新疆產區不同品種葡萄酒香氣成分分析

王雪薇，王舸楠，江 偉，全 莉，武 運*,薛 潔

（1.新疆農業大學 食品科學與藥學學院，新疆 烏魯木齊 830052；2.中國食品發酵工業研究院有限公司 酒類品質與安全國際聯合研究中心，北京 100015）

香氣質量是葡萄酒的諸多評定指標中突出葡萄酒差異性的主要方面，從香氣來源方面來說，品種香是葡萄酒差異特征的主要來源。葡萄香氣自身具有其特性，品種間香氣各異，香氣的氣味不僅僅是單一的個體，而是各種香氣自身之間的累加、協同、抑制等相互作用，從而產生了酒種特殊的香氣[1-4]。目前，已檢測出的揮發性香氣成分已有上千余種，含量從ng/L到mg/L[5-6]，這些香氣參與著不同化學成分間的轉化，構成了葡萄酒的種香，當然也受到了外界諸多因素的影響，如土壤、大小氣候、栽培管理、采摘成熟度、釀造工藝等[7-8]。

GARDNERD M等[9]評價了加利福尼亞州4種小芒森葡萄酒的香氣，并用香味描述因子對其成品酒進行專業描述，小芒森葡萄酒間無顯著差異。謝春梅等[10]對寧夏青銅峽小產區美樂、赤霞珠、西拉葡萄酒揮發性香氣成分進行分析，研究結果表明三者在主要成分上具有一致性，聚類分析其香氣物質具有較大差異。左俊偉等[11]對陳釀前后的寧夏賀蘭山東麓產區霞多麗、貴人香干白葡萄酒香氣成分進行了分析，其品種差異占主要優勢。國內外研究分析了很多品種葡萄酒香氣物質，但只分析了個別產區，對新疆品種葡萄酒香氣物質鮮有研究，且研究中樣品種類較少。

嗅聞儀是一種對氣味物質進行在線嗅聞并記錄描述結果的儀器。頂空固相微萃取-氣質（headspace-solid phase microextraction-gaschromatography-massspectrometer，HSSPME-GC-MS）聯用與嗅聞儀（olfactometry）聯用技術已廣泛用于香醋、白酒、蘋果、奶酪等食品的特征香氣成分的分析[12-18]。氣相色譜-質譜-嗅聞儀（GC-MS-olfactometry，GC-MS-O）聯用對品種葡萄酒香氣成分的研究已有較多報道。新疆作為我國最大的釀酒葡萄產區，葡萄酒產業已經成為新疆自治區的支柱型產業[19-23]，本研究利用HS-SPME-GC-MS與嗅聞儀聯用技術，對新疆4個葡萄酒產區（焉耆盆地、吐哈盆地、伊犁河谷、天山北麓）不同品種葡萄酒香氣成分分析檢測，并對結果進行聚類分析研究，為品種葡萄酒的分析檢測提供技術支持，以避免葡萄酒市場中存在的偽品種、以次充好等問題，為新疆品種葡萄酒的保護提供研究基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 原料

從新疆4大產區葡萄酒廠收集2016年份不同品種葡萄酒樣品（6款紅葡萄酒和4款白葡萄酒），葡萄酒品種為赤霞珠（A）、品麗珠（B）、蛇龍珠（C）、梅樂（D）、西拉（E）、馬瑟蘭（F）、霞多麗（G）、貴人香（H）、小芒森（I）、雷司令（J），未經橡木桶陳釀均為“干型”，紅葡萄酒酒精度為（13±1）%vol、白葡萄酒酒精度為（12±1）%vol。葡萄酒來自新疆4大產區：焉耆盆地、吐哈盆地、伊犁河谷、天山北麓，每個產區各3瓶。

1.1.2 化學試劑

C8～C40正構烷烴標準品（色譜純）：美國Accustandard公司；無水乙醇（色譜純）：天津市豐越化學品有限公司；2-甲基-3-庚酮（色譜純）：美國Sigma公司；氯化鈉（分析純）：國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

7890 A-Sniffer 9000-7000 GC-MS聯用儀：美國Agilent公司；Sniffer9000嗅聞儀：瑞士Brechbuhler公司；DB-WAX色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25μm）：美國J&W公司；HH-1數顯電子恒溫水浴鍋：金壇市至翔科教儀器廠；30mL萃取瓶：北京玻璃儀器廠；手動SPME進樣器、50/30μm二乙基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane，DVB/CAR/PDMS）萃取頭：美國Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 HS-SPME提取揮發性成分

移取一定量葡萄酒至30 mL玻璃萃取瓶中，旋緊蓋子，在55℃水浴鍋中放置10 min，用萃取針吸附萃取瓶中葡萄酒香氣30 min后，插入氣相色譜的進樣口解吸5 min，抽回纖維頭后拔出萃取頭，同時啟動儀器采集數據。

1.3.2 GC-MS條件

氣相色譜條件：DB-WAX色譜柱（30m×0.25mm，0.25μm），不分流進樣。升溫程序：起始溫度為40℃，以2℃/min升溫速度升到215℃，保持3 min。進樣口的溫度為250℃，載氣為氦氣（He），流速為1.2mL/min。

質譜條件：電子電離（electronic ionization，EI）源，電子能量為70 eV；傳輸線溫度280℃；離子源溫度230℃；四極桿溫度150℃；質譜質量掃描的范圍為55～500 m/z。嗅聞口接口溫度200℃。

1.3.3 揮發性物質的定性

谷水又東屈南，逕建春門石橋下。即上東門也。……其水依柱，又自樂里道屈而東出陽渠。昔陸機為成都王穎入洛，敗北而返。水南即馬市也，舊洛陽有三市，斯其一也。[注] (北魏)酈道元著、陳橋驛校證《水經注校證》卷十六《谷水》，北京：中華書局，2007年，第396頁。

采用Qualitative Analysis數據處理軟件對氣相質譜儀采集的揮發性物質數據進行處理。使用質譜計算機自帶的美國國家標準技術研究所（national institute of standardsand technology，NIST）2.0和Wiley譜庫檢索定性分析，參考相關文獻，確定各類香氣物質。

1.3.4 揮發性物質的定量

采用內標法定量。內標物質：2-甲基-3-庚酮（質量濃度0.816μg/L）。

1.3.5 GC-MS-O分析法

選擇3位經過專業培訓的嗅聞人員，記錄香氣活性物質的保留時間、氣味特性。嗅聞強度采用5個等級來評價，即1：極弱；2：弱；3：中等；4：強；5：極強。每個嗅聞人員對每種樣品進行嗅聞2次，嗅聞結果取6組數據的平均值。

1.3.6 聚類分析

采用SPSS軟件對GC-MS-O的結果進行分析，以嗅聞結果對葡萄酒進行聚類。

2 結果與分析

2.1 不同品種葡萄酒GC-MS分析結果

由表1可知，不同品種葡萄酒中共鑒定出52種組分，這些風味物質包括：醇類、酯類、脂肪酸類、萜烯類、酮類、醛類和酚類等成分。在已鑒定出的香氣組分中，以赤霞珠葡萄酒為例，其中種類最多的為酯類香氣成分，有29種，其含量占總風味物質含量的51.63%；醇類物質有10種，其相對含量較酯類低，為46.11%；萜烯類物質有6種，相對含量為5.03%；脂肪酸類為5種，相對含量為0.79%；醛類為4種，相對含量為0.65%；酮類化合物1種，相對含量為0.36%。

從單一香氣成分及香氣成分的感官特征方面分析，在赤霞珠葡萄酒中，含量最高的風味物質為異戊醇，其次為癸酸乙酯和辛酸乙酯；品麗珠葡萄酒中含量最高的風味物質是辛酸乙酯；蛇龍珠、西拉、小芒森、雷司令這4種葡萄酒中均是1-戊醇含量最高；貴人香葡萄酒中含量最高的風味物質為乙酸乙酯；梅樂葡萄酒中含量最高的風味物質為癸酸乙酯；而馬瑟蘭、霞多麗葡萄酒中辛酸乙酯含量最高。葡萄酒中風味物質不僅來源于釀酒葡萄原料，而且與菌種、發酵溫度等參數也密切相關，雖然研究發現不同品種中含量最高的風味物質相同，但含量最高的風味物質并不一定是葡萄酒的主要風味物質，這也證明了為什么不同品種葡萄酒風格各異，為了比較不同風味物質對品種葡萄酒質量的影響，本研究采用嗅聞技術對影響葡萄酒的主要風味物質進行了鑒定。

表1 新疆產區不同品種葡萄酒香氣成分GC-MS分析結果Table 1 GC-MS analysis results of aroma components in different wines from producing area in Xinjiang

續表

2.2 不同品種葡萄酒GC-MS-O分析結果

對不同品種葡萄酒香氣物質進行了GC-MS-O分析鑒定，結果見表2。由表2可知，在赤霞珠、品麗珠、蛇龍珠、梅樂、西拉、馬瑟蘭、霞多麗、貴人香、小芒森、雷司令葡萄酒中分別嗅聞出18、14、22、20、15、31、14、22、18、19種香氣物質。結果表明，不同品種葡萄酒的香氣活性物質主要是酯類。

表2 新疆產區不同品種葡萄酒香氣物質GC-MS-O分析結果Table 2 GC-MS-O analysis results of aroma substances in different wines from Xinjiang

由表2可知，乙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸異戊酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、1-戊醇是品種葡萄酒之間共有的呈香物質；不同類別葡萄酒呈香物質不同，乙酸異丁酯、2-甲基丁酸乙酯、己酸異戊酯、苯甲酸乙酯、乙酸異戊酯、威士忌內酯、丙醇、異戊醇、卞醇、苯乙烯為紅葡萄酒中特有的呈香物質；白葡萄酒中乙酸葉醇酯、異戊酸乙酯、辛酸甲酯、2-糠酸乙酯、苯乙酸乙酯、大馬酮為其特有的呈香物質。白葡萄酒呈香物質的嗅聞氣味較清新，如橙子味、清淡的果味，而紅葡萄酒呈香物質的嗅聞氣味更為濃郁、厚重、刺激，比如熟透的果香、刺激的醇味。這也是紅葡萄酒較為醇厚、豐滿，而白葡萄酒更為清新純凈的原因。

圖1 干紅（A）及干白（B）葡萄酒嗅聞結果聚類分析圖Fig.1 Cluster analysis dendrogram of olfactometry results of dry red wine(A)and dry white wine(B)

2.3 聚類分析

采用SPSS軟件對新疆產區不同品種葡萄酒香氣物質GC-MS-O結果進行聚類分析，結果見圖1。

由圖1A可知，經過聚類分析可以看出蛇龍珠、馬瑟蘭兩不同酒樣歸為一類。品種差異是葡萄酒產生區別的主要原因，但蛇龍珠、馬瑟蘭仍能歸為一類，則表明在6款干紅品種葡萄酒中，蛇龍珠、馬瑟蘭兩品種間差異較小。結合文獻，赤霞珠葡萄是蛇龍珠葡萄與馬瑟蘭葡萄的親本之一，相同的親本導致其品種差異較小，故蛇龍珠葡萄酒與馬瑟蘭葡萄酒歸為一類。由圖1B可知，干白葡萄酒嗅聞聚類結果顯示，霞多麗和小芒森兩個不同的酒樣可以歸為一類，結合文獻，皮諾葡萄是霞多麗葡萄與小芒森葡萄的親本之一，霞多麗葡萄酒與小芒森葡萄酒的嗅聞結果差異較小，故霞多麗葡萄酒與小芒森葡萄酒經聚類分析歸為一類。

2.4 不同產區赤霞珠葡萄酒GC-MS-O香氣成分分析

對來自新疆不同產區（焉耆盆地、吐哈盆地、伊犁河谷、天山北麓）的赤霞珠葡萄酒的香氣物質進行GC-MS-O分析，結果見表3。

表3 新疆不同產區赤霞珠葡萄酒香氣GC-MS-O分析結果Table 3 GC-MS-O analysis results of aroma components of Cabernet Sauvignon wine in different producing area from Xinjiang

由表3可知，新疆4產區葡萄酒，每個產區赤霞珠葡萄酒各3瓶，各產區葡萄酒嗅聞結果基本一致，新疆4產區赤霞珠葡萄酒呈香物質含有酯類、醇類、醛類，其中以酯類為主。

4產區赤霞珠葡萄酒共有的呈香物質包括：乙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸異戊酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸苯乙酯、1-戊醇、苯乙醇、苯甲醛。焉耆盆地、吐哈盆地、伊犁河谷、天山北麓赤霞珠葡萄酒中酯類呈香物質分別有14、12、8、11種。焉耆盆地赤霞珠葡萄酒嗅聞呈香物質較為豐富，但是嗅聞到的香氣強度較其他產區普遍不高，這是由于焉耆盆地處于暖溫帶，其氣候條件與天山以南處于中溫帶的3大產區差異較大；伊犁河谷地區降水量為新疆4大產區降水量最高的地方，嗅聞呈香物質較少，其赤霞珠葡萄酒中1-壬醇、苯乙醇等物質嗅聞強度較高，呈玫瑰等花香氣味；吐哈盆地是4大產區中降水量最低，晝夜溫差最大的產區，溫差與降水量對于葡萄酒中果味香氣具有影響，其赤霞珠葡萄酒中丁酸乙酯、二甲基丁酸乙酯、癸酸乙酯、苯甲酸乙酯嗅聞強度較高，這些物質普遍呈橙子香、梨香等果香氣味；天山北麓嗅聞香氣物質強度普遍較高，其赤霞珠葡萄酒中乙酸己酯、水楊酸甲酯、丙醇、卞醇嗅聞強度高于其他地區，這些物質呈熟透的果香氣味。不同產區的赤霞珠葡萄酒其嗅聞呈香物質具有較大差異，不同的氣候條件對于葡萄酒香氣具有較大影響。

3 結論

GC-MS-O聯用技術分析新疆10個品種葡萄酒，酯類成分占總香氣成分的37.8%～50.6%，醇類占總香氣成分的19.4%～30.1%，酸類占總香氣成分的18.7%～28.5%。其中乙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸異戊酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、1-戊醇是品種葡萄酒之間共有的呈香物質。不同色澤葡萄酒中，嗅聞呈香物質具有較大差異，紅葡萄酒呈香物質的嗅聞氣味更為濃郁、厚重，如具有熟透的果香的2-甲基丁酸乙酯和具有刺激的醇味的異戊醇；白葡萄酒呈香物質的嗅聞氣味較清新，如具有橙子味的辛酸甲酯、具有水果味的異戊酸乙酯。品種葡萄酒之間。經聚類分析得出，原料呈香物質相似的葡萄經釀造后，其嗅聞呈香物質相似。經過聚類分析，干紅葡萄酒中蛇龍珠葡萄酒與馬瑟蘭葡萄酒歸為一類，干白葡萄酒中霞多麗葡萄酒與小芒森葡萄酒歸為一類。

對比新疆4產區葡萄酒，處于暖溫帶的焉耆盆地與處于中溫帶的其他3產區相比，呈香物質更為豐富而嗅聞到的香氣強度較低；溫差最大的吐哈盆地赤霞珠葡萄酒嗅聞果香味最強；降水量最高的伊犁河谷赤霞珠葡萄酒花香氣味對葡萄酒占主要影響；天山北麓赤霞珠葡萄酒嗅聞到的香氣物質強度普遍較高，熟透的果香對葡萄酒香氣影響較大。

目前，葡萄酒行業只對部分品種葡萄酒進行香氣方面的分析，對于多品種葡萄酒對比分析較少。新疆釀酒葡萄優質且資源豐富，深入研究不同品種葡萄酒中的特征香氣成分，對葡萄酒選擇原料方法的完善和葡萄酒質量控制的發展具有重要的意義。