枸杞，是茄科（Solanaceae）、枸杞属（Lycium）植物，人们日常使用和药用的枸杞子大多是宁夏枸杞（Lycium barbarum L.）的果实。自古以来，枸杞作为一种传统的中药材使用了数千年，被认为具有延年益寿的功效。枸杞在储存过程中容易变质，发酵枸杞酒是一种既能保持枸杞营养价值，又能延长保质期的常见方法。气相色谱-四极杆质谱（GC-qMS）是广泛应用于香气组分定性定量的分析手段。气相色谱-静电场轨道阱质谱（GC-Orbitrap-MS）技术其分辨率可达到60000（m/z 210，半峰全宽），质量精度可以达到10-6，灵敏度可以达到飞秒级，具有很高的分辨率和灵敏度，在酒精饮料的挥发性组分鉴定分析中具有广阔的应用场景。目前，GC-Orbitrap-MS技术已经应用在果酒、辣椒等食品的挥发性组分检测分析中。
因此，北京林业大学生物科学与技术学院食品科学系刘雅冉、李俊龙、张柏林*等人尝试以商业化的枸杞酒（干果枸杞酒和鲜果枸杞酒）为材料，利用GC-MS-O联合GC-qMS和GC-Orbitrap-MS技术系统剖析枸杞酒中香气组成成分，并结合香气重构技术鉴定枸杞酒的关键呈香组分，旨在明确构成枸杞酒典型香气的主要呈香组分和风味轮廓。
1 基于LLE-SAFE-GC-MS-O法鉴定的关键呈香物质
为明确枸杞酒中的典型香气组分，本研究采用AEDA-GC-MS-O技术鉴定两种商业枸杞酒中的关键呈香物质，结果详见图2。两种枸杞酒（干果枸杞酒和鲜果枸杞酒）中共鉴定56 个香气区域，其中43 个香气区域能够鉴定出香气化合物，包括酯类、醇类、萜烯类、C13-降异戊二烯类、酸类、醛类、呋喃类、苯环类、挥发性酚类、吡咯类、内酯类、硫化物类化合物，有13 个香气区域无法鉴定具体化合物。在两种枸杞酒中一致的有16 个香气区域，主要是“甜香”“果香”“蜂蜜香”的香气区域、还包括“醋香”“烤土豆香”“木香”“烘烤香”和“清香”，其中能够鉴定出的化合物有乙酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、乙酸异戊酯、异戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、甲硫基丙醇、萘、苯甲醇、苯乙醇、2-乙酰吡咯、γ-十一内酯、丁香酚和叔丁基对苯二酚。两种枸杞酒的香气区域存在一定差异，干果枸杞酒具有更多的“烘烤香”和“花香”等香气区域，而鲜果枸杞酒中则包含更多的“清香”和“奶酪”的香气区域。
为评价GC-MS-O鉴定到的香气物质对两款枸杞酒感官贡献的重要性，计算了每个香气区域的FD值。研究发现，干果枸杞酒中共有22 个香气区域的FD≥64，其中有6 个香气区域的FD值达到512，包括“菠萝香”“果香”（2-甲基丁酸乙酯）、“溶剂香”“甜香”“菠萝香”“奶酪香”（异戊醇）、“醋酸香”（乙酸）、“蜂蜜香”（愈创木酚）、“甜香”“蜂蜜香”“果香”（苯甲醇）、“花香”“玫瑰香”“冰激凌香”（δ-壬内酯）。鲜果枸杞酒中共有18 个香气区域的FD≥64，仅有4 个香气区域的FD值达到512，分别是“烤土豆香”（甲硫基丙醇）、“蜂蜜香”“甜香”“果香”（苯甲醇）、“蜂蜜香”（苯乙醇）和“蜂蜜香”“奶酪香”（辛酸）。
枸杞酒中能够贡献“果香”香气属性的化合物主要是酯类化合物，特别是乙酯类化合物，包括乙酸乙酯、2-甲基丙酸乙酯、丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、苯丙酸乙酯。这些化合物中2-甲基丙酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯和己酸乙酯的FD值能达到256，说明这些化合物对枸杞酒的香气都具有重要的贡献作用除此之外，2,3-丁二醇在干果枸杞酒中的FD值达到256，是干果枸杞酒重要的香气物质。在鲜果枸杞酒中γ-十一内酯和γ-十二内酯均表现出“果香”的香气属性，γ-十一内酯具有“果香”“蜂蜜香”“冰激凌香”的香气，γ-十二内酯表现出“杏桃香”的香气属性，这两个化合物的FD值均达到256，是鲜果枸杞酒的重要香气物质。
两款枸杞酒中鉴定的贡献“甜香”“蜂蜜香”“焦糖香”和“干果香”的物质包括挥发性酚类（愈创木酚和丁香酚）、内酯类化合物（δ-壬内酯、γ-壬内酯和δ-十二内酯）、醇类化合物（异戊醇、2-乙基-1-己醇、苯甲醇和苯乙醇）、癸酸乙酯、苯甲醛、2-吡咯、辛酸。干果枸杞酒中有8 个“甜香”“蜂蜜香”“焦糖香”和“干果香”的香气区域FD值达到256及以上，能够鉴定出的化合物包括2 种酚类化合物（愈创木酚和丁香酚）、3 种醇类化合物（异戊醇、苯甲醇和苯乙醇）、2-吡咯和δ-壬内酯。鲜果枸杞酒中仅有5 个“甜香”“蜂蜜香”“焦糖香”和“干果香”的香气区域达到256及以上，包括3 种醇类化合物（异戊醇、苯乙醇和苯甲醇）、辛酸和γ-十一内酯。以往的研究中，使用GC-MS-O技术常常能在不同果酒中鉴定到愈创木酚、丁香酚这类挥发性酚类化合物，许多学者认为，这些酚类化合物大都来源于橡木制品。尽管在一些未经过橡木处理的果酒中也曾鉴定到挥发性酚类化合物，但其FD值并不高，未被认为是果酒中关键的香气贡献物质。由于本研究所使用的两款商业枸杞酒在酿造过程中并未使用橡木制品进行处理，因此可以推测枸杞酒中的挥发性酚类化合物可能来源于枸杞原料或者是微生物代谢产生。据报道，内酯类化合物在酿造过程中的化学或生物合成基质尚不清晰，少部分可能来源于原料，但大部分在酒精发酵阶段形成。目前为止，枸杞原料中尚未报道含有内酯类化合物，因此枸杞酒中这些内酯类化合物的产生途径还有待进一步研究证明。
“清香”“木香”也是两种商业枸杞酒中的香气属性，鉴定出的化合物包括异丁醇、异松油烯、乳酸乙酯、1-甲氧基-2-丁醇和萘。两种枸杞酒中鉴定出4 个“烘烤香”“烟熏香”“草本香”的香气区域，其中能够鉴定出2 种挥发性酚类化合物4-烷丙基苯酚和叔丁基对苯二酚。枸杞酒中的“溶剂味”是异戊醇和丙酸贡献的，其中异戊醇在干果枸杞酒和鲜果枸杞酒中FD值分别是512和256，丙酸在鲜果枸杞酒中的FD值是128，但对干果枸杞酒的香气没有贡献。除此之外，乙酸（醋酸香）也是两种枸杞酒的关键香气物质，在干果枸杞酒和鲜果枸杞酒中的FD值分别是512和256。甲硫基丙醇常贡献“烤土豆香”的香气属性，在两种枸杞酒中的FD值均达到256及以上。据报道，在果酒酿造过程中，酵母能够利用蛋氨酸产生甲硫基丙醇。有研究发现，具有“烤土豆香”的化合物能够增加冰葡萄酒中的“杏桃”“焦糖”和“热带水果”的香气属性，因此可以推测本研究中的甲硫基丙醇可能通过香气物质的交互作用增强枸杞酒中的“果香”和“焦糖香”的香气属性。
2 基于OAV分析鉴定关键呈香物质
3 香气重构分析
结 论
本研究以商业化的枸杞酒为材料，利用GC-MS-O结合GC-qMS和GC-Orbitrap-MS联用技术，系统剖析了枸杞酒中的关键呈香组分，研究表明：干果枸杞酒中FD≥64的关键呈香组分有22 种化合物，OAV＞1的香气物质有27 种；鲜果枸杞酒中的关键呈香组分有18 种化合物，OAV＞1的香气物质有23 种。通过香气重构技术和感官定量分析基本证实了干果枸杞酒和鲜果枸杞酒的关键呈香物质分别是30 种和28 种，但是“枸杞香”和“甜瓜香”香气强度显著低于原酒，还有待进一步研究。本研究的开展对枸杞酒中的关键呈香组分进行了鉴定，同时解析了枸杞酒的香气轮廓，为枸杞酒香气品质的提升提供了方向，同时有助于枸杞酒的真伪鉴别，为枸杞酒相关标准的制定提供理论依据。
作者简介
张柏林，教授，北京林业大学生物科学与技术学院。1984年本科毕业于西北农林科技大学，1997年波兰罗兹理工大学毕业，获工学博士学位，2002年进入北京林业大学生物科学与技术学院食品科学系工作至今，教授/博士生导师。曾担任生物科学与技术学院副院长，兼任林业食品加工与安全北京市重点实验室主任，北京食品学会副理事长，全国经济林标准化委员会委员等职。现为教育部全国学校食品安全与营养健康工作专家组成员，中国林学会森林食品专业委员会副主任委员，中国经济林协会加工利用分会副理事长，中国微生物学会微生物资源专业委员会理事等职。主要从事“乳酸菌细胞生物技术基础及应用研究”以及“特色林果的发酵工艺理论与应用研究”。现主持国家自然科学基金面、宁夏自治区科技厅农业农村领域重点研发计划等项目。曾获北京市教学成果二等奖1 项、北京市及山东省科技进步二等奖2 项、黑龙江省自然科学技术成果一等奖1 项、中国林学会梁希科学技术进步二等奖1 项、陕西榆林市科技进步一等奖1 项。发表学术论文及出版教材和专著280余篇（其中SCI论文140余篇），参与国家标准制定1项，获授权发明专利15 项。长期与宁夏等地企业合作，负责新产品研发生产，实现了技术成果转化与企业效益增值。
刘雅冉，讲师，北京电子科技职业学院生物工程学院。2015年本科毕业于北京林业大学食品科学与工程专业，2018年硕士毕业于北京林业大学食品加工与安全专业，2022年博士毕业于北京林业大学森林生物资源利用专业，2022年进入北京电子科技职业学院工作至今。主要从事食品风味化学相关研究，已发表论文18 篇，以第一作者和共一作者发表论文7 篇。
本文《发酵型枸杞酒关键香气物质分析》来源于《食品科学》2023年45卷第5期126-136页，作者：刘雅冉，李俊龙，谷佩珊，李若彤，朱保庆，张柏林。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230602-016。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
实习编辑：王雨婷 ；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。
图片来源于文章原文及摄图网。
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