蛇龍珠新品系葡萄酒香氣成分分析及評價

李紅娟，孔維府，周新明，張衛強

（1.中國農業大學食品與葡萄酒學院（煙臺），山東煙臺 264670；2.煙臺張裕公司，山東煙臺 264008）

葡萄酒的質量潛存于葡萄漿果中，品種是最重要的因素之一[1]。世界各葡萄酒生產國都十分重視營養系選種，對原有的優良釀酒品種進行營養系篩選，去劣存優，優中選優便成了釀酒葡萄種植十分重要的內容[2]。作為構成葡萄酒質量的一個重要因素—揮發性香氣成分，在葡萄酒的風格和個性化方面起到了主要作用。目前，根據已有的研究報道，葡萄酒中揮發性香氣物質大約有900多種[3]，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，是由葡萄漿果中芳香物質的種類，及其香氣的濃度以及優雅度所決定的。只有優良的葡萄品種，才能有優雅的葡萄果香，才能釀造出具有優雅果香的葡萄酒[4]。

近年來，隨著色譜、質譜等現代分析技術的發展，基于揮發性成分分析的多種技術方法用于葡萄酒的區別和分類。固相微萃取（solid-phase micro extraction，SPME）-氣相色譜-質譜聯用（gas chromatographymass spectrometry，GC-MS）技術的特點是可有效分離單個揮發性成分并鑒定其結構，已廣泛應用于葡萄酒中的香氣分析[5-7]。李悅等[8]采用SPMEGC-MS法測定北冰紅山葡萄酒中的香氣成分，并根據葡萄酒香氣輪盤對香味類型進行了劃分。王雪薇等[9]采用HS-SPMEGC-MS與聞香儀相結合的方法，對來源于新疆4個產區10個品種葡萄酒的香氣成分進行了測定，結果表明新疆4產區赤霞珠葡萄酒以酯類為主要的嗅聞呈香物質，不同產區的赤霞珠葡萄酒其嗅聞呈香物質具有較大差異。焦紅茹等[10]對寧夏產區不同陳釀年份霞多麗干白葡萄酒香氣成分研究表明：不同陳釀年份霞多麗干白葡萄酒中芳香物質種類一致且在含量上有顯著性差異。張眾等[11]分析比較了賀蘭山東麓不同年份赤霞珠陳釀香氣特征，結果表明該產區葡萄酒香氣成分以酯類物質為主，其次是醇類和酸類物質。

山東煙臺是中國最主要的優質釀酒葡萄主產區之一，蛇龍珠葡萄品種具有抗病性、抗旱性、抗抽干能力較好等特點[12]。本研究以煙臺不同區域收集的在表現型、產量等方面有穩定差異的8個蛇龍珠新品系為材料，采用SPME-GCMS技術對蛇龍珠新品系葡萄酒的香氣成分進行定量分析，結合經氣味活性值（odor activity values，OAV）及隸屬函數值分析比較[13-15]，為葡萄新品系從香氣成分方面選種提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 供試葡萄

蛇龍珠品種各品系E-01～E-08均收集于煙臺周邊地區（E-01：蓬萊；E-02：棲霞北；E-03：棲霞南；E-04：幸福；E-05：萊山；E-06：龍口；E-07、E-08）：煙臺開發區。株行距1.5 m×2.0 m，單干雙臂整形，中梢修剪。土壤為沙質壤土。

1.1.2 化學試劑

氯化鈉、乙醚、戊烷（均為分析純）：中國醫藥集團上海化學試劑公司；2-辛醇（色譜純）：美國Fluka公司。

1.2 儀器與設備

6890N-5975N氣相色譜質譜聯用儀：美國安捷倫公司；50/30 μmDVB/CAR/PDMS固相微萃取頭：美國Supelco公司；MPS2自動SPME裝置：德國Gerstel公司；DC-12型氮吹儀：上海安譜科學儀器有限公司；SHB-3型循環水多用真空泵：鄭州杜甫儀器廠；MP-20C外循環恒溫水浴鍋：上海一恒科技有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 葡萄酒的加工工藝流程及操作要點

1.3.2 葡萄酒揮發性香氣成分的測定[16-19]

采用液-液微萃取（liquid-liquid microextraction，LLME），結合SPME-GC-MS技術定量葡萄酒揮發性香氣成分。

樣品前處理：10 mL葡萄酒樣品，用20 mL煮沸過的去離子水稀釋，加NaCl至飽和，用1 mL乙醚：戊烷（1∶1，V/V）為萃取溶劑振蕩萃取，去上層有機相進GC-MS分析。直接進樣，進樣量為1 μL。

SPME萃取條件：10 mL葡萄酒樣品放入SPME樣品中，采用DVB/CAR/PDMS萃取頭，在30 ℃條件下預熱5 min，以250 r/min的轉速萃取60 min；萃取完成后，再放入氣相色譜進樣口，解吸附5 min（進樣口溫度為250 ℃），進GC-MS分析。

氣相色譜條件：色譜柱為CP-Wax 52 CB（0.32 mm×0.20 μm×50 m），起始溫度50 ℃保持10 min，6 ℃/min速率升溫至230 ℃，保持25 min；載氣為高純度氦氣（He）（純度99.99%），流速2 mL/min。

質譜條件：電子電離（electronic ionization，EI）源，離子源溫度200 ℃，電子能量70 eV，掃描范圍50～800 m/z。

定性定量方法：未知化合物的質譜通過與美國國家標準技術研究所（national institute of standards and technology，NIST）05a.L譜庫檢索進行定性分析。定性結果通過與標準樣品的質譜比對和查閱已經報道過的文獻中相應物的保留時間確認。化合物的定量以2-辛醇為內標，用選擇離子監測（selected ion monitoring，SIM）的方法對所有化合物進行積分，通過計算各檢測化合物與內標物的峰面積之比求得其質量濃度，其計算方法是：

1.3.3 利用OAV值確定重要香氣成分

揮發性物質對整體香氣的貢獻，需要結合對應的閾值才能準確判定。氣味活度值（OAV）是通過揮發性物質濃度除以閾值而得，用來評價某一特定物質對酒體香氣的貢獻程度。一般來講，OAV＜1，說明該組分對總體氣味無實際作用；OAV＞1時，該化合物才能呈現香氣。

1.3.4 應用隸屬函數值評價各個品系

揮發性香氣成分是構成葡萄酒質量的一個重要因素，各品系的香氣成分由若干個指標構成，這些指標在相互獨立的基礎上又相互影響。隸屬函數在模糊控制系統中所起的作用是將普通的清晰量轉化為模糊量，以便進行模糊邏輯運算和推理。在試驗結果分析中，隸屬函數分析提供了一條在多指標測定基礎上，進行綜合評價的途徑。赤霞珠葡萄各個品系應用模糊數學隸屬函數值進行分析及評價[21]。

計算重要香氣成分（由OAV值確定）在各品系中的具體隸屬值→累加各品系重要香氣成分的隸屬值→根據各品系隸屬值的大小進行比較

隸屬函數值X（ij）計算公式如下：

式中：X（ij）表示i樣品j指標的隸屬值；Xij表示i樣品j指標的測定值，μg/L；Xj max、Xj min為指標的最大值和最小值，μg/L。

2 結果與分析

2.1 蛇龍珠各品系葡萄酒中揮發性香氣成分鑒定

采用SPME/GC-MS技術鑒定和分析蛇龍珠8個新品系葡萄酒中的揮發性香氣成分，各成分含量測定結果見表1。

由表1可知，共鑒定出70種揮發性物質。其中，酯類化合物19種、醇類化合物10種、酸類化合物10種、醛酮類化合物6種、萜烯類化合物5種、芳香族化合物7種、硫化物1種、C13-降異戊二烯類2種、內酯類物質1種、揮發性酚類9種。

酯類化合物是檢測結果中種類最豐富的化合物，其產生源于發酵過程中酵母或細菌的代謝及葡萄酒的陳釀過程[20]。酯類物質可以賦予葡萄酒水果或者花的香味，對葡萄酒的香氣起著十分重要的作用[21]。鑒定出的19種酯類化合物中E-01～E-06定量18種，E-07、E-08定量17種。酸類化合物E-01～E-07定量9種，E-08定量10種。醛酮類化合物E01～E03定量5種，E04～E08定量4種。芳香族化合物E-06定量6種，其余品系定量7種。萜烯類化合物E-04及E06～E08定量4種，其余品系定量5種。其他化合物在種類上各品系沒有差異。

表1 蛇龍珠新品系葡萄酒香氣物質定量分析結果Table 1 Quantitative analysis results of aroma components in different new varieties of Cabernet Gernischt

續表

2.2 利用OAV值確定重要香氣成分

揮發性物質對整體香氣的貢獻，需要結合對應的閾值才能準確判定。氣味活度值（OAV）是通過濃度除以閾值而得，用來評價某一特定物質對酒體香氣的貢獻程度。一般來講，OAV＜1，說明該組分對總體氣味無實際作用；OAV＞1時，該化合物才能呈現香氣。蛇龍珠各品系中重要香氣成分OAV值計算結果見表2。

由表2可知，通過計算各物質的OVA值，可知乙酸乙酯（水果香）、2-甲基丙酸乙酯（水果香）、丁酸乙酯（水果香）、3-甲基丁酸乙酯（水果香）、乙酸異戊酯（果香）、己酸乙酯（水果氣味）、乳酸乙酯（水果香）、辛酸乙酯（煮果香）、癸酸乙酯（青香、葡萄香）、3-甲基丁醇（悶臭氣味）、乙酸（酸味）、丁酸（酸臭氣味）、3-甲基丁酸（酸臭氣味）、己酸（酸臭味）、辛酸（汗臭味、干酪味）、2,3-丁二酮（黃油香）、里哪醇（花香）、二氫肉桂酸乙酯（果香）、β-大馬酮（糖果氣味）、4-甲基苯酚（煙熏味）、4-乙烯基愈創木酚（丁香、調味品味）、2,6-二甲氧基苯酚（堅果、煙熏味）為蛇龍珠各品系葡萄酒中有貢獻的揮發性香氣成分。其中，3-甲基丁醇、乙酸、丁酸、3-甲基丁酸、己酸、辛酸（共6種）在葡萄酒中起到的是不良風味作用，酸類物質的產生主要來源于發酵過程中醛類的氧化，其濃度取決于未發酵葡萄汁的初始成分及發酵條件[22]。

乙酸乙酯、2-甲基丙酸乙酯、丁酸乙酯、3-甲基丁酸乙酯、乙酸異戊酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、2,3-丁二酮、里哪醇、二氫肉桂酸乙酯、β-大馬酮、4-甲基苯酚、4-乙烯基愈創木酚、2,6-二甲氧基苯酚（共16種）作為重要香氣成分在葡萄酒香氣中起到了積極作用。其中，品種E-01、E-03中乳酸乙酯OAV值＞1，其他品系OAV值＜1；品種E-07、E-08中3-甲基丁酸乙酯及E-06、E-07、E-08中里哪醇含量較少，無法定量。

2.3 應用隸屬函數值評價葡萄各品系

通過OAV值確定了16種重要香氣成分，以重要香氣成分進行隸屬函數值計算并比較。結果見表3。

表3 根據重要香氣成分評價蛇龍珠葡萄各品系Table 3 Evaluation of different varieties of Cabernet Gernischt according to important aroma components

隸屬函數分析提供了一條在多指標測定基礎上，對葡萄酒香氣成分進行綜合評價的途徑。從表3可以看出，在蛇龍珠新品系當中，隸屬函數值由高到低依次為E-04＞E-01＞E-03＞E-06＞E-05＞E-07＞E-08＞E-02。從而確定新品系中E-04香氣表現最好，其次是E-01、E-03。

3 結論

采用SPME/GC-MS技術鑒定和分析了蛇龍珠8個新品系葡萄酒中的揮發性成分，共鑒定出70種揮發性物質。其中，酯類19種，醇類10種，酸類10種，醛酮類6種，萜烯類5種，芳香族7種，硫化物1種，C13-降異戊二烯類2種，內酯類物質1種，揮發性酚類9種。

其中品種E-07、E-08中3-甲基丁酸乙酯，品種E-01～E-07中壬酸，品種E-04～E-08中癸醛、品種E-06～E-08里哪醇、E-04中4-萜品醇、品種E-06中苯乙醛含量較低，未能定量檢測。

OAV值法共鑒定出16種對葡萄酒香氣有積極作用的活性香氣成分（OAV＞1）包括：乙酸乙酯、2-甲基丙酸乙酯、丁酸乙酯、3-甲基丁酸乙酯、乙酸異戊酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、2,3-丁二酮、里哪醇、二氫肉桂酸乙酯、β-大馬酮、4-甲基苯酚、4-乙烯基愈創木酚、2,6-二甲氧基苯酚。16種重要香氣成分中，乳酸乙酯（E-01、E-03）OAV值大于1，其他品系小于1；3-甲基丁酸乙酯（E-07、E-08）和里哪醇（E-06、E-07、E-08）含量較少，未能定量檢測。

隸屬函數值分析比較，蛇龍珠新品系當中，品種E-04香氣表現最好，其次是品種E-01、E-03。