by heating, microwave and ultrasonic, and the volatile aroma components of the
samples were analyzed by headspace solid-phase micro-extraction (HS-SPME) and GC-MS. The results showed that heating and microwave
treatments improved the total ester content in wine to the maximum value of 2.97 g/L. Chromaticity was 53.3% higher than that of the control
wine after heating. The microwave treatment could also reduce the acidity of the wine, and the total acid content decreased from 2.21 g/L to 1.72
g/L. Aroma components analysis displayed that heat treatment decreased the content of alcohols in mangosteen wine by 11.89% and increased
the ester compounds content by 11.28%, resulting in the formation of 2-methyl ethyl butyrate and other new compounds. By microwave
treatment, the alcohols content reduced slightly and the ester content had a mild raise. After ultrasonic treatment, the alcohol content was descend
by 7.42%, and the ester content increased by 7.1%. In addition, many new compounds such as hexyl acetate, linalool, phenyl ethyl acetate were
generated, which were helpful to improve the aroma of the wine.
Key words: Garcinia mangostana; aging method; physiochemical properties; volatile aroma

山竹(Garcinia mangostana L),又称倒捻子、凤
果或莽吉柿,为藤黄科藤黄属的一种间杂交的异源多
倍体果树[1],原产于印度尼西亚和马来西亚,是一种
典型的热带水果,主要分布于泰国、越南、马来西亚、
印度尼西亚、菲律宾等东南亚国家[1~2]。我国台湾、福
建、海南、广东和云南都有种植。果肉白色透明,果
收稿日期:2013-06-27
基金项目:广东省产学研项目(2011B090400065)
作者简介:于立梅(1973-),女,博士,副教授,天然产物提取及应用
通信作者:白卫东(1967-),男,教授,农产品贮藏加工及食品添加剂
实可食部分占 29~45%,其味偏酸,嫩滑清甜,果肉
可溶性固形物含量为 l6.8%。果实中碳水化台物的含
量约为 14.3~15.6%,柠檬酸含量为 0.63%,还含维生
素 B、多种氨基酸、蛋白质、脂肪和丰富的矿物质,
具有较高的食用价值,其磷、镁、硫元素含量特别高,
钙、锌、铜、锌、铁和锰等有益元素含量也很高,是
名副其实的绿色水果。果肉其香幽气爽,滑润而不腻
滞,可以克制榴莲、荔枝等热气,与榴莲齐名,号称
“果中皇后”[3],且果皮是目前富含最强的天然抗氧
化剂-氧杂蒽酮最多的水果,具有多种生理活性[4~5]。
DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2013.10.032
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近年来规划出台了关于重点发展水果发酵酒和水
果蒸馏酒取代一部分粮食白酒的指导思想为热带水果
果酒的开发创造了契机,因为山竹的季节性比较强,
如果在它当季的时候将其做成果酒,不仅可以实现山
竹果大规模综合加工利用,而且可以使山竹果中本身
含有黄酮类化合物和有机酸等有效药理成分和果酒自
身的营养保健价值实现有机结合,对丰富果酒种类和
捍卫人类健康,预防多种疾病具有十分重要现实意义。
1 材料与方法
1.1 材料
山竹果:采自海南山竹种植园,选取无机械损伤、
无病虫侵染等个体,选择大小、果色均匀、成熟度基
本一致的山竹果实作为试验材料;酿酒活性干酵母:
安琪葡萄酒专用酵母;果胶酶(食品级)、白砂糖(食
品级)、偏重亚硫酸钾(分析纯)、柠檬酸(分析纯)
酚酞、乙醇、浓硫酸、氢氧化钠、甲醇(色谱纯)、乙
腈(色谱纯)等。
1.2 仪器
DU-730型紫外可见分光光度计,日本岛津分析仪
器厂;恒温水浴锅,广东环凯微生物科技有限公司;
电热恒温培养箱,上海索谱仪器有限公司;HY-Z 型
调速振荡器,常州国华电器有限公司;HP6890/5975
气相色谱-质谱仪,美国Agilent公司。
1.3 实验方法
1.3.1 工艺流程
新鲜山竹→清洗→去壳→榨汁→添加偏重亚硫酸钾(低温
放置 12~24 h)→酶解处理→过滤→果汁调整→加入干酵母→前
发酵→固液分离→后发酵→陈酿→澄清→过滤→原酒
1.3.2 山竹果酒自然陈酿样品制备
在 3个 250 mL三角瓶中分别装入 100 mL山竹新
酒,测定山竹果酒的各项理化指标,然后取其中一个
样品进行GC-MS分析。
1.3.3 山竹果酒酒微波陈酿样品制备
在 3个 250 mL三角瓶中分别装入 100 mL山竹新
酒,用封口膜密封,在微波中等火力下分别处理 6 min,
处理结束后测定山竹酒的各项理化指标,然后对处理
后的最佳品质样品进行顶空萃取-GC-MS分析。
1.3.4 山竹果酒加热陈酿样品制备
在 3个 250 mL三角瓶中分别装入 100 mL山竹新
酒,用封口膜密封,在 50 ℃的水浴锅中放置 6 d,处
理结束后测定山竹果酒的各项理化指标,然后对处理
后的最佳品质样品进行顶空萃取-GC-MS分析。
1.3.5 山竹果酒超声波陈酿样品制备
在 3个 250 mL三角瓶中分别装入 100 mL山竹新
酒,用封口膜密封,超声波频率在 28 KHz时处理 15
min,处理结束后测定山竹果酒的各项理化指标,然
后对处理后的最佳品质样品进行顶空萃取-GC-MS 分
析。
1.4 理化指标的测定
1.4.1 总酯含量的测定
参照GB20345.5-2959白酒中总酯的试验方法[6];
总酸含量的测定采用滴定法[7]。
色度的测定参照 GB/T15035-2006葡萄酒/果酒通
用分析方法[8]。
1.4.2 香气成分的测定[9~10]
顶空固相微萃取提取条件:将 100um PDMS萃取
头插入GC/MS进样口,与 280 ℃老化 1 h。在萃取前
取果酒 6 mL放于 15 mL密封顶空样品瓶中,将萃取
头通过瓶盖的橡胶垫插入到顶空瓶中,推出纤维头,
于 50 ℃下顶空萃取 30 min,随后抽回纤维头,从顶
空瓶上拔出萃取头,再将萃取头迅速插入GC-M汽化
室,于 280 ℃解析 3 min,同时启动仪器采集数据。
GC-MS测定条件:采用气质联用仪,HP-5MS色
谱柱(19091S-413,30 m×0.25 mm,0.25 μm)。色谱条
件:柱流量 0.8 mL/min,进样口温度 250 ℃,分流比
20:1,柱温35 ℃保持5 min,再以3 ℃/min升至100 ℃,
再以 4 ℃/min升至 230 ℃,保留 5 min。质谱条件:
接口温度 250 ℃,全扫描,扫描区域 14~500 u;电离
方式 EI,电离电压 70 eV,温度 230 ℃;质量分析器:
四极杆,温度 150 ℃。
1.4.3 数据统计与分析
每个试验均重复三次,结果表示为平均值±标准
偏差,通过MSD ChemStation D.03.00.611化学工作站
数据处理系统,检索Nist2005谱图库,对匹配度大于
80%的予以确认,按面积归一化法进行定量分析,计
算出各成分的相对百分含量。
2 结果与分析
2.1 不同处理方式对山竹果酒总酸的影响
刚刚结束发酵的果酒是一个复杂的有机体系,适
宜的前处理(温度、超声、微波)条件可促进酒中色
素的析出,有利于蛋白质、死酵母、果胶等物质的加
速沉淀,并通过氧化作用加速新酒的陈酿,显著地改
善酒质,促进其柔和口味的形成。不同处理方法对山
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竹果酒总酸的影响如图 1所示,由图 1可知,3种不
同陈酿方法使山竹果酒总酸水平均有所下降,但下降
的程度不同。其中微波处理的果酒酸度显著低于原酒,
从原果酒的总酸含量为 2.21 g/L,降低至 1.72 g/L,加
热和超声处理的果酒酸度比原果酒酸度略有降低,分
别降低至 1.84 g/L和 2.0 g/L。可能是因为在果酒后熟
过程中酸一方面参与了酯化、缩合等反应,另一方面
因处理过程中酒体温度的迅速上升,导致部分挥发酸
的损失。

图1 不同处理方法对山竹果酒总酸的影响
Fig.1 The effect of different treatments on total acid of
mangotana wine
2.2 不同处理方法对山竹果酒总酯含量的影


图2 不同处理方法对山竹果酒总酯含量的影响
Fig.2 The effect of different treatments on total ester of
mangotana wine
不同处理方法对山竹果酒总酯含量的影响如图 2
所示,由图 2 可知,3 种不同的方法处理后,山竹果
酒总酯含量变化的程度显著差异。微波处理后的果酒
总酯含量略有升高,而超声和加热处理后的果酒,总
酯含量有显著的升高,其中加热处理后总酯含量最大
达到 2.97 g/L,比原果酒总酯含量高出 0.36%,超声波
处理后的果酒总酯含量达到 2.88 g/L。Moyano L[11]对
果酒进行生物催陈处理芳香物质有一定变化。
超声波空化作用可改善果酒品质是因为酒体内经
过超声波的振动,能够促进缔合作用,增强水、醇、
醛、可能因为适当的加热处理和超声波处理能促进酯
化反应的进行,能够加速果酒的陈化,改善酒的品质
和口感。酸和酯等极性分子间的亲和力。同时酯类增
强了乙醇分子和水分子之间的缔合度,能够形成更大
且更稳固的极性分子缔合群,经短时间放置,酒味醇
厚,甘润柔和[12]。
2.3 不同处理方法对山竹果酒色度的影响

图3 不同处理方法对山竹果酒色度的影响
Fig.3 The effect of different treatments on chromaticity of
mangotana wine
果酒的色泽是评价果酒感官质量的一个重要指
标,高质量的果酒不仅应该具有丰满的风味,而且还
应具有诱人的色泽。不同处理方法对山竹果酒色度的
影响如图 3所示。由图 3可知,经过 3种不同的方法
处理后的山竹果酒色度均有所上升。其中加热处理后
色度变化显著高于超声和微波,加热处理后色度升高
至 0.8334,比原果酒色度升高了 53.3%。可能因为山
竹果酒中胡萝卜素及维生素C等呈色物质对热比较敏
感,导致了酒的色度加深[13],经微波处理和超声波处
理后,色度略有上升,变化并不显著。表明不同陈酿
有利于各种呈色物质结构性质的改变,果酒逐渐变得
澄清透明,并出现诱人的色泽。谭书明等[14]采用 540 W
的微波,对刺梨干红处理 3 min后,在不同阶段测定
其陈酿过程中物质变化,得出该条件下处理后,对颜
色变化影响较小,酸度明显下降,总酯明显提高,成
品酒的风味和口感较好。
2.4 不同处理方法对山竹果酒香气成分的影

果酒香气有来自浆果的果香、发酵过程中由酵母、
乳酸菌等微生物产生的发酵香和陈酿香,陈酿香气主
要由果酒中的酸、醇等物质产生复合或氧化还原作用
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而产生,果酒中的香气成分是构成果酒质量的主要因
素之一,图 4~7为不同处理方式的果酒GC-MS 总离
子图。

图4 山竹原酒香气成分的GC-MS总离子图
Fig.4 GC-MS total ion current chromatogram of aroma
components in control wine

图5 加热处理山竹酒香气成分的GC-MS总离子图
Fig.5 GC-MS total ion current chromatogram of aroma
components after heating treatment

图6 微波处理酒香气成分GC-MS总离子图
Fig.6 GC-MS total ion current chromatogram of aroma
components after microwave treatment
影响果酒口感的主要是多元醇和酯类成分,果酒
中的醇类主要是乙醇、甲醇、高级醇及多元醇果酒香
气的主要组成成分为高级醇和乙酸乙酯。加热处理对
山竹果酒香气成分的影响如图 5和表 1,从表 1可以
看出:山竹原酒测得 18种挥发香气成分,其中醇类物
质 6种,酯类物质 10种,醛类物质 1种,山竹果酒经
加热处理后,测得 21种挥发性香气成分,其中醇类物
质 5种,酯类物质 13种,醛类物质 2种,醚类物质 1
种,相对含量分别为 72.72%、26.58%、0.28%、0.44%,
其中醇类物质含量由原来的 84.61%降低至 72.72%,
脂类物质含量相对于原酒有很大的变化,由原来的
15.3%升高至 26.58%,并生成了 2-甲基丁酸乙酯等新
物质。经加热处理之后,各种气体成分有不同程度的
变化,对果酒的呈香有很大作用,对香气成分有很大
的改善。热处理后香气种类与含量不同主要是山竹果
酒在得到外界的能量后,其内部的化学成分发生了变
化,可能是聚合也可能是分解反应。

图 7 超声处理后山竹酒香气成分的GC-MS总离子图
Fig.7 GC-MS total ion current chromatogram of aroma
components after ultrasonic treatment
微波处理对山竹果酒香气成分的影响如图 6和表
1,从表 1可以看出:山竹果酒经微波处理后有 17种
挥发性香气成分,其中醇类物质 6 种,酯类物质 10
种,醚类物质 1种,相对含量分别为 83.17%、16.62%、
0.21%,相对于原酒,经微波处理后的醇类物质含量
略有降低,其中 3-甲基-1-醇对山竹酒品质有不良影
响,经处理后有较大幅度的降低,而脂类物质含量略
有升高,乙醛含量由原来的 0.06%变为 0,对挥发性
香气成分有一定的改善。强烈的微波冲击,会破坏酒
中分子群的缔合,在某一瞬间,将乙醇分子和水分子之
间相互缔合的儿率大为增加,在短时间内乙醇分子即
可与水分子结合成稳定的缔合分子群,缔合后分子活
度减少,酒的刺激性也随之减小,酒的口感变得醇和。
超声处理对山竹果酒香气成分的影响如图 6和表
1,由表 1 可知,山竹果酒经超声处理后共检测出 22
种香气化合物,其中醇类物质 7种,酯类物质 11种,
酸类物质 2种,酮类物质 1种,醛类物质 1种,相对
含量分别为 77.19%、22.4%、0.24%、0.12%、0.06%,
其中醇类物质含量由原来的 84.61%降低至 77.19%,
脂类物质含量由原来的 15.3%升高至 22.4%,酯类是
构成果酒芳香风味的成分之一,在陈酿过程中山竹酒
中的有机酸和醇类发生酯化反应,增加香气,使新酒
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口感醇厚。并生成乙酸己酯、松油醇、乙酸苯乙酯等
新物质。经超声处理之后,对香气成分有较大的改善。
表1 不同处理的山竹酒与原酒香气成分的GC-MS分析结果
Table 1 Relative contents of different kinds of aroma
compounds in different processing wines
序号 保留时 间/min
香气化合
物名称
原酒
/%
加热处
理/%
微波处
理/%
超声处
理/%
1 1.44 乙醛 0.06 0.17 -
2 1.54 乙醇 53.84 65.35 60.34 58.78
3 1.75 草酸 - - - 0.01
4 1.95 丙醇 0.08 0.10 0.08 0.10
5 2.28 乙酸乙酯 6.29 10.04 6.30 6.11
6 2.5 异丁醇 1.84 1.91 1.08 0.67
7 3.91 乙叉二乙基醚 - 0.44 0.22 0.23
8 4.36 异戊醇 - - - 12.54
9 4.4 3-甲基-1-丁醇 20.79 - 17.45 -
10 4.43 2-甲基-1-丁醇 6.43 4.52 4.41 3.48
11 4.7 异丁酸乙酯 0.11 0.07 - -
12 5.89 丁酸乙酯 0.10 0.17 0.15 0.19
13 6.52 乳酸乙酯 0.25 0.28 0.26 -
14 7.32 2-甲基丁酸乙酯 0.08 1.02 - -
15 7.48 异戊酸乙酯 0.12 0.07 0.07 0.06
16 8.23 乙酸异戊酯 0.35 1.22 0.49 1.06
17 11.62 苯甲醛 - 0.11 - 0.06
18 12.19 正己酸乙酯 0.48 2.35 1.74 2.69
19 12.68 乙酸己酯 - 0.14 - 0.15
20 15.31 庚酸乙酯 - 0.13 - -
21 16.42 苯乙醇 1.63 0.84 1.11 1.56
22 18.01 丁二酸二乙酯 4.39 2.09 1.86 3.45
23 18.24 辛酸乙酯 2.77 8.57 3.95 8.08
24 18.62 松油醇 - - - 0.06
25 20.32 乙酸苯乙酯 - 0.10 - 8.08
26 20.75 紫罗兰酮 - - - 0.12
27 23.39 癸酸乙酯 0.36 1.45 0.51 0.23
不同陈酿技术对果酒香气成分的影响表明:微波
处理的果酒酸度显著低于原酒,香气成分略有改善。
加热处理过的果酒色度和总酯含量显著高于原酒,但
总酸相对于原酒的变化并不显著,香气成分有很大的
改善。超声波处理过的果酒,总酯含量显著高于原酒,
但总酸和色度相对于原酒的变化并不显著,香气成分
有较大的改善。
3 结论
果酒既是化学溶液,又是胶体溶液。在陈酿过程

中发生一系列复杂而又缓慢的物理、化学和生物学变
化,使酒的醇、醛、酸和酯等成分达到新的平衡,陈
酿技术有利于果酒品质的提高。经加热和微波处理,
有利于果酒总酯含量的提高,加热处理有利于果酒色
度的提高,最大色度升高至 0.8334,比原果酒色度升
高了 53.3%;微波处理有利于果酒酸度的降低。香气
成分表明:山竹果酒经加热处理后,醇类物质相对含
量由原来的 84.61%降低至 72.72%,脂类物质含量相
对于原酒有很大的变化,由原来的 15.3%升高至
26.58%,并生成了 2-甲基丁酸乙酯等新物质。经加热
处理之后,各种气体成分有不同程度的变化,对果酒
的呈香有很大作用,对香气成分有很大的改善。山竹
果酒经微波处理后相对于原酒,醇类物质含量略有降
低,其中 3-甲基-1-醇对山竹酒品质有不良影响,经处
理后有较大幅度的降低,而脂类物质含量略有升高,
对挥发性香气成分有一定的改善。山竹果酒经超声处
理后脂类物质含量由原来的 15.3%升高至 22.4%,并
生成乙酸己酯、松油醇、乙酸苯乙酯等新物质,对香
气成分有较大的改善。
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