趙 權
(吉林農(nóng)業(yè)科技學院,吉林,132101)
王 軍
(中國農(nóng)業(yè)大學)
楊成君
(東北林業(yè)大學)
酚類物質(zhì)是葡萄漿果中一種重要的次生代謝產(chǎn)物,對葡萄漿果和葡萄酒的感官質(zhì)量有重要影響,尤其對紅葡萄酒的色澤、苦味、收斂性、澄清度和穩(wěn)定性等起重要作用[1-3]。前人研究表明,酚類物質(zhì)具有防癌抗癌[4-7]、免疫調(diào)節(jié)活性[8]、預防心腦血管疾?。?]、抗疲勞[10]、抗過敏及抗炎、改善視覺功能[11]、保護肝臟、清除自由基、抗突變、降低血清膽固醇等作用[12]。非花色苷酚類物質(zhì)是指除花色苷以外的酚類物質(zhì),包括苯甲酸類、肉桂酸類、黃烷-3-醇類、黃酮醇類、白藜蘆醇類。這些物質(zhì)在葡萄酒發(fā)酵及陳釀過程中的變化極其復雜,對葡萄酒的質(zhì)量有很大的影響[13-15]。葡萄漿果中含有大量非花色苷酚類物質(zhì),主要分布于果皮、種子和果梗中,在葡萄酒釀造過程中這些物質(zhì)被浸漬到葡萄酒中。山葡萄(Vitis amuremsis Rupr.)是東北地區(qū)釀造葡萄酒的主要原料,山葡萄酒具有甜酸可口、濃郁醇厚、余味綿長之特點,長期飲用可促進血液循環(huán),消除疲勞,增強體質(zhì)[16]。目前,國內(nèi)外對歐亞葡萄果皮及酒非花色苷酚的種類、質(zhì)量分數(shù)等研究較多[17-21],但是對山葡萄的研究較少,特別是對山葡萄果皮和酒中非花色苷酚種類和質(zhì)量分數(shù)的研究未見報道。
本研究以7個山葡萄品種為材料,利用HPLCMS/MS技術對山葡萄果皮和酒中非花色苷酚種類及質(zhì)量分數(shù)進行分析,探討不同品種山葡萄果皮和酒中非花色苷酚的組成及質(zhì)量分數(shù)的差異及特點,研究結果將為山葡萄酒的加工以及品種選育提供理論依據(jù)。
以山葡萄左山一、左山二、左紅一、左優(yōu)紅、雙豐、雙紅、雙優(yōu)7個品種為試驗材料,于2008年9月份采自中國農(nóng)業(yè)科學院特產(chǎn)研究所國家山葡萄種質(zhì)資源圃。果實為商品成熟期,左山一、左山二、雙豐采摘時期為9月8日;左紅一、左優(yōu)紅、雙紅、雙優(yōu)采摘時期為9月10日。
流動相甲醇(HPLC)、乙腈(HPLC)、冰醋酸(HPLC)均購于 Fisher公司(Fairlawn,NJ,USA),采用 Milli-Q(Milipore,Bedford,MA)系統(tǒng)制備的超純水。標準樣品沒食子酸、兒茶素、咖啡酸、白藜蘆醇、槲皮素均由 Sigma(Chemical Co.,St.Louis,USA)公司購買。
KG2200B型超聲波清洗器;RE-52AA型旋轉蒸發(fā)器;SHZ-III型循環(huán)水真空泵。Agilent 1200系列LC/MSD離子阱液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀、G1379A真空溶劑脫氣機、G1311A四元高壓梯度泵、G1313A自動進樣器、G1316A柱溫箱、G1315A二極管陣列檢測器(DAD),所有儀器均由Agilent 5.3版本的化學工作站控制。
山葡萄果皮中非花色苷酚的提取:山葡萄剝皮,液氮研磨成粉末,冷凍干燥。稱取5.000 g粉末加入50 mL 90%的丙酮水溶液,在室溫條件下,水浴搖床浸提 30 min,離心(4000 r·min-1,5 min),重復提取5次,合并提取液,30℃旋轉蒸發(fā)至干,殘留物用甲醇定容到5 mL,-20℃保存待測。
山葡萄酒的釀造及酒中非花色苷酚類物質(zhì)的萃取:葡萄漿果→精選→破碎→主發(fā)酵→皮渣分離(第4 d)→加相應葡萄品種濃縮汁→后發(fā)酵→倒罐→原酒→澄清過濾→陳釀→ -40℃冷凍保存(第30 d),待測。此時,7個山葡萄酒的酒精度為10.7% ~11.8%,總酸度為8~10.5,符合國家山葡萄酒質(zhì)量標準。葡萄酒樣的萃取條件根據(jù)Garcia-Viguera et al.[22]并有所改動。用 100 mL容量瓶分別取 100 mL的葡萄酒樣和100 mL水,混合后,用80 mL的乙酸乙酯連續(xù)萃取3次,均用分液漏斗提取分離,酯相部分30℃進行真空旋轉蒸發(fā),殘留物溶解定容到5 mL的甲醇色譜純中,并置-30℃避光保存?zhèn)溆?,在HPLC分析前用0.45 μm膜過濾。
高效液相色譜—質(zhì)譜(HPLC-DAD-MS)分析:試驗采用Agilent 1100系列LC/MSD離子阱液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀進行標準物質(zhì)以及實際酒樣的LCUV-MS分析,包括在線G1379A真空溶劑脫氣機、G1311A四元高壓梯度泵、G1313A自動進樣器、G1316A柱溫箱、G1315A二極管陣列檢測器(DAD)。色譜柱采用反相 250×4.6 mm,5 μm 的Zorbax SB C-18柱(Agilent Technologies)。流動相A:1.0%的醋酸水溶液;流動相B:1.0%醋酸甲醇溶液。洗脫程序:0~15 min,10% ~26%B;15~30 min,26% ~40%B;30~50 min,40% ~65%B;50~60 min,65% ~95%B;60 ~63 min,95% ~10%B;63 ~66 min,10%B。流速 1.0 mL·min-1;柱溫 25℃;檢測波長280 nm;進樣量10 μL。MSD參數(shù):離子源為ESI,采用負離子模式;霧化氣壓力為30 psi;干燥氣流速為10 mL·min-1;干燥氣溫度為325℃;離子掃描范圍為100~1500 m·z-1。CID的MS/MS誘導碰撞能量為1.0 V。
非花色苷酚類物質(zhì)標準曲線的繪制:配制8個質(zhì)量濃度水平的5種混標,每個水平重復3次,以各組分的平均峰面積(y)對質(zhì)量濃度(ρ,mg·L-1)在工作站中建立標準曲線[23-25],非花色苷酚標準品、線性方程及相關系數(shù)見表1。結果表明,5種標準酚類化合物在相應的線性范圍內(nèi)相關系數(shù)均在0.998以上,說明線性良好,可以滿足定量的需要。
表1 5種非花色苷酚的線性方程及相關系數(shù)
應用HPLC-MS/MS技術,從7個品種山葡萄果皮中共檢測出非花色苷酚18種(表2和圖1),其中苯甲酸類3種,肉桂酸類4種,黃烷-3-醇類3種,黃酮醇類5種,白藜蘆醇類3種。
由表2和圖1可以看出,不同品種山葡萄果皮檢測出的非花色苷酚成分種類和質(zhì)量分數(shù)略有差別。左山一檢測出非花色苷酚12種,其中苯甲酸類2種,肉桂酸類3種,黃烷-3-醇類1種,黃酮醇類5種,白藜蘆醇類1種。所有非花色苷酚成分中,槲皮素3-O-葡萄糖苷質(zhì)量分數(shù)最高,為365.302 μg·g-1。
左山二檢測出非花色苷酚12種,其中苯甲酸類3種,肉桂酸類3種,黃烷-3-醇類2種,黃酮醇類4種,白藜蘆醇類未檢測到。所有非花色苷酚成分中,反式—楊梅酮3-O-葡萄糖苷質(zhì)量分數(shù)最高,為138.762 μg·g-1。
左紅一檢測出非花色苷酚15種,其中苯甲酸類2種,肉桂酸類4種,黃烷-3-醇類1種,黃酮醇類5種,白藜蘆醇類3種。槲皮素3-O-葡萄糖苷酸質(zhì)量分數(shù)最高,為 446.467 μg·g-1。
左優(yōu)紅檢測出非花色苷酚15種,其中苯甲酸類3種,肉桂酸類4種,黃烷-3-醇類1種,黃酮醇類5種,白藜蘆醇類2種。其中反式—楊梅酮3-O-葡萄糖苷為質(zhì)量分數(shù)最高物質(zhì),為 136.653 μg·g-1。
雙紅檢測出非花色苷酚13種,其中苯甲酸類1種,肉桂酸類3種,黃烷-3-醇類3種,黃酮醇類4種,白藜蘆醇類2種。其中反式—單咖啡酰酒石酸質(zhì)量分數(shù)最高,為 1020.612 μg·g-1。
圖1 不同品種山葡萄果皮中非花色苷酚HPLC色譜圖
雙優(yōu)檢測出非花色苷酚10種,其中苯甲酸類2種,肉桂酸類3種,黃烷-3-醇類1種,黃酮醇類4種,白藜蘆醇類未檢測到。其中槲皮素3-O-葡萄糖苷酸為質(zhì)量分數(shù)最高物質(zhì),為 427.122 μg·g-1。
雙豐檢測出非花色苷酚10種,其中苯甲酸類2種,肉桂酸類3種,黃烷-3-醇類1種,黃酮醇類4種,白藜蘆醇類未檢測到。其中槲皮素3-O-葡萄糖苷為質(zhì)量分數(shù)最高物質(zhì),為 452.82 μg·g-1。
7個品種比較顯示,雙紅非花色苷酚質(zhì)量分數(shù)最高,為 3172.907 μg·g-1,之后依次為左紅一、雙優(yōu)、雙豐、左山一、左山二、左優(yōu)紅。
對7個品種山葡萄果皮中的苯甲酸類、肉桂酸類、黃烷-3-醇類、黃酮醇類、白藜蘆醇類5類化合物的質(zhì)量分數(shù)進行了分析。結果表明,肉桂酸類和黃酮醇類是山葡萄果皮非花色苷酚的主要化合物,這2類化合物的質(zhì)量分數(shù)顯著高于其他3類化合物質(zhì)量分數(shù)。其中左山一黃酮醇類質(zhì)量分數(shù)占總非花色苷酚的61.31%,肉桂酸類占23.74%,苯甲酸類、黃烷-3-醇類、白藜蘆醇類3類僅占14.95%。左山二黃酮醇類質(zhì)量分數(shù)占總非花色苷酚的57.51%,苯甲酸類和肉桂酸類分別占16.29%和11.55%,黃烷-3-醇類占14.65%,在7個品種中所含的比例最高。左紅一黃酮醇類占總非花色苷酚的55.42%,其次為肉桂酸類23.39%,白藜蘆醇類占11.91%。左優(yōu)紅黃酮醇類占47.25%,其次為肉桂酸類,占24.86%,白藜蘆醇類占15.45%,在7個品種中所含的比例最高。雙紅黃酮醇類占58.56%,其次為肉桂酸類,占36.12%,苯甲酸類、黃烷-3-醇類、白藜蘆醇類3類僅占5.32%。雙優(yōu)黃酮醇類占74.78%,其次為肉桂酸類,占16.04%。雙豐黃酮醇類占72.41%,其次為肉桂酸類,占20.75%。
表2 不同品種山葡萄果皮中非花色苷酚的HPLC-MS/MS鑒定成分及質(zhì)量分數(shù)
應用HPLC-MS/MS技術,從7個品種山葡萄酒中共檢測出非花色苷酚30種(表3和圖2),其中苯甲酸類5種,肉桂酸類7種,黃烷-3-醇類5種,黃酮醇類9種,白藜蘆醇類4種。
表3 不同品種山葡萄酒中非花色苷酚的HPLC-MS/MS鑒定成分及質(zhì)量濃度
表3 (續(xù))
由表3和圖2可以看出,不同品種山葡萄酒非花色苷酚成分種類和質(zhì)量濃度差別較大。左山一酒中檢測出非花色苷酚21種,其中苯甲酸類5種,肉桂酸類5種,黃酮醇類8種,白藜蘆醇類2種,黃烷-3-醇類1種。所有非花色苷酚成分中,反式—香豆酰酒石酸質(zhì)量濃度最高,為 8.063 mg·L-1。
左山二檢測出非花色苷酚19種,其中苯甲酸類5種,肉桂酸類5種,黃烷-3-醇類1種,黃酮醇類7種,白藜蘆醇類1種。所有非花色苷酚成分中,反式—單咖啡酰酒石酸質(zhì)量濃度最高,為43.427 mg·L-1。
左紅一檢測出非花色苷酚20種,其中苯甲酸類5種,肉桂酸類4種,黃烷-3-醇類2種,黃酮醇類7種,白藜蘆醇類2種。反式—單咖啡酰酒石酸質(zhì)量濃度最高,為 66.872 mg·L-1。
左優(yōu)紅檢測出非花色苷酚25種,其中苯甲酸類5種,肉桂酸類7種,黃烷-3-醇類5種,黃酮醇類6種,白藜蘆醇類2種。其中原花色素B1質(zhì)量濃度最高,為 63.861 mg·L-1。
雙紅檢測出非花色苷酚21種,其中苯甲酸類5種,肉桂酸類5種,黃烷-3-醇類2種,黃酮醇類8種,白藜蘆醇類1種。其中反式—單咖啡酰酒石酸質(zhì)量濃度最高,為 94.324 mg·L-1。
雙優(yōu)檢測出非花色苷酚17種,其中苯甲酸類5種,肉桂酸類5種,黃烷-3-醇類未檢測到,黃酮醇類6種,白藜蘆醇類1種。其中丁香酸為質(zhì)量濃度最高物質(zhì),為 8.897 mg·L-1。
雙豐檢測出非花色苷酚20種,其中苯甲酸類5種,肉桂酸類6種,黃烷-3-醇類2種,黃酮醇類5種,白藜蘆醇類2種。反式—單咖啡酰酒石酸質(zhì)量濃度最高,為 32.652 mg·L-1。
7個品種比較顯示,左優(yōu)紅酒中非花色苷酚質(zhì)量濃度最高,為 240.965 mg·L-1,之后依次為雙紅、左紅一、左山二、雙豐、左山一、雙優(yōu)。
對7個品種山葡萄酒中的苯甲酸類、肉桂酸類、黃烷-3-醇類、黃酮醇類、白藜蘆醇類5類化合物的質(zhì)量濃度進行了分析。結果顯示,苯甲酸類、肉桂酸類和黃酮醇類是左山一酒中主要的非花色苷酚物質(zhì),分別占總質(zhì)量濃度的37.75%、30.26%和23.85%,白藜蘆醇類僅占1.01%。左山二肉桂酸類質(zhì)量濃度最高占62.87%,其次是黃酮醇類和苯甲酸類分別占17.02%、12.94%。左紅一肉桂酸類質(zhì)量濃度最高,占48.26%,其次是黃烷-3-醇類占 27.53%。白藜蘆醇類占2.06%。左優(yōu)紅中質(zhì)量濃度最高的是黃烷-3-醇類,占48.20%,其次是肉桂酸類占39.12%。雙紅中肉桂酸類質(zhì)量濃度最高,占48.08%,黃烷-3-醇類和黃酮醇類質(zhì)量濃度基本相同,分別占21.05%和22.40%。雙優(yōu)酒中沒有檢測到黃烷-3-醇類化合物。其酒中苯甲酸類質(zhì)量濃度最高,占41.60%,肉桂酸類和黃酮醇類質(zhì)量濃度基本相同,分別占28.90%和26.09%,白藜蘆醇類占3.41%,是7個品種中所占比例最高的。雙豐酒中肉桂酸類質(zhì)量濃度最高,占69.50%,其次是苯甲酸類,占 17.99%。
圖2 不同品種山葡萄酒中非花色苷酚HPLC色譜圖
近年來,我國葡萄酒企業(yè)為了保持國內(nèi)市場優(yōu)勢和不斷開拓國外市場,都不同程度地注重了葡萄酒的質(zhì)量穩(wěn)定和提高。酚類物質(zhì)是葡萄漿果中重要的次生代謝產(chǎn)物,在葡萄酒釀造過程中通過浸漬溶到酒中,對葡萄酒的色澤、風味和口感上的收斂性有重要影響,構成葡萄酒的“骨架成分”,被作為評判干型葡萄酒質(zhì)量的關鍵組分,多年來,這一直為國內(nèi)外葡萄與葡萄酒研究領域中的熱點。但是目前山葡萄酒市場混雜,標簽混亂,單品種酒少,勾兌酒居多,真假難辨已成為制約我國山葡萄酒產(chǎn))業(yè)發(fā)展的因素。穩(wěn)定和提高山葡萄酒質(zhì)量,并與國際先進葡萄酒技術盡快接軌,從而有力地推動了我國特色山葡萄酒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大。現(xiàn)代發(fā)展起來的高效液相色譜—質(zhì)譜(HPLC-MS/MS)技術,已成為酚類物質(zhì)分析最有效的工具之一,本試驗利用HPLC-MS/MS聯(lián)用技術,分析不同品種山葡萄果皮和酒中非花色苷酚成分的差異,結果表明,不同品種山葡萄果皮非花色苷酚質(zhì)量分數(shù)和酒中非花色苷酚質(zhì)量濃度及組成比例不同,其組成具有品種特征,肉桂酸類和黃酮醇類是山葡萄果皮及酒非花色苷酚的主要化合物,左優(yōu)紅酒與之不同,以黃烷-3-醇類和肉桂酸類為主。研究山葡萄果皮及酒中的酚類物質(zhì)種類及組成比例特征,將為山葡萄品種、山葡萄酒原料品種以及山葡萄酒營養(yǎng)保健等方面的鑒定提供科學的依據(jù)。
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