北冰紅山葡萄酒香氣成分GC-MS分析及類型劃分

李悅，張薇，裴辰玉，陳新峰，姜茜茜，王彥博，楊婷婷，鐘寶

（吉林農業科技學院，吉林吉林132101）

北冰紅山葡萄（Beibinghong of Vitis amurensis），為雙子葉植物綱葡萄科葡萄屬山葡萄新品種，是以左優紅作母本，山歐F2代葡萄84-26-53作父本，進行種間雜交，從F5代中選育出來的抗寒、釀酒新品種[1-2]。北冰紅山葡萄酒是采用9月下旬采摘的鮮葡萄為原料，經發酵釀制而成的，其顏色醇厚、口味柔和，其單體酚、花色苷、香氣成分都優于同類酒品，是新型山葡萄酒中的優秀代表之一[3]。頂空固相微萃取技術（solidphase microextraction，SPME）與其它萃取技術相比，可以最直接、最大限度的萃取樣品中的化合物，并且可以直接供氣相色譜-質譜聯用儀（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）進行分析，張岱等采用頂空固相微萃取-氣相色譜質譜聯用技術測定了赤霞珠干葡萄的香氣成分[4]；張會寧采用靜態頂空氣相色譜質譜聯用儀，分析了不同年份葡萄酒的香氣差異[5]；Fan W L等采用氣相色譜法，分析了洋河大曲酒中的香氣化合物[6]；孔程仕采用靜態頂空萃取與氣相色譜質譜聯用技術，測定分析了干型葡萄酒中的揮發性風味物質[7]；李二虎等采用GC-MS技術及相對面積規劃法對干型葡萄中的香氣成分進行了定性和定量分析[8]；王華等介紹了氣相色譜-質譜聯用在葡萄酒香氣測定中的應用[9]；陶永勝等采用固相微萃取技術/GC-MS聯用技術測定檢測了中國霞多麗干白葡萄酒的香氣特征[10]。以上研究顯示出該技術具有簡潔、高效的特點。加利福尼亞大學感官化學家Ann C.Noble將葡萄酒香氣成分劃分為3個區域，一級區域12個味道，二級區域29個味道，三級區域120個味道，并以輪盤圖的形式體現，稱為“葡萄酒香氣輪盤圖”，是評價、劃分葡萄酒香氣類型的重要參考依據[11-14]。

北冰紅山葡萄作為東北地區山葡萄酒的優質資源之一，目前對其研究尚處起步階段。本試驗采用SPME/GC-MS聯用技術對北冰紅山葡萄酒香氣成分進行測定，分析香氣成分的種類、含量，描述香氣特征，并采用葡萄酒香氣輪盤對酒的香氣類型進行劃分，可以為北冰紅山葡萄的遺傳性狀及山葡萄酒的品質鑒定提供科學數據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

北冰紅山葡萄2017年9月采自吉林省通化市柳河縣葡萄酒研發中心，山葡萄種植基地。葡萄酒由吉林農業科技學院吉林省釀造技術工程研究中心釀造，酒齡3個月。

1.2 儀器與設備

Agilent5975-6890N 氣質聯用儀（GC-MS）、DBWAXETR色譜柱：美國安捷倫公司；CAR/PDMS-100 μL固相微萃取萃取頭：西格瑪奧德里奇（上海）貿易有限公司；GOODSPE-2000小型全自動固相萃取儀：上海科哲生化科技有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 葡萄酒中香氣成分頂空固相微萃取

在參考張會寧等的方法基礎上，取酒樣5 mL，置于萃取瓶中封蓋，放在磁力加熱攪拌器上，在進樣溫度60℃，平衡時間40 min，解析時間1.5 min，解析溫度250℃條件下進行萃取。

1.3.2 GC-MS分析條件

在參考Fan W L等的方法基礎上，設定GC-MS測定條件。

色譜條件：進樣口溫度為270℃，柱溫箱起始溫度為50℃，保留時間2.00 min，以8.00℃/min升溫至260℃保留 12 min；載氣 He，流速 1.0 mL/min；進樣量為 1 μL/min。

質譜條件：電離方式EI，電離電壓70 eV，離子源溫度為200℃，連接桿溫度為250℃。

2 結果與分析

2.1 北冰紅山葡萄酒香氣成分總離子圖

應用MSD ChemStation Build 237工作站，依據1.3條件，對北冰紅山葡萄酒進行香氣成分測定，得到的總離子圖如圖1所示。

圖1 北冰紅山葡萄酒香氣成分總離子圖Fig.1 Beibinghong of Vitis Amurensis wine fragrant elements total ion diagram

圖1為北冰紅山葡萄酒香氣成分總離子圖，依據色譜保留時間、質譜檢查信息，經NIST2008圖譜檢索對葡萄酒中香氣成分進行定性分析，共檢測出36種香氣物質。具體見表1。

表1 北冰紅山葡萄酒香氣成分表Table 1 Beibinghong of Vitis Amurensis wine fragrant elements table

由表1可知，北冰紅山葡萄酒中共檢測到7種醇類化合物，分別為乙醇、丙醇、異丁醇、異戊醇、2-甲基-1-丁醇、正己醇、苯乙醇。23種酯類化合物，分別為乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、異丁酸乙酯、乙酸異丁酯、2-甲基丁酸乙酯、異戊酸乙酯、乙酸異戊酯、2-甲基丁基乙酸酯、正己酸乙酯、乙酸己酯、丁二酸二乙酯、辛酸乙酯、壬酸乙酯、丙烯酸異冰片酯、癸酸乙酯、月桂酸乙酯、十四酸乙酯、9-十六碳烯酸乙酯、棕櫚酸乙酯、亞油酸乙酯、亞麻酸乙酯、硬脂酸乙酯。3種酮類化合物，分別為紫羅蘭酮，大馬酮、乙基環戊烯醇酮。1種醛類化合物為苯甲醛。2種烯烴類化合物，分別為2-莰烯、1，1，6-三甲基-1，2-二氫萘。

2.2 北冰紅山葡萄酒香氣含量及特征分析

根據GC-MS分析結果，及查閱相關文獻，對36種香氣物質進行分析，確定每種香氣成分的含量及香味特征，具體如表2所示。2-莰烯、1，1，6-三甲基-1，2-二氫萘、亞麻酸乙酯。堅果味占4.696%，主要為苦杏仁味，主要物質為苯甲醛、月桂酸乙酯。

表2 36種香氣物質含量及特征分析Table 2 36 kinds of fragrant elements type content and characteristic describe

由表2可知，酒精清香味和辣味含量最高，達34.393 mg/L，主要成分為乙醇，強烈的蘋果皮、菠蘿皮味含量最低，為0.064 mg/L，主要物質為2-甲基丁酸乙酯。根據加利福尼亞大學感官化學家Ann C.Noble的葡萄酒香氣輪盤，并查閱相關文獻，對表2中的36類香氣描述進行香氣類型劃分，結果見圖2。

圖2 北冰紅山葡萄酒香氣輪盤Fig.2 Beibinghong of Vitis Amurensis wine the Aroma Wheel

如圖2所示，北冰紅山葡萄酒中的香氣類型共劃分為果香味、花香味、刺鼻味、化學味、焦糖味、堅果味6大類。其中酒精味、果香味和焦糖味，是北冰紅山葡萄酒的主要味道。刺鼻味所占比例最大，達到48.111%，其主要味道是酒精味及微辣味，是酒的主要味道，主要物質為乙醇、丙醇、異丁醇、異戊醇、2-甲基-1-丁醇。果香味所占比例為20.907%，其主要為莓果類的覆盆子味，柑果類的圓柚味，果樹類的蘋果味、李子味，熱帶水果類的香蕉味、菠蘿味、椰子味，主要物質為乙酸乙酯、丙酸乙酯、異丁酸乙酯、乙酸異丁酯、2-甲基丁酸乙酯、異戊酸乙酯、正己醇、乙酸異戊酯、2-甲基丁基乙酸酯、正己酸乙酯、壬酸乙酯、丙烯酸異冰片酯、大馬酮、癸酸乙酯、乙基環戊烯醇酮。焦糖味所占比例為16.315%，主要為蜂蠟味、奶油味、黃油味，其主要物質為十四酸乙酯、9-十六碳烯酸乙酯、棕櫚酸乙酯、亞油酸乙酯、硬脂酸乙酯。花香味占5.445%，主要為玫瑰香味及紫羅蘭香味，其主要物質為苯乙醇、丁二酸二乙酯、紫羅蘭酮。化學味占4.226%，主要為刺激性味道的乙醇味及酯類味道，主要物質為乙酸己酯、

3 結論與討論

1）經過GC-MS測定，從北冰紅山葡萄酒樣中，共檢測出36種香氣物質，其中醇類物質7種，酯類物質23種，酮類物質3種，醛類物質1中，烯烴類物質2種。

2）酒精味、果香味、焦糖味是北冰紅山葡萄酒的主要味型，其次是花香味、堅果味、化學味。在酒樣中未檢測出葡萄莖梗的植物味道，可能原因一是山葡萄的品種較好，二是山葡萄酒釀制過程中，采用人工脫梗、破碎，葡萄梗去除較為徹底，同時葡萄籽損壞較少，所以葡萄莖梗的植物味道沒有檢測出來。

3）通過試驗檢測，北冰紅山葡萄酒所體現出來的香氣成分，為第一輪的品種香氣和第二輪的釀造工藝產生的香氣，第三輪陳釀老熟的香氣沒有體現，這說明山葡萄酒的香氣成分與山葡萄品種本身的特性有關，同時也受到加工工藝的影響。

4）前人研究表明，其母本左優紅山葡萄酒具有典型的品種香氣，已測定的香氣物質有62種，其中醇類24種、酯類18種、萜烯類7種、酮類2種、酸類6種、醛類2種、酚類3種，主體香氣味道為酒精味、蘋果香味、花香味、熱帶水果香味、蜜糖香味、乳酪香味、黃油香味等[15]，其父本山歐F2代葡萄所釀制的葡萄酒已測定的香氣成分有38種，其中醇類19種、酯類6種、羰基類2種、酸類5種、酚類2種、其他4種，成酒形成愉快的香氣，以酒精味、果香味、香蕉味、苦杏仁味、蘋果味、青草味為主[16]。歐洲品種赤霞珠干紅葡萄酒中含有35種香氣化合物，其中醇類有8種，酸類有9種，酯類物質14種，其它物質4種[17]。北冰紅山葡萄酒與其與母本、父本及歐洲山葡萄品種所釀制的山葡萄酒相比，保留了特有的香氣成分外（如母本酒中的異戊醇、紫羅蘭酮等），也形成了新的香氣（如9-十六碳烯酸乙酯等）。總體來講，北冰紅山葡萄酒的優點在于，構成酒體香味框架的醇類物質減少，酯類物質增加，酸類物質沒有檢出，這表明，北冰紅山葡萄酒與母本、父本及歐洲山葡萄酒相比，口感相對柔和，果香濃郁。不足之處在于酒樣中檢測出微量2-莰烯，此類化合物具有塑料類物質的味道，具體形成原因，有待進一步試驗測定。