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(wèi)強(qiáng)

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品與葡萄酒學(xué)院（煙臺），山東煙臺 264670；2.煙臺張?jiān)９?，山東煙臺 264008）

葡萄酒的質(zhì)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(chǎn)國都十分重視營養(yǎng)系選種，對原有的優(yōu)良釀酒品種進(jìn)行營養(yǎng)系篩選，去劣存優(yōu)，優(yōu)中選優(yōu)便成了釀酒葡萄種植十分重要的內(nèi)容[2]。作為構(gòu)成葡萄酒質(zhì)量的一個重要因素—揮發(fā)性香氣成分，在葡萄酒的風(fēng)格和個性化方面起到了主要作用。目前，根據(jù)已有的研究報道，葡萄酒中揮發(fā)性香氣物質(zhì)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(zhì)的種類，及其香氣的濃度以及優(yōu)雅度所決定的。只有優(yōu)良的葡萄品種，才能有優(yōu)雅的葡萄果香，才能釀造出具有優(yōu)雅果香的葡萄酒[4]。

近年來，隨著色譜、質(zhì)譜等現(xiàn)代分析技術(shù)的發(fā)展，基于揮發(fā)性成分分析的多種技術(shù)方法用于葡萄酒的區(qū)別和分類。固相微萃?。╯olid-phase micro extraction，SPME）-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatographymass spectrometry，GC-MS）技術(shù)的特點(diǎn)是可有效分離單個揮發(fā)性成分并鑒定其結(jié)構(gòu)，已廣泛應(yīng)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(jù)葡萄酒香氣輪盤對香味類型進(jìn)行了劃分。王雪薇等[9]采用HS-SPMEGC-MS與聞香儀相結(jié)合的方法，對來源于新疆4個產(chǎn)區(qū)10個品種葡萄酒的香氣成分進(jìn)行了測定，結(jié)果表明新疆4產(chǎn)區(qū)赤霞珠葡萄酒以酯類為主要的嗅聞呈香物質(zhì)，不同產(chǎn)區(qū)的赤霞珠葡萄酒其嗅聞呈香物質(zhì)具有較大差異。焦紅茹等[10]對寧夏產(chǎn)區(qū)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(zhì)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(jié)果表明該產(chǎn)區(qū)葡萄酒香氣成分以酯類物質(zhì)為主，其次是醇類和酸類物質(zhì)。

山東煙臺是中國最主要的優(yōu)質(zhì)釀酒葡萄主產(chǎn)區(qū)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(diǎn)[12]。本研究以煙臺不同區(qū)域收集的在表現(xiàn)型、產(chǎn)量等方面有穩(wěn)定差異的8個蛇龍珠新品系為材料，采用SPME-GCMS技術(shù)對蛇龍珠新品系葡萄酒的香氣成分進(jìn)行定量分析，結(jié)合經(jīng)氣味活性值（odor activity values，OAV）及隸屬函數(shù)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(jù)。

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(qū)（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(fā)區(qū)。株行距1.5 m×2.0 m，單干雙臂整形，中梢修剪。土壤為沙質(zhì)壤土。

1.1.2 化學(xué)試劑

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

1.2 儀器與設(shè)備

6890N-5975N氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)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(xué)儀器有限公司；SHB-3型循環(huán)水多用真空泵：鄭州杜甫儀器廠；MP-20C外循環(huán)恒溫水浴鍋：上海一恒科技有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 葡萄酒的加工工藝流程及操作要點(diǎn)

1.3.2 葡萄酒揮發(fā)性香氣成分的測定[16-19]

采用液-液微萃取（liquid-liquid microextraction，LLME），結(jié)合SPME-GC-MS技術(shù)定量葡萄酒揮發(fā)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(jī)相進(jìn)GC-MS分析。直接進(jìn)樣，進(jìn)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(yù)熱5 min，以250 r/min的轉(zhuǎn)速萃取60 min；萃取完成后，再放入氣相色譜進(jìn)樣口，解吸附5 min（進(jìn)樣口溫度為250 ℃），進(jìn)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(zhì)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(zhì)譜通過與美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所（national institute of standards and technology，NIST）05a.L譜庫檢索進(jìn)行定性分析。定性結(jié)果通過與標(biāo)準(zhǔn)樣品的質(zhì)譜比對和查閱已經(jīng)報道過的文獻(xiàn)中相應(yīng)物的保留時間確認(rèn)?；衔锏亩恳?-辛醇為內(nèi)標(biāo)，用選擇離子監(jiān)測（selected ion monitoring，SIM）的方法對所有化合物進(jìn)行積分，通過計算各檢測化合物與內(nèi)標(biāo)物的峰面積之比求得其質(zhì)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(fā)性物質(zhì)對整體香氣的貢獻(xiàn)，需要結(jié)合對應(yīng)的閾值才能準(zhǔn)確判定。氣味活度值（OAV）是通過揮發(fā)性物質(zhì)濃度除以閾值而得，用來評價某一特定物質(zhì)對酒體香氣的貢獻(xiàn)程度。一般來講，OAV＜1，說明該組分對總體氣味無實(shí)際作用；OAV＞1時，該化合物才能呈現(xiàn)香氣。

1.3.4 應(yīng)用隸屬函數(shù)值評價各個品系

揮發(fā)性香氣成分是構(gòu)成葡萄酒質(zhì)量的一個重要因素，各品系的香氣成分由若干個指標(biāo)構(gòu)成，這些指標(biāo)在相互獨(dú)立的基礎(chǔ)上又相互影響。隸屬函數(shù)在模糊控制系統(tǒng)中所起的作用是將普通的清晰量轉(zhuǎn)化為模糊量，以便進(jìn)行模糊邏輯運(yùn)算和推理。在試驗(yàn)結(jié)果分析中，隸屬函數(shù)分析提供了一條在多指標(biāo)測定基礎(chǔ)上，進(jìn)行綜合評價的途徑。赤霞珠葡萄各個品系應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)值進(jìn)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(jù)各品系隸屬值的大小進(jìn)行比較

隸屬函數(shù)值X（ij）計算公式如下：

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

2 結(jié)果與分析

2.1 蛇龍珠各品系葡萄酒中揮發(fā)性香氣成分鑒定

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

由表1可知，共鑒定出70種揮發(fā)性物質(zhì)。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(nèi)酯類物質(zhì)1種、揮發(fā)性酚類9種。

酯類化合物是檢測結(jié)果中種類最豐富的化合物，其產(chǎn)生源于發(fā)酵過程中酵母或細(xì)菌的代謝及葡萄酒的陳釀過程[20]。酯類物質(zhì)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(zhì)定量分析結(jié)果Table 1 Quantitative analysis results of aroma components in different new varieties of Cabernet Gernischt

續(xù)表

2.2 利用OAV值確定重要香氣成分

揮發(fā)性物質(zhì)對整體香氣的貢獻(xiàn)，需要結(jié)合對應(yīng)的閾值才能準(zhǔn)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(zhì)對酒體香氣的貢獻(xiàn)程度。一般來講，OAV＜1，說明該組分對總體氣味無實(shí)際作用；OAV＞1時，該化合物才能呈現(xiàn)香氣。蛇龍珠各品系中重要香氣成分OAV值計算結(jié)果見表2。

由表2可知，通過計算各物質(zhì)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(chuàng)木酚（丁香、調(diào)味品味）、2,6-二甲氧基苯酚（堅(jiān)果、煙熏味）為蛇龍珠各品系葡萄酒中有貢獻(xiàn)的揮發(fā)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(fēng)味作用，酸類物質(zhì)的產(chǎn)生主要來源于發(fā)酵過程中醛類的氧化，其濃度取決于未發(fā)酵葡萄汁的初始成分及發(fā)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(chuàng)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(yīng)用隸屬函數(shù)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(jìn)行隸屬函數(shù)值計算并比較。結(jié)果見表3。

表3 根據(jù)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(shù)分析提供了一條在多指標(biāo)測定基礎(chǔ)上，對葡萄酒香氣成分進(jìn)行綜合評價的途徑。從表3可以看出，在蛇龍珠新品系當(dāng)中，隸屬函數(shù)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(xiàn)最好，其次是E-01、E-03。

3 結(jié)論

采用SPME/GC-MS技術(shù)鑒定和分析了蛇龍珠8個新品系葡萄酒中的揮發(fā)性成分，共鑒定出70種揮發(fā)性物質(zhì)。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(nèi)酯類物質(zhì)1種，揮發(fā)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(chuàng)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(shù)值分析比較，蛇龍珠新品系當(dāng)中，品種E-04香氣表現(xiàn)最好，其次是品種E-01、E-03。