混合發(fā)酵新疆紅提葡萄酒香氣成分的研究

唐鳳仙，劉文玉，魏長(zhǎng)慶，史學(xué)偉，單春會(huì)

（石河子大學(xué)食品學(xué)院，新疆石河子 832000）

混合發(fā)酵新疆紅提葡萄酒香氣成分的研究

唐鳳仙，劉文玉，魏長(zhǎng)慶，史學(xué)偉，*單春會(huì)

（石河子大學(xué)食品學(xué)院，新疆石河子 832000）

葡萄酒的特征香氣成分是葡萄酒品質(zhì)的重要組成部分，新疆得天獨(dú)厚的地理氣候條件賦予了紅提葡萄濃郁豐富的香氣成分。采用溶劑微萃取法提取紅提葡萄酒香氣成分，利用GC-MS對(duì)以自選產(chǎn)香酵母和產(chǎn)酒酵母混合發(fā)酵工藝釀造葡萄酒與D254菌株發(fā)酵釀造的葡萄酒香氣成分進(jìn)行分析研究。結(jié)果表明，混合發(fā)酵葡萄酒的總體香氣成分得到了提高，其中香氣貢獻(xiàn)最大的酯類(lèi)物質(zhì)明顯提高，醇類(lèi)物質(zhì)總體下降，但是高級(jí)醇有所提高，甘油含量提高較大，這些香氣成分的變化賦予了紅提葡萄酒獨(dú)特的風(fēng)味特征。

混合發(fā)酵；紅提；葡萄酒；香氣成分

0 引言

葡萄酒香氣是葡萄酒品質(zhì)的重要組成部分，其主要來(lái)源有葡萄品種本身、種植區(qū)的生態(tài)條件、發(fā)酵過(guò)程生化反應(yīng)、微生物代謝、葡萄酒貯藏期間的化學(xué)或酶反應(yīng)等。根據(jù)葡萄酒香氣來(lái)源可分為三大類(lèi)：源于葡萄漿果的香氣，又叫果香或品種香；源于發(fā)酵的香氣被稱(chēng)為二類(lèi)香氣，又叫發(fā)酵香或酒香；源于陳釀的香氣被稱(chēng)為三類(lèi)香氣，又叫陳釀香或醇香[1]。葡萄酒的香氣由葡萄酒中芳香化合物的種類(lèi)及含量所決定，當(dāng)然并不是所有的芳香化合物對(duì)葡萄酒都有積極作用，這還要取決于它們的閾值。目前已知葡萄酒中的揮發(fā)性成分有800多種，含量為1 μg/L～100 mg/L，這些復(fù)雜的成分從在“葡萄→葡萄汁→葡萄酒→陳釀”的整個(gè)過(guò)程中不斷產(chǎn)生和變化[2]。其中，發(fā)酵香是發(fā)酵過(guò)程中伴隨酵母將糖轉(zhuǎn)化為酒精時(shí)生產(chǎn)的揮發(fā)性風(fēng)味成分[3]。酵母系是影響葡萄酒香氣組分構(gòu)成的關(guān)鍵因素之一，相同葡萄品種葡萄酒的香氣差異，可能是由于酵母系糖苷酶活性的不同所致[4-5]。

新疆獨(dú)特的氣候類(lèi)型、生態(tài)環(huán)境及地理?xiàng)l件，成為我國(guó)優(yōu)質(zhì)鮮食葡萄的重要產(chǎn)區(qū)。新疆鮮食葡萄香味濃郁豐富，果實(shí)中糖類(lèi)、有機(jī)酸等各類(lèi)營(yíng)養(yǎng)成分含量較高，優(yōu)質(zhì)的原料決定了葡萄酒獨(dú)特豐富的香氣成分。在發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)選用優(yōu)質(zhì)的發(fā)酵酵母可以提高葡萄酒的品質(zhì)。因此，試驗(yàn)利用GCMS技術(shù)對(duì)比分析自選菌株混合發(fā)酵葡萄酒與D254發(fā)酵葡萄酒的香氣成分變化，一方面可以確定紅提葡萄酒的特征香氣，另一方面為進(jìn)一步提高紅提葡萄酒的品質(zhì)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 原料

混合發(fā)酵紅提葡萄酒以新疆第5師葡萄產(chǎn)區(qū)紅提葡萄為原料，利用實(shí)驗(yàn)室篩選獲得產(chǎn)香酵母S1和產(chǎn)酒酵母T1菌株，采取工藝為前期添加產(chǎn)香酵母S1，在25℃發(fā)酵40 h后接入產(chǎn)酒酵母T1，在最佳溫度28℃發(fā)酵，SO260 ppm，接入比例為1∶1，總接菌量為0.06%，發(fā)酵至結(jié)束，然后進(jìn)行陳釀。

菌株D254發(fā)酵生產(chǎn)的酒樣（2號(hào)酒樣）：以新疆第5師葡萄產(chǎn)區(qū)紅提葡萄為原料，利用菌株D254進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵條件是最適溫度28℃，pH值3.6，SO260 mg/L，接種量為0.06%，發(fā)酵至結(jié)束，然后進(jìn)行陳釀。

將酒樣在-4℃條件下利用高速冷凍離心機(jī)以轉(zhuǎn)速20 000 r/min離心20 min，去除雜質(zhì)后，置于-20℃的冷柜中凍藏。

1.1.2 主要試劑

二氯甲烷（分析純，經(jīng)雙蒸之后使用）、無(wú)水硫酸鈉（分析純）、無(wú)水乙醇（色譜純），天津市康科德科技有限公司提供；試驗(yàn)用水，由美國(guó)Milipore公司提供的純水制備儀制備。

1.1.3 儀器設(shè)備

ThermoFinniganTRACEDSQ型氣質(zhì)聯(lián)用儀，RtxR-5MS型15 m×0.25 μm色譜柱，DNA-plus型快速真空冷凍濃縮系統(tǒng)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 葡萄酒香氣成分的預(yù)處理方法

從-20℃的冷柜中取出干紅葡萄酒，于-4℃冰箱中放置24 h，解凍備用。對(duì)葡萄酒香氣成分預(yù)處理方法，是指對(duì)傳統(tǒng)的液-液萃取法進(jìn)行優(yōu)化，最后確定溶劑微萃取法為該試驗(yàn)的香氣成分預(yù)處理方法[6]。

微萃取葡萄酒香氣成分預(yù)處理具體步驟：①向250 mL具塞錐形瓶中加入100 mL酒樣，然后用80，50，30 mL的二氯甲烷分別萃取3次；②合并有機(jī)相，濃縮至5 mL，然后用無(wú)水硫酸鈉脫水；③通過(guò)冷凍濃縮儀濃縮至1 mL，回收有機(jī)相裝入密封離心管內(nèi)，用于進(jìn)行GC-MS分析。

1.2.2 葡萄酒香氣成分的GC-MS分析

（1）色譜條件。進(jìn)樣口溫度260℃；柱溫箱起始溫度60℃；保留時(shí)間2.5 min；以6℃升至240℃，保留15 min；載氣為He，恒流1 mL/min；分流比80∶1。

（2）質(zhì)譜條件。電離方式EI，電離電壓70 eV，離子源溫度200℃，連接桿溫度260℃。

1.2.3 葡萄酒香氣成分的定性、定量

定性分析，采用GC-MS隨機(jī)自帶的NTST02和 Willey譜庫(kù)檢索法定性；定量分析，利用峰面積歸一化法計(jì)算相對(duì)含量。

2 結(jié)果與討論

對(duì)紅提葡萄酒香氣成分分析中，用二氯甲烷萃取香氣成分和GC-MS分析是常用的方法。

混合菌株發(fā)酵紅提葡萄酒香氣成分GC-MS總離子見(jiàn)圖1，菌株D254發(fā)酵紅提葡萄酒香氣成分GCMS總離子見(jiàn)圖2。

圖1 混合菌株發(fā)酵紅提葡萄酒香氣成分GC-MS總離子

圖2 菌株D254發(fā)酵紅提葡萄酒香氣成分GC-MS總離子

對(duì)檢測(cè)到的化合物通過(guò)NIST02譜庫(kù)進(jìn)行檢索，選取匹配度大于800以上的所有化合物，共檢測(cè)到96種物質(zhì)，其中酯類(lèi)物質(zhì)45種、醇類(lèi)25種、酮類(lèi)5種、烷烴5種、多酚類(lèi)2種、其他香氣物質(zhì)14種。香氣成分量化數(shù)據(jù)為3次重復(fù)的平均值，并用氣相色譜峰面積歸一劃定量，計(jì)算出各類(lèi)香氣成分的相對(duì)含量。

紅提葡萄酒主要香氣成分GC-MS分析結(jié)果見(jiàn)表1。

試驗(yàn)證實(shí)了紅提葡萄酒的主要香氣成分為乙醇、苯乙醇、己酸乙酯、癸酸乙酯、乙酸己酯、琥珀酸二乙酯、2-甲基-丙醇、1-己醇、辛酸乙酯、丁酸乙酯、3-羥基丁酸乙酯、3-甲基-1-丁醇，這些香氣成分賦予了紅提葡萄酒獨(dú)特的風(fēng)味特征。

由表1可知，產(chǎn)香產(chǎn)酒酵母菌株混合發(fā)酵的葡萄酒在酯類(lèi)物質(zhì)的相對(duì)含量上明顯比D254菌株要高，混合菌株發(fā)酵紅提葡萄酒樣中對(duì)香氣成分貢獻(xiàn)較大的主要酯類(lèi)物質(zhì)是辛酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、琥珀酸二乙酯、乙酸己酯，這些香氣成分賦予了紅提葡萄酒獨(dú)特的風(fēng)味特征。這說(shuō)明利用混合菌株發(fā)酵后，葡萄酒總體香氣成分提高較大，更能體現(xiàn)出紅提葡萄酒特征香氣。自選酵母混合發(fā)酵的葡萄酒高級(jí)醇總相對(duì)含量比D254發(fā)酵的葡萄酒略低，但苯乙醇、正己醇等高級(jí)醇含量較高，在口感上更加突出了紅提葡萄酒的特征香氣。混合菌株發(fā)酵紅提葡萄酒樣產(chǎn)甘油的量最高，高含量甘油可以抑制乙酸等對(duì)葡萄酒香氣成分不利的酸生成，還能夠賦予葡萄酒圓潤(rùn)的口感，對(duì)葡萄酒總體香氣的增加有重要意義。

表1 紅提葡萄酒主要香氣成分GC-MS分析結(jié)果

3 討論

葡萄酒香氣成分的種類(lèi)、含量、閾值及其相互作用，是影響葡萄酒風(fēng)格和品質(zhì)的主要因素。葡萄酒的香氣可以分為品種香、發(fā)酵香和陳釀香，其中發(fā)酵香氣通過(guò)發(fā)酵工藝的調(diào)整及選用不同的酵母菌株使葡萄的獨(dú)特品質(zhì)在酒中完美地表現(xiàn)出來(lái)。這其中重要的因素就是酵母菌株的發(fā)酵特性，發(fā)酵過(guò)程中葡萄中的糖酸等各類(lèi)有機(jī)物質(zhì)在酵母菌酶系的作用下產(chǎn)生各類(lèi)揮發(fā)性的香味物質(zhì)，不同酵母菌的酶系特點(diǎn)不同，產(chǎn)生的香氣成分就有差異。試驗(yàn)通過(guò)GC-MS方法共檢測(cè)產(chǎn)香酵母和產(chǎn)酒酵母混合發(fā)酵的紅提葡萄酒香氣成分相對(duì)含量比D254單一菌株要高，其中酯類(lèi)物質(zhì)提高較大，醇類(lèi)物質(zhì)總體降低，但高級(jí)醇含量總體下降，甘油類(lèi)物質(zhì)含量提高，且酒體整體口感更好，這說(shuō)明自選酵母菌株混合后在提高葡萄酒總體香氣成分上具有明顯優(yōu)勢(shì)，更能體現(xiàn)和提高紅提葡萄酒的特色風(fēng)味。

[1]M Bonino，R Schellino，C Rizzi.Aroma compounds of an Italian wine（Ruché） by HS-SPME analysis coupled with GC-ITMS[J].Food Chemistry，2003（80）：125-133.

[2]A C Silva Ferreira，Guedes de Pinho.Analytical method for determination of some aroma compounds on white wines by solid phase microextraction and gas chromatography[J]. Journal of Food Science，2003（9）：2 817-2 820.

[3]Bao Jiang，Zhu Meixi，Mei Juanluo.Comparison on aroma compounds in Cabernet Sauvignon and Merlot wines from four wine grape-growing regions in China[J].Food Research International，2013，51（2）：482－489.

[4]尹建邦.煙臺(tái)產(chǎn)區(qū)蛇龍珠葡萄酒中揮發(fā)性香氣成分的分析 [D].無(wú)錫：江南大學(xué)，2009.

[5]李斯嶼，金贊敏，石英，等.浸漬酶及酵母對(duì)蛇龍珠葡萄酒中非花色苷酚的影響 [J].中外葡萄與葡萄酒，2012（6）：24－28.

[6]Ortega-Heras M，Gonzalez-San Jose M L.Aroma composition of wines studied by different extraction methods[J]. Analytica Chimica Acta.，2002，458：85-93.◇

Study on Aroma Components of Red Grape Wine Mixed Fermentation from Xinjiang

TANG Fengxian，LIU Wenyu，WEI Changqing，SHI Xuewei，*SHAN Chunhui
（Food College，Shihezi University，Shihezi，Xinjiang 832000，China）

The characteristic aroma components of wine is an important part of wine quality，rich aroma components of fresh grape is richly endowed by nature geographical and climatic conditions of Xinjiang.This research adopts the solvent extraction method to extract the constituent of the aroma of red wine.The aroma components of wine of mixed fermentation by aroma-producing yeast and liquor-making yeast and wine of fermentation by the yeast D254 strains fermentation are analyzed. Results show that the overall aroma components of wine of mixed fermentation have been improved.Ester substances are increased significantly and alcohols overall decline，but higher alcohols，glycerin content are increased greatly.The change of aroma composition gives table wine unique flavor characteristics.

mixed fermentation；red grape；wine；aromatic compounds

TS262.6

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.01.051

1671-9646（2017）01b-0047-03

2016-12-07

新疆第五師工業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目（15GY07）。

唐鳳仙（1978— ），女，碩士，實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。

*通訊作者：?jiǎn)未簳?huì)（1978— ），男，博士，教授，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。