廣西釀酒葡萄果實揮發性香氣成分分析

管敬喜，楊 瑩，文仁德，成 果，張 勁，吳代東，余 歡

(1.廣西農業科學院葡萄與葡萄酒研究所，廣西南寧530007； 2.廣西農業科學院生物技術研究所，廣西南寧530007)

葡萄果實中的芳香物質是其在成熟過程中形成的次生代謝產物，如酯、醛、酮、醇、揮發性酸類、萜烯類等物質，并以一定比例存在，構成了葡萄品種特有的香氣[1]。這些香氣成分的種類、含量、組合比例、感官閾值及其之間的相互作用決定著葡萄的感官質量，也決定著葡萄酒的風味品質和典型性。不同釀酒葡萄品種間有明顯的基因組差異，由于果實香氣成分不同，所釀制而成的葡萄酒具有不同的風格特征。因此，對原料香氣成分進行鑒定，對于科學評價葡萄酒質量具有重要的意義。

廣西地處我國南部，具有豐富的野生葡萄資源，其中尤以毛葡萄（Vitis quinquangularisRehd.）最多。毛葡萄果實糖低、酸高、色深，單寧含量較高，富含多種營養元素，用其釀造的葡萄酒具有獨特的山野味和果香濃郁醇厚的酒質而深受消費者的青睞[2]。廣西近幾年較大面積開發種植毛葡萄，成為“中國野生毛葡萄之鄉”和“中國野生毛葡萄酒原產地”，其中主要栽培品種為野釀2號和凌豐（NW196）。野釀2號是廣西農科院生物技術研究所、廣西植物組培苗有限公司選育的原生種兩性花野生毛葡萄株系[3]，凌豐是以野生毛葡萄為母本，歐亞種釀酒葡萄品種“粉紅玫瑰”為父本，經遠緣雜交選育出的兩性花雜交種后代[4]。目前國內外對歐亞種葡萄香氣成分的研究較多[5-8]，但對我國特有的野生毛葡萄及其雜交種葡萄香氣的研究還很少。

本研究以廣西南寧種植的毛葡萄品種野釀2號和毛葡萄雜交種凌豐葡萄為試材，赤霞珠葡萄為對照，對3種葡萄果實的揮發性香氣成分進行HSSPME-GC-MS檢測和分析，明確不同品種果實的主要特征香氣物質，分析毛葡萄及其雜種果實與赤霞珠果實在香氣種類與相對含量上的差異，為毛葡萄品種選育、葡萄品質提高及釀造工藝的改進提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

原料：野釀2號、凌豐、赤霞珠（無性品系338），均采自廣西農業科學院南寧實驗基地。

儀器設備：固相微萃取（solid phase micro extraction，SPME）系統包括手柄、75 μmCar/PDMS萃取頭，美國Sigma公司；FW100型高速萬能粉碎機，天津泰斯特儀器有限公司；85-2A型恒溫磁力攪拌器、HH-S4型電熱恒溫水浴鍋，江蘇省金壇市醫療儀器廠；Trace MS2000氣相色譜-質譜（GC-MS）聯用儀，美國Thermo Finnigan公司；DB-WAX色譜柱，美國Agilent公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品制備

稱取100 g葡萄，去籽，用液氮速凍，放入粉碎機，加液氮粉碎成均勻粉末狀，迅速裝入20 mL頂空瓶中，至半瓶左右，并對樣品進行準確稱量，擰緊瓶蓋，冷凍備用[9]。

1.2.2 頂空-固相微萃取

頂空-固相微萃取（head space solid-phase micro-extractions，HS-SPME）條件：頂空瓶中加入磁力轉子，加入5 μL的2-辛醇作為內標。將老化后的75 μm Car/PDMS萃取頭插入樣品瓶頂空部分，以45℃吸附30 min，吸附后的萃取頭取出后插入氣相色譜儀進樣口，于250℃解吸3 min，同時啟動儀器采集數據。

1.2.3 氣相色譜-質譜（GC-MS）分析[10]

GC條件：色譜柱為DB-WAX（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；初始溫度40℃保持4 min，以6.0℃/min升至80℃，再以10.0℃/min升至230℃，保持6 min；進樣溫度250℃，載氣為He，流速0.8 mL/min，不分流。MS條件：電子電離（electron ionization，EI）源，電子能量為70 eV，離子源溫度200℃，掃描范圍30～500 u。

1.2.4 揮發性成分的定性定量方法

揮發性成分的定性：由GC-MS分析得到的質譜數據經計算機在NIST、Wiley及香精香料標準譜庫的檢索比對進行定性，比對時要求匹配度大于800（最大值為 1000）[11-12]。

揮發性成分的定量：采用內標法進行半定量分析，內標選用2-辛醇[7，13]。計算公式：

檢測物質濃度=(V1/V2)×C。

式中：V1為檢測物質峰面積；V2為2-辛醇峰面積；C為2-辛醇的濃度。

2 結果與分析

2.1 3種葡萄果實揮發性香氣成分分析

利用GC-MS檢測野釀2號、凌豐和赤霞珠葡萄果實中的揮發性香氣成分，得到的總離子色譜圖分別見圖1、圖2和圖3。各組分質譜經計算機譜庫檢索和半定量分析法確定果實中香氣化合物的組成和含量，結果見表1。

由表1可以看出，3個葡萄品種果實的揮發性香氣成分在種類、數量和含量上具有顯著差異。經定性定量分析，3個品種的葡萄果實中共鑒定出揮發性香氣成分87種，其中野釀2號含有37種，凌豐含有46種，赤霞珠含有50種，分別占各自總峰面積的88.27%、92.75%、97.65%。從揮發組分總含量方面來看，由低到高依次是野釀2號1426.00 μg/kg，凌豐2348.59 μg/kg，赤霞珠7863.72 μg/kg。

圖1 野釀2號葡萄果實揮發性香氣成分GC-MS總離子色譜圖

圖2 凌豐葡萄果實揮發性香氣成分GC-MS總離子色譜圖

圖3 赤霞珠葡萄果實揮發性香氣成分GC-MS總離子色譜圖

野釀2號中揮發性香氣成分含量較高的6種成分，從高到低依次為正己醛、2-己烯醛、5-羥甲基糠醛、乳酸乙酯、正己醇、苯甲醛；凌豐中揮發性香氣成分含量較高的6種成分，從高到低依次為正己醇、乙酸乙酯、乙酸己酯、乳酸乙酯、乙酸異戊酯、異戊醇；赤霞珠中揮發性香氣成分含量較高的6種成分，從高到低依次為乙酸異戊酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、異戊醇、乙酸己酯、正己醇。在6種較高含量的香氣成分中，野釀2號和赤霞珠僅有乳酸乙酯、正己醇2種共同的香氣成分；而凌豐和赤霞珠則具有相同的6種較高含量的香氣成分，僅在含量上有差異。

2.2 醇類化合物的比較和分析（表1、圖4）

由表1和圖4可知，野釀2號、凌豐和赤霞珠中醇類總含量分別為 46.34 μg/kg、796.22 μg/kg 和1186.38 μg/kg。3種葡萄中共鑒定出14種醇類化合物，野釀2號4種，凌豐10種，赤霞珠9種。野釀2號中主要以C6醇為主，包括正己醇、(E)-2-己烯-1-醇、(Z)-3-己烯-1-醇等，這些揮發性物質主要賦予果實青草味、青香味和樹葉氣味。凌豐和赤霞珠揮發性醇類物質種類豐富，主要以C5、C6、芳香醇為主，兩者共有的醇類揮發性成分為7種，其中含量較高的為正己醇、異戊醇和苯乙醇，前兩者主要呈現出青草味、辛辣味，而苯乙醇則具有典型的玫瑰花香、薔薇香。與野釀2號中的醇類物質相比，凌豐和赤霞珠中的醇類揮發性物質不僅種類豐富，而且含量較高，是兩者果實重要的呈香物質。

2.3 酯類化合物的比較和分析

酯類與內酯類物質主要來源于葡萄果實，低碳脂肪酸通過輔酶A與醇類形成酯類及氨基酸與酮酸的轉化，賦予果實果香、花香、甜香等令人愉快的香氣，且在葡萄酒發酵和陳釀過程中會出現更多的酯類物質，形成葡萄酒中清新愉快的香氣[14]。3種葡萄中共鑒定出28種酯類成分，其中野釀2號6種，凌豐18種，赤霞珠23種，酯類揮發性物質總含量分別為79.87 μg/kg、1433.77 μg/kg、6487.24 μg/kg。野釀2號中主要以乳酸乙酯為主，含量為58.72 μg/kg，占酯類揮發性物質總量的73.52%；凌豐和赤霞珠果實中酯類揮發性物質含量較高的主要有乙酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸異戊酯、乙酸己酯，占各自果實酯類揮發性物質總含量的94.58%和97.44%，成為果實水果香、奶香等香氣特征的主要貢獻者。

2.4 醛類化合物的比較和分析

釀酒葡萄果實中醛類物質的種類和含量在總香氣化合物中均占有較大的比重。這一類物質在

高度稀釋下通常被描述為新鮮植物和水果的香氣，且微量的低級脂肪醛溶于酒中可使酒的味道更為醇厚[7]。由表1和圖4可知，3種葡萄果實中共鑒定出14種醛類揮發性物質，以野釀2號種類最多，為13種，占果實揮發性成分總含量的81.02%，主要以C6醛為主，如正己醛、(E)-2-已烯醛等，此外還有少量的(Z)-3-己烯醛、(E,E)-2,4-己二烯，這些C6醛類物質賦予成熟果實青香、青草氣味，特別是(E)-2-己烯醛，又稱青葉醛，嗅聞強度值最大，具有濃郁的青香、醛香，對整體香氣貢獻最大[15]。凌豐和赤霞珠醛類揮發性成分種類和含量較少，分別為2種和3種，其中5-羥甲基糠醛為3種葡萄所共有，該物質具有明顯的焦糖味、辛香及堅果香氣。

續表1 3種葡萄果實揮發性香氣成分GC-MS分析結果

圖4 3種葡萄中不同類別揮發性香氣成分的含量分布

2.5 酮類化合物的比較和分析

酮類物質在3種葡萄果實中含量較少，但差異較大，野釀2號和凌豐葡萄果實中檢測到2種，而赤霞珠果實中為5種，其中3種葡萄果實中均含有苯乙酮，該物質呈金合歡似的甜香氣。雖然酮類化合物在3種葡萄果實香氣成分中含量不高，但它們有可能與葡萄中的其他香氣成分協同，對葡萄整體香氣成分起到平衡或者改善的作用。

2.6 酸類化合物的比較和分析

葡萄中的有機酸類化合物主要是由漿果轉色前植株綠色部分的呼吸作用產生的[16]，實驗中僅檢測到3種有機酸類化合物，分別為乙酸、己酸、辛酸，凌豐和赤霞珠均含有3種酸，野釀2號則不含辛酸。乙酸具有醋味、揮發酸味、墨水味、干酪味、油脂味等令人不愉快的氣味，己酸具有燒烤味、煮水果味、甜味、蜂蜜味、藥味等多樣的風味，辛酸則具有果味、桃子味、草莓味、菠蘿味、糖果味、焦糖味、香水味等多種風味，雖然這些酸含量較少，但對葡萄風味有重要的影響[17]。

2.7 萜烯類化合物的比較和分析

萜烯類化合物，是植物體中由乙酰CoA合成的次級代謝產物，以游離態和無味的糖苷結合態存在于葡萄果實中，尤以葡萄果皮中的含量最高[18]。在此次檢測中共檢測到7種萜烯類物質，野釀2號4種，凌豐6種，赤霞珠2種，分別是萜品油烯、α-法呢烯、β-紫羅酮、β-大馬士酮、香葉基丙酮、橙花醇和橙花醇乙酸酯，這些物質多呈玫瑰花和水果類香氣。萜烯類化合物雖然含量低，但感官閾值非常低，賦予葡萄酒的香氣非常明顯，而且這些化合物對嗅覺的影響是相互增效的[1]。

2.8 其他化合物的比較和分析

3種葡萄中鑒定出的其他組分主要為烷烴類及少量其他化合物，野釀2號中檢測出6種，凌豐4種，赤霞珠5種。這些揮發性物質部分具有令人不愉快的氣味，尤其是一些碳原子數超過10的高級烷烴，會有強烈的汽油味，而一些低級6碳烷烴如正己烷和環己烷，則具有清新香氣，會對葡萄的香氣產生一定的影響[19]。

3 結論

本研究利用頂空固相微萃取和氣質聯用分析廣西地區種植的毛葡萄釀酒品種野釀2號、凌豐葡萄果實中芳香化合物的組成，以赤霞珠葡萄為對照，3個葡萄品種中主要含有醇類、醛類、酯類、酮類、萜烯類等化合物，共鑒定出87種揮發性組分，分別為野釀2號37種，凌豐46種，赤霞珠50種。在揮發組分總含量上，赤霞珠（7863.72 μg/kg）明顯高于凌豐（2348.59 μg/kg）和野釀 2 號（1426.00 μg/kg）。野釀2號與赤霞珠有13種相同組分，凌豐與赤霞珠有30種相同組分，野釀2號與凌豐有12種相同組分，且含量之間均不同，這表明每種葡萄都具有獨特的香氣特征。

葡萄香氣成分種類、含量和組成比例因品種不同而有顯著差異。醇類、醛類和酯類物質是檢測中較為豐富的物質，野釀2號主要以醛類為主，占果實揮發性成分總含量的81.02%；凌豐和赤霞珠主要以醇類和酯類為主，分別占各自揮發性成分總含量的94.95%和97.58%。

葡萄及葡萄酒中的香氣物質組成非常復雜，其種類及含量受多種因素的影響，這些物質在葡萄酒風格和質量方面起著重要作用。通過檢測分析，廣西毛葡萄品種野釀2號和凌豐果實中香氣物質的種類、含量與歐亞種釀酒葡萄赤霞珠有很大差別，具有自身獨特的風味特征，但是具體到最終葡萄酒產品的感官品質，還必須要進行釀酒試驗及對葡萄酒香氣物質進行鑒定，并與感官品嘗分析相結合完成。

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