GC-MS對兩種葡萄酒的香氣成分對比分析

趙燕飛，王芮東，院 虹，武洋仿

(1.運城學(xué)院 理科實驗中心；2.運城學(xué)院 應(yīng)用化學(xué)系，山西 運城 044000)

葡萄(學(xué)名：Vitisvinifera L.)為葡萄科葡萄屬木質(zhì)藤本植物，它是世界上最古老的果樹樹種之一，全世界約95%的葡萄集中在北半球上。葡萄的品種有很多，其中赤霞珠(Cabernet Sauvignon)別名解百納、解百納索維濃、蘇味濃，是有君王之尊的紅色葡萄品種；長相思(Sauvignon Blanc)別名白蘇維翁、蘇維濃、縮維濃，是一種頗受歡迎的白色葡萄。將葡萄作為原料釀造成葡萄酒，是葡萄的一種重要的加工方式。品種差異是葡萄酒差異特征的主要來源，香氣成分是評價各類酒質(zhì)量好壞的重要因素之一，是酒類產(chǎn)品的最主要的檢測指標(biāo)之一。由于品種造就的香氣差異不僅僅來源于每個單一個體，更多的是每個成分之間的疊加、協(xié)調(diào)、抑制等作用下形成的。這些不同含量的香氣成分以各自細(xì)微具體的差異形成了不同品質(zhì)和口感的葡萄酒[1-4]。

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，氣相色譜法—質(zhì)譜法聯(lián)用儀(GC-MS)以其有效分離各種揮發(fā)性成分并鑒定其結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，成了香氣成分鑒定分析的重要技術(shù)[5-7]，特別在黃酒、葡萄酒、荔枝酒等酒類測定香氣的成分應(yīng)用中極為廣泛。M.Jose’Go’mez-M1’guez[8]將西班牙薩雷馬新干白葡萄酒中的71種揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行了定量分析。郭松年等[9]人對不同年份赤霞珠干紅葡萄酒香氣成分進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)其主要香氣成分以酯類、醇類和有機(jī)酸類為主。本文以赤霞珠和長相思葡萄酒為研究對象，通過GC-MS對香氣成分進(jìn)行檢測，分析討論二者香氣成分和含量的不同對其口感的影響。

1. 材料和方法

1.1 材料和設(shè)備

實驗用的長相思和赤霞珠葡萄酒均為市場購買。長相思，原產(chǎn)地：智利，酒精度：12.5%；赤霞珠，原產(chǎn)地：加拿大，酒精度：13.0%；二氯甲烷：分析純，天津市瑞金特化學(xué)品有限公司；無水硫酸鈉：分析純，天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司。

儀器設(shè)備：Agilent 790A-5975C GC-MS聯(lián)用儀，美國安捷倫科技有限公司；RE-2000A有機(jī)相旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海亞榮生化儀器廠。

1.2 香氣成分提取

采用液-液萃取裝置，取40 mL樣品于分液漏斗中，依次加入二氯甲烷30 mL、20 mL、20 mL,混合均勻，分三次萃取，合并有機(jī)相；新品無水硫酸鈉干燥后蒸發(fā)濃縮至2～3 mL；微孔濾膜過濾，供GC-MS分析。

1.3 分析條件

色譜條件：DB-FFAP毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；采用程序升溫：40 ℃穩(wěn)定5 min，然后以6 ℃/min升到240 ℃穩(wěn)定5 min；進(jìn)樣量：1 μL；分流比：10 ∶1；進(jìn)樣口溫度：270 ℃；載氣：He；流速：1 mL/min。

質(zhì)譜條件：EI電離源；電子能量：70 eV；離子源溫度：230 ℃；四極桿溫度：150 ℃；溶劑延遲：4 min；增益系數(shù)：1；質(zhì)量掃描范圍：50～300 amu。

1.4 香氣成分?jǐn)?shù)據(jù)處理

通過NIST 2008譜庫檢索得到數(shù)據(jù)，以峰面積歸一化法對各組分的相對含量進(jìn)行計算。

2. 結(jié)果與分析

圖1和圖2分別為長相思和赤霞珠葡萄酒香氣成分的GC-MS總離子圖。長相思葡萄酒中共檢測出40種組分，其中香氣成分占97.620%，主要為醇類(14.876%)、羧酸類(12.034%)、酯類(62.394%)、烴類(7.252%)等，其中含量較高的有甲酸異戊酯(33.153%)，丁二酸單乙酯(14.465%)，乳酸乙酯(4.611%)，馬來酸二乙酯(4.416%)。

圖1 長相思葡萄酒香氣成分GC-MS總離子圖

圖2 赤霞珠葡萄酒香氣成分GC-MS總離子圖

赤霞珠葡萄酒中共檢測出28種組分，香氣成分占99.670%，主要為醇類(50.962%)、酯類(38.736%)、羧酸類(5.339%)、烯類(3.415%)等，其中含量較高的有2，3-丁二醇(33.414%)，乳酸乙酯(16.120%)，苯乙醇(14.995%)，丁二酸單乙酯(13.219%)。表1是兩種葡萄酒中檢測到的具體揮發(fā)性成分。

表1 長相思和赤霞珠葡萄酒中檢測到的揮發(fā)性成分

類別化合物名稱分子式分子量保留時間/min相對百分含量%長相思赤霞珠長相思赤霞珠醇類苯乙醇C8H10O12224.49023.4108.91914.995異丁醇C4H10O746.069-2.822-正丙醇C3H8O604.573-1.159-對羥基苯乙醇C8H10O213839.9441.6951.0540.421正己醇C6H14O10213.3249.9700.7850.5113-甲硫基丙醇C4H10OS10621.006-0.137-2,3-丁二醇C4H10O290-5.772-33.647二十七烷醇C27H56O396-34.116-1.004十九醇C19H40O284-32.053-0.384總計14.87650.962酮類3-羥基-2-丁酮C4H8O28811.5367.9980.1700.8932H-吡喃-2,6(3H)-二酮C5H4O311225.943-0.312-總計0.4820.893其他對叔戊基苯酚C11H16O16436.682-0.128-1,3-丙二醇單乙醚C5H12O210413.816-0.293-N-異戊基乙酰胺C7H15NO12923.723-0.161-四氯乙烯C2Cl41664.146-6.059-正二十烷C20H4228225.992-0.155-二十一烷C21H4429627.585-0.201-二十二烷C22H4631029.114-0.220-正三十一烷C31H6443630.584-0.159-二十四烷C24H5033831.993-0.291-十八烷烯C18H36252-35.386-1.077環(huán)二十烯C20H40280-37.304-0.293角鯊烯C30H50410-42.392-2.045-C14H20O204-40.059-0.265總計7.8343.680

經(jīng)過數(shù)據(jù)比對，赤霞珠葡萄酒總的香氣成分含量略多于長相思葡萄酒。赤霞珠葡萄酒中醇類含量最高(50.962%)，其次是酯類(38.736%)、酸類(5.339%)；長相思葡萄酒中酯類含量最高(62.394%)，其次是醇類(14.876%)、酸類(12.034%)。其中長相思葡萄酒中酯、酸類的總含量明顯高于赤霞珠葡萄酒中的含量，如圖3。赤霞珠葡萄酒中醇、烯類的總含量高于長相思葡萄酒。另外，在長相思葡萄酒中還存在少量的酚類(0.128%)、醚類(0.293%)、胺類(0.161%)，但在赤霞珠葡萄酒中并沒有檢測到。

圖3 長相思和赤霞珠葡萄酒香氣成分對比圖

在兩種酒中都檢測到一些共有的成分(赤霞珠葡萄酒中含量 ∶長相思葡萄酒中含量)，如醇類中有正己醇(0.511 ∶0.785)、苯乙醇(14.995 ∶8.919)、對羥基苯乙醇(0.421 ∶1.054)；酯類中有4-羥基丁酸乙酰酯(1.513 ∶ 0.833)、丁二酸二乙酯(3.586 ∶1.634)、馬來酸二乙酯(0.291 ∶4.416)、丁二酸單乙酯(13.219 ∶14.465)、乳酸乙酯(16.120 ∶4.611)、鄰苯二甲酸單(2-乙基己基)酯(0.810∶0.386)；酸類中有棕櫚酸(1.782 ∶1.075)、乙酸(0.888 ∶2.789)、己酸(0.280 ∶2.035)、硬脂酸(0.638 ∶0.478)；酮類中有3-羥基-2-丁酮(0.893 ∶0.170)。其中苯乙醇、4-羥基丁酸乙酰酯、丁二酸二乙酯、乳酸乙酯、棕櫚酸、硬脂酸、3-羥基-2-丁酮等物質(zhì)在赤霞珠葡萄酒中的含量明顯多于長相思葡萄酒中。

葡萄酒中醇類是酵母酒精發(fā)酵過程中的產(chǎn)物，大多數(shù)在低濃度時可以促使葡萄酒香氣更為復(fù)雜，濃度過高時則會加劇葡萄酒中不愉快的氣味和粗糙感[10-12]。如:苯乙醇具有獨特的香味，呈玫瑰香、紫羅蘭香、茉莉花香等多種風(fēng)味[13]。

葡萄酒中的酸類，主要起助香、呈香的作用，也是影響酒體口感和后味的主要物質(zhì)；酯類主要來源于葡萄果實、低碳脂肪酸與醇類結(jié)合生成，且絕大多數(shù)酯類具有果香味和花香氣味[14]。這些在不同程度上會起到增長酒香的作用[15]。如：丁二酸二乙酯有一種令人愉悅的香味，增加了葡萄酒的口感與后味。3-羥基-2-丁酮具有令人愉快的奶香氣，同時它也是酒類調(diào)香中的一個極其重要的物質(zhì)，天然存在于葡萄酒中。

赤霞珠葡萄酒中苯乙醇含量比長相思葡萄酒中多6.076%，在感官鑒評時赤霞珠葡萄酒的呈香物質(zhì)更為濃郁、厚重、刺激，有玫瑰香的果香、刺激的醇味，體現(xiàn)了苯乙醇的典型氣味；長相思葡萄酒中是清新果香味，是由青草香味的正己醇、青蘋果味的正己酸乙酯；鳳梨、梨香、花香味的辛酸乙酯；果香、梨香味的癸酸乙酯[16]等果香味的物質(zhì)共同決定了長相思葡萄酒獨特的清新果香味口感。

3. 結(jié)論

本文通過溶劑萃取濃縮獲得酒中的揮發(fā)性成分，利用GC-MS檢測長相思葡萄酒和赤霞珠葡萄酒中的香氣成分并進(jìn)行對比。測試結(jié)果表明：長相思葡萄酒中檢測出40種組分，香氣成分占97.620%，其中醇類有6種，酯類有14種，酸類有9種，烷烴類有6種，酮類有2種，酚類醚類胺類各1種。赤霞珠葡萄酒中共有28種組分，香氣成分占99.670%，其中醇類有6種，酯類有11種，酸類有6種，烯類有3種，酮類等成分有2種。長相思葡萄酒中還存在少量的酚類、醚類、胺類，赤霞珠葡萄酒中含有的烯類物質(zhì)，這些成分的共同貢獻(xiàn)下造就了兩種葡萄酒特有的風(fēng)味。