全 文 :酿酒科技 2013 年第 6 期(总第 228 期)·LIQUOR-MAKING SCIENCE & TECHNOLOGY 2013 No.6(Tol.228)
基金项目:北京市中青年骨干人才培养项目(201008102);北京市教委科技计划面上项目(KM20110858003)。
收稿日期:2012-12-24
作者简介:王晓杰 (1975-),女,副教授,硕士,从事天然产物活性成分研究,E-mail:wxj0045@126.com。
优先数字出版时间:2013-03-06;地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20130306.1420.001.html。
不同酵母发酵乌骨藤酒香气成分 GC-MS分析
王晓杰,李 晔,孟颖颖,汤俊英,王 凡
(北京电子科技职业学院,北京 100029)
摘 要: 以乌骨藤为原料,用不同酵母生产乌骨藤发酵酒,采用顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术对 4种不
同酵母发酵所产乌骨藤酒的香气成分进行分析,共鉴定出 53种香气成分。酿酒活性干酵母 1938、1394、1921、1450发
酵的乌骨藤酒中分别检测到 28、33、41、33种香气成分,其中 20种是 4者共有的。酿酒酵母 1938、1921和 1450发酵
乌骨藤酒主要香气成分为 β-苯乙醇和异戊醇,酿酒酵母 1394发酵乌骨藤酒主要香气成分为 β-苯乙醇和羊脂酸。
关键词: 固相微萃取(SPME); 气相色谱-质谱(GC-MS); 乌骨藤酒; 香气成分
中图分类号:TS262.91;TS261.1;TS261.7;TS261.4;O657 文献标识码:A 文章编号:1001-9286(2013)06-0100-04
GC-MS Analysis of Flavoring Components of Marsdenia
tenocissima Wine Fermented by Different Yeast Strains
WANG Xiaojie, LI Ye,MENG Yingying,TANG Junying and WANG Fan
(Beijing Polytechnic Vocational College, Beijing 100029, China)
Abstract: Four different Saccharomyces cerevisia strains including strain 1938, strain 1394, strain 1921 and strain 1450 were used respectively for
Marsdenia tenocissima fermentation to produce Marsdenia tenocissima wine. The flavoring components of the four produced wine products were
analyzed by HS-SPME combined with GC-MS, and there were 53 kinds of flavoring components in total detected in all wine products (28, 33, 41,
33 kinds of flavoring components detected respectively in wine product fermented by strain 1938, 1394, 1921, 1450), among them, 20 kinds of
flavoring components were in common in all four wine products. The main flavoring components of wine product fermented by strain 1938, 1921
and 1450 were 2-phenylethanolcas and isopentyl alcohol, and the main flavoring components of wine product fermented by strain 1394 were
2-phenylethanolcas and octanoic acid.
Key words:solid phase micro-extraction (SPME);gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS);Marsdenia tenocissima wine;flavoring com
ponents
乌骨藤又名通光藤, 是萝雐科牛奶菜属植物通光
藤(Marsdenia tenacissima (Roxb) Wight et Am.)的干燥藤
茎 [1],主产于云南、贵州等地,含酚酸类、甾体皂苷类、多
糖类、生物碱类等多种有效成分[2-4]。 研究表明,乌骨藤具
有清热解毒、止咳平喘、消炎镇痛、抗肿瘤、抗病毒、免疫
调节、保肝利尿等作用,医学上已将其制成注射剂和片剂
等多种剂型应用于临床[5-7]。 但有关乌骨藤在保健食品方
面的研究尚不充分, 因此多形式地对乌骨藤进行深加工
具有重要意义。 本试验就乌骨藤酒的发酵酒工艺进行研
究,并采用顶空固相微萃取和气相色谱-质谱(GC-MS)
技术对乌骨藤酒的香气成分进行分析, 为大力开发乌骨
藤资源提供了一定的科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料、仪器和试剂
原料:乌骨藤购于亳州市常富药业销售有限公司,经
中国中医科学院中药研究所生药学教研室何希荣老师鉴
定为萝雐科植物通光藤 (Marsdenia tenacissina (Roxb)
Wight et Am)的藤茎,凭证标本(20120416)存放于中国中
医科学院中药研究所。
菌种:酿酒活性干酵母 1921、1938、1450、1394,购于
中国工业微生物菌种保藏管理中心。
试剂:氯化钠为分析纯,北京化工厂;水为二次蒸馏
水。
仪器设备 :SPME 手动进样器及聚二甲基硅氧烷
(PDMS,100 μm和 7 μm) 萃取头, 购自美国 Supelco 公
司 ;Agilent Technologies 7890A GC-5975C MS 气相色
谱-质谱联用仪,购自美国 Agilent 公司;电子天平:奥豪
斯国际贸易(上海)有限公司,AR2140;恒温培养箱:哈尔
滨市东联电子技术开发有限公司,HPS-250; 高压灭菌
100
DOI:10.13746/j.njkj.2013.06.004
锅:上海申安医疗器械厂,LDZX-50K;冰箱:青岛海尔股
份有限公司,BCD-206SA等。
1.2 实验方法
1.2.1 发酵酒的制备工艺流程[8]
按以下流程进行发酵酒的制备:
蔗糖、柠檬酸 活化←活性干酵母
↓ ↓
原材料预处理(浸提→过滤)→调配→杀菌→主发酵→粗滤→
澄清处理→后熟→精滤→灌装→杀菌→产品
1.2.2 乌骨藤酒香气成分萃取
取主发酵结束后的酒样 2.5 mL加入到 4 mL顶空瓶
中,加入 0.75 g NaCl,于 40℃条件下萃取 40 min,GC 解
析 5 min,同时启动仪器采集数据。
1.2.3 GC-MS分析条件
气相色谱条件:DB-5 石英毛细柱 (30 m×0.25 mm×
0.25 μm);载气(He),流速 1 mL/min,样品采用不分流进
样,升温程序:100℃保持 2 min,以 5℃/min升至 200℃,
然后以 2℃/min 升至 260℃,保持 10 min;进样口温度:
250℃。
质谱条件:电子轰击(EI)离子源;电子能量 70 eV;
传输线温度 250 ℃;离子源温度 230 ℃;四极杆温度:
150℃;激活电压1.5 V;质量扫描范围 m/z 35~450。
2 结果与分析
2.1 不同酵母发酵的乌骨藤酒中香气成分 GC-MS分
析
图 1~图 4为以酿酒活性干酵母 1938、 酿酒活性干
酵母 1394、 酿酒活性干酵母 1921 和酿酒活性干酵母
1450 酿造的乌骨藤酒香气成分的 GC-MS 总离子流色
谱图,各组分鉴定结果见表 1。
从表 1 可以看出, 采用 HP-SPME 和 GC-MS 分析
方法从 4种酒样中共鉴定出 53种香气成分,这些成分主
要包括醇类 11 种、酯类 13 种、酸类 4 种、醛类和酮类 6
种、酚类 5种、其他 14种。
在酿酒酵母 1938酿造的乌骨藤酒中, 共检出 28 种
香气成分,占总峰面积的 98.99 %。 其中,醇类 72.46 %、
酚类 3.13 %、 醛类和酮类 12.15 %、 酯类 3.23 %、 酸类
4.49 %。 其主要香气成分为 β-苯乙醇、异戊醇、安息香
醛,三者的相对含量分别为 48.97 %、8.93 %、6.36 %。
在酿酒酵母 1394酿造的乌骨藤酒中, 共检出 33 种
香气成分,占总峰面积的 97.25 %。 其中,醇类 60.89 %、
酚类 1.77 %、 醛类和酮类 9.75 %、 酯类 6.11 %、 酸类
9.36 %。 其主要香气成分为 β-苯乙醇、羊脂酸、异辛醇,
三者的相对含量分别为 33.08 %、6.23 %、5.62 %。
在酿酒酵母 1921 酿造的乌骨藤酒中, 共检测出 41
种香气成分,占总峰面积的 99.95 %。 其中,醇类 73.6 %、
图 1 酿酒酵母 1938酿造乌骨藤酒香气成分的总离子流图
图 4 酿酒酵母 1450酿造乌骨藤酒香气成分的总离子流图
图 2 酿酒酵母 1394酿造乌骨藤酒香气成分的总离子流图
图 3 酿酒酵母 1921酿造乌骨藤酒香气成分的总离子流图
王晓杰,李 晔,孟颖颖,汤俊英,王 凡·不同酵母发酵乌骨藤酒香气成分 GC-MS分析 101
酿酒科技 2013 年第 6 期(总第 228 期)·LIQUOR-MAKING SCIENCE & TECHNOLOGY 2013 No.6(Tol.228)
!
# $
%
& ’ ()( )( () !)
*+# $ % & ) )( )’ )’
,-# $ % & ! . . !)!’ .
*/# $ % & ’ ) ( )’ )! )
01234# $
% & (! . . !) .
’ 34# $ % & . !) !) .
( 56# $
%
& ! !) !) !) !)’
78# $ % & )’ )( ) )’(
915# $ % & )( )! ) )
! :18;# $ %
& ’ . . !) .
#<
=1>?# $ % & !) !)(( !) !)’
5@ $
% & !) !) !)( !)’
A8@ $
% & ’ !) . . .
B’1CDAE
6E5@ $
%
& )( )’ ) )’
FG@ $
% &
’’ . . !)!( .
@<
B1CDAE5@ $ % & !’ . !) . !)
HI8J $
% & !’ ’)’ ) . )
KLJ $
%
& !)’( !) !) !)
MNOJ $ % & ) !) !)( !)
PQJ $ % & ’ !) !)’ . !)’’
RJ $ %
& ’ )! ) ) )
JT<
’ 5T $ % & ! ) ) !)’ )
-UV $ % & . !) !)’ !)
/UV $
% & ( !) )!( )( )(
U5V $ % & ’ ) . . .
WU5V $ %
&
( . . ) .
PXUV $ % & ( . )!’ ) .
’ YZUV $
% & . . . !)
( 15WUV $
% & ( . . !) .
[\V $ % ]& . . !) .
^_UV $ %
& !) !) !) !)’
! ‘U*+V $
%
& . . !)!( .
-U115V $ % & ! . . !) .
/U5V $
%
& !) . !) .
V<
abUV $ % & !) !) !)! !)
!
#
$%& ’(
)*+,
)*,
-
.
)*#,
)*/,
)+*,
0,
12
3+456
78
102
酚类 5.21 %、 醛类和酮类 3.02 %、 酯类 14.76 %、 酸类
3.29 %。 其主要香气成分为 β-苯乙醇、异戊醇、丙酸苯乙
酯、 辛酸乙酯, 四者相对含量分别为 49.85 %、12.26 %、
5.94 %、5.17 %。
在酿酒酵母 1450酿造的乌骨藤酒中, 共检出 33 种
香气成分,占总峰面积的 97.03 %。 其中,醇类 66.02 %、
酚类 5.11 %、 醛类和酮类 5.59 %、 酯类 5.43 %、 酸类
6.86 %。 其主要香气成分为 β-苯乙醇、异戊醇,二者相对
含量分别为 38.82 %、9.26 %。
2.2 不同酵母发酵的乌骨藤酒主要香气成分比较
2.2.1 醇类组分的比较
在 4种不同酿酒酵母酿造的乌骨藤酒中共检测出醇
类物质 11 种,其中 7 种为四者共有,但在含量上有一定
的差别,如异戊醇在酿酒酵母 1938、1921、1450 酿造的乌
骨藤酒中含量均在 8.9 %以上,而在酿酒酵母 1394 酿造
的乌骨藤酒中仅为 3.47 %;β-苯乙醇在 4 种乌骨藤酒中
的含量均在 33 %以上,具有独特香味,有玫瑰香、紫罗兰
香、茉莉花香等多样风味[9]。
在醇类物质中含有多种萜烯类化合物, 这些萜烯类
组分的感官阈值非常低,尽管其含量低,但香气值较高,
对乌骨藤酒的香气组成仍然起着一定的作用 [10],且这些
成分均有一定的药理活性。 如芳樟醇具有强烈的铃兰香
气,并有木香香调,是抗癌药——西松内酯类化合物的合
成中间体,有较好的抗菌、抗病毒、镇静作用,同时还是较
好的抗龋齿剂和杀虫剂;D-香茅醇具有甜玫瑰香, 有抑
制金黄色葡萄及伤寒杆菌的作用。
2.2.2 酯类组分的比较
在 4种不同酿酒酵母酿造的乌骨藤酒中共检测出酯
类物质 13 种,大多都有各自独特的酯类成分,仅有 3 种
是 4种酒共有的。酿酒酵母 1938酿造的乌骨藤酒中主要
酯类成分为乙酸苯乙酯,具有甜美的蜂蜜样香气,苹果样
的果香; 酿酒酵母 1394和酿酒酵母 1450酿造的乌骨藤
酒中主要酯类成分为辛酸乙酯, 具有令人愉快的花果香
气、杏子香气[11];酿酒酵母 1921 酿造的乌骨藤酒中主要
酯类成分为丙酸苯乙酯和辛酸乙酯,含量均在 5 %以上,
其中丙酸苯乙酯具有香甜红玫瑰似香气,有水果底香,似
浓厚的甜蜂蜜和草莓风味。
2.2.3 酸类组分的比较
在 4 种不同酿酒酵母酿造的乌骨藤酒中共检测出
酸类物质 4 种,其中 3 种酸类物质是 4 种酒共有,只有
异戊酸为酿酒酵母 1921 酿造的乌骨藤酒中特有的。 4
种乌骨藤酒中酸类物质含量最高的均为羊脂酸, 具有
果味、桃子味、草莓味、菠萝味、糖果味、焦糖味、香水味
等多种风味[12-13]。
2.2.4 其他组分的比较
在 4 种乌骨藤酒中还检测出 5 种醛类、1 种酮类、5
种酚类、13 种烃类及其他物质 1 种。 在 4 种酒中都检测
到了椰子醛,具有椰子香味、杏仁味或桃花香 [14];风信子
醛具有浓郁的玉簪花香气;天竺葵醛具有玫瑰样的花香。
3 结论
采用顶空固相微萃取法, 通过 GC-MS分析 4 种不
同酵母发酵乌骨藤酒的香气成分,共检测出香气成分 53
种。 在酿酒活性干酵母 1938、1394、1921、1450 发酵的乌
骨藤酒中分别检测到 28、33、41、33 种香气成分,其中 20
种是四者共有的。酿酒酵母 1938、1921和 1450发酵所得
乌骨藤酒的主要香气成分为 β-苯乙醇和异戊醇,酿酒酵
母 1394发酵所得乌骨藤酒主要香气成分为 β-苯乙醇和
羊脂酸。 乌骨藤酒香气特征的综合感官评价取决于多个
因素的协同作用,如各香气成分的含量,各香气成分的感
官阈值和人体的嗅觉感官喜好等 [15],在开发过程中可根
据综合感官评价结果选取不同菌种。
参考文献:
[1] 赵陆华,相秉仁,陆红柳. 乌骨藤药材 HPLC 指纹图谱研究 [J].
中成药,2008,30(8):1093-1096.
[2] 王文骊,张雪慧.乌骨藤药材中绿原酸的含量测定研究[J].现代
中医药,2009,29(5):79-80.
[3] 张家俊,胡德禹,宋宝安,等.乌骨藤化学成分和生物活性研究进
展[J].贵州大学学报:自然科学版,2007,24(2):213-216.
[4] 张慧, 裴志东 , 李春雪, 等.乌骨藤的化学成分研究[J].中国中
药杂志,2010,35(23):3175-3177
[5] 张文平,王昌利,仲英 ,等.乌骨藤及其制剂的研究进展[J].齐鲁
药事,2006,25(5):293-295.
[6] 张慧,裴志东,张修亚,等.乌骨藤脂溶性成分抗肿瘤活性及其成
分分析[J].中国中药杂志,2010,35(24):3325-3328.
[7] 左小东,崔永安,秦叔逵.乌骨藤制剂对人肝癌细胞株 VEGF和
bFGF表达的影响[J].临床肿瘤学杂志,2010,15(12):
1062-1065.
[8] 张烈华,万怀志.保健酒生产工艺探讨[J].酿酒科技,2006(9):
63-65.
[9] 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.
[10] GILBERT J M, YOUNG H, BALL R D, et al. Volatile flavor
compounds affecting consumer acceptability of kiwifruit[J].
Journal of Sensory Studies, 1996, 11(3):247-259.
[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]. 分析化学研究简报,2002, 30(6):695-698.
[12] NOBLE A C. Evaluation of Chardonny wine obtained from
sites with different soil components[J].Am J Enoll Vitic,
1979,30(3):214-217.
[13] 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.
[14] 刘树文.合成香料技术手册[M].北京:中国轻工业出版社,
2000:68-91.
[15] 陈娟,阚建全,杜木英,等.不同品种桑葚的蜂蜜发酵酒香气成
分的 GC-MS分析[J].食品科学,2009,30(4):169-173.
王晓杰,李 晔,孟颖颖,汤俊英,王 凡·不同酵母发酵乌骨藤酒香气成分 GC-MS分析 103