天津地区柿子产量较大，开发柿子酒可以避免柿子浪费，不同的发酵工艺对柿子酒香气成分的形成有很大影响。本试验采用电子鼻、气相-质谱及感官评价3种技术手段对不同发酵方式柿子酒的香气成分进行研究，对比3种不同发酵方式对柿子酒香气成分的影响，并通过主成分分析，确定不同发酵方式柿子酒的主要香气物质，对比香气物质差异。
材料与方法
材料与试剂
柿子，购于农贸批发市场；酒样，实验室不同发酵工艺的柿子酒
仪器与设备
HeraclesII快速气相电子鼻-气味分析仪，气相色谱-质谱联用仪
试验方法
Heracles Ⅱ快速气相电子鼻-气味分析仪的程序设置及方法
常规参数
柱温箱温度40℃，进样口温度200℃，进样口压力25.0kPa，进样口流量10.0mL/min，阀温度250℃，捕集阱温度40℃，检测器温度250℃，分流10.0mL/min，柱压80.0kPa。
试验参数
初始条件：初始炉温为50℃，以3℃/s的速度升温至250℃，数据采集时间为110s，数据采集周期为0.01s。
进样前处理方法及进样方式
将装有5mL待测酒样的顶空瓶置于恒温水浴锅中，40℃下平衡10min，在顶空瓶中抽取500μL气体，手动进样。每个样品进行5次平行试验。
柿子酒感官评价
参照GB/T15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》和GB/T10220—2012《感官分析方法学总论》制定柿子果酒感官评分标准，见表1。
表 1 柿子果酒感官评分标准
结果与分析
不同发酵方式柿子酒挥发性香气成分分析
电子鼻对不同发酵方式柿子酒进行主成分分析
由图1可知，第一主成分对数据信息贡献率为99.751%，第二主成分贡献率为0.149%，两个主成分的总贡献率为99.900%，表明此图谱能够较好地反应所测样品中气味数据的完整性。识别指数为92，在80～100之间，表示该数据区分分析结果为有效结果，识别指数值越大，区分效果越佳。
图1 不同发酵方式柿子酒的主成分分析
注：1为清汁发酵；2为皮渣发酵；3为果酱发酵，下同
由图2可知，3种原料的样本之间有差异，其中果浆发酵与清汁发酵、皮渣发酵的柿子酒相对气味距离均较远，差异较大；清汁发酵、皮渣发酵的柿子酒气味距离相对较近，差异较小。在对柿果加工过程中，柿果中部分成分会被挤压过滤出去，导致果浆发酵与清汁发酵、皮渣发酵相比，气味差距稍大。
图2 不同发酵方式柿子酒的主成分分析三维图
电子鼻对不同发酵方式柿子酒进行判别因子分析
由图3可知，第一区分指数达到89.44%，第二区分指数达到10.56%，二者累计区分指数合计达到100%，说明判别因子分析能够更好地显示3种发酵方式柿子酒间的差异。从图3还可以看出，皮渣发酵和清汁发酵的香气成分差异较小，果浆发酵与皮渣发酵和清汁发酵样品间的香气成分差异较大。
图3 不同发酵方式的柿子酒的判别因子分析
电子鼻对不同发酵方式柿子酒挥发性香气成分的定性分析
由表2可知，3种发酵方式柿子酒的香气成分中大部分化合物都有存在，其中，醇类、酯类等分子量较小的挥发性物质占绝大多数。皮渣发酵、清汁发酵、果浆发酵柿子酒的香气成分中醇类和酯类分别约占50%、52%和46%。3种方式发酵柿子酒香气成分中都含有3-戊醇（果香味）、乙酸丙酯（梨和草莓样果香）、辛醇（强烈的柑橘香气）、己酸丁酯（特有的菠萝香气），使柿子酒增添了独特风味。皮渣发酵中含有β-紫罗酮（紫罗兰、甜果香），清汁发酵中含有正壬基苯和磷酸三丁酯，果浆发酵中含有丙二醇甲醚，表示不同发酵方式柿子酒的香气成分存在差异。
表2 不同发酵方式柿子酒中可能的风味信息
气相-质谱联用分析不同发酵方式柿子酒的香气成分
由表3可知，异戊醇（苹果白兰地香气、辛辣味）、正己醇（草本植物、青草味）、丁二酸二乙酯（愉快气味）、乙酸异丁酯（柔和水果酯香味）等是柿子酒香气成分中相对峰面积最高的物质，为柿子酒香气成分中的主要成分。
表3 不同发酵方式的柿子酒样香气成分的GC-MS分析结果
由图4可知，3种发酵方式柿子酒的香气成分大部分为醇类、酯类、醛类，醇类是柿子酒香气的主要成分。皮渣发酵、清汁发酵、果浆发酵总醇类相对峰面积分别为39.62%、33.47%、45.32%，其中异戊醇相对峰面积最高，分别为32.03%、32.03%、29.32%。皮渣发酵、清汁发酵、果浆发酵总酯类相对峰面积分别为2.79%、21.65%、3.53%，其中丁二酸二乙酯相对峰面积最高，分别为1.18%、0.04%、1.39%。皮渣发酵、清汁发酵、果浆发酵总醛类相对峰面积分别为12.56%、0.00%、7.97%，其中缩醛相对峰面积最高，分别为12.43%、0.00%、7.85%。酸类、烷类、酚类和其他类物质含量较低，对酒的香气起重要的修饰作用。清汁发酵柿子酒香气成分中酯类数量最多，为27种，果浆发酵次之。清汁发酵的柿子酒香气更浓郁，具有典型性。
图4 柿子酒中香气物质分类
不同发酵方式柿子酒的感官分析
由图5可知，根据柿子果酒感官评分标准，对3种发酵方式柿子酒进行感官评价。研究发现，清汁发酵柿子酒香气得分与皮渣发酵比较接近，在柿子压榨过程中香气成分有所损失，与电子鼻检测结果相同。清汁发酵柿子酒综合感官评分大于果浆发酵和皮渣发酵柿子酒，与气相-质谱检测到清汁发酵柿子酒香气成分较多的结果相同。
图5 不同发酵方式的柿子酒感官评价雷达图
主成分分析
用SPSS软件对表3中的数据进行主成分分析，得到两个主成分，如表4所示。其中第一主成分贡献率为59.027%、第二主成分贡献率为40.973%。
表4 主成分分析中解释的总方差
由表5表明，因子载荷量＞0.950的物质共有89种，在第一主成分中有48种，其中有35种在清汁发酵的样品中检测出，有25种在皮渣发酵的样品中检测出，有23种在果浆发酵的样品中检测出。第二主成分中有30种，其中有26种在皮渣发酵的样品中检测出，有6种在清汁发酵的样品中检测出，有6种在果浆发酵的样品中检测出。
表5 成分矩阵
主成分分析可知，主成分为两类香气，一类香气在皮渣发酵酒和果浆发酵酒中基本一致，主要为缩醛、丁二酸二乙酯、3-羟基-2-丁酮，相比于果浆发酵，皮渣发酵酒的缩醛成分更高；清汁发酵酒的主要香气成分为乙酸异戊酯、2-糠酸乙酯、乳酸乙酯。二类香气在皮渣发酵酒中种类最多、含量最高，主要为2-甲基丁醇，清汁发酵和果浆发酵酒的香气成分种类相同，主要成分为S-（-）-2-甲基-1-丁醇，但其在果浆发酵酒中含量远高于清汁发酵。
一类香气在皮渣发酵酒和果浆发酵酒中的含量分别为16.37%和11.99%，且种类相近，而清汁发酵酒香气物质含量为22.49%。因此，一类主成分在皮渣发酵酒和果浆发酵酒中基本相同，和清汁发酵酒对比明显。二类香气在皮渣发酵酒和果浆发酵酒中的含量分别为8.06%和6.59%，在清汁发酵酒中的含量仅为0.97%，对比结果与一类主成分类似。
如表6所示，一类香气在皮渣发酵、清汁发酵、果浆发酵酒中体积占比分别为16.37%、22.49%和11.99%，其中皮渣发酵缩醛占比12.43%，丁二酸二乙脂占比1.18%；清汁发酵乙酸异戊酯占比12.43%，2-糠酸乙酯占比6.76%；果浆发酵缩醛占比7.85%，丁二酸二乙脂占比1.39%。二类香气在皮渣发酵、清汁发酵、果浆发酵酒中体积占比分别为8.06%、0.97%和6.59%。其中皮渣发酵2-甲基丁醇占比6.76%，清汁发酵S-（-）-2-甲基-1-丁醇占比0.87%，果浆发酵S-（-）-2-甲基-1-丁醇占比6.39%。通过对比成分一和成分二得知，皮渣发酵酒的香气物质种类最多，清汁发酵酒的香气成分以成分一为主，果浆发酵酒的香气种类和含量较少。3类不同发酵方式的柿子酒中，皮渣发酵和果浆发酵的香气成分具有相关性，清汁发酵的香气成分和另外2种发酵酒的香气成分具有很大差别。
表6 各类香气物质占比
结论
利用电子鼻、气相-质谱联用及感官评价3种技术从不同方面对柿子酒挥发性香气成分进行了检测和评价。
电子鼻对不同发酵方式柿子酒挥发性香气成分分析
通过电子鼻主成分分析和判别因子分析发现，清汁发酵与皮渣发酵柿子酒中挥发性香气成分差异较小，与果浆发酵柿子酒中挥发性香气成分差异较大。通过电子鼻定性分析，清汁发酵、皮渣发酵、果浆发酵柿子酒香气成分中，醇类酯类分别约占52%、50%和46%。3种方式发酵柿子酒香气成分中都含有3-戊醇（果香味）、乙酸丙酯（梨和草莓样果香）、辛醇（强烈的柑橘香气）、己酸丁酯（特有的菠萝香气），为柿子酒增加了独特风味。
气相-质谱联用对不同发酵方式柿子酒挥发性香气成分分析
通过气相-质谱联用对不同发酵方式柿子酒挥发性香气成分分析可知，异戊醇、正己醇、乙酸异丁酯等物质相对峰面积最大，是柿子酒香气成分中的主要成分。清汁发酵柿子酒挥发性香气成分中脂类数量多，为27种，果浆发酵次之。因此，清汁发酵的柿子酒酒香更浓郁，更具典型性，感官得分最高。
柿子酒中主要香气成分
皮渣发酵柿子酒主要香气物质为缩醛、丁二酸二乙酯、3-羟基-2-丁酮、2-甲基丁醇。清汁发酵柿子酒主要香气成分为乙酸异戊酯、2-糠酸乙酯、乳酸乙酯、S-（-）-2-甲基-1-丁醇。果浆发酵柿子酒主要香气物质为缩醛、丁二酸二乙酯、3-羟基-2-丁酮、S-（-）-2-甲基-1-丁醇。
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参考文献：冯翰杰,李涛,杨梅等.不同发酵方式对柿子酒中挥发性香气成分的影响研究[J].天津农学院学报,2022,29(03):56-65.
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结果与分析
