不同產(chǎn)地和烘烤程度橡木片對(duì)葡萄酒陳釀香氣的影響

李蘭曉，李記明,*，徐 巖,，范文來(lái)，唐 柯，于 英，沈志毅，姜文廣

（1.煙臺(tái)張?jiān)＜瘓F(tuán)有限公司技術(shù)中心，山東 煙臺(tái) 264000；2.江南大學(xué)生物工程學(xué)院，釀酒微生物與應(yīng)用酶學(xué)實(shí)驗(yàn)室，教育部工業(yè)生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 無(wú)錫 214122）

不同產(chǎn)地和烘烤程度橡木片對(duì)葡萄酒陳釀香氣的影響

李蘭曉1，李記明1,*，徐 巖1,2，范文來(lái)2，唐 柯2，于 英1，沈志毅1，姜文廣1

（1.煙臺(tái)張?jiān)＜瘓F(tuán)有限公司技術(shù)中心，山東 煙臺(tái) 264000；2.江南大學(xué)生物工程學(xué)院，釀酒微生物與應(yīng)用酶學(xué)實(shí)驗(yàn)室，教育部工業(yè)生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 無(wú)錫 214122）

采用頂空固相微萃取和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，測(cè)定不同產(chǎn)地和烘烤程度橡木片陳釀的葡萄酒中主要陳釀香氣成分，并進(jìn)行主成分分析和判別分析。結(jié)果表明，橡木產(chǎn)地和烘烤程度2 種因素對(duì)葡萄酒中的陳釀香氣成分大多具有顯著或極顯著影響，糠醛、5-甲基糠醛、順式橡木內(nèi)酯、香草醛、愈創(chuàng)木酚、4-甲基愈創(chuàng)木酚、丁子香酚、4-乙基苯酚和4-乙基愈創(chuàng)木酚，9 種化合物均是受烘烤程度的影響更大，而反式橡木內(nèi)酯、反式異丁子香酚，2 種化合物則受產(chǎn)地因素的影響更大。主成分分析結(jié)果表明，提取的3 個(gè)主成分的方差累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到83.8%，能夠反映不同橡木對(duì)葡萄酒陳釀香氣的影響。通過(guò)判別分析，確定不同橡木陳釀的葡萄酒，香氣成分產(chǎn)生差異的主要化合物，并建立了區(qū)分橡木產(chǎn)地和烘烤程度的分類模型，可根據(jù)各種陳釀香氣成分的含量，判別不同產(chǎn)地和烘烤程度橡木陳釀的葡萄酒。

葡萄酒；橡木片；產(chǎn)地；烘烤程度；陳釀香氣

橡木桶陳釀是葡萄酒生產(chǎn)中的重要工藝環(huán)節(jié)。橡木桶陳釀過(guò)程中，葡萄酒發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)及生物化學(xué)變化，葡萄酒的顏色、香氣、口感均得以明顯改善，尤其是橡木中的一些揮發(fā)性香氣成分，如橡木內(nèi)酯類、酚醛類、糠醛類、揮發(fā)酚類化合物，可使葡萄酒產(chǎn)生香草、煙熏、咖啡、甘草等復(fù)雜香氣，是葡萄酒產(chǎn)生陳釀特征的主要物質(zhì)[1-4]。但橡木桶陳釀也有一些缺點(diǎn)，如投資成本高，陳釀周期長(zhǎng)，需定期更新等，而且，若管理不當(dāng)，橡木桶易被德克酵母（Dekkera）和酒香酵母（Brettan omyces）污染，產(chǎn)生4-乙基苯酚和4-乙基愈創(chuàng)木酚，使葡萄酒產(chǎn)生不良?xì)馕禰5]。因此，為獲得類似橡木桶陳釀的效果，人們開始研究使用橡木制品進(jìn)行陳釀，如橡木片、橡木板等。由于價(jià)格低廉，使用方便，橡木制品在美國(guó)、澳大利亞等地得到廣泛應(yīng)用[6-7]，尤其是2006年，歐盟對(duì)葡萄酒的法規(guī)進(jìn)行了修訂，允許在葡萄酒中使用橡木制品，進(jìn)一步促進(jìn)了對(duì)橡木制品的研究與應(yīng)用[8]。

目前，用于葡萄酒的橡木制品，主要是產(chǎn)自法國(guó)的無(wú)柄橡（Quercus petraea）、有柄橡（Quercus robur）和產(chǎn)自美國(guó)的美洲白橡（Quercus alba）。此外，為開發(fā)新的橡木資源，國(guó)外學(xué)者還對(duì)西班牙、東歐等地不同品種的橡木開展了深入研究，研究表明，橡木制品的陳釀效果，主要與橡木制品中揮發(fā)性香氣成分的含量以及葡萄酒與橡木制品接觸的時(shí)間、用量等因素有關(guān)[9-11]。而橡木制品中揮發(fā)性香氣成分的含量，主要受橡木的品種、產(chǎn)地、紋理、風(fēng)干方法與時(shí)間、烘烤程度等因素影響，其中，烘烤程度是影響橡木制品中香氣成分含量最主要的因素[12-14]；而不同產(chǎn)地和品種的橡木，揮發(fā)性香氣成分也具有較大差異，尤其是順?lè)聪鹉緝?nèi)酯的含量，一般來(lái)講，美洲白橡中順式橡木內(nèi)酯含量較多，而法國(guó)的橡木中則是反式橡木內(nèi)酯含量較多，而且美洲白橡中順?lè)聪鹉緝?nèi)酯含量的比值通常大于5，而法國(guó)的橡木中順?lè)聪鹉緝?nèi)酯含量的比值一般低于2[15-16]。

我國(guó)東北長(zhǎng)白山等地具有大量橡木資源，與歐美的橡木均屬櫟屬植物，其結(jié)構(gòu)和成分與歐洲橡木相似，國(guó)內(nèi)已有多家以國(guó)產(chǎn)橡木為原料生產(chǎn)橡木制品的企業(yè)，但對(duì)于國(guó)產(chǎn)橡木制品在葡萄酒中的應(yīng)用效果，尤其是國(guó)產(chǎn)橡木制品對(duì)葡萄酒中源于橡木的特征香氣成分的影響少有研究報(bào)道。因此，本研究采用頂空固相微萃取（head space-solid phase microextraction，HS-SPME）與氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用的方法，對(duì)采用我國(guó)東北地區(qū)的蒙古櫟（Quercus mongolica）橡木片陳釀的葡萄酒中源于橡木的主要陳釀香氣成分進(jìn)行分析，并與法國(guó)和美國(guó)橡木片陳釀的葡萄酒進(jìn)行對(duì)比，分析產(chǎn)地和烘烤程度對(duì)葡萄酒中主要陳釀香氣成分的影響，以期為國(guó)產(chǎn)橡木在葡萄酒中的應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

葡萄酒：2013年釀造的蛇龍珠葡萄酒，由煙臺(tái)張?jiān)Ｆ咸丫乒咎峁Ｆ咸殉Ｆ扑楹蠓謩e添加適量的二氧化硫、果膠酶和酵母菌，進(jìn)行酒精發(fā)酵，發(fā)酵溫度控制在28 ℃左右，期間進(jìn)行噴淋循環(huán)，待酒精發(fā)酵結(jié)束后，分離皮渣并進(jìn)行蘋果酸乳酸發(fā)酵，蘋果酸乳酸發(fā)酵完畢后，將葡萄酒分別轉(zhuǎn)入200 L的不銹鋼儲(chǔ)酒罐中，調(diào)硫滿罐后，分別添加不同的橡木片進(jìn)行陳釀。蘋果酸乳酸發(fā)酵結(jié)束時(shí)，葡萄酒的酒精體積分?jǐn)?shù)12.0%、總酸5.4 g/L、揮發(fā)酸0.35 g/L、pH 3.8、殘?zhí)?.6 g/L。

橡木片：未經(jīng)烘烤的中國(guó)、法國(guó)和美國(guó)橡木片，大小規(guī)格一致（2 mm×1 mm×0.5 mm），每種橡木均采用烘箱進(jìn)行不同的烘烤處理：輕度烘烤（L）：（150±10） ℃烘烤30 min；中度烘烤（M）：（200±10） ℃烘烤30 min；重度烘烤（H）：（230±10） ℃烘烤30 min。

2-辛醇、糠醛、5-甲基糠醛、順式橡木內(nèi)酯、反式橡木內(nèi)酯、香草醛、愈創(chuàng)木酚、4-甲基愈創(chuàng)木酚、4-乙基愈創(chuàng)木酚、4-乙基苯酚、丁子香酚、反式異丁子香酚（純度98%以上） 美國(guó)Sigma公司；氯化鈉（分析純） 上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

6890-5975氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)Agilent公司；MPS2固相微萃取自動(dòng)進(jìn)樣器 德國(guó)Gerstel公司；碳分子篩/聚二乙烯苯/聚二甲基硅氧烷（DVB/ CAR/PDMS，50/30 μm）萃取頭、DB-FFAP色譜柱（60 m×0.25 mm，0.25 μm） 美國(guó)Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 葡萄酒的陳釀

共采用9 種橡木片（3 個(gè)產(chǎn)地、3 種烘烤程度）進(jìn)行陳釀，按照4 g/L的添加量添加到葡萄酒中，室溫條件下陳釀30 d后，取樣進(jìn)行分析。每種橡木處理均設(shè)3 個(gè)平行，并以相同溫度和貯存時(shí)間未經(jīng)橡木片陳釀的葡萄酒做為對(duì)照。

1.3.2 HS-SPME

參照文獻(xiàn)[17]所述方法，略有修改，對(duì)相關(guān)的揮發(fā)性成分進(jìn)行測(cè)定。準(zhǔn)確吸取8 mL酒樣于20 mL頂空瓶中，加入3 g NaCl，加入100 μL質(zhì)量濃度為1 mg/L的2-辛醇作為內(nèi)標(biāo)，用帶隔墊的鋁蓋封口，預(yù)平衡溫度和萃取溫度70 ℃，預(yù)平衡時(shí)間2 min、萃取時(shí)間60 min，進(jìn)行GC-MS分析，解吸溫度250 ℃，解吸時(shí)間5 min。

1.3.3 色譜條件

色譜柱：DB-FFAP色譜柱（60 m×0.25 mm，0.25 μm）；進(jìn)樣口溫度250℃；升溫程序：50 ℃保持2 min，然后以4 ℃/min升至230 ℃，保持15 min；載氣氦氣；流速2 mL/min；不分流進(jìn)樣。

1.3.4 質(zhì)譜條件

質(zhì)譜接口溫度250 ℃；離子源溫度230 ℃；電子電離源；電子能量70 eV；質(zhì)量掃描范圍為40～500 u。

1.3.5 定性與定量分析

通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間以及NIST 05質(zhì)譜庫(kù)檢索結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道的保留指數(shù)進(jìn)行定性。采用內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行定量，每種待測(cè)物質(zhì)分別對(duì)應(yīng)于內(nèi)標(biāo)作標(biāo)準(zhǔn)曲線。樣品采用GC-MS檢測(cè)，利用待測(cè)物質(zhì)和內(nèi)標(biāo)的峰面積比代入相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程計(jì)算出待測(cè)物質(zhì)的含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3 次，數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析均采用SPSS 19.0分析軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同橡木片對(duì)葡萄酒陳釀香氣的影響

表1 不同橡木陳釀葡萄酒陳釀香氣成分含量（x ±s，n==33）TTaabbllee 11 TThhee ccoonncceennttrraattiioonnss ooff aarroommaa ccoommppoonneennttss iinn wwiinneess aaggeedd uussiinngg different oak chiippss ((x ±s n==33))μg/L

采用不同橡木片進(jìn)行陳釀，從表1可以看出，在未經(jīng)橡木處理的葡萄酒中，僅橡木內(nèi)酯類化合物未檢出，而糠醛、揮發(fā)酚和酚醛類化合物均有檢出，這表明除橡木內(nèi)酯類化合物全部來(lái)源于橡木外，糠醛類、揮發(fā)酚類和酚醛類化合物在葡萄酒中還有其他來(lái)源，如葡萄酒中的己糖、戊糖及木質(zhì)素在酸性環(huán)境中水解、裂解、脫水反應(yīng)[9]。但經(jīng)橡木陳釀后，糠醛、橡木內(nèi)酯和酚醛類化合物均顯著增加，且不同產(chǎn)地和烘烤程度橡木，對(duì)葡萄酒中的陳釀香氣具有不同影響。

2.1.1 糠醛類

橡木中的纖維素和半纖維素，在烘烤過(guò)程發(fā)生熱降解形成的糠醛類化合物，具有焦糖、烤杏仁等氣味。在紅葡萄酒中，糠醛和5-甲基糠醛的閾值分別為20 mg/L和45 mg/L[6]。從表1可以看出，經(jīng)橡木陳釀后，葡萄酒糠醛類化合物顯著增加，且糠醛含量遠(yuǎn)高于5-甲基糠醛含量，但二者在葡萄酒中的質(zhì)量濃度均遠(yuǎn)低于閾值。同一產(chǎn)地橡木陳釀的葡萄酒，均為添加中度烘烤橡木片的葡萄酒糠醛和5-甲基糠醛含量最高，而輕度和重度烘烤橡木陳釀的葡萄酒，糠醛含量則無(wú)顯著差異。在烘烤程度相同時(shí)，不同產(chǎn)地的橡木，對(duì)葡萄酒中糠醛的影響并不完全一致。添加中度烘烤橡木時(shí)，法國(guó)橡木陳釀的葡萄酒中糠醛含量最高，其次是中國(guó)橡木，美國(guó)橡木則含量最低，且三者之間均具有顯著性差異；而在使用輕度和重度烘烤橡木時(shí)，美國(guó)橡木和中國(guó)橡木之間無(wú)顯著性差異，但法國(guó)橡木仍顯著高于前兩者。這表明在橡木烘烤過(guò)程中，隨著溫度升高，橡木中有更多的纖維素和半纖維素發(fā)生熱降解，產(chǎn)生的糠醛化合物增多；但隨著烘烤程度進(jìn)一步加重，糠醛化合物將由于揮發(fā)、分解等原因而逐漸減少；而在相同的烘烤條件下，不同產(chǎn)地的橡木，由于纖維素和半纖維素含量的差異，將對(duì)葡萄酒中糠醛和5-甲基糠醛的含量產(chǎn)生不同影響。

2.1.2 橡木內(nèi)酯類

橡木內(nèi)酯類化合物，主要源于類脂和酸的脫羧，可使葡萄酒產(chǎn)生橡木和堅(jiān)果氣味，并增強(qiáng)香草香氣，是橡木中最重要的一類香氣化合物。橡木中存在順?lè)聪鹉緝?nèi)酯2 種同分異構(gòu)體，在紅葡萄酒中，順?lè)聪鹉緝?nèi)酯的閾值分別為54 μg/L和370 μg/L[18]。從表1可以看出，經(jīng)橡木陳釀后，順式橡木內(nèi)酯含量均達(dá)到閾值，而反式橡木內(nèi)酯含量則遠(yuǎn)低于閾值。不同產(chǎn)地橡木陳釀的葡萄酒，順?lè)聪鹉緝?nèi)酯含量均隨橡木烘烤程度的增加而顯著減少，尤其是采用重度烘烤橡木時(shí)，葡萄酒中順式橡木內(nèi)酯含量?jī)H為輕度烘烤30%左右。從順式橡木內(nèi)酯含量來(lái)看，美國(guó)橡木顯著高于法國(guó)橡木和中國(guó)橡木，而中國(guó)橡木除在輕度烘烤時(shí)，顯著高于法國(guó)橡木外，在中度和重度烘烤時(shí)，均與法國(guó)橡木均無(wú)顯著性差異；而對(duì)于反式橡木內(nèi)酯來(lái)說(shuō)，法國(guó)橡木陳釀的葡萄酒中，反式橡木內(nèi)酯含量始終顯著高于美國(guó)橡木和中國(guó)橡木，其含量是美國(guó)橡木和中國(guó)橡木的3～4 倍，而后2 種橡木在烘烤程度相同時(shí)，葡萄酒中的反式橡木內(nèi)酯含量無(wú)顯著性差異。

2.1.3 揮發(fā)酚類

橡木中的木質(zhì)素在烘烤過(guò)程中，可產(chǎn)生二甲氧基苯酚、單甲氧基苯酚以及苯酚等酚類化合物。其中，具有單甲氧基苯酚結(jié)構(gòu)的愈創(chuàng)木酚、4-甲基愈創(chuàng)木酚和丁子香酚可使葡萄酒產(chǎn)生煙熏、香料等復(fù)雜香氣，其在葡萄酒中的閾值分別為75、65、500 μg/L[19]。從表1可以看出，幾種揮發(fā)酚類化合物在葡萄酒中的含量均低于閾值。從愈創(chuàng)木酚含量來(lái)看，葡萄酒中愈創(chuàng)木酚含量均隨橡木烘烤程度增加而顯著增加，但輕度和中度之間變化幅度相對(duì)較小，而中度和重度之間，變化幅度相對(duì)較大；而且，在使用不同烘烤程度橡木陳釀時(shí)，葡萄酒中愈創(chuàng)木酚含量的變化規(guī)律并不一致。在使用輕度烘烤橡木時(shí)，3 個(gè)產(chǎn)地橡木陳釀的葡萄酒之間，愈創(chuàng)木酚含量無(wú)顯著差異；而在使用中度烘烤橡木時(shí)，中國(guó)和美國(guó)橡木陳釀的葡萄酒中，愈創(chuàng)木酚含量顯著高于法國(guó)橡木；而使用重度烘烤橡木時(shí)，3 個(gè)產(chǎn)地橡木陳釀的葡萄酒之間，愈創(chuàng)木酚含量均具有顯著性差異，中國(guó)橡木最高，其次是美國(guó)橡木，而法國(guó)橡木最低。4-甲基愈創(chuàng)木酚含量則隨橡木烘烤程度增加而顯著增加；而在烘烤程度相同時(shí)，不同產(chǎn)地橡木陳釀的葡萄酒中，4-甲基愈創(chuàng)木酚含量則無(wú)顯著性差異。從丁子香酚含量來(lái)看，在使用輕度和中度烘烤程度橡木時(shí)，美國(guó)橡木顯著高于中國(guó)橡木和法國(guó)橡木；而在使用重度烘烤橡木時(shí)，3 個(gè)產(chǎn)地橡木陳釀的葡萄酒之間，丁子香酚含量無(wú)顯著性差異，但與使用輕度和中度烘烤橡木的葡萄酒相比，葡萄酒中丁子香酚含量則顯著減少。

2.1.4 酚醛類

香草醛可使葡萄酒產(chǎn)生香草氣味，在葡萄酒中香草醛的閾值為320 μg/L[20]。從表1可以看出，3 個(gè)產(chǎn)地的橡木，均以使用中度烘烤橡木的葡萄酒香草醛含量最高，且不同烘烤程度之間均具有顯著性差異。而在烘烤程度相同時(shí)，不同產(chǎn)地橡木陳釀的葡萄酒，香草醛含量的變化規(guī)律并不一致。在使用輕度烘烤橡木時(shí)，3 個(gè)產(chǎn)地橡木陳釀的葡萄酒，香草醛含量無(wú)顯著性差異，且均低于閾值；而使用中度和重度烘烤橡木時(shí)，香草醛含量均達(dá)到閾值，且3 種橡木陳釀的葡萄酒之間，香草醛含量均具有顯著性差異，中國(guó)橡木最高，其次是美國(guó)橡木，而法國(guó)橡木則含量最低。

2.1.5 乙基酚類

橡木中含有少量的乙基苯酚和乙基愈創(chuàng)木酚，在葡萄酒中，這2 種化合物的閾值分別為620 μg/L和140 μg/L[21]。當(dāng)其含量超過(guò)閾值時(shí)，就容易使葡萄酒產(chǎn)生馬廄、藥水等不良?xì)馕禰5]。從表1可以看出，3 個(gè)產(chǎn)地橡木陳釀的葡萄酒，乙基苯酚和乙基愈創(chuàng)木酚含量變化較小，僅中度和重度烘烤的橡木與輕度烘烤橡木之間表現(xiàn)出顯著性差異，而在烘烤程度相同時(shí)，不同產(chǎn)地橡木陳釀的葡萄酒之間，乙基酚含量無(wú)顯著性差異，且其含量均遠(yuǎn)低于閾值。

2.2 方差分析

不同產(chǎn)地和烘烤程度的橡木片，對(duì)葡萄酒中的陳釀香氣具有不同程度的影響。為進(jìn)一步分析烘烤程度和產(chǎn)地因素對(duì)葡萄酒陳釀香氣的影響，對(duì)表1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行多因素方差分析，結(jié)果見(jiàn)表2。從表2可以看出，在所分析的11 種化合物中，烘烤程度除對(duì)4-乙基愈創(chuàng)木酚無(wú)顯著性影響外，對(duì)其余10 種化合物均具有極顯著性影響；而產(chǎn)地因素則對(duì)8 種化合物具有極顯著性影響，而對(duì)4-甲基愈創(chuàng)木酚、4-乙基愈創(chuàng)木酚和4-乙基苯酚無(wú)顯著影響。而且，從F值來(lái)看，除反式橡木內(nèi)酯、反式異丁子香酚2 種化合物受產(chǎn)地因素的影響程度大于烘烤程度外，其余化合物均是受烘烤程度的影響程度大于受產(chǎn)地因素的影響程度。

表2 葡萄酒中不同化合物的多因素方差分析結(jié)果Table2 Multivariate ANOVA of different compounds in wines

2.3 主成分分析

利用SPSS軟件，對(duì)不同產(chǎn)地和烘烤程度橡木陳釀的葡萄酒中的11 種陳釀香氣成分含量進(jìn)行主成分分析。由表3可看出，第1主成分的方差貢獻(xiàn)率為40.1%，第2主成分的方差貢獻(xiàn)率為26.0%，第3主成分的方差貢獻(xiàn)率為17.7%，前3 個(gè)主成分累計(jì)方差貢獻(xiàn)率83.8%，基本上反映所有變量的原有信息。由主成分載荷矩陣表4可知，順式橡木內(nèi)酯、4-甲基愈創(chuàng)木酚、愈創(chuàng)木酚、乙基苯酚、香草醛對(duì)第1主成分貢獻(xiàn)率較大，糠醛和5-甲基糠醛對(duì)第2主成分貢獻(xiàn)率較大，而反式橡木內(nèi)酯和反式異丁子香酚則對(duì)第3主成分貢獻(xiàn)率較大。

以第1主成分值為橫坐標(biāo)、第2主成分值為縱坐標(biāo)作散點(diǎn)圖（圖1）。由圖1可以看出，不同橡木陳釀的葡萄酒，可以根據(jù)橡木的烘烤程度分為3 類；在烘烤程度相同條件下，不同產(chǎn)地橡木陳釀的葡萄酒，基本分布在同一區(qū)域，且美國(guó)橡木和中國(guó)橡木距離較近，這進(jìn)一步表明橡木對(duì)葡萄酒陳釀香氣的影響，受橡木烘烤程度的影響更大，而產(chǎn)地的影響相對(duì)較小，且中國(guó)橡木與美國(guó)橡木對(duì)葡萄酒陳釀香氣的影響較為相似。但對(duì)于部分樣品，如中度烘烤的美國(guó)橡木和重度烘烤的法國(guó)橡木的葡萄酒樣品，其分布存在一定交叉。可見(jiàn)通過(guò)主成分分析，可以反映采用不同產(chǎn)地和烘烤程度橡木陳釀的葡萄酒主要陳釀香氣物質(zhì)的差異性和相似性。

表3 主成分的特征值以及貢獻(xiàn)率Table3 Eigenvalues and contribution rates of principal components

表4 主成分載荷矩陣Table4 Principal component loading matrixatrix

圖1 不同橡木陳釀葡萄酒的第1、第2主成分得分散點(diǎn)圖Fig.1 Scatter plot of wines aged using different oak chips based on the first and second principal component scores

2.4 判別分析結(jié)果

表5 典型判別式函數(shù)系數(shù)Table5 Canonical discriminant function coefficients

鑒于主成分分析對(duì)部分橡木陳釀的葡萄酒無(wú)法完全區(qū)分，采用Wilk s λ法對(duì)葡萄酒樣品進(jìn)行逐步線性判別分析，結(jié)果表明，共有8 個(gè)變量對(duì)判別結(jié)果影響極顯著，影響大小依次為：反式橡木內(nèi)酯＞順式橡木內(nèi)酯＞糠醛＞反式異丁子香酚＞愈創(chuàng)木酚＞香草醛＞5-甲基糠醛＞4-甲基愈創(chuàng)木酚，而丁子香酚、4-乙基愈創(chuàng)木酚和4-乙基苯酚影響不顯著（P＞0.05）。通過(guò)判別分析，取得了8 個(gè)典則判別函數(shù)，所建立的判別模型系數(shù)見(jiàn)表5。其中前2 個(gè)典則判別函數(shù)分別可解釋43.7%和33.8%的方差變化。通過(guò)上述判別函數(shù)，分別計(jì)算不同橡木陳釀的葡萄酒樣品在前2 個(gè)函數(shù)得分，以Y1為橫坐標(biāo)、Y2為縱坐標(biāo)，得到不同橡木陳釀的葡萄酒的線性判別圖見(jiàn)圖2。9 種橡木陳釀的葡萄酒樣品在空間上能夠良好地區(qū)分，表明選擇的8 種香氣物質(zhì)可以反映不同橡木陳釀的葡萄酒的陳釀香氣特征的差異與聯(lián)系，用得到的判別函數(shù)基本可以區(qū)分不同產(chǎn)地和烘烤程度橡木陳釀的葡萄酒。

圖2 不同橡木片陳釀葡萄酒的線性判別得分圖Fig.2 Scatter plot of Fisher linear discriminant scores of wines aged using different oak chips

3 結(jié) 論

采用HS-SPME-GC-MS聯(lián)用技術(shù)，對(duì)不同產(chǎn)地和烘烤程度橡木陳釀的葡萄酒中主要陳釀香氣成分進(jìn)行定量分析，結(jié)果表明，橡木產(chǎn)地和烘烤程度2 種因素對(duì)葡萄酒中主要陳釀香氣成分的含量大多具有顯著或極顯著影響，除反式橡木內(nèi)酯、反式異丁子香酚2 種化合物受產(chǎn)地因素的影響大于烘烤程度外，糠醛、5-甲基糠醛、順式橡木內(nèi)酯、香草醛、愈創(chuàng)木酚、4-甲基愈創(chuàng)木酚、丁子香酚、4-乙基苯酚和4-乙基愈創(chuàng)木酚9 種化合物均是受烘烤程度的影響更大。

主成分分析結(jié)果可以看出，不同烘烤程度的橡木分別聚為一類，較好地區(qū)分開來(lái)，且同一烘烤程度下中國(guó)橡木與美國(guó)橡木陳釀的葡萄酒更為接近。通過(guò)判別分析，確定反式橡木內(nèi)酯、順式橡木內(nèi)酯、糠醛、反式異丁子香酚、愈創(chuàng)木酚、香草醛、5-甲基糠醛、4-甲基愈創(chuàng)木酚是引起不同橡木陳釀的葡萄酒陳釀香氣產(chǎn)生差異的主要化合物，并根據(jù)這8 種化合物建立了區(qū)分橡木產(chǎn)地和烘烤程度的判別函數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)橡木產(chǎn)地和烘烤程度的良好識(shí)別。

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Effects of Oak Chips with Different Origins and Degrees of Toasting on the Aroma of Wine during Aging

LI Lanxiao1′LI Jiming1′*′XU Yan1′2′FAN Wenlai2′TANG Ke2′YU Ying1′SHEN Zhiyi1′JIANG Wenguang1
(1. Center of Science and Technology Yantai Changyu Group Co Ltd.′Yantai 264000′China; 2. Key Laboratory of Industrial Biotechnology Ministry of Education Laboratory of Brewing Microbiology and Applied Enzymology School of Biotechnology Jiangnan University Wuxi 214122′China)

The main aroma components of wines treated with oak chips from different origins and toasting degrees during aging were determined by solid-phase micro-extraction and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), and principal component analysis (PCA) and discriminant analysis were performed in the present work. Results showed that the main aroma components in wines during aging were infl uenced signifi cantly or extremely signifi cantly by the two factors, origin and toasting degree of oak chips. Nine compounds including furfural, 5-methyl furfural, cis oak lactone, vanillin, guaiacol, 4-methyl guaiacol, eugenol, 4-ethyl phenol and 4-ethyl guaiacol were affected more remarkably by toasting degree than by origin, while trans oak lactone and isoeugenol were mainly affected by origin. The PCA results showed that 3 principal components accounted for 83.8% of total variations, which can reflect the influences of different oaks on wine aroma components. The main compounds contributing to the differences in aroma components influenced by oak chips were confi rmed by discriminant analysis, and a discrimination function model was established to discriminate the wines aged with oak chips of different origins and toasting degrees according to the contents of different aroma components.

wine oak chips origin toasting degree aroma components

TS262.6

A

1002-6630（2015）06-0192-06

10.7506/spkx1002-6630-201506036

2014-08-14

山東省泰山學(xué)者計(jì)劃項(xiàng)目；煙臺(tái)市科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（2010106）

李蘭曉（1982—），男，工程師，碩士，研究方向?yàn)槠咸雅c葡萄酒。E-mail：lilanxiao123456@163.com

*通信作者：李記明（1966—），男，研究員，博士，研究方向?yàn)槠咸丫乒に嚭推咸言耘唷-mail：zyljm@163.com