廣西釀酒葡萄果實(shí)揮發(fā)性香氣成分分析

管敬喜，楊 瑩，文仁德，成 果，張 勁，吳代東，余 歡

(1.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院葡萄與葡萄酒研究所，廣西南寧530007； 2.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所，廣西南寧530007)

葡萄果實(shí)中的芳香物質(zhì)是其在成熟過(guò)程中形成的次生代謝產(chǎn)物，如酯、醛、酮、醇、揮發(fā)性酸類(lèi)、萜烯類(lèi)等物質(zhì)，并以一定比例存在，構(gòu)成了葡萄品種特有的香氣[1]。這些香氣成分的種類(lèi)、含量、組合比例、感官閾值及其之間的相互作用決定著葡萄的感官質(zhì)量，也決定著葡萄酒的風(fēng)味品質(zhì)和典型性。不同釀酒葡萄品種間有明顯的基因組差異，由于果實(shí)香氣成分不同，所釀制而成的葡萄酒具有不同的風(fēng)格特征。因此，對(duì)原料香氣成分進(jìn)行鑒定，對(duì)于科學(xué)評(píng)價(jià)葡萄酒質(zhì)量具有重要的意義。

廣西地處我國(guó)南部，具有豐富的野生葡萄資源，其中尤以毛葡萄（Vitis quinquangularisRehd.）最多。毛葡萄果實(shí)糖低、酸高、色深，單寧含量較高，富含多種營(yíng)養(yǎng)元素，用其釀造的葡萄酒具有獨(dú)特的山野味和果香濃郁醇厚的酒質(zhì)而深受消費(fèi)者的青睞[2]。廣西近幾年較大面積開(kāi)發(fā)種植毛葡萄，成為“中國(guó)野生毛葡萄之鄉(xiāng)”和“中國(guó)野生毛葡萄酒原產(chǎn)地”，其中主要栽培品種為野釀2號(hào)和凌豐（NW196）。野釀2號(hào)是廣西農(nóng)科院生物技術(shù)研究所、廣西植物組培苗有限公司選育的原生種兩性花野生毛葡萄株系[3]，凌豐是以野生毛葡萄為母本，歐亞種釀酒葡萄品種“粉紅玫瑰”為父本，經(jīng)遠(yuǎn)緣雜交選育出的兩性花雜交種后代[4]。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)歐亞種葡萄香氣成分的研究較多[5-8]，但對(duì)我國(guó)特有的野生毛葡萄及其雜交種葡萄香氣的研究還很少。

本研究以廣西南寧種植的毛葡萄品種野釀2號(hào)和毛葡萄雜交種凌豐葡萄為試材，赤霞珠葡萄為對(duì)照，對(duì)3種葡萄果實(shí)的揮發(fā)性香氣成分進(jìn)行HSSPME-GC-MS檢測(cè)和分析，明確不同品種果實(shí)的主要特征香氣物質(zhì)，分析毛葡萄及其雜種果實(shí)與赤霞珠果實(shí)在香氣種類(lèi)與相對(duì)含量上的差異，為毛葡萄品種選育、葡萄品質(zhì)提高及釀造工藝的改進(jìn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

原料：野釀2號(hào)、凌豐、赤霞珠（無(wú)性品系338），均采自廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院南寧實(shí)驗(yàn)基地。

儀器設(shè)備：固相微萃取（solid phase micro extraction，SPME）系統(tǒng)包括手柄、75 μmCar/PDMS萃取頭，美國(guó)Sigma公司；FW100型高速萬(wàn)能粉碎機(jī)，天津泰斯特儀器有限公司；85-2A型恒溫磁力攪拌器、HH-S4型電熱恒溫水浴鍋，江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠；Trace MS2000氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用儀，美國(guó)Thermo Finnigan公司；DB-WAX色譜柱，美國(guó)Agilent公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品制備

稱取100 g葡萄，去籽，用液氮速凍，放入粉碎機(jī)，加液氮粉碎成均勻粉末狀，迅速裝入20 mL頂空瓶中，至半瓶左右，并對(duì)樣品進(jìn)行準(zhǔn)確稱量，擰緊瓶蓋，冷凍備用[9]。

1.2.2 頂空-固相微萃取

頂空-固相微萃?。╤ead space solid-phase micro-extractions，HS-SPME）條件：頂空瓶中加入磁力轉(zhuǎn)子，加入5 μL的2-辛醇作為內(nèi)標(biāo)。將老化后的75 μm Car/PDMS萃取頭插入樣品瓶頂空部分，以45℃吸附30 min，吸附后的萃取頭取出后插入氣相色譜儀進(jìn)樣口，于250℃解吸3 min，同時(shí)啟動(dòng)儀器采集數(shù)據(jù)。

1.2.3 氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）分析[10]

GC條件：色譜柱為DB-WAX（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；初始溫度40℃保持4 min，以6.0℃/min升至80℃，再以10.0℃/min升至230℃，保持6 min；進(jìn)樣溫度250℃，載氣為He，流速0.8 mL/min，不分流。MS條件：電子電離（electron ionization，EI）源，電子能量為70 eV，離子源溫度200℃，掃描范圍30～500 u。

1.2.4 揮發(fā)性成分的定性定量方法

揮發(fā)性成分的定性：由GC-MS分析得到的質(zhì)譜數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)在NIST、Wiley及香精香料標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)的檢索比對(duì)進(jìn)行定性，比對(duì)時(shí)要求匹配度大于800（最大值為 1000）[11-12]。

揮發(fā)性成分的定量：采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行半定量分析，內(nèi)標(biāo)選用2-辛醇[7，13]。計(jì)算公式：

檢測(cè)物質(zhì)濃度=(V1/V2)×C。

式中：V1為檢測(cè)物質(zhì)峰面積；V2為2-辛醇峰面積；C為2-辛醇的濃度。

2 結(jié)果與分析

2.1 3種葡萄果實(shí)揮發(fā)性香氣成分分析

利用GC-MS檢測(cè)野釀2號(hào)、凌豐和赤霞珠葡萄果實(shí)中的揮發(fā)性香氣成分，得到的總離子色譜圖分別見(jiàn)圖1、圖2和圖3。各組分質(zhì)譜經(jīng)計(jì)算機(jī)譜庫(kù)檢索和半定量分析法確定果實(shí)中香氣化合物的組成和含量，結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可以看出，3個(gè)葡萄品種果實(shí)的揮發(fā)性香氣成分在種類(lèi)、數(shù)量和含量上具有顯著差異。經(jīng)定性定量分析，3個(gè)品種的葡萄果實(shí)中共鑒定出揮發(fā)性香氣成分87種，其中野釀2號(hào)含有37種，凌豐含有46種，赤霞珠含有50種，分別占各自總峰面積的88.27%、92.75%、97.65%。從揮發(fā)組分總含量方面來(lái)看，由低到高依次是野釀2號(hào)1426.00 μg/kg，凌豐2348.59 μg/kg，赤霞珠7863.72 μg/kg。

圖1 野釀2號(hào)葡萄果實(shí)揮發(fā)性香氣成分GC-MS總離子色譜圖

圖2 凌豐葡萄果實(shí)揮發(fā)性香氣成分GC-MS總離子色譜圖

圖3 赤霞珠葡萄果實(shí)揮發(fā)性香氣成分GC-MS總離子色譜圖

野釀2號(hào)中揮發(fā)性香氣成分含量較高的6種成分，從高到低依次為正己醛、2-己烯醛、5-羥甲基糠醛、乳酸乙酯、正己醇、苯甲醛；凌豐中揮發(fā)性香氣成分含量較高的6種成分，從高到低依次為正己醇、乙酸乙酯、乙酸己酯、乳酸乙酯、乙酸異戊酯、異戊醇；赤霞珠中揮發(fā)性香氣成分含量較高的6種成分，從高到低依次為乙酸異戊酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、異戊醇、乙酸己酯、正己醇。在6種較高含量的香氣成分中，野釀2號(hào)和赤霞珠僅有乳酸乙酯、正己醇2種共同的香氣成分；而凌豐和赤霞珠則具有相同的6種較高含量的香氣成分，僅在含量上有差異。

2.2 醇類(lèi)化合物的比較和分析（表1、圖4）

由表1和圖4可知，野釀2號(hào)、凌豐和赤霞珠中醇類(lèi)總含量分別為 46.34 μg/kg、796.22 μg/kg 和1186.38 μg/kg。3種葡萄中共鑒定出14種醇類(lèi)化合物，野釀2號(hào)4種，凌豐10種，赤霞珠9種。野釀2號(hào)中主要以C6醇為主，包括正己醇、(E)-2-己烯-1-醇、(Z)-3-己烯-1-醇等，這些揮發(fā)性物質(zhì)主要賦予果實(shí)青草味、青香味和樹(shù)葉氣味。凌豐和赤霞珠揮發(fā)性醇類(lèi)物質(zhì)種類(lèi)豐富，主要以C5、C6、芳香醇為主，兩者共有的醇類(lèi)揮發(fā)性成分為7種，其中含量較高的為正己醇、異戊醇和苯乙醇，前兩者主要呈現(xiàn)出青草味、辛辣味，而苯乙醇則具有典型的玫瑰花香、薔薇香。與野釀2號(hào)中的醇類(lèi)物質(zhì)相比，凌豐和赤霞珠中的醇類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)不僅種類(lèi)豐富，而且含量較高，是兩者果實(shí)重要的呈香物質(zhì)。

2.3 酯類(lèi)化合物的比較和分析

酯類(lèi)與內(nèi)酯類(lèi)物質(zhì)主要來(lái)源于葡萄果實(shí)，低碳脂肪酸通過(guò)輔酶A與醇類(lèi)形成酯類(lèi)及氨基酸與酮酸的轉(zhuǎn)化，賦予果實(shí)果香、花香、甜香等令人愉快的香氣，且在葡萄酒發(fā)酵和陳釀過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)更多的酯類(lèi)物質(zhì)，形成葡萄酒中清新愉快的香氣[14]。3種葡萄中共鑒定出28種酯類(lèi)成分，其中野釀2號(hào)6種，凌豐18種，赤霞珠23種，酯類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)總含量分別為79.87 μg/kg、1433.77 μg/kg、6487.24 μg/kg。野釀2號(hào)中主要以乳酸乙酯為主，含量為58.72 μg/kg，占酯類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)總量的73.52%；凌豐和赤霞珠果實(shí)中酯類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)含量較高的主要有乙酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸異戊酯、乙酸己酯，占各自果實(shí)酯類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)總含量的94.58%和97.44%，成為果實(shí)水果香、奶香等香氣特征的主要貢獻(xiàn)者。

2.4 醛類(lèi)化合物的比較和分析

釀酒葡萄果實(shí)中醛類(lèi)物質(zhì)的種類(lèi)和含量在總香氣化合物中均占有較大的比重。這一類(lèi)物質(zhì)在

高度稀釋下通常被描述為新鮮植物和水果的香氣，且微量的低級(jí)脂肪醛溶于酒中可使酒的味道更為醇厚[7]。由表1和圖4可知，3種葡萄果實(shí)中共鑒定出14種醛類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)，以野釀2號(hào)種類(lèi)最多，為13種，占果實(shí)揮發(fā)性成分總含量的81.02%，主要以C6醛為主，如正己醛、(E)-2-已烯醛等，此外還有少量的(Z)-3-己烯醛、(E,E)-2,4-己二烯，這些C6醛類(lèi)物質(zhì)賦予成熟果實(shí)青香、青草氣味，特別是(E)-2-己烯醛，又稱青葉醛，嗅聞強(qiáng)度值最大，具有濃郁的青香、醛香，對(duì)整體香氣貢獻(xiàn)最大[15]。凌豐和赤霞珠醛類(lèi)揮發(fā)性成分種類(lèi)和含量較少，分別為2種和3種，其中5-羥甲基糠醛為3種葡萄所共有，該物質(zhì)具有明顯的焦糖味、辛香及堅(jiān)果香氣。

續(xù)表1 3種葡萄果實(shí)揮發(fā)性香氣成分GC-MS分析結(jié)果

圖4 3種葡萄中不同類(lèi)別揮發(fā)性香氣成分的含量分布

2.5 酮類(lèi)化合物的比較和分析

酮類(lèi)物質(zhì)在3種葡萄果實(shí)中含量較少，但差異較大，野釀2號(hào)和凌豐葡萄果實(shí)中檢測(cè)到2種，而赤霞珠果實(shí)中為5種，其中3種葡萄果實(shí)中均含有苯乙酮，該物質(zhì)呈金合歡似的甜香氣。雖然酮類(lèi)化合物在3種葡萄果實(shí)香氣成分中含量不高，但它們有可能與葡萄中的其他香氣成分協(xié)同，對(duì)葡萄整體香氣成分起到平衡或者改善的作用。

2.6 酸類(lèi)化合物的比較和分析

葡萄中的有機(jī)酸類(lèi)化合物主要是由漿果轉(zhuǎn)色前植株綠色部分的呼吸作用產(chǎn)生的[16]，實(shí)驗(yàn)中僅檢測(cè)到3種有機(jī)酸類(lèi)化合物，分別為乙酸、己酸、辛酸，凌豐和赤霞珠均含有3種酸，野釀2號(hào)則不含辛酸。乙酸具有醋味、揮發(fā)酸味、墨水味、干酪味、油脂味等令人不愉快的氣味，己酸具有燒烤味、煮水果味、甜味、蜂蜜味、藥味等多樣的風(fēng)味，辛酸則具有果味、桃子味、草莓味、菠蘿味、糖果味、焦糖味、香水味等多種風(fēng)味，雖然這些酸含量較少，但對(duì)葡萄風(fēng)味有重要的影響[17]。

2.7 萜烯類(lèi)化合物的比較和分析

萜烯類(lèi)化合物，是植物體中由乙酰CoA合成的次級(jí)代謝產(chǎn)物，以游離態(tài)和無(wú)味的糖苷結(jié)合態(tài)存在于葡萄果實(shí)中，尤以葡萄果皮中的含量最高[18]。在此次檢測(cè)中共檢測(cè)到7種萜烯類(lèi)物質(zhì)，野釀2號(hào)4種，凌豐6種，赤霞珠2種，分別是萜品油烯、α-法呢烯、β-紫羅酮、β-大馬士酮、香葉基丙酮、橙花醇和橙花醇乙酸酯，這些物質(zhì)多呈玫瑰花和水果類(lèi)香氣。萜烯類(lèi)化合物雖然含量低，但感官閾值非常低，賦予葡萄酒的香氣非常明顯，而且這些化合物對(duì)嗅覺(jué)的影響是相互增效的[1]。

2.8 其他化合物的比較和分析

3種葡萄中鑒定出的其他組分主要為烷烴類(lèi)及少量其他化合物，野釀2號(hào)中檢測(cè)出6種，凌豐4種，赤霞珠5種。這些揮發(fā)性物質(zhì)部分具有令人不愉快的氣味，尤其是一些碳原子數(shù)超過(guò)10的高級(jí)烷烴，會(huì)有強(qiáng)烈的汽油味，而一些低級(jí)6碳烷烴如正己烷和環(huán)己烷，則具有清新香氣，會(huì)對(duì)葡萄的香氣產(chǎn)生一定的影響[19]。

3 結(jié)論

本研究利用頂空固相微萃取和氣質(zhì)聯(lián)用分析廣西地區(qū)種植的毛葡萄釀酒品種野釀2號(hào)、凌豐葡萄果實(shí)中芳香化合物的組成，以赤霞珠葡萄為對(duì)照，3個(gè)葡萄品種中主要含有醇類(lèi)、醛類(lèi)、酯類(lèi)、酮類(lèi)、萜烯類(lèi)等化合物，共鑒定出87種揮發(fā)性組分，分別為野釀2號(hào)37種，凌豐46種，赤霞珠50種。在揮發(fā)組分總含量上，赤霞珠（7863.72 μg/kg）明顯高于凌豐（2348.59 μg/kg）和野釀 2 號(hào)（1426.00 μg/kg）。野釀2號(hào)與赤霞珠有13種相同組分，凌豐與赤霞珠有30種相同組分，野釀2號(hào)與凌豐有12種相同組分，且含量之間均不同，這表明每種葡萄都具有獨(dú)特的香氣特征。

葡萄香氣成分種類(lèi)、含量和組成比例因品種不同而有顯著差異。醇類(lèi)、醛類(lèi)和酯類(lèi)物質(zhì)是檢測(cè)中較為豐富的物質(zhì)，野釀2號(hào)主要以醛類(lèi)為主，占果實(shí)揮發(fā)性成分總含量的81.02%；凌豐和赤霞珠主要以醇類(lèi)和酯類(lèi)為主，分別占各自揮發(fā)性成分總含量的94.95%和97.58%。

葡萄及葡萄酒中的香氣物質(zhì)組成非常復(fù)雜，其種類(lèi)及含量受多種因素的影響，這些物質(zhì)在葡萄酒風(fēng)格和質(zhì)量方面起著重要作用。通過(guò)檢測(cè)分析，廣西毛葡萄品種野釀2號(hào)和凌豐果實(shí)中香氣物質(zhì)的種類(lèi)、含量與歐亞種釀酒葡萄赤霞珠有很大差別，具有自身獨(dú)特的風(fēng)味特征，但是具體到最終葡萄酒產(chǎn)品的感官品質(zhì)，還必須要進(jìn)行釀酒試驗(yàn)及對(duì)葡萄酒香氣物質(zhì)進(jìn)行鑒定，并與感官品嘗分析相結(jié)合完成。

[1]丁燕,王哲,郭亞蕓,等.蓬萊產(chǎn)區(qū)不同白葡萄品種香氣組成的差異性研究[J].釀酒科技,2015(11)：54-59.

[2]朱建華,彭宏祥,張瑛,等.廣西毛葡萄生產(chǎn)存在的問(wèn)題及對(duì)策探討[J].廣西農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,37(1)：78-80.

[3]吳代東,鄒瑜,牟海飛,等.野釀2號(hào)兩性花毛葡萄石漠化山地栽培關(guān)鍵技術(shù)[J].中國(guó)南方果樹(shù),2012,41(3)：138-140.

[4]劉晶,李華,陶永勝,等.不同釀造工藝對(duì)兩性花毛葡萄NW96葡萄酒揮發(fā)性物質(zhì)的影響[J].食品科學(xué),2013,34(10)：117-121.

[5]姜文廣,李記明,徐巖,等.4種釀酒紅葡萄果實(shí)的揮發(fā)性香氣成分分析[J].食品科學(xué),2011,32(6)：225-229.

[6]胡博然,李華.不同釀酒葡萄品種漿果香味成分的GCMS分析[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2005,31(12)：89-92.

[7]趙悅,孫玉霞,孫慶揚(yáng),等.不同產(chǎn)地釀酒葡萄赤霞珠果實(shí)中揮發(fā)性香氣物質(zhì)差異性研究[J].北方園藝,2016(4)：23-28.

[8]SEFTON M A,FRANCIS I L,WILLIAMS P J.The volatile composition of Chardonnay juices-a study by flavor precursor analysis[J].American journal of enology and viticulture,1993,44(4)：359-370.

[9]蔣寶,張振文,王麗娜,等.黃土高原地區(qū)釀酒葡萄果實(shí)香氣成分的GC-MS分析[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2011,37(3)：172-196.

[10]張勁,秦曉媛,楊瑩,等.桂葡3號(hào)葡萄漿果特征香氣成分分析[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2015,46(5)：871-875.

[11]汪立平,徐巖,趙光鰲,等.頂空固相微萃取法快速測(cè)定蘋(píng)果酒中的香味物質(zhì)[J].無(wú)錫輕工大學(xué)學(xué)報(bào),2003,22(1)：1-6.

[12]田子卿,王小宏,柳軍民,等.不同酶處理對(duì)濃縮蘋(píng)果汁品質(zhì)及香氣成分的影響[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2013(9)：13-16.

[13]李娜娜,王華,唐國(guó)冬,等.低溫處理葡萄對(duì)愛(ài)格麗干白葡萄酒香氣成分的影響[J]食品科學(xué),2016,37(13)：71-76.

[14]南海龍,李華,蔣志東.山葡萄及其種間雜種結(jié)冰果實(shí)香氣成分的GC-MS分析[J].食品科學(xué),2009,30(12)：168-171.

[15]于立志,馬永昆,張龍,等.GC-O-MS法檢測(cè)句容產(chǎn)區(qū)巨峰葡萄香氣成分分析[J].食品科學(xué),2015,36(8)：196-200.

[16]李華.現(xiàn)代葡萄酒工藝學(xué)[M].西安：陜西人民出版社,1995.

[17]涂正順,薛潔,常偉,等.吉林地區(qū)山葡萄果實(shí)香氣成分的GC-MS分析[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào),2007,35(10)：66-70.

[18]CABRITA M,FREITAS A,LAUREANO O,et al.Glycosidic aroma compounds of some Portuguese grape cultivars[J].Journal of the science of food and agriculture,2006,77(16)：922-931.

[19]張志龍,韓舜愈,祝霞,等.武威地區(qū)黑比諾干紅葡萄酒揮發(fā)性香氣成分分析[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2014,49(5)：164-170.

[20]李華.葡萄酒品嘗學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社,2006.