煙臺產區三個葡萄品種原酒和蒸餾酒香氣分析

肖慧琳，徐維華，鄭秋玲，李記明，唐美玲，楊魯光

（1. 山東省煙臺市農業科學研究院，山東煙臺 265500；2. 煙臺張裕葡萄釀酒股份有限公司，山東煙臺 265503；3. 萊州市農業技術推廣中心果茶工作站，山東萊州 261400）

香氣是評價葡萄蒸餾酒質量的核心指標之一[1-2]，已報道的蒸餾酒香氣成分有400多種[3]，主要包括酯類、醇類、萜烯類、醛酮類、酸類等，來源于葡萄果實、發酵、蒸餾和陳釀過程[2]。其中，葡萄品種對蒸餾酒香氣的影響較大[4-6]，因此近年來篩選適宜的釀酒葡萄品種以提升葡萄酒和蒸餾酒品質的研究逐漸增多[7-10]。

優良品種需要適地適栽，才能發揮出品種的最大優勢。近年來，煙臺產區極端氣候增多，春天頻繁變溫，夏秋陰雨連綿，冬季持續低溫，導致葡萄枝條抽干嚴重，葡萄品質不穩定，病害防控壓力大，亟需篩選抗病、省工品種，豐富產區葡萄品種和酒種。‘熊岳白’是山歐雜種，抗寒抗病，豐產穩產，酸高糖高，釀造的白葡萄酒新鮮清爽[11]；‘黑虎香’是歐美雜種，在煙臺產區5年的調查發現，該品種對霜霉病、炭疽病和白腐病等抗性強，采收期還原糖含量150 g·L-1左右，酸含量在6～9 g·L-1，糖低酸高，釀造的葡萄酒香氣濃郁，口感清爽[12]；‘摩爾多瓦’是歐美雜種，高抗霜霉病，采收時可溶性固形物在16%～19%[13]，釀造的葡萄酒口感柔和，果香濃郁，香氣純正[14]。本研究通過分析比較煙臺產區上述3品種的原酒和蒸餾酒香氣成分，為篩選煙臺產區生產白蘭地及其調配酒的適宜品種提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試品種‘黑虎香’‘摩爾多瓦’和‘熊岳白’，種植于山東省煙臺市農業科學研究院試驗地，自根苗，株行距1 m×2 m，單干雙臂樹形，垂直葉幕，短枝修剪，每米留梢量為10～13個，每新梢留果量1～2穗。采收時葡萄汁基本理化指標如表1所示。

表1 三個釀酒葡萄品種采收期葡萄汁基本理化指標Table 1 Basic physicochemical indexes of grape juice in harvest period of three grape varieties

試劑：色譜級香氣標準品：美國Sigma-Aldrich公司；分析純氯化鈉：中國上海中藥化學試劑有限公司；酵母FC9：上海杰兔工貿有限公司。

1.2 儀器與設備

50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭：美國Supelco公司；Trace1300-ISQ氣相色譜質譜聯用儀、HP-5 MS石英毛細管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）：美國Thermos公司；電子分析天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；紫銅雙塔蒸餾器：煙臺帝伯仕自釀機有限公司。

1.3 方法

1.3.1 小容器發酵和蒸餾

2021年于采收期分別采收成熟果實，10月10日采收‘熊岳白’，10月25日采收‘黑虎香’和‘摩爾多瓦’。每個品種分別采收30 kg，除梗，粒選機粒選后破碎，壓榨取清汁分別置于3個5 L發酵罐，放置4 ℃冷庫低溫靜置24 h。每罐取上清液，按0.3 g·L-1添加活化FC9酵母，15～18 ℃控溫發酵，待比重降至1.00以下且不再發生變化后表明酒精發酵結束；于4 ℃冷庫靜置3 d，取上清液，其中300 mL原酒加硫60 mL·L-1滿瓶保存待測，其余原酒蒸餾。

采用12 L紫銅雙塔蒸餾器二次蒸餾發酵樣品，第一次蒸餾待混合餾出液酒度28%～30%（Vol，下同）時停止蒸餾，得到粗餾液，將粗餾液二次蒸餾，去酒頭（體積為酒精總含量的1%），待混合餾出液酒精度為68%～70%時停止蒸餾，得蒸餾酒待測。

1.3.2 香氣成分檢測

葡萄原酒和蒸餾酒（酒精度稀釋至10%送檢）香氣成分采用頂空固相微萃取-氣相色譜質譜聯用法檢測。載氣為高純氦氣，流速1.6 mL·L-1；升溫程序為40 ℃保持2 min，以4 ℃·min-1升至180 ℃保持1 min；再以15 ℃·min-1升溫至250 ℃，保持1 min，進樣口溫度為250 ℃；不分流進樣，電離模式為電子轟擊離子源（EI），電子能量70 eV，離子源溫度250 ℃，傳輸線溫度250 ℃，質量掃描范圍為45～600 amu。根據美國國家標準技術研究所標準譜庫的保留指數和質譜信息定性，根據相似結構的標準品的標準曲線進行定量。

1.4 數據處理

采用Microsoft Excel 2010計算平均值、標準偏差，采用Origin 9.5繪制柱狀圖，采用SPSS 19.0進行數據顯著性分析，采用SIMCA 14.1進行偏最小二乘和主成分分析。

2 結果與分析

2.1 葡萄原酒和蒸餾酒香氣成分種類

2.1.1 葡萄原酒香氣成分種類分析

3個品種葡萄原酒共檢測出55種香氣成分，其中‘黑虎香’最多，有46種；‘熊岳白’最少，有40種。3個品種原酒相同香氣成分33種，各品種獨有香氣成分共16種，其中‘黑虎香’獨有香氣成分為9種：2-戊醇、異戊酸乙酯、辛醇、丁二酸二乙酯、α-松油醇、苯乙酸乙酯、肉桂酸乙酯、癸酸正丙酯和姜烯，主要呈現甜果香[15]、花香[16]、蜂蜜香[17]和酒香等；‘摩爾多瓦’獨有香氣成分4種：反式-2-己烯酸、十一醇、正癸酸和β-石竹烯，主要呈現果香、奶香[15]和花香；‘熊岳白’獨有香氣成分3種：己酸異丁酯、甲酸芳樟醇和(E)-β-金合歡烯，主要呈現蘋果、檸檬、熱帶水果香。

2.1.2 葡萄蒸餾酒香氣種類分析

3個品種蒸餾酒共檢測出56種香氣成分，‘黑虎香’共檢測到42種，‘熊岳白’39種。3個品種蒸餾酒相同香氣成分29種，各品種獨有香氣成分共19種，其中‘黑虎香’獨有香氣成分9種：乙酸異丁酯、5-甲基-2-庚醇、巴豆酸乙酯、莰烯、辛醇、2-辛烯酸乙酯、甲酸-2-苯乙酯、肉桂酸乙酯和α-金合歡烯，主要呈現果香[18]和花香；‘摩爾多瓦’獨有香氣成分5種：2-戊醇、醋酸辛酯、十一醇、乙酸香茅酯和辛酸異辛酯，主要呈現酒香、果香和玫瑰花香；‘熊岳白’獨有香氣成分5種：紫羅蘭酮、甲酸芳樟醇、甲酸香草酯、癸酸異丁酯和10-十一烯酸乙酯，主要呈現玫瑰花香、檸檬香、果香和脂香。

2.1.3 不同品種葡萄原酒與蒸餾酒香氣種類對比分析

經過蒸餾操作后，3個品種酒樣香氣種類均沒有增加，有的品種反而減少。‘黑虎香’蒸餾酒比原酒減少了12種香氣成分：2-戊醇、異戊酸乙酯、己酸、辛酸、丁二酸二乙酯、苯乙酸乙酯、乙酸苯乙酯、辛酸異丁酯、癸酸正丙酯、十一酸乙酯、癸酸異丁酯、十四酸乙酯；增加了另外8種香氣成分：5-甲基-2-庚醇、巴豆酸乙酯、莰烯、4-萜烯醇、2-辛烯酸乙酯、甲酸-2-苯乙酯、α-金合歡烯、(E)-β-金合歡烯。‘摩爾多瓦’蒸餾酒比原酒減少了10種香氣成分：乙酸異丁酯、反式-2-己烯酸、辛酸、癸酸甲酯、丁酸香茅酯、正癸酸、β-石竹烯、十一酸乙酯、雪松烯、癸酸異丁酯；增加了10種香氣成分：2-戊醇、芳樟醇、4-萜烯醇、α-松油醇、醋酸辛酯、乙酸香茅酯、大馬士酮、辛酸異辛酯、姜烯、(E)-β-金合歡烯。‘熊岳白’蒸餾酒比原酒減少了8種香氣成分：乙酸異丁酯、己酸、己酸異丁酯、辛酸、辛酸丙酯、壬酸乙酯、丁酸香茅酯、雪松烯；增加了7種香氣成分：辛酸甲酯、α-松油醇、紫羅蘭酮、甲酸香草酯、大馬士酮、姜烯、10-十一烯酸乙酯。

2.2 葡萄原酒和蒸餾酒香氣含量分析

2.2.1 葡萄原酒香氣含量分析

圖1A為不同品種原酒香氣成分含量，包括酯類、醇類、醛類、酸類、萜烯類等。香氣成分總含量上，順序為黑虎香＞摩爾多瓦＞熊岳白，‘黑虎香’和‘摩爾多瓦’原酒香氣總量無顯著差異，但均顯著高于‘熊岳白’。3個品種均為酯類含量最高，均在85%以上；其次為醇類，含量為5%～14%，其余香氣成分含量比例隨品種不同而有差異。

圖1 原酒（A）和蒸餾酒（B）香氣成分含量Figure 1 Aroma content of original wine (A) and distilled wine (B)

3個品種原酒酯類含量較高的成分均為辛酸乙酯和癸酸乙酯，主要呈現甜果香味和脂肪味，‘黑虎香’和‘摩爾多瓦’原酒酯類含量均超過7400 μg·L-1，顯著高于‘熊岳白’4370.91 μg·L-1；‘摩爾多瓦’原酒酯類含量占比最高，達到94.25%，其中乙酸酯類含量（457.28 μg·L-1）顯著高于‘黑虎香’和‘熊岳白’。3個品種原酒醇類均以異戊醇、2-甲基丁醇和苯乙醇為主，‘黑虎香’和‘熊岳白’原酒醇類含量均超過了720 μg·L-1，顯著高于‘摩爾多瓦’原酒（408.91 μg·L-1）；酸類、醛類和萜烯類在三個品種原酒中含量均較低。葡萄酒脂肪酸類主要來源于酵母脂肪酸代謝，其中中鏈脂肪酸（C4～C12）及其相應的酯對葡萄酒風味產生顯著影響[19]。3個葡萄品種原酒揮發性酸類均以辛酸為主，‘摩爾多瓦’原酒揮發性酸類含量（25.43 μg·L-1）顯著高于‘黑虎香’（13.63 μg·L-1）和‘熊岳白’（10.85 μg·L-1）。葡萄酒醛類主要來源于高級醇氧化，三個品種原酒醛類均以壬醛為主，呈現柑橘香氣，‘摩爾多瓦’原酒醛類含量顯著高于‘黑虎香’和‘熊岳白’。葡萄酒萜烯類來源于葡萄果實，多呈現花香、果香和甜香，通常閾值很低，因此對葡萄酒香氣有重要影響。3個品種原酒萜烯類以香茅醇、芳樟醇和橙花叔醇為主，主要呈現玫瑰、柑橘香氣，萜烯類總含量為黑虎香＞熊岳白＞摩爾多瓦，且均有顯著性差異。

2.2.2 葡萄蒸餾酒香氣含量分析

圖1B為3個品種蒸餾酒不同種類香氣成分含量，主要包括酯類、醇類、醛類和萜烯類。香氣成分總含量上，摩爾多瓦＞黑虎香＞熊岳白，均有顯著性差異；與原酒順序不同，‘摩爾多瓦’蒸餾酒香氣總量最多，達到38 299.18 μg·L-1。3個品種蒸餾酒均為酯類含量最高，均在86%以上，均以辛酸乙酯和癸酸乙酯為主。其次為醇類，含量為6%～11%，以異戊醇和2-甲基丁醇為主，其余香氣成分含量比例隨品種不同而有差異。經蒸餾操作后，‘摩爾多瓦’蒸餾酒酯類含量（35 476.94 μg·L-1）顯著高于‘黑虎香’和‘熊岳白’，占比92.63%；主要增加了呈現果香的辛酸乙酯和癸酸乙酯含量。‘黑虎香’和‘摩爾多瓦’蒸餾酒香氣含量排序均為其他類＞萜烯類＞醛類，‘熊岳白’經蒸餾后萜烯類含量（398.62 μg·L-1）顯著高于‘黑虎香’和‘摩爾多瓦’。

2.3 葡萄原酒和蒸餾酒香氣主成分分析

對3個品種原酒香氣成分做偏最小二乘分析，VIP值大于1的香氣成分如表2所示。選取VIP＞1的香氣成分對原酒做主成分分析。從原酒主成分得分圖可知（圖2A），主成分1可以將‘黑虎香’原酒區分開，主成分2可以將‘摩爾多瓦’和‘熊岳白’原酒區分開。綜合得分圖和載荷圖（圖2B），2-戊醇、乙酸異戊酯、乙酸己酯、丁二酸二乙酯、姜烯和苯乙醇等香氣成分是‘黑虎香’區別于另外兩個品種的主要成分，主要呈現花香、醚香和蜂蜜香。十一酸乙酯、己酸異丁酯、癸酸乙酯、(E)-β-金合歡烯是‘熊岳白’原酒區別于其他兩個品種原酒的主要成分，主要呈現果香。反式-2-己烯酸、癸醛、十一醇、正癸酸、己酸和芳樟醇等香氣成分是‘摩爾多瓦’原酒區別于其他兩個品種原酒的主要香氣成分，主要呈現脂香和橙皮香。

圖2 原酒香氣主成分分析得分圖（A）和載荷圖（B）Figure 2 The score plot (A) and load diagram (B) of principal component analysis of original wine

對3個品種蒸餾酒香氣成分分別做偏最小二乘法分析，VIP值大于1的香氣成分如表3所示，選取VIP＞1的香氣成分對蒸餾酒做主成分分析（圖3）。圖3A為蒸餾酒主成分得分圖，主成分1可以將‘黑虎香’蒸餾酒區分開，主成分2可以將‘摩爾多瓦’和‘熊岳白’蒸餾酒區分開。綜合主成分得分圖和載荷圖（圖3B），乙酸異丁酯、5-甲基-2-庚醇、莰烯、辛醇、2-辛烯酸乙酯、甲酸-2-苯乙酯、乙酸己酯和乙酸苯乙酯等香氣成分引起‘黑虎香’和另外兩個品種蒸餾酒的差異，主要呈現果香、玫瑰花香。紫羅蘭酮、甲酸香草酯、反式-4-癸烯酸乙酯、10-十一烯酸、4-萜烯醇和壬酸乙酯等是‘熊岳白’蒸餾酒區別于其他兩個品種蒸餾酒的主要成分，主要呈現花香、果香和脂香。醋酸辛酯、2-戊醇、十一醇、乙酸香茅酯、辛酸異辛酯和癸酸甲酯等香氣成分是‘摩爾多瓦’蒸餾酒區別于其他兩個品種蒸餾酒的原因，主要呈現花香、果香和脂香。

圖3 蒸餾酒香氣主成分分析得分圖（A）和載荷圖（B）Figure 3 The score plot (A) and load diagram (B) of principal component analysis of distilled wine

表3 蒸餾酒VIP值大于1香氣成分含量Table 3 Content of distilled wine aroma components with VIP＞1

2.4 三個品種原酒和蒸餾酒香氣呈味情況

OAV是香氣成分含量與閾值的比值，用于評價香氣成分對酒香的貢獻情況。各類已知閾值香氣成分OAV＞0.1的OAV累加值如表4所示。將OAV＞0.1的呈味類型分為4組，分別為果香、花香、甜香和脂肪味。其中果香主要來源于己酸乙酯、癸酸乙酯和辛酸乙酯，花香主要來源于芳樟醇、大馬士酮和紫羅蘭酮，甜香主要來源于乙酸異戊酯和壬醛，脂肪味主要來源于癸醛（香皂、橙皮、牛脂味）。3個葡萄品種原酒呈味均以果香為主，‘黑虎香’的果香最為突出，‘摩爾多瓦’和‘黑虎香’果香差異不顯著。‘摩爾多瓦’原酒的脂肪味和甜香最明顯。‘熊岳白’原酒各呈香香氣比‘摩爾多瓦’和‘黑虎香’更均衡。3個品種蒸餾酒中，‘黑虎香’以果香和脂肪味為主，伴以少量花香和甜香；‘摩爾多瓦’以果香、脂肪味和花香為主，呈少量甜香；‘熊岳白’蒸餾酒果香、花香和脂肪味相對均衡。

表4 三個品種原酒和蒸餾酒香氣值Table 4 Odor activity value of original wine and distilled wine from three grape varieties

3 討論

葡萄酒酯類物質主要來源于發酵過程[20]，大多數酯類物質呈現果香、花香和奶油香等令人愉快的香氣[21]。曹佩佩[22]分析了陜西地區‘摩爾多瓦’等鮮食葡萄原酒和蒸餾酒，結果表明‘摩爾多瓦’原酒醇類物質含量高于酯類，與本研究結果不一致，可能為酵母發酵和產區不同引起。李凱等[23]研究表明，酯類是草莓香型葡萄品種主要的呈味物質，‘黑虎香’原酒酯類含量最高，可能與品種香有關。

葡萄酒中的醇類是由糖類物質轉化而來[24]，呈現甜香、花香和青草香[25]，大部分高級醇來源于酵母菌氨基酸代謝。重構試驗表明，單個高級醇對葡萄酒的風味影響較小，可能是由于作為底物生成乙酸酯類和醛類等更有氣味特點的物質[19]。‘摩爾多瓦’原酒中乙酸酯類含量最高，醇類含量最低，可能為高級醇類作為底物生成了更多的乙酸酯類。

蒸餾酒香氣成分組成和含量受到葡萄品種、栽培管理、產地、發酵和蒸餾工藝等因素影響[15]。本研究中3個品種蒸餾酒香氣種類均未增多，與李洋等[26]對‘貴人香’原酒和蒸餾酒香氣檢測種類變化不同，可能與品種香氣成分和蒸餾方式差異有關。Zierer等[27]研究表明，蒸餾工藝相同的情況下，不同品種蒸餾酒香氣風格差異較大。本研究也得到了相似結果，3個品種蒸餾酒香氣主成分和香氣值差異較大，區別明顯。

蒸餾過程可以濃縮原酒中揮發性成分，還可以通過馬德拉反應、酯化作用等合成新的香氣成分[29]，這些新成分常構成蒸餾酒的骨架香氣[15]，這在曹佩佩[22]、王鑫等[30]的研究中得到了驗證。與原酒不同，經蒸餾操作后，3個品種均未檢出揮發性酸類物質，‘摩爾多瓦’經蒸餾操作后，酯類含量顯著提升，可能原因為蒸餾過程中酸類參與合成了酯類[28]。

4 結論

3個葡萄品種原酒和蒸餾酒香氣均可較好區分，原酒中香氣成分種類和總含量‘黑虎香’最多，‘熊岳白’最少。3個品種原酒香氣成分含量均以呈現果香的酯類為主，‘黑虎香’和‘摩爾多瓦’原酒果香香氣值相近，均顯著高于‘熊岳白’，有釀造優質果香型葡萄酒的潛力。蒸餾操作未能增加酒樣中的香氣種類，但顯著提升了香氣含量；3個品種蒸餾酒均以酯類為主，蒸餾酒香氣總含量‘摩爾多瓦’最高，‘熊岳白’最低。3個葡萄品種蒸餾酒呈香均以果香為主，‘熊岳白’蒸餾酒花香香氣值顯著高于‘黑虎香’和‘摩爾多瓦’，整體相對均衡，有釀造優質白蘭地的潛力。