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2013年第 39卷第 2期(总第 302期) 177
超高压处理对发酵桑椹酒香气的影响*
袁小单，马永昆，王行，马辉，邓娜娜，徐伟
(江苏大学食品与生物工程学院，江苏 镇江，212013)
摘 要 为了研究超高压处理对桑椹酒香气成分的影响，将桑椹新酒分别经 200、400、600 MPa处理 20 min后，
采用固相微萃取(SPME)与气相色谱-质谱仪联用(GC-MS)技术，对其香气成分进行萃取和检测分析，并结合简
单排序法进行感官评价。结果表明:经超高压处理后，桑椹酒中香气种类没有变化，但其含量发生了不同程度的
改变。桑椹酒经 400 MPa、20 min 处理后，香气成分含量变化明显，其中醇类、酯类含量分别增加了 1. 27%和
15. 21%，酸类、醛类的含量分别下降了 14. 21%和 12. 06%;这表明超高压处理可以促进酸醇的酯化作用，醛类
氧化作用，改善桑椹酒香气，加速陈化。感官评定结果表明，经超高压处理的桑椹酒香气更加柔和丰富，400 MPa
处理 20 min的桑椹酒香气柔和典型、醇厚协调，且与其 GC-MS检测分析结果一致。
关键词 桑椹酒，超高压，香气，固相微萃取，气质联用
第一作者:硕士研究生(马永昆教授为通讯作者，E-mail:may-
ongkun@ ujs． edu． cn)。
* 江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD) ;江苏省高校科
研成果产业化推进项目(JHB2011 － 40)
收稿日期:2012 － 11 － 09，改回日期:2013 － 01 － 06
桑椹，又叫桑果，为桑科落叶乔木桑树的成熟果
实，有红桑、白桑、紫桑等不同种类，而含丰富红色素
的紫椹被广泛用于酿酒，其品种有“镇椹一号”、“台
桑”、“大十”等，但不同品种的桑椹香气相差较大，因
此酿出的桑椹酒香气也有很大差别，因此研究桑椹酒
的香气有助于高品质桑椹酒的开发。此外，新酿制出
来的桑椹酒有较强的刺激感，香气不协调，需要经过
长期陈酿才能变得协调柔和，但自然陈酿生产周期
长、资本消耗大、质量不可控。超高压技术应用于催
陈酒类有催陈效率高、温度升幅小、条件可控、质量稳
定等明显优势。近年来，国内外研究表明［1 － 2］，超高
压技术应用于酒类处理时，会导致液体体积减小、反
应物浓度增加、分子运动碰撞加剧、pH 降低、温度升
高等，同时高压物理能会导致酯键、氢键等键能变化，
引起合成、分解等化学反应，从而高效催陈酒类。李
汴生［3］、励建荣等［4］用超高压处理黄酒，均发现黄酒
的酯类等特征香气物质有所增加，其香气得到改善;
梁茂雨等［5］用超高压处理干红葡萄酒后，发现酯类
化合物增加，产品风味更柔和。本课题组也在超高压
黄酒香气成分方面做了研究，发现超高压后黄酒的香
气得到了改善［6］。本文用超高压技术处理桑椹酒，
采用 SPME-GC-MS联用的方法检测超高压处理前后
的桑椹酒主要香气成分，结合感官评价，以期得到高
品质的桑椹酒，并为桑椹酒的超高压催陈提供理论基
础。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
桑椹:镇椹一号，采自镇江世业洲生态园。
壬醇(色谱纯) ，美国 sigma 公司;NaCl(分析
纯) ，国药集团化学试剂有限公司。
1. 2 仪器与设备
3L智能化超高压食品处理装置，江苏大学超高
压食品研究所提供;手动进样器，美国 Supelco 公司;
50 /30um DVB /CAR /PDMS萃取纤维头，美国 Supelco
公司;Agilent6890 /5973 型气质联用仪，美国 Agilent
公司;PC-420 型电热磁力搅拌器，美国 Corning 公司;
手动式塑料薄膜封口机，浙江省永嘉水电机械厂。
1. 3 试验方法
1. 3. 1 桑椹酒的制备方法
桑椹冻果在常温下解冻，打浆后，离心取清汁，向
桑椹清汁中加适量果胶酶，于 30℃恒温水浴锅酶解 1
h，再加入适量酵母，22℃下进行主发酵，主发酵结束
后 18℃下进行后发酵，后发酵完成后得到的桑椹原
酒，用聚乙烯袋包装置于 4℃冰箱备用(24 h 内处
理)。
1. 3. 2 桑椹酒超高压处理
超高压处理压力分别为 200、400 和 600 MPa，保
压时间为 20 min，温度为 25℃，对应样品编号为 A200、
A400和 A600，未处理样品编号为 A0. 1，超高压设备有效
体积 3 L，升压速率 100 MPa /min，解压时间 12 s，保
DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.2013.02.046
食品与发酵工业 FOOD AND FERMENTATION INDUSTRIES
178 2013 Vol. 39 No. 2 (Total 302)
压过程中压差为 ± 10 MPa。处理后的样品置于 4℃
下保藏，待检，时间不超过 24 h。
1. 3. 3 桑椹酒 SPME萃取方法
实验中比较了不同萃取头对桑椹酒香气的萃取
效果，发现 50 /30umDVB /CAR /PDMS 萃取头更适合
桑椹酒，它不仅萃取的总化合物多，总色谱峰的面积
大，全面，而且色谱峰响应强度也稍大。萃取条件:取
5 mL桑椹酒加入 15 mL顶空瓶中，添加 1. 0 g分析纯
NaCl、4 μL的壬醇(内标) ，于 40℃加热平台上预热
10 min后，萃取 30 min，磁力搅拌速度 800 r /min。
1. 3. 4 GC-MS参数条件及分析
色谱柱:DB-WAX 柱(60m × 0. 25 mm，0. 25
μm)。
色谱条件:SPME萃取头解吸 5 min，进样口温度
280℃，载气为高纯氦气，流量 1. 0 mL /min，不分流。
程序升温:起始温度 50℃，保持 5 min，以 6℃ /min 的
速度升至 150℃，再以 8℃ /min的速度升至 230℃，保
持 5 min。
质谱条件:5973 型四极杆质谱仪，接口温度
250℃，电子轰击(EI)离子源，电子能量为 70eV;电子
倍增器电压为 1 353V;离子源温度为 230℃;四极杆
温度为 150℃;质量扫描范围 33 ～ 450amu。
定性方法:将未知图谱与 NIST98 库图谱比对，结
合质谱以及桑椹酒香气物质成分的气相色谱 Kovats
保留指数［7］(retention index)进行定性。
定量方法:采用内标法定量，根据对桑椹酒中挥
发性香味化合物进行分离鉴定时添加内标的量，以挥
发性香味化合物的色谱峰面积与内标的色谱峰面积
进行比较，计算出每一种挥发性香味化合物相对于内
标的量。
1. 3. 5 感官评定方法
由 12 名经过感官培训的品评专业人员对桑椹酒
香气的典型性、协调性、丰富性进行评价，利用排序分
析法对桑椹酒样品香气按照由弱到强排序。
2 结果与分析
2. 1 桑椹酒香气成分总离子流图
桑椹酒经不同超高压条件处理后，经 GC-MS 检
测得到总离子流图，如图 1 所示。其中 A0. 1为未处理
的桑椹酒，A200、A400、A600为 200、400、600 MPa 处理 20
min的桑椹酒。
图 1 超高压处理前后桑椹酒香气成分总离子流图
Fig. 1 Total ion current chromatogram of Gas Chromatography-Mass Spectrometry(GC-MS)
of untreated and high pressure treated mulberry wine
2. 2 桑椹酒主体香气成分筛选
桑椹酒香气成分总离子流图见图 1，桑椹酒的香
气成分主要由醇类、酯类、酸类、酮类等 30 种成分构
成(表 1)。食品中香气成分的阈值及其含量，是用来
评价该香气成分对食品风味贡献的重要参数，根据
Guadagni的香气值理论［10］，食品中香气浓度高而阈
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值低的成分很可能是食品的特征香气或主体香气成
分，而香气强度是指香气浓度与香气阈值的比值［11］，
可以反映某一香气成分对食品总体风味的贡献程度。
表 2 列出了桑椹酒中特征香气成分的香气阈值［9 － 10］
及香气强度，异戊醇、苯乙醇、乙酸乙酯、乙酸异戊酯、
己酸乙酯、辛酸乙酯、乙醛、壬醛的香气强度均大于
1，，可初步判定这些物质是对桑椹酒的风味贡献比较
大的特征香气成分。这与 Luchai Butkhup［9］、赵新
节［12］等学者检测到的桑椹酒特征香气成分基本相
同，这些成分呈现出果香、酯香、植物的花香和水果的
甜香，构成了桑椹酒特有的香气。
表 1 不同超高压处理桑椹酒的香气成分及其含量
Table 1 Contents and aromatic compounds identified in different ultra high pressure treated mulberry wine
化合物 鉴定方式
保留指数
(计算值 /参考值［8 － 9］)
含量 /(μg·L －1)
A0. 1 A200 A400 A600
醇类(14)
乙醇 MS，RI 938 /928 1172. 12 1155. 74 1141. 23 1132. 37
1-丙醇 MS，RI 1 045 /1 052 3. 42 18. 50 19. 88 15. 36
异丁醇 MS，RI 1 107 /1 080 77. 28 76. 58 92. 46 86. 78
2-甲基丁醇 MS 1 218 248. 7 241. 35 246. 14 263. 56
异戊醇 MS，RI 1 221 /1 208 585. 20 586. 82 546. 81 522. 86
1-己醇 MS，RI 1 363 /1 362 2. 94 2. 45 5. 46 3. 46
3-乙氧基-1 丙醇 MS，RI 1 393 /1 378 5. 26 5. 64 7. 89 7. 68
庚醇 MS，RI 1 466 /1 454 4. 68 4. 28 6. 68 5. 86
2-乙基己醇 MS 1 498 12. 24 17. 06 18. 28 17. 56
2，3-丁二醇 MS，RI 1 554 /1 568 35. 22 36. 18 39. 88 68. 22
辛醇 MS，RI 1 568 /1 547 2. 42 2. 58 3. 65 2. 48
α-萜品醇 MS，RI 1 629 /1 681 7. 06 8. 34 8. 41 7. 22
香茅醇 MS，RI 1 778 /1 768 4. 66 7. 36 8. 90 8. 86
β-苯乙醇 MS，RI 1 925 /1 906 752. 89 752. 98 787. 52 762. 66
总计 1 741. 97 1 760. 12 1 809. 96 1 772. 56
酯类(9)
乙酸乙酯 MS，RI 895 /892 142. 95 143. 74 153. 96 150. 62
乙酸异戊酯 MS，RI 1 125 /1 102 96. 64 101. 74 113. 68 107. 14
己酸乙酯 MS，RI 1 238 /1 231 12. 02 12. 16 19. 52 16. 20
辛酸乙酯 MS，RI 1 445 /1 409 47. 93 48. 06 51. 68 47. 14
癸酸乙酯 MS 1 651 2. 18 2. 44 8. 58 7. 82
丁二酸二乙酯 MS，RI 1 690 /1 655 3. 08 2. 16 2. 10 2. 15
苯甲酸乙酯 MS，RI 1 697 /1 640 2. 60 2. 52 4. 20 2. 48
癸烯酸乙酯 MS 1 704 5. 18 4. 74 6. 20 5. 81
乙酸苯乙酯 MS，RI 1 847 /1 801 10. 56 11. 26 12. 38 12. 04
总计 323. 14 328. 82 372. 30 351. 40
酸类(5)
乙酸 MS，RI 1 459 /1 448 86. 2 82. 64 62. 62 75. 66
异丁酸 MS，RI 1 579 /1 555 2. 71 2. 70 3. 32 5. 84
2-甲基己酸 MS 2 093 6. 06 7. 68 8. 66 9. 66
己酸 MS，RI 1 859 /1 846 18. 22 18. 20 17. 34 15. 66
辛酸 MS，RI 2 280 /2 065 59. 28 53. 86 56. 02 52. 12
总计 172. 47 165. 08 147. 96 158. 94
醛类(2)
乙醛 MS，RI 703 /707 21. 66 19. 92 18. 62 17. 82
壬醛 MS，RI 1 407 /1 379 2. 72 2. 36 2. 82 2. 78
总计 38. 62 31. 92 30. 82 29. 86
2. 3 超高压处理对桑椹酒香气成分的影响
2. 3. 1 超高压处理对桑椹酒中醇类、醛类的影响
超高压 400 MPa、600 MPa 处理 20 min 后，桑椹
酒中乙醇含量分别下降 2. 63%和 3. 39%。乙醇含量
的降低可使酒体变柔和，减少刺激感。在高压下水分
子可能更容易结合乙醇分子，使醇-水的缔合度增
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加［9］，并且在高压下，一些中性酸会发生解离反应，
释放出 H +［13］，使体系 pH 值下降，而微酸环境下乙
醇-水缔合体之间的质子交换加速，有利于更稳定缔
合体形成，这对陈酿是有利的［14］。异戊醇经 200
MPa处理 20 min，其含量增加了 0. 28%，而 400 MPa、
600 MPa处理 20 min 后，其含量分别下降 6. 56 %和
10. 65 %。异戊醇的合成是以亮氨酸为前体物，在脱
氨酶、脱羧酶等酶的参与下完成的。200 MPa 的压力
可能激活了脱氨酶、脱羧酶的活性，异戊醇的合成效
率变高，从而含量增加;压力大于 400 MPa，蛋白质受
到较大破坏变性沉淀较多，不利于氨基酸形成，所以
在 400 MPa、600 MPa处理下可能导致异戊醇的前体
物亮氨酸含量减少，从而使异戊醇含量下降。
表 2 桑椹酒中特征香气成分香气描述、香气阈值及香气强度
Table 2 Descriptions，odor thresholds and odor activity
values of characteristic aroma components in mulberry wine
化合物 香气描述
香气阈值 /
(μg·kg －1)
香气
强度
异戊醇 苦杏仁味，不愉快的指甲油味 250 2. 34
β-苯乙醇 蜂蜜甜香、玫瑰花香 750 1. 00
乙酸乙酯 果香、酯香 5 28. 59
乙酸异戊酯 水果香、香蕉的甜香 2 48. 32
己酸乙酯 强烈的酒香和苹果香 1 12. 02
辛酸乙酯 带有甜味的果香 5 9. 59
乙醛 特有的刺激性气味 15 1. 44
壬醛 玫瑰花香、李子香 1 2. 72
β-苯乙醇属芳香醇类，具有蜂蜜甜香、玫瑰花
香［15］，400 MPa处理 20 min 增加了 4. 60%。醇类含
量的增加，可能是高压物理能使某些结合醇类的糖苷
健断裂，使桑椹酒中的醇类香气成分释放［16］。从这
些变化中可以看出，超高压处理对桑椹酒的香气能够
起到改善的作用。
乙醛具特有的刺激性气味［15］，经 200 MPa、400
MPa 和 600 MPa 处理 20 min 后含量分别下降了
8. 03%、14. 04%和 17. 73%。超高压下可能使乙醛
发生氧化反应生成乙酸，乙酸含量的增加又促进了乙
酸乙酯的合成。
壬醛具有玫瑰花香、李子香，经 400 MPa、600
MPa 处理 20 min 后含量分别增加了 4. 55% 和
2. 21%。乙醛含量的降低可以减少桑椹酒的刺激感，
壬醛含量的增加可以丰富桑椹酒花香香气，使整体香
气柔和。
2. 3. 2 超高压处理对桑椹酒中酯类、酸类的影响
乙酯类在桑椹酒中占很大比重，其中一些是主要
香气成分。乙酸乙酯具有果香、酯香，己酸乙酯具有
强烈的酒香和苹果香，辛酸乙酯具有带有甜味的果
香，这些酯类的含量在 400 MPa 处理 20 min 后均有
不同程度的增加，分别增加了 7. 70%、62. 40% 和
7. 82%。检测发现，400 MPa 下乙醇、乙酸、己酸、辛
酸的含量有所下降，说明它们参与合成了以上酯类，
使其含量增加，并且超高压处理过程中，压力每升高
100 MPa，高压腔内温度会提高 2 ～ 3℃［17］，温度的升
高也能够加速醇、酸的酯化反应［18］。乙酸异戊酯具
有新鲜香蕉味、果香，是桑椹酒特征香气之一，在超高
压条件下，桑椹酒中参与异戊醇和乙酸反应的酶可能
被激活，从而导致乙酸异戊酯含量的增加。400
MPa、600 MPa 处理 20 min 其含量显著增加，分别增
加了 17. 63%和 10. 86%。以上数据表明，超高压处
理有促进酯类物质合成的作用，从而使桑椹酒的酯
香、果香更突出。
乙酸具有醋味，辛酸有腐败味、涩味，这些气味都
会对桑椹酒香气产生不利的影响。经超高压处理含
量均有下降。400 MPa处理 20 min，乙酸含量下降显
著(P ＜ 0. 05) ，下降了 27. 35%，600 MPa 处理 20
min，辛酸含量显著下降(P ＜ 0. 05) ，下降了 12. 08%，
酸类的减少降低了桑椹酒的刺激感，使整体香气更趋
向柔和。
2. 4 超高压处理对桑椹酒感官品质的影响
超高压处理前后的桑椹酒由 12 位品评员进行品
评，A0. 1、A200、A400、A600的秩和分别为 14、27、45、35。
采用 Friedman 检验进行样品显著差异分析，查表得
出自由度为 3，5%显著水平 X0
2 = 7. 81［19］，计算得 X2
= 27. 45 ＞ X0
2，采用最小显著极差法进行多重比较，
通过比较 LSD0. 05值和两个样品的秩和差值，确定各
样品间的差异程度。通过分析可以得出，在 5%的显
著水平上，A0. 1与 A200、A400和 A600差异性显著，A400与
A200和 A600差异性显著 A200和 A600差异不显著，所以经
400 MPa、20 min处理的样品 A400的香气最好，果香浓
郁丰富、协调柔和;A200，A600样品的香气次之，果香典
型但不突出，略有刺激感;对照 A0. 1的香气最弱，有典
型果香但刺激感较强，香气不协调。
3 结论
(1)桑椹酒香气成分主要由醇、酯、酸、醛等 30
种化合物组成，特征香气成分为异戊醇、、苯乙醇、乙
酸乙酯、乙酸异戊酯、辛酸乙酯、己酸乙酯、乙醛、壬醛
等。
分析与检测
2013年第 39卷第 2期(总第 302期) 181
(2)通过对挥发性香气成分的检测表明，超高压
处理可增加桑椹酒中乙醇、水之间的缔合度，促进醇
类、醛类的氧化作用，酸、醇之间的酯化作用，有一定
催陈作用。
(3)压力对桑椹酒的催陈效果影响较大。桑椹
酒经 400 MPa、20 min处理，酯类含量显著增加，酸类
含量显著下降(P ＜ 0. 05) ，香气更加丰富柔和，相应
的，感官评价结果表明 400 MPa 处理 20 min 的桑椹
酒香气柔和典型、醇厚协调。
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Effect of high pressure processing on the aromatic compounds of mulberry
Yuan Xiao-dan，Ma Yong-kun，Wang Xing，Ma Hui，Deng Na-na，Xu Wei
(School of Food and Biological Engineering，Jiangsu University，Zhenjiang 212013，China)
ABSTRACT In order to investigate the effect of high pressure processing (HPP)on aroma compounds of mulberry
wine，samples of mulberry wine were treated at 200，400 and 600MPa respectively for 20min，and the aroma com-
pounds were evaluated by sensory analysis and Solid-phase microextraction (SPME)combined with Gas chromatogra-
phy-mass spectrometry (GC-MS)method． The results showed that HPP had no significant effect on the categories of
aroma compounds． However，the contents of different aroma components were varied in different degrees． After treat-
ment at 400 MPa for 20 min，the contents of alcohols and esters were increased by 1． 27% and 15． 21% respectively，
while acids and aldehydes were respectively decreased by 14． 21% and 12． 06% ． It indicated that HPP could not only
promote the esterification of acids and alcohols and the oxidation of aldehydes，but also improve the flavor of mulberry
wine and accelerate aging． The results of sensory evaluation demonstrated that mulberry wine treated at 400 MPa for
20min had a typical mulberry flavor，which matched well with the GC-MS analysis results．
Key words mulberry wine，high pressure processing，aromatic compounds，SPME，GC-MS