齊曉琴，劉建花，李金鵬，張惠玲*

（寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021）

賀蘭山東麓馬瑟蘭干紅葡萄酒香氣成分的分析

齊曉琴，劉建花，李金鵬，張惠玲*

（寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021）

利用頂空固相微萃?。℉S-SPME）結(jié)合氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS），初探寧夏賀蘭山東麓的馬瑟蘭葡萄釀制的干紅葡萄酒的香氣物質(zhì)組成及含量，并與同一種植地的赤霞珠干紅葡萄酒的香氣成分進行對比。結(jié)果表明，馬瑟蘭干紅葡萄酒中共檢出香氣成分42種，其中辛酸乙酯、正己酸乙酯、4-甲氧基-4-甲基-2-戊醇、2，4-二甲基-3-戊醇、芳樟醇、香葉醇、乙酸異戊酯、2-丙基-1-庚醇、癸酸乙酯、2-甲基-2-硝基-1-丙醇相對含量較高。赤霞珠干紅葡萄酒中共檢出香氣成分30種，其中辛酸乙酯、正己酸乙酯、2-丙基-1-庚醇、乙酸異戊酯、3-乙基-3-甲基庚烷、己酸己丁酯、十六烷、2，2-二甲基丁烷相對含量較高。

馬瑟蘭；干紅葡萄酒；香氣成分；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法

葡萄酒香氣是評價葡萄酒質(zhì)量的一個重要部分，香氣物質(zhì)的組成決定了葡萄酒的風格［1-2］。目前，在葡萄酒中已經(jīng)鑒定出1 000多種風味化合物，其除了來源于葡萄果實以外，絕大部分來源于發(fā)酵過程中，主要是酯類、醇類、酸類、羰基類以及烯醇類等，這些香氣化合物的種類和含量決定酒的特征［3］。

馬瑟蘭（Marselan）是法國國家農(nóng)業(yè)研究院（French NationalInstituteforAgriculturalResearch，INRA）培植出的一種新的雜交品種，其雙親分別是赤霞珠（CabernetSauvignon）和黑歌海娜（Grenache Noir）。經(jīng)過雜交選出的馬瑟蘭既具有歌海娜的耐熱性又兼?zhèn)涑嘞贾榈募氈赂校?］，用馬瑟蘭釀制的干紅葡萄酒品質(zhì)優(yōu)良，酒色紫黑不透光，香氣濃郁，單寧含量高，適合長期陳釀［5］。在國內(nèi)2001年開始，馬瑟蘭也陸續(xù)在河北、新疆等地開始種植［6］，近年來寧夏部分酒莊也開始種植與釀造馬瑟蘭葡萄酒。目前，國內(nèi)外對赤霞珠干紅葡萄酒的香氣組分研究的報道很多，而對馬瑟蘭干紅葡萄酒的香氣成分分析很少。趙德升等［4］對河北懷來地區(qū)馬瑟蘭葡萄果實的香氣組成進行過分析，但對用馬瑟蘭葡萄釀造的干紅葡萄酒的香氣成分的研究少有報道。

本實驗以寧夏賀蘭山東麓蒲尚酒莊采摘的馬瑟蘭和赤霞珠葡萄進行釀造干紅葡萄酒，采用頂空-固相微萃?。╤eadspace-solid phase microextraction，HS-SPME）結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）技術(shù)對兩種干紅葡萄酒的香氣成分進行分析對比，初步探索賀蘭山東麓新品種馬瑟蘭釀制的干紅葡萄酒與赤霞珠干紅葡萄酒的香氣成分的差異，以期了解馬瑟蘭干紅葡萄酒的香氣特點，對今后提高馬瑟蘭干紅葡萄酒的品質(zhì)提供理論依據(jù)有著重要的意義。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

馬瑟蘭和赤霞珠葡萄樣品：葡萄均采摘自寧夏賀蘭山東麓蒲尚酒莊（2015年10月中旬采摘）。

釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）、酒類酒球菌（Oenococcus oeni）：法國Lamothe-Abiet公司；果膠酶（7 500 U/g）：丹麥Novozymes公司。

磷酸氫二鈉、檸檬酸、酒石酸鉀鈉、無水乙醇、次甲基藍、葡萄糖：天津市大茂化學(xué)試劑廠；無水硫酸銅、酒石酸、30%過氧化氫：成都市科龍化工試劑廠；磷酸、酚酞：北京化學(xué)試劑公司；氫氧化鈉：天津市百世化工有限公司。所有試驗試劑均為分析純。

1.2儀器與設(shè)備

GC-MS-QP氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：日本島津公司；手動固相微萃取裝置：美國Supelco公司；DF-Ⅱ數(shù)顯集熱式磁力攪拌器：常州愛華儀器制造有限公司；HR100-1-11ATC糖度儀：北京皓韋電子公司；PHS-29A型pH計：上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；UV-2000紫外可見分光光度計：上海尤尼柯儀器有限公司；AL204電子天平：上海托利多儀器有限公司。

1.3試驗方法

1.3.1干紅葡萄酒釀造工藝流程及操作要點［7-8］

操作要點：

葡萄精選：采摘新鮮馬瑟蘭和赤霞珠葡萄，去除枝、葉、僵果、生青果、霉爛果和其他雜物。

除梗破碎：將葡萄漿果與果梗分開并去除果梗。為了使酒的品質(zhì)更好，用小型破碎機將葡萄進行輕微的破碎，破碎時，盡量避免壓破種子。

按照添加量1 mL/L加入6%亞硫酸，在10℃條件下放置24 h，因為亞硫酸有選擇、澄清、抗氧化、增酸及溶解的作用。加入果膠酶30mg/L，目的是為了提高葡萄的出汁率。

低溫浸漬：在6～10℃下浸漬5～7 d，目的是為了將果皮中的色素和芳香物質(zhì)浸提出來。

添加酵母：在38～40℃的溫水中加入200 mg/L活性干酵母，小心混勻，靜置20～30 min使之復(fù)水活化后加入葡萄汁中。

酒精發(fā)酵：20～25℃，發(fā)酵7～9 d，目的是為了將糖分轉(zhuǎn)化為酒精。當殘?zhí)墙抵?g/L以下，發(fā)酵液面只有少量CO2氣泡，皮渣已下沉，發(fā)酵溫度接近室溫。有明顯的酒香，此時表明酒精發(fā)酵結(jié)束。

倒灌：在浸漬過程中，與皮渣接觸的液體部分很快被色素所飽和，倒罐是為了破壞這層飽和液，使皮渣與葡萄汁之間的物質(zhì)交換速度加快，達到加強浸漬的作用。

蘋果酸-乳酸發(fā)酵：將葡萄皮渣與酒液進行分離，酒液加入1 g/100 L酒類酒球菌（事先在料水比1∶3（g∶mL，20℃水浴活化20～30min），在25～28℃條件下，發(fā)酵15～20d）。目的是為了降低酸度、進行風味修飾。用有機酸紙層析法測定蘋果酸、乳酸含量變化。

過濾：硅藻土過濾去除酒腳。

陳釀：在10～15℃條件下貯藏一個半月。在貯酒時要注意保證貯罐內(nèi)裝滿葡萄酒，不讓其表面與空氣接觸。

1.3.2干紅葡萄酒理化指標的測定

pH值的測定采用pH計法；總糖含量的測定采用國標GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的費林試劑法［9］；揮發(fā)酸含量的測定采用水蒸汽蒸餾器法［10］；游離二氧化硫含量的測定采用國標GB/T15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的氧化法［9］；酒精度的測定采用國標GB/T 10345—2007《白酒分析方法》）中的酒精計法［11］。

1.3.3葡萄酒香氣成分的測定

（1）干紅葡萄酒香氣物質(zhì)的提取

利用頂空固相微萃?。℉S-SPME）法進行香氣富集，取一個20 mL的頂空瓶，用無菌移液管加5 mL待分析的干紅葡萄酒酒樣，于45℃恒溫磁力攪拌器上平衡10 min，插入CAR/DVB/PDMS纖維頭45℃吸附30 min，解吸5 min，用于GC-MS分析。

（2）GC/MS分析條件［12-14］

氣相色譜（GC）條件：色譜柱為DB-5MS（30m×0.25mm× 0.25μm），程序升溫：40℃保持3min，以5℃/min的升溫速度升至120℃，再以8℃/min的升溫速度升至230℃，保持10min。載氣為氦氣（He），流速為1 mL/min，進樣口溫度為250℃。

質(zhì)譜（MS）條件為：電離方式為電子電離（electron ionization，EI）源，電子能量為70 eV，燈絲流量為0.20 mA。檢測器電壓為350 V。掃描范圍為20～450 m/z，離子源溫度為200℃。

1.3.4定性定量方法

定性方法：化合物經(jīng)檢索與美國國家標準技術(shù)研究所（national institute of standards and technology，NIST）11 s譜庫進行匹配，僅報道匹配度＞60%（最大匹配度為100%）的結(jié)果。

定量方法：采用面積歸一法，對分離出的成分進行定量分析。

2　結(jié)果與分析

2.1馬瑟蘭干紅葡萄酒的主要理化指標對比

兩種干紅葡萄酒酒樣的基本理化指標檢測結(jié)果見表1。由表1可知，馬瑟蘭和赤霞珠干紅葡萄酒的pH、還原糖和酒度差異大不，游離SO2的差異比較明顯。兩種酒中的游離SO2有差異的原因可能是由于貯藏時玻璃罐口大小的不一致導(dǎo)致的，貯藏馬瑟蘭干紅葡萄酒的玻璃容器的瓶口較大一些，SO2揮發(fā)速度加快，導(dǎo)致其含量小于赤霞珠干紅葡萄酒中的游離SO2。

表1　酒樣的基本理化指標Table 1 Physicochemical indexes of wine samples

2.2馬瑟蘭干紅葡萄酒香氣成分的GC-MS分析對比

馬瑟蘭和赤霞珠干紅葡萄酒的氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）總離子圖見圖1，分析鑒定結(jié)果見表2。

圖1　馬瑟蘭（A）和赤霞珠（B）干紅葡萄酒香氣成分GC-MS分析總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatogram of aroma components in dry wines of Marselan（A）and Cabernet Sauvignon（B）analysis by GC-MS

表2　馬瑟蘭和赤霞珠干紅葡萄酒香氣成分的GC-MS分析結(jié)果Table 2 GC-MS analysis results of aroma components in dry winesof Marselan and Cabernet Sauvignon

續(xù)表

由圖1及表2可知，檢測出馬瑟蘭干紅葡萄酒中的揮發(fā)性風味物質(zhì)共有42種，其中酯類14種、醇類5種、酸類8種、萜烯類2種、烷烴及其他類11種、羰基化合物2種，峰面積分別占香氣物質(zhì)總數(shù)的66.1%、8.28%、2.94%、4.05%、8.01%、1.03%。赤霞珠干紅葡萄酒中的主要揮發(fā)性風味物質(zhì)共有30種，其中酯類9種、醇類3種、酸類7種、萜烯類1種、烷烴及其他類8種、羰基化合物2種，分別占總組分的17.39%、1.79%、1.11%、0.16%、3.45%、0.42%。

2.2.1酯類物質(zhì)

葡萄酒中的酯類物質(zhì)主要來源于3種途徑：一是葡萄漿果果皮中組成果香的酯類；二是發(fā)酵過程中由酵母菌與細菌活動形成的酯類；三是在貯藏過程中酯化反應(yīng)所形成的酯類［15］。

由表2可知，兩種葡萄酒中的酯類物質(zhì)含量存在一定差異，馬瑟蘭干紅葡萄酒中的酯類含量高于赤霞珠干紅葡萄酒的。從馬瑟蘭干紅葡萄酒中檢出14種酯類物質(zhì)，相對含量為66.10%，是馬瑟蘭干紅葡萄酒中含量最多的芳香物質(zhì)。赤霞珠干紅葡萄酒中檢測出9種酯類物質(zhì)，相對含量為17.39%。兩種干紅葡萄酒中相同的成分有乙酸異戊酯、正己酸乙酯、3-甲基戊酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、2-羥基戊酸乙酯、2-甲基丁酸酯、甲酸異戊酯、己酸異丁酯。馬瑟蘭干紅葡萄酒中的辛酸乙酯、正己酸乙酯、乙酸異戊酯的含量遠遠高于赤霞珠葡萄酒的。馬瑟蘭干紅葡萄酒中酯類含量最多的是辛酸乙酯，占總成分的30.93%，其具有果香、甜味。其次是正己酸乙酯，占22.18%。大多數(shù)芳香族酯類化合物都是在酵母代謝過程中生成。短鏈酯具有典型的果香味和植物香氣，長鏈酯類具有甜味或皂味，且酯類的鏈越長，其揮發(fā)性越弱，對氣味的影響也就越?。?6］。葡萄漿果的含糖量和成熟度決定了葡萄酒發(fā)酵香氣的含量，含糖量和成熟度越高，發(fā)酵香氣的生成量也越多，香氣特征也越明顯［17］。本試驗中，馬瑟蘭葡萄含糖量高于赤霞珠葡萄，并且采摘期較赤霞珠晚一周，所以兩種酒中酯類物質(zhì)種類和含量不同的原因可能是由于馬瑟蘭的含糖量和成熟度高于赤霞珠造成。

2.2.2醇類物質(zhì)

葡萄酒中的醇類主要來源于酒精發(fā)酵、氨基酸轉(zhuǎn)化及亞麻酸降解物的氧化［18］。由表2可知，馬瑟蘭干紅葡萄酒中的醇類為5種，相對含量為8.28%。說明在酒精發(fā)酵過程中，酵母發(fā)酵使醇類物質(zhì)大量生成，構(gòu)成了葡萄酒香氣成分。其中，2-硝基-1-丁醇、2，4-二甲基-3-戊醇是馬瑟蘭干紅葡萄酒中獨有且含量較高的香氣物質(zhì)。赤霞珠干紅葡萄酒中的醇類為3種，相對含量為1.79%。兩種酒共同檢出2-甲基-2-硝基-1-丙醇、1，3-二甲氧基-2-丙醇、2-丙基-1-庚醇。葡萄酒中高級醇主要是由葡萄原料中的氨基酸發(fā)酵產(chǎn)生的。

2.2.3有機酸類物質(zhì)

葡萄酒中的有機酸分為揮發(fā)酸和不揮發(fā)性酸，最主要的揮發(fā)酸是乙酸，主要不揮發(fā)的是酒石酸和蘋果酸。揮發(fā)酸往往帶來不良氣味，但是乙酸除外，乙酸在閾值范圍內(nèi)可增加發(fā)酵香的復(fù)雜性，一旦超過閾值便可成為葡萄酒的缺陷［19］。由表2可知，馬瑟蘭和赤霞珠干紅葡萄酒共檢測到10種有機酸化合物，分別含有8種、7種。有機酸類物質(zhì)對酒的風味起著積極的作用，特別是與酒精結(jié)合生成的酯具有良好的風味。葡萄酒中的有機酸大部分由酵母發(fā)酵生成，也有一部分來自葡萄原料［20］。

2.2.4羰基化合物

羰基化合物通常有花香、果香、木頭氣味［21］。由表2可知，馬瑟蘭干紅葡萄酒檢出2種羰基化合物，為巴比妥酸、苯乙醛，赤霞珠干紅葡萄酒中檢出苯乙醛和丙烯醛，含量均較低。苯乙醛在兩種干紅葡萄酒中均有檢出，具有杏仁香氣，香味閾值很低，其對酒體香味構(gòu)成也有一定貢獻。

2.2.5萜烯類物質(zhì)

萜烯家族包括4 000多種化合物，在植物中分布很廣。葡萄酒中呈香萜烯類化合物主要為單萜類和倍半萜烯類。葡萄酒中萜烯類物質(zhì)以兩種形式存在：一種是游離態(tài)，另一種是糖基化形式的芳香萜品醇［22］。

游離態(tài)的單萜物質(zhì)直接影響葡萄酒的香氣，這些物質(zhì)的閾值非常低，它們對香氣的影響是相互增效的。目前在葡萄中發(fā)現(xiàn)大約有40種萜烯化合物，多數(shù)是一些單萜醇類，特別是沉香醇、α-萜品醇、香葉醇，它們均帶有玫瑰香氣味。葡萄酒中也存在一些單萜醛類、單萜酯類等物質(zhì)。與游離萜烯物質(zhì)相比，糖基化的萜烯類物質(zhì)在葡萄中更普遍，但這類化合物自身對葡萄酒的香氣無任何作用，只有當它們在β-葡萄糖苷酶的作用下發(fā)生水解斷裂產(chǎn)生芳香性的萜烯醇類時，才釋放一種令人愉快的香氣［23-24］。

由表2可知，兩種干紅葡萄酒分別檢出2種、1種萜烯類化合物，馬瑟蘭和赤霞珠干紅葡萄酒的相對含量分別為4.05%、0.16%。馬瑟蘭干紅葡萄酒中芳樟醇相對含量較高，為3.52%，具有百合花香。香葉醇是馬瑟蘭特有的香氣物質(zhì)，含量為0.53%，具有玫瑰花香、桃香。萜烯類物質(zhì)主要來自葡萄果皮，只有游離態(tài)對葡萄酒香氣才有貢獻。

2.2.6烷烴及其他類物質(zhì)

由表2可知，馬瑟蘭和赤霞珠干紅葡萄酒中烷烴及其他類化合物分別有11種、8種，相對含量分別為8.01%，3.45%。它們對香氣均有一定的貢獻。

3　結(jié)論

本研究利用頂空固相微萃取和氣質(zhì)聯(lián)用分析馬瑟蘭干紅葡萄酒和赤霞珠干紅葡萄酒揮發(fā)性香氣成分，鑒定出42種馬瑟蘭干紅葡萄酒揮發(fā)性香氣物質(zhì)，30種赤霞珠干紅葡萄酒揮發(fā)性香氣物質(zhì)，主要包括酯類、醇類、酸類、萜烯類、羰基化合物、烷烴類等。馬瑟蘭干紅葡萄酒中醇、酯和萜烯類化合物的種類和相對含量遠遠高于赤霞珠干紅葡萄酒的，相對含量排在前8位的分別是辛酸乙酯、正己酸乙酯、乙酸異戊酯、芳樟醇、2-丙基-1-庚醇、2，4-二甲基-3-戊醇、癸酸乙酯和2-甲基-2-硝基-1-丙醇，占所有香氣物質(zhì)的總數(shù)為74.59%。赤霞珠干紅葡萄酒相對含量排在前8位的香氣物質(zhì)有辛酸乙酯、正己酸乙酯、2-丙基-1-庚醇、乙酸異戊酯、3-乙基-3-甲基庚烷、己酸己丁酯、十六烷、2，2-二甲基丁烷，占所有香氣物質(zhì)的比例為20.32%。通過比較馬瑟蘭干紅葡萄酒和赤霞珠干紅葡萄酒的揮發(fā)性香氣成分的差異，初步了解馬瑟蘭干紅葡萄酒的香氣組成。對今后提高馬瑟蘭干紅葡萄酒的品質(zhì)提供理論依據(jù)有著重要的意義。

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Analysis of aroma components of Marselan dry red wine from Helan Mountain Eastern

QI Xiaoqin，LIU Jianhua，LI Jinpeng，ZHANG Huiling*
（School of Agricultural，Ningxia University，Yinchuan 750021，China）

The composition and contentofaromatic compoundsofNingxia Helan Mountain Marselan dryred wine were studied byHS-SPME combined with GC-MS，and the components were compared with Cabernet Sauvignon dry red wine made in the same field.The results showed that 42 kinds of aroma components in Marselan dry red wine were detected，the relative contents of ethyl caprylate，ethyl caproate，4-methoxy-4-methyl-2-pentanol，2，4-dimethyl-3-amyl alcohol，linalool，geraniol，isoamyl acetate，2-propyl-1-heptanol，ethyl decanoate，2-methyl-2-nitro-1-propanol were higher.30 kinds of aroma components in Cabernet Sauvignon dry red wine were determined，the relative contents of ethyl caprylate，ethyl caproate，2-propyl-1-heptanol，isoamyl acetate，ethyl-3-methyl heptane，hexanoate hexyl ester，hexadecane，2，2-dimethylbutane were higher.

Marselan；dry red wine；aroma components；GC-MS

TS261

0254-5071（2016）09-0163-05doi：10.11882/j.issn.0254-5071.2016.09.037

2016-05-04

寧夏回族自治區(qū)科技支撐計劃項目

齊曉琴（1991-），女，碩士研究生，研究方向為微生物發(fā)酵。

張惠玲（1963-），女，教授，本科，研究方向為微生物發(fā)酵。