葡萄酒香氣化學(xué)研究進(jìn)展

劉麗媛，劉延琳，李 華*

(西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄酒學(xué)院，陜西省葡萄與葡萄酒工程技術(shù)研究中心，陜西 楊凌 712100)

葡萄酒香氣化學(xué)研究進(jìn)展

劉麗媛，劉延琳，李 華*

(西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄酒學(xué)院，陜西省葡萄與葡萄酒工程技術(shù)研究中心，陜西 楊凌 712100)

葡萄酒的整體香氣主要取決于氣味物質(zhì)之間以及氣味物質(zhì)與非芳香基質(zhì)成分的復(fù)雜反應(yīng)。對(duì)葡萄與葡萄酒香氣的化學(xué)研究，主要集中于對(duì)風(fēng)味起作用的揮發(fā)性芳香物質(zhì)的復(fù)雜性，以及不同葡萄品種、種植區(qū)和年份引起的變化。本文對(duì)葡萄酒中香氣成分的種類(lèi)、影響因素、分析方法及其應(yīng)用進(jìn)行綜述。

葡萄酒；香氣；影響因素；分析方法

葡萄酒香氣是評(píng)價(jià)葡萄酒質(zhì)量的一個(gè)重要部分，復(fù)雜的香氣成分在不同葡萄酒中的存在與否、含量、比例以及平衡關(guān)系等差異構(gòu)成了不同特色和風(fēng)格的葡萄酒。對(duì)葡萄與葡萄酒香氣的化學(xué)研究，主要集中于對(duì)香氣起作用的揮發(fā)性芳香物質(zhì)的復(fù)雜性，以及不同葡萄品種、種植區(qū)和年份引起的顏色變化方面，其最早的研究可追溯到1942年Hennig和Villforh開(kāi)始的研究[1]。在19世紀(jì)以及20世紀(jì)早期，對(duì)葡萄酒香氣物質(zhì)的研究多集中于呈味、呈香物質(zhì)(乙醇、有機(jī)酸、糖)，與保護(hù)葡萄酒質(zhì)量相聯(lián)系的物質(zhì)[2]，缺陷物質(zhì)或不良?xì)馕?如帶有醋味的醋酸)。隨著發(fā)酵技術(shù)的進(jìn)步，缺陷物質(zhì)出現(xiàn)的概率在不斷降低。在20世紀(jì)中期，研究香氣的化學(xué)家們開(kāi)始將目光轉(zhuǎn)向?qū)Σ煌贩N、不同類(lèi)型葡萄酒(如佐餐酒、波爾圖葡萄酒、蘇太尼葡萄酒等)有特殊感官貢獻(xiàn)的化學(xué)物質(zhì)。

目前，對(duì)芳香物質(zhì)組成成分的單純了解還不能完全理解葡萄酒的整體香氣，而其取決于氣味物質(zhì)之間以及氣味物質(zhì)與非芳香基質(zhì)成分的復(fù)雜反應(yīng)。因此，葡萄酒香氣的剖析工作一直是熱點(diǎn)研究課題。研究葡萄酒的香氣物質(zhì)，不僅對(duì)建立優(yōu)質(zhì)葡萄與葡萄酒的質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)及釀酒工藝控制具有重要意義，而且在一定程度上可為我國(guó)原產(chǎn)地域葡萄酒的分類(lèi)、鑒別以及保護(hù)技術(shù)提供科學(xué)的依據(jù)。本文圍繞對(duì)葡萄和葡萄酒香氣起作用的揮發(fā)性芳香物質(zhì)及其影響因素、分析方法和應(yīng)用展開(kāi)綜述。

1 葡萄酒中主要的香氣物質(zhì)

葡萄酒的香氣由幾百種揮發(fā)性化合物組成，目前已經(jīng)鑒定出的香氣成分大約有800多種[3]，主要包括醇、酯、有機(jī)酸、揮發(fā)性酚、內(nèi)酯、縮醛、芳香酮、萜烯類(lèi)、脂肪酸、單萜醇氧化物等[4-5]。其中，每一類(lèi)、每一種香味物質(zhì)對(duì)葡萄酒風(fēng)味質(zhì)量的貢獻(xiàn)都不一樣，它們賦予了葡萄酒復(fù)雜而又獨(dú)特的風(fēng)味。這與風(fēng)味化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系，如醇類(lèi)具有清淡的氣味：3-甲基-1-丁醇、己烯醇、2,3-丁二醇具有植物、肥皂、青草香氣，苯乙醇具有愉快的玫瑰香氣，但大多數(shù)醇類(lèi)具有不愉快的氣味。

1.1 香氣物質(zhì)分類(lèi)

在葡萄酒中根據(jù)香氣物質(zhì)的來(lái)源，可將葡萄酒的香氣分為三大類(lèi)香氣：源于葡萄漿果的品種香氣；源于發(fā)酵的發(fā)酵香氣；源于陳釀的陳釀香氣。根據(jù)陳釀方式的不同，陳釀香氣還可分為還原醇香和氧化醇香兩類(lèi)?？偟膩?lái)說(shuō)，葡萄酒總體芳香成分的大部分是由發(fā)酵香氣組成，其中釀酒酵母的發(fā)酵可形成許多醇類(lèi)(最主要的為乙醇、C3～C5單鏈和支鏈的n-醇類(lèi)以及2-苯基乙醇)和酯類(lèi)物質(zhì)(最主要的為乙酸乙酯以及乙酸異戊酯)。

目前，學(xué)者們常按照葡萄酒中香氣成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)將其分為六大類(lèi)，分別為醇類(lèi)、酯類(lèi)、有機(jī)酸、羰基化合物(醛和酮)、酚類(lèi)、萜烯類(lèi)化合物和含硫化合物。

醇類(lèi)化合物是葡萄酒酵母發(fā)酵的主要產(chǎn)物，其主要成分是乙醇以及微量的其他醇類(lèi)。醇類(lèi)化合物對(duì)葡萄酒的香味具有重要影響，適量的高級(jí)醇會(huì)給葡萄酒帶來(lái)良好香氣。葡萄酒中的酯類(lèi)物質(zhì)是酵母發(fā)酵的產(chǎn)物，酯類(lèi)物質(zhì)特有的類(lèi)似水果味道賦予葡萄酒特殊香氣。葡萄酒中含有多種有機(jī)酸，如酒石酸、蘋(píng)果酸、乙酸、乳酸、琥珀酸、檸檬酸、葡萄糖酸等。這些酸類(lèi)一部分來(lái)源于葡萄果實(shí)，大部分由微生物發(fā)酵生成，由有機(jī)酸引起的香氣較為穩(wěn)定。由于閾值較低，羰基化合物和酚類(lèi)化合物對(duì)葡萄酒香氣有重要影響。葡萄酒中大多數(shù)羰基化合物都是由微生物發(fā)酵生成的，當(dāng)然，還有部分羰基化合物是在葡萄酒的貯藏過(guò)程中通過(guò)美拉德反應(yīng)和醇類(lèi)的氧化反應(yīng)生成。葡萄酒中的萜烯類(lèi)化合物與釀酒葡萄密切相關(guān)，各種萜類(lèi)廣泛存在于葡萄植株及漿果中，但作為香氣物質(zhì)的主要是具有揮發(fā)性的游離型單萜和倍半萜。對(duì)香氣有重要影響的主要有芳樟醇、香葉醇、香茅醇、橙花醇、脫氫芳樟醇、α-松油醇等。葡萄酒中含硫化合物具有較高的揮發(fā)性和極低的閾值，當(dāng)葡萄酒中含硫化合物含量較低或適量時(shí)，葡萄酒具有特殊的和諧香氣；而當(dāng)含量較高時(shí)對(duì)葡萄酒的香氣具有負(fù)面影響。

1.2 與葡萄酒香氣有關(guān)的其他化合物

葡萄酒的香氣成分除受葡萄品種影響外，釀造技術(shù)、貯藏條件、酵母、是否進(jìn)行過(guò)蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵及其他一些相關(guān)因素也會(huì)影響香氣的組成[6]。

在橡木桶中貯存的葡萄酒，可增加一些特殊的香氣成分，這些物質(zhì)可從好壞兩方面影響葡萄酒的風(fēng)味，如香草鮭呈現(xiàn)為香草香精的氣味；丁子香酚為一種香辣的丁香香氣；糠醛則表現(xiàn)為淡焦糖香或杏仁味；百合醇已被證實(shí)可導(dǎo)致葡萄酒產(chǎn)生酸敗、惡臭的氣味[6]。半胱氨酸在葡萄灑中可降解產(chǎn)生H2S、氨及乙醛，這些物質(zhì)與羰基化臺(tái)物相結(jié)合形成一些化合物，可以影響葡萄酒的香氣，例如噻唑賦予葡萄酒強(qiáng)烈的花生香氣；3-甲基惡唑是一種成熟的水果香；噻吩-2-硫醇則是一種燒焦的香氣[7-8]。

2 葡萄酒中香氣物質(zhì)的影響因素

葡萄酒的香氣首先取決于葡萄的品種，其次才取決于自然條件(氣候、土壤、栽培條件、葡萄架式及病蟲(chóng)害等)和管理措施等條件[9-10]。通常，在工藝條件先進(jìn)的前提下，葡萄品種對(duì)葡萄酒的氣味物質(zhì)組成有決定作用。只有在氣候、土壤等適宜的生態(tài)條件下，才能使優(yōu)良葡萄品種發(fā)揮其風(fēng)味特性。葡萄酒后期的陳釀與儲(chǔ)藏管理等因素決定葡萄酒最終適宜飲用的風(fēng)味特征。

2.1 品種

不同葡萄品種，其糖、酸、酯、酚類(lèi)物質(zhì)以及其他物質(zhì)的種類(lèi)和含量也有所不同(表1)。葡萄漿果本身的香氣在不同葡萄品種間呈現(xiàn)差異，決定葡萄品種質(zhì)量的氣候、土壤、栽培技術(shù)等因素是決定品種香氣質(zhì)量的自然因素。因而品種是葡萄酒之間差異的主要來(lái)源，使葡萄酒呈現(xiàn)出各自獨(dú)特的風(fēng)味特征。

目前，已鑒定出的葡萄果實(shí)中的品種香氣主要有萜烯類(lèi)、降異戊二烯及其衍生物類(lèi)、甲氧基吡嗪類(lèi)、硫醇類(lèi)化合物等[11]。而且，某些葡萄品種具有特定的香氣成分，比如鄰氨基苯甲酸甲酯被認(rèn)為是美洲葡萄和園葉葡萄“狐臭味(foxy)”的特征物質(zhì)[12]。也有報(bào)道稱甲氧基吡嗪和硫醇化合物是赤霞珠酒和縮味濃酒的主要香氣物質(zhì)，甲氧基吡嗪是引起赤霞珠葡萄酒青草味等植物性香味的重要原因[13]。

表1 影響葡萄酒品種香氣的氣味物質(zhì)[14]Table 1 Volatile components affecting wine aroma[14]

2.2 自然條件

影響葡萄與葡萄酒香氣的自然因素主要包括地理、氣候兩方面。地理方面的影響因素主要為產(chǎn)地位置、土壤條件等；而氣候方面主要為光照、溫度、濕度等。

產(chǎn)地對(duì)于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)上等的葡萄酒極為重要，體現(xiàn)出適地適栽的原則。只有生態(tài)條件良好的產(chǎn)區(qū)，才有可能生產(chǎn)出質(zhì)量等級(jí)高的葡萄酒。產(chǎn)區(qū)內(nèi)不同土壤類(lèi)型、發(fā)育狀況、持水能力、持肥性、結(jié)構(gòu)、pH值等對(duì)葡萄酒香氣成分及感官風(fēng)味有十分顯著地影響[15]。在一定的范圍內(nèi)，增強(qiáng)光照可刺激類(lèi)胡蘿卜素的分解使得葡萄漿果的光合產(chǎn)物增加并促進(jìn)酚類(lèi)物質(zhì)的積累，較高的溫度有利于增加漿果的糖分含量及降低酸度，而較低的溫度則有利于色素物質(zhì)的合成?？諝鉂穸群屯寥罎穸榷紝?duì)葡萄的生長(zhǎng)起重要的作用：空氣濕度大，會(huì)導(dǎo)致各種病害發(fā)生；土壤濕度過(guò)大過(guò)小，都會(huì)對(duì)葡萄產(chǎn)生不利影響；過(guò)量降水或灌水，則會(huì)延緩成熟，降低葡萄漿果花色素苷的含量[16]。

2.3 管理措施

葡萄原料方面，可通過(guò)人為選擇優(yōu)良釀酒品種及適宜產(chǎn)區(qū)、控制栽培技術(shù)和栽培架式、做好整形修剪、施肥灌溉、病蟲(chóng)害防治等提高葡萄的質(zhì)量。

釀造措施方面，不同工藝、發(fā)酵材料、酵母種類(lèi)、發(fā)酵條件和預(yù)處理措施直接影響著葡萄酒的香味物質(zhì)。一系列相關(guān)微生物的代謝及相互作用貫穿在葡萄酒的釀造過(guò)程中，各種酵母菌的代謝產(chǎn)物是影響葡萄酒感官特征的關(guān)鍵，不同菌種代謝產(chǎn)生不同的揮發(fā)性物質(zhì)，造成對(duì)葡萄酒香氣的最直接影響。朱一松等[17]研究發(fā)現(xiàn)混合培養(yǎng)Debaryomyces vanriji和Saccharomyces cerevisiae這兩個(gè)菌株，對(duì)所釀葡萄酒的風(fēng)味有明顯的正面影響。目前，人們也通過(guò)改良釀酒酵母Saccharomyces cerevisiae來(lái)提高葡萄酒的香氣質(zhì)量。

陳釀和儲(chǔ)藏方面，很多芳香物質(zhì)在葡萄酒陳釀和儲(chǔ)藏期間濃度存在變化。有些葡萄酒在橡木中發(fā)酵或儲(chǔ)藏，可以從橡木桶獲得賦予葡萄酒木味、橡木味和椰子味的β-甲基-γ-辛醇內(nèi)酯(又稱橡木內(nèi)酯或威士忌內(nèi)酯)。一些研究表明木頭也能吸收一些芳香物質(zhì)如2-苯基乙醇、乙烷基癸酸[18-19]，從而改變它們?cè)谌芤褐械臐舛?。葡萄酒也可在不銹鋼容器中發(fā)酵和陳釀，但這樣酒中會(huì)缺乏來(lái)自于橡木桶陳釀的化合物如內(nèi)酯和酚酸物質(zhì)等，使葡萄酒擁有較簡(jiǎn)單的感官特性[19]。除橡木浸提的芳香物質(zhì)外，在控制條件下，化學(xué)和微生物(醋酸菌)氧化反應(yīng)也對(duì)陳釀葡萄酒的風(fēng)味起關(guān)鍵作用，這些反應(yīng)可形成如乙醛(堅(jiān)果味、雪利酒味)和醋酸(醋味)。但如果沒(méi)有很好的控制氧化反應(yīng)就會(huì)產(chǎn)生極高濃度的乙醛和醋酸，這樣便會(huì)帶來(lái)不受歡迎的總體感官影響。

3 葡萄酒香氣分析方法的研究與應(yīng)用

葡萄酒中有眾多的化學(xué)物質(zhì)，每個(gè)物質(zhì)的濃度從毫克級(jí)到納克級(jí)不等[20]，這就使得葡萄酒香氣中完全以化學(xué)物質(zhì)為特征的分析變得極富挑戰(zhàn)性。在研究葡萄酒的香氣成分時(shí)，分析樣品常用的前處理方法有液-液萃取(LLE)、固相萃取(SPE)、超臨界萃取(SFE)、靜態(tài)頂空(HS)、動(dòng)態(tài)頂空(DHS)、固相微萃取(SPME)、攪拌棒吸附劑萃取(SBSE)等。這些方法各有利弊，不同研究方法研究同一樣品的結(jié)果差別也很大[21-22]，提取方式的選擇主要取決于研究香氣的目的和分析物質(zhì)的特性。

樣品前處理結(jié)束后，通常采用GC結(jié)合MS、離子肼質(zhì)譜(ITMS)、嗅覺(jué)測(cè)量等技術(shù)來(lái)定性、定量分析葡萄與葡萄酒的香氣物質(zhì)組成，同時(shí)結(jié)合感官鑒評(píng)解釋說(shuō)明葡萄酒香氣的呈香機(jī)理，鑒定葡萄酒的品質(zhì)和提高葡萄酒的質(zhì)量。下面就樣品的各種前處理，結(jié)合不同分離檢測(cè)方法綜合闡述葡萄酒香氣分析方法的國(guó)內(nèi)外研究和應(yīng)用。

3.1 溶劑萃取(SE)

SE在葡萄酒香氣樣品的前處理中使用較為廣泛，其最大的優(yōu)點(diǎn)是可以采用大量的樣品。在葡萄酒的香氣分析中，最常用的是LLE。但LLE對(duì)某些葡萄酒香氣成分的靈敏度較低，且萃取的有機(jī)溶劑有毒，污染環(huán)境，需要樣品量大且會(huì)引起某些化學(xué)結(jié)構(gòu)或組分的變化。

張曉等[23]分別用二氯甲烷和乙醚-正己烷(體積比為1:1)這兩種不同溶劑提取黑比諾干紅葡萄酒香氣成分，采用GC-MS對(duì)其香氣成分進(jìn)行了分離鑒定，結(jié)果表明黑比諾干紅葡萄酒的主要芳香物質(zhì)為苯乙醇、異戊醇、己酸乙酯、2,3-丁二醇、異丁醇、乳酸乙酯等。韓國(guó)民等[24]采用LLE(二氯甲烷)提取美洲種葡萄Conquister干紅葡萄酒中的香氣成分，實(shí)驗(yàn)檢測(cè)出芳香成分68種，相對(duì)含量較高的為乙醇、異戊醇、乙酸異戊酯、苯乙醇、辛酸乙酯、乙酸乙酯等。LLE與GC-MS聯(lián)用還可用于分析功能性葡萄酒(如銀杏葡萄酒[25])和日常飲品(如桑椹汽酒[26])的香氣成分，綜合研究其香氣特征。

目前，在葡萄酒香氣成分氣味活性的研究中應(yīng)用較廣泛的新方法是氣相色譜-嗅覺(jué)測(cè)量技術(shù)(GC-O)，可對(duì)葡萄酒的總體氣味特征和氣味強(qiáng)度進(jìn)行全面分析。該技術(shù)中，樣品首先進(jìn)行SE前處理，然后由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的品嘗員對(duì)色譜柱洗出液直接進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。由于人鼻通常比任何物理檢測(cè)器更為敏感，所以GC-O在氣味分析方面具有強(qiáng)大的檢測(cè)能力，如表2。因此，GC-O是目前評(píng)價(jià)食品和飲品香氣特征廣為大家接受的客觀方法[14]。

表2 文獻(xiàn)報(bào)道中使用GC-O檢測(cè)到的一些品種葡萄酒中的重要?dú)馕段镔|(zhì)[14]Table 2 Important aromatic components in several wine varieties identified by gas chromatography[14]

3.2 固相萃取(SPE)

當(dāng)SE對(duì)某些氣味物質(zhì)的靈敏度較低時(shí)，萃取物就需要用SPE進(jìn)行額外的純化。SPE能夠方便地分離中等分子質(zhì)量的氣味物質(zhì)，可根據(jù)目標(biāo)成分的化學(xué)性質(zhì)選擇不同吸附性能的固相小柱。該法中，固相離子交換小柱萃取酸性成分(如葡萄酒中的有機(jī)酸和酚類(lèi))的效果明顯優(yōu)于其他萃取方法。

SPE與GC-MS結(jié)合常用于分析某一物質(zhì)的形成方式及其對(duì)飲品的感官貢獻(xiàn)。Campo等[27]結(jié)合了選擇性SPE、大劑量注射和多維GC-MS(GC-GC-MS)這3種方法，精確而又快速地對(duì)葡萄酒和蒸餾飲料中的2,3,4-乙基戊酸甲酯以及環(huán)己酸乙酯進(jìn)行了定量，并對(duì)這些物質(zhì)在不同飲品中的含量及潛在感官意義做出了首次評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這些物質(zhì)是由乙醇和不同微生物產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)酸進(jìn)行緩慢的酯化反應(yīng)而形成的，構(gòu)成了甜型葡萄酒、威士忌、白蘭地等飲品中甜香果味這一特征。該法的重復(fù)性極佳(5～10ng/L水平下達(dá)5%～12%，25～50ng/L水平下低于7%)，且檢測(cè)極限低于1ng/L。

3.3 超臨界萃取(SFE)

SFE是葡萄酒香氣分析方面相對(duì)較新，但開(kāi)發(fā)還不太理想的萃取技術(shù)。目前，SFE主要用于葡萄酒香氣成分的定性分析。2010年，王道平等[28]采用SFE及GC-MS對(duì)茅臺(tái)紅葡萄酒的風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行了定性分析，從茅臺(tái)紅葡萄酒的超臨界萃取物中成功分離出了46種成分，并鑒定了其中的38種成分。

與溶劑萃取相比，超臨界的萃取物更純凈，并可延長(zhǎng)色譜柱的分析壽命[29]。與頂空分析技術(shù)相比，SFE可萃取一些不易揮發(fā)以及與樣品基質(zhì)結(jié)合緊密的香氣成分。因此，基于以上優(yōu)點(diǎn)，目前仍需加大SFE在葡萄酒香氣分析方面的科研力度，逐步完善SFE在葡萄酒香氣分析方面的應(yīng)用。

3.4 靜態(tài)頂空(HS)

HS是在已達(dá)平衡的密閉容器中液體或固體的頂部空間取氣態(tài)(或蒸氣)樣品，并與GC結(jié)合對(duì)樣品進(jìn)行分析的一種技術(shù)。主要用于測(cè)定在200℃條件下可揮發(fā)的物質(zhì)以及比較難于進(jìn)行前處理的樣品。HS氣態(tài)取樣的主要優(yōu)點(diǎn)是相對(duì)經(jīng)濟(jì)、建立平衡時(shí)間短、自動(dòng)化操作、萃取物十分純凈、萃取過(guò)程不破壞樣品或香氣成分。其主要缺點(diǎn)是樣品的蒸氣體積過(guò)大，影響色譜柱的分離效能，無(wú)法分析不揮發(fā)或揮發(fā)性低的成分，因而萃取的葡萄酒香氣成分較少。此外，由于萃取過(guò)程沒(méi)有濃縮步驟，分析痕量成分時(shí)靈敏度明顯低。

2004年，Marti等[30]采用直接HS-MS技術(shù)分析了葡萄酒中的香氣成分，開(kāi)發(fā)出一種葡萄酒香氣成分的HS-MS分析方法和多元統(tǒng)計(jì)技術(shù)。在供試樣品內(nèi)，該法能夠區(qū)分不同產(chǎn)地、品種和年份的葡萄酒。隨后，雷安亮等[31]研究了樣品量、平衡溫度、平衡時(shí)間、離子強(qiáng)度等因素對(duì)HS-GC測(cè)定葡萄酒中香氣物質(zhì)的影響，通過(guò)正交設(shè)計(jì)確定最佳靜態(tài)頂空分析條件為平衡溫度50℃、平衡時(shí)間30min、樣品加入量5mL、NaCl質(zhì)量濃度0.4g/mL。其結(jié)果表明，HS-GC不僅在質(zhì)量濃度范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系，而且穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高、成本低，是適宜推廣的測(cè)定葡萄酒中主要香氣成分的方法。

3.5 動(dòng)態(tài)頂空(DHS)

DHS又稱吹掃捕集技術(shù)，具有取樣量少、富集效率高、受基體干擾小及容易實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，與GC偶聯(lián)分析葡萄酒中微量化合物的靈敏度較高，但所得香氣成分譜圖的基線較高導(dǎo)致香氣成分定量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差較大，萃取時(shí)間是固相微萃取的10～20倍。

Gómez-Ariza等[32]建立了一種基于DHS和GC-MS-MS的滲透氣化相結(jié)合來(lái)獲得待測(cè)物更好的敏感度和選擇性的新方法。該法適用于分析各類(lèi)葡萄酒中的2,6-二氯苯甲醚、2,4,6-三氯苯甲醚和2,4,6-三溴苯甲醚(引起葡萄酒異味的主要物質(zhì))，且精確度很高，對(duì)所有回收率大于80%的待測(cè)物從定量限到3ng之間呈現(xiàn)良好的線性，其中檢測(cè)限為2～36ng/L。迄今為止，這是唯一的在GC直接進(jìn)樣中應(yīng)用滲透汽化的方法，可對(duì)低閾值氣味濃度葡萄酒中苯甲醚的分析達(dá)到最佳。

3.6 固相微萃取(SPME)

SPME是一種全新的樣品預(yù)處理濃縮技術(shù)。與其他技術(shù)相比，它克服了傳統(tǒng)提取方法的缺陷，可直接提取香氣而無(wú)需預(yù)處理，一步操作就可以進(jìn)行香氣的GC分析；具有簡(jiǎn)便、靈敏度高、重現(xiàn)性及線性好、無(wú)須高溫高壓及有機(jī)溶劑、樣品處理時(shí)間短、用量少和綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)在于無(wú)法分析一些不易揮發(fā)的成分或與基質(zhì)親和力很強(qiáng)的化合物，對(duì)香氣成分提取的選擇性不強(qiáng)，分析的化合物范圍窄[33]。盡管如此，SPME仍是目前最常用的葡萄酒香氣樣品的前處理方法。

3.6.1 固相微萃取與氣相色譜-質(zhì)譜結(jié)合(SPME-GC-MS)

SPME在分析不同品種葡萄酒中的香氣物質(zhì)方面應(yīng)用較多。Demyttenaere等[34]用SPME-毛細(xì)管GC-MS對(duì)希臘普塔莉白葡萄酒的香氣進(jìn)行了分析；趙新節(jié)等[35]利用SPME和GC-MS測(cè)定了玫瑰香紅葡萄酒中的香氣物質(zhì)；姜文廣等[36]采用HS-SPME提取蛇龍珠葡萄酒中的香氣成分，并利用GC-MS進(jìn)行檢測(cè)，共鑒定出69種成分。

為快速簡(jiǎn)便地檢測(cè)出香氣物質(zhì)，研究者通常將HS與SPME結(jié)合，并與GC-MS偶聯(lián)作為葡萄酒及其他飲料如藍(lán)莓酒[37]香氣分析中常用的技術(shù)。于靜等[38]則用HS-SPME結(jié)合GC-MS鑒定出了河北懷來(lái)赤霞珠紅葡萄酒中的65種香氣成分，并確定了優(yōu)化后的固相微萃取主要條件為：萃取時(shí)間30min，萃取溫度為40℃，加鹽量3g/mL。為全面研究HS-SPME對(duì)葡萄酒香氣的影響，游義琳等[39]利用HS-SPME和GC-MS研究了樣品酒精度、預(yù)熱時(shí)間、萃取溫度、萃取時(shí)間和電解質(zhì)NaCl用量等對(duì)白蘭地酒中香氣物質(zhì)萃取的影響，最終確定了HSSPME萃取白蘭地香氣物質(zhì)的最佳條件為：稀釋樣品的酒精度為120mL/L，預(yù)熱時(shí)間為20min，萃取溫度為45℃，萃取時(shí)間為30min，電解質(zhì)NaCl質(zhì)量濃度為0.3g/mL。在該條件下，鑒定出了V.S.O.P級(jí)白蘭地酒中的49種香氣成分。2009年，研究者采用HS-SPME和GC-MS研究美樂(lè)葡萄汁和發(fā)酵醪中的香氣組成時(shí)發(fā)現(xiàn)：從美樂(lè)葡萄汁和發(fā)酵醪中共分離出66種物質(zhì)[40]，初步定性的有58種，二者共有組分28種。雖然汁和發(fā)酵醪中部分揮發(fā)性香氣成分種類(lèi)相同，但在二者中的相對(duì)含量不同，因此，美樂(lè)葡萄汁和發(fā)酵醪的香氣特點(diǎn)不同，汁以果香為主，發(fā)酵醪則以酒香為主。

目前發(fā)展了一種快速直接浸入式SPME和GC-MS結(jié)合(DISPME-GC-MS)的新方法，主要用于定量測(cè)定白葡萄酒中的2-氨基苯乙酮。DISPME GC-MS法沒(méi)有冗長(zhǎng)的樣品萃取，可用較低的檢測(cè)限快速精確高效地檢測(cè)出白葡萄酒中2-氨基苯乙酮的含量(＜13ng/L)，分析結(jié)果通常可在40min內(nèi)完成[41]，而且回收物適合做痕量分析，無(wú)需任何樣品稀釋和處理即可達(dá)到高敏感度(10-6mg/mL)。

3.6.2 SPME與新型檢測(cè)方法結(jié)合

近些年來(lái)，有些研究者應(yīng)用SPME-GC-ITMS技術(shù)來(lái)分離檢測(cè)葡萄酒中初級(jí)和次級(jí)芳香物質(zhì)。2003年，F(xiàn)erreira等[42]應(yīng)用該法實(shí)現(xiàn)了葡萄酒中的葫蘆巴內(nèi)酯(4,5-二甲基-3-氫氧基-2(5H)-呋喃酮)、麥芽醇(3-氫氧基-2-甲基-4H-吡喃-4-酮)和游離呋喃酮(2,5-二甲基-4-甲氧基-3(2H)-呋喃酮)的定量測(cè)定及分析，其中所有樣品的檢測(cè)限在0.5～1mg/L之間(低于其閾值)，20μg/L的水平下精度達(dá)4%～5%，線性保持在400μg/L以上。Noguerol-Pato等[43]在門(mén)西亞紅葡萄酒主要?dú)馕段镔|(zhì)的定量測(cè)定中，用HS-SPME結(jié)合GC-ITMS來(lái)同時(shí)鑒定和定量32種特征香氣物質(zhì)。其中，HS-SPME-GC-ITMS的檢測(cè)限在檸檬精油的0.0024μg/L到3-羥基丁酸乙酯的238μg/L(均低于其各自的閾值)之間，所有物質(zhì)呈現(xiàn)出良好的線性(r2＞0.990)和可重復(fù)性(RSD≤16%)。

新興發(fā)展起來(lái)的SPME-GC-PFPD(脈沖火焰光度檢測(cè))則是一種可用于分析不同商業(yè)葡萄酒中的揮發(fā)性硫化物的新技術(shù)。用該法可檢測(cè)出模擬葡萄酒中的硫化氫、甲硫醇、乙硫醇等11種揮發(fā)性硫化物，其中所有硫化物的線性相關(guān)系數(shù)都高于0.99，回收率都大于80%[44]。

2007年，Boutou等[45]用頂空固相微萃取-氣相色譜-電子轟擊質(zhì)譜(SIM模式)，即HS-SPME-GC-EI-MS-SIM，檢測(cè)了引起葡萄酒主要感官缺陷的18種污染物(2,4,6-三氯苯甲醚、葑醇、葑酮、2,3,4,6-四氯苯甲醚、五氯苯甲醚、2,4,6-三溴苯甲醚、1-辛烯-3-醇、二甲萘烷醇、2-甲基異茨醇、3-異丙基-2-甲氧基吡嗪、2-甲氧基-3,5-二甲基吡嗪、4-乙基苯酚、4-乙基愈創(chuàng)木酚、4-乙烯基苯酚、4-乙烯基愈創(chuàng)木酚、3-異丁基-2-甲氧基吡嗪、愈創(chuàng)木酚和乙酸乙酯)，并根據(jù)國(guó)際驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)NF ISO5725-1,2和NF V03-110在內(nèi)部實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)表明HS-SPME-GC-EI-MSSIM能在60min內(nèi)僅用5mL樣品完成不同來(lái)源嗅覺(jué)缺陷的同步診斷和鑒定，是一種線性、具體、精確而又可重復(fù)的檢測(cè)方法。因此，該技術(shù)可作為一種控制感官分析結(jié)果的有利工具，可將其用于核實(shí)是否進(jìn)行批量購(gòu)買(mǎi)葡萄酒的標(biāo)準(zhǔn)以及應(yīng)用于研究那些不易識(shí)別感官缺陷的來(lái)源。

3.7 攪拌棒吸附劑萃取(SBSE)

近年來(lái)，新型萃取方法SBSE是SPME技術(shù)的一個(gè)微妙的改變，其優(yōu)勢(shì)在于具有相對(duì)高含量的多聚吸附劑(約為SPME纖維表面的50～250倍)，更有利于待測(cè)物的萃取。在葡萄酒分析中，SBSE多應(yīng)用于香氣、瓶塞污染物三氯苯甲醚及農(nóng)殘等的檢測(cè)[46]。相比SPME技術(shù)，SBSE在不同基質(zhì)條件對(duì)待分析物萃取的有效性及選擇性的研究還比較少，今后還要進(jìn)行SBSE與SPME以及其他傳統(tǒng)萃取技術(shù)相對(duì)比的深入研究。

Fang等[44]用SBSE-GC-MS來(lái)研究比諾葡萄酒芳香物質(zhì)組成的變化并以此作為判定適合釀造葡萄酒葡萄的成熟度；楊麗麗等[46]采用SBSE-GC-MS技術(shù)分析了半干白葡萄酒的香氣構(gòu)成，得到近90種香氣成分，其結(jié)果表明SBSE-GC-MS具有良好的重復(fù)性，能夠降低樣品分析的檢測(cè)限，可推廣用于白葡萄酒的香氣品質(zhì)典型性、特征性檢測(cè)和生產(chǎn)監(jiān)控當(dāng)中；有研究表明，SBSE結(jié)合熱解吸和GC-MS (SBSE-TDS-GC-MS)能夠快速檢測(cè)和定量葡萄酒中的揮發(fā)性、半揮發(fā)性成分以及異味物質(zhì)(mg/L、g/L級(jí)和ng/L級(jí))，而且具有良好的線性、重復(fù)性和再現(xiàn)性[33,47]。因此，可將SBSE-TDS-GC-MS作為一種診斷葡萄酒主要缺陷簡(jiǎn)易而又客觀的方法，繼而減少葡萄酒被消費(fèi)者拒絕的風(fēng)險(xiǎn)。

4 展 望

葡萄酒香氣的合成、中間轉(zhuǎn)化及分解是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。然而，目前對(duì)香氣物質(zhì)在漿果生長(zhǎng)、發(fā)酵和葡萄酒陳釀過(guò)程中的相關(guān)生理和化學(xué)變化的機(jī)理尚不明確；單獨(dú)存在以及存在于混合物中的香氣物質(zhì)對(duì)感官的影響，至今仍未完全探明；如何實(shí)現(xiàn)高效微量快捷地檢測(cè)香氣物質(zhì)也缺乏系統(tǒng)地研究。因此，今后的工作應(yīng)大力開(kāi)展基于基因組和蛋白質(zhì)分組技術(shù)的多學(xué)科研究，加強(qiáng)香氣物質(zhì)變化機(jī)理研究，掌握葡萄及發(fā)酵過(guò)程中風(fēng)味和香氣的形成，更好地了解各類(lèi)化學(xué)組分和感官知覺(jué)的關(guān)系，以及氣味和基質(zhì)組分如何互作來(lái)影響葡萄酒的整體風(fēng)味感知。

目前，研究葡萄酒香氣物質(zhì)的手段已經(jīng)比較成熟，但國(guó)內(nèi)還沒(méi)有將其運(yùn)用到實(shí)際大生產(chǎn)中。因此，仍需完善和發(fā)展新型分析方法，用于生產(chǎn)實(shí)踐中監(jiān)測(cè)大量(包括低濃度存在的)揮發(fā)性物質(zhì)，以促進(jìn)風(fēng)味物質(zhì)研究向?qū)嵺`轉(zhuǎn)化。盡管對(duì)葡萄與葡萄酒中的香氣物質(zhì)已有所研究，但仍需要進(jìn)一步對(duì)某些特定產(chǎn)區(qū)葡萄酒的風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行深入系統(tǒng)地研究，利用其香氣成分特異性來(lái)識(shí)別該原產(chǎn)地葡萄酒的真?zhèn)涡?。同時(shí)建立各產(chǎn)區(qū)葡萄酒香氣特征的指紋圖譜，為該產(chǎn)區(qū)葡萄酒感官香氣物質(zhì)成分與特征研究以及原產(chǎn)地保護(hù)提供科學(xué)的理論依據(jù)。

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Research Progress of Wine Aroma

LIU Li-yuan，LIU Yan-lin，LI Hua*
(Shaanxi Engineering Research Center for Viti-viniculture, College of Enology, Northwest A&F University, Yangling 712100, China)

The wine aroma is mainly due to complex reactions between aroma components as well as aroma components and non-aromatic matrix components. Chemical components for grape and wine aroma have been comprehensively studied, which is focused on the complexity of volatile aromatic compounds responsible for wine aroma, and their changes caused by different grape varieties, growing areas and wine age. In this article, the types of aroma components in wine, corresponding factors,analytical methods and applications are reviewed.

wine；aroma；factor；analytical method

TS262.6

A

1002-6630(2011)05-0310-07

2010-08-21

劉麗媛(1987—)，女，博士研究生，主要從事葡萄酒活性物質(zhì)研究。E-mail：497027635@qq.com

*通信作者：李華(1959—)，男，教授，博士，主要從事葡萄與葡萄酒研究。E-mail：lihuawine@nwsuaf.edu.cn