基于HS-SPME/GC-MS分析新疆不同品種葡萄蒸餾酒揮發(fā)性香氣成分

王犁燁 黃 彭 馮瑞章 武 運 宋 鈺

(1. 宜賓學院固態(tài)發(fā)酵資源利用重點實驗室，四川 宜賓 644000；2. 新疆農業(yè)大學食品科學與藥學學院，新疆 烏魯木齊 830052；3. 吐魯番市質量與計量檢測所，新疆 吐魯番 838000)

新疆是中國最大的葡萄種植產區(qū)，且歷史悠久，葡萄栽培品種多達600多種，種質資源豐富多樣，大部分葡萄屬歐亞種[1]。近年來，新疆葡萄酒產業(yè)迅猛發(fā)展，在一定程度上也帶動了葡萄蒸餾酒的發(fā)展。葡萄蒸餾酒的香氣成分雖然會受到葡萄原料，發(fā)酵菌種以及蒸餾條件等因素的影響，但葡萄原料是最主要的因素，而葡萄漿果香氣成分及類型是由葡萄遺傳基因所決定的[2-5]。葡萄蒸餾酒的揮發(fā)性香氣成分對其感官評價有著關鍵性的影響，不同品種的葡萄釀造蒸餾出的葡萄蒸餾酒香氣成分存在明顯差異[6]。目前已有一些針對不同品種[7]、不同成熟度[8]、不同地區(qū)[9]的葡萄揮發(fā)性香氣成分差異的研究，但對其生產的蒸餾酒揮發(fā)性香氣差異的研究甚少，葡萄到葡萄蒸餾酒還需經歷一系列復雜的工藝[10]，所以需對葡萄蒸餾酒揮發(fā)性香氣成分進行深入研究。

目前，頂空固相微萃取技術結合氣相色譜-質譜聯(lián)用技術在酒類檢測中主要是通過定量化萃取來判定酒質優(yōu)劣、酒種類別、酒類產地等[11]。國內外眾多研究人員將此方法運用在白酒[12]、藍莓果酒[13]、黃酒[14]、紅棗發(fā)酵酒[15]等酒類的揮發(fā)性香氣成分分析中。

本研究擬采用HS-SPME與GC-MS技術聯(lián)用，對不同品種的葡萄蒸餾酒揮發(fā)性香氣成分進行分析，比較不同葡萄品種蒸餾酒間的差異，為進一步探究新疆葡萄蒸餾酒香氣成分提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試材與試劑

樣品1：赤霞珠和霞多麗，酒精度50%Vol，新疆吐哈盆地某酒莊；

樣品2：貴人香和霞多麗，酒精度69%Vol，新疆焉稽盆地某酒莊；

樣品3：貴人香，酒精度59%Vol，新疆天山北麓某酒莊；

樣品4：霞多麗，酒精度55.5%Vol，新疆天山北麓某酒莊；

樣品5：赤霞珠，酒精度61%Vol，新疆天山北麓某酒莊；

氯化鈉：分析純，天津市致遠化學試劑有限公司。

1.2 試驗儀器

水浴鍋：HH-S型，金壇市醫(yī)療儀器廠；

天平：PL2002型，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；

SPME萃取頭：65 μm DVB/PDMS型，美國 Supelco 公司；

氣相色譜-質譜聯(lián)用儀：7890A-5975C型，美國 Agilent公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 揮發(fā)性香氣成分提取 采用HS-SPME法，將蒸餾酒樣品與蒸餾水以體積比2∶1混合后，吸取5 mL放入20 mL 帶有硅膠墊帽的萃取瓶中，加入1 g NaCl，于50 ℃水浴中預平衡10 min后，繼續(xù)在50 ℃條件下萃取20 min。

1.3.2 氣相色譜條件 程序升溫：初始溫度40 ℃保持3 min，以4 ℃/min升至160 ℃，再以7 ℃/min升至250 ℃，保持30 min；載氣：He；流速：2 mL/min；進樣量：1 μL；不分流進樣。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析 將GC-MS檢測出的未知化合物的氣相色譜圖與NIST Library數(shù)據(jù)庫進行對比，將匹配度大于80%的化合物作為暫定結果，采用NIST MS Search 2.0標準譜庫相匹配檢索定性，當正反匹配度均大于800(最大值為1 000)時，確定化合物的類型，通過峰面積歸一化法計算各化合物的相對含量。

2 結果與分析

利用頂空固相微萃取法對葡萄蒸餾酒中的香氣成分進行提取，同時采用氣相色譜-質譜聯(lián)用分析葡萄蒸餾酒中的香氣成分，GC-MS總離子流色譜圖見圖1。

圖1 5種葡萄蒸餾酒揮發(fā)性香氣成分GC-MS總離子圖

Figure 1 GC/MS total ionic chromatogram of volatile aroma components of 5 of grape distilled liquor

由表1可知，用GC-MS技術在5種酒樣中共鑒定出78種香氣成分，包括：酯類44種、醇類10種、酸類4種、醛類3種、酮類2種、其他類15種，在5種葡萄蒸餾酒樣品中酯類為主要的揮發(fā)性成分。

2.1 5種葡萄蒸餾酒主要香氣成分分析

樣品1中有39種揮發(fā)性香氣成分被分離鑒定出來，其中相對含量比較高的成分包括：己酸乙酯(48.71%)、癸酸乙酯(21.19%)、月桂酸乙酯(9.45%)。樣品2中有22種揮發(fā)性香氣成分被分離鑒定出來，其中相對含量比較高的成分包括：異戊醇(21.19%)、3-甲基-正丁醇(17.60%)、棕櫚酸乙酯(13.40%)。樣品3中共分離鑒定出28種揮發(fā)性香氣成分，其中相對含量較高的成分有：棕櫚酸乙酯(23.12%)、癸酸乙酯(20.63%)、異戊醇(10.64%)、月桂酸乙酯(10.26%)、辛酸乙酯(10.02%)。樣品4中共分離鑒定出29種揮發(fā)性香氣成分，其中相對含量較高的成分有：異戊醇(18.06%)、癸酸乙酯(6.50%)、丁酸乙酯(6.30%)。樣品5中共分離鑒定出28種香氣成分，其中相對含量較高的成分有：異戊醇(30.51%)、戊醇(12.37%)、丁二酸二乙酯(12.08%)。

表1 5種葡萄蒸餾酒揮發(fā)性香氣成分?

續(xù)表1

類型名稱香氣描述[16-18]相對含量/%12345醇類3-甲基-正丁醇水果香氣-17.60---異戊醇醇香-21.1910.6418.0630.512-甲基丁醇焦灼氣味2.21----戊醇杏仁香氣0.68-3.27-12.37 1-甲基-環(huán)己醇----2.26-己醇花香0.08-0.26-0.55苯乙醇玫瑰香氣-1.06--5.36月桂醇紫羅蘭香氣0.161.95---2-辛基-1-十二烷醇----1.42-β-紅沒藥醇-0.11--3.11-酸類正丙醇、二甲基-苯甲酸-0.95-4.47-8.26己酸奶酪和燒烤味1.08----辛酸奶酪和水果味0.162.510.23-1.27(Z,Z,Z)-亞麻酸---0.61--醛類己醛橘子香和甜香氣味---1.80-異丁醛二乙縮醛----2.29-癸醛甜橙氣味0.07----酮類3-乙基-庚酮水果和青草香氣---1.02-1-丁烯-3-酮,1-(2-羧基-4,4-二甲基環(huán)丁烯基)---0.45--其他1-二乙氧基-3-甲基丁烷----4.01-1,6-己內酰胺薄荷香氣---3.97-1-甲基萘芳香氣味0.10---1.81異丙烯基苯酚--1.50---正十三烷----2.49-1,3,5-三甲基-2-(1,3-丁二烯基)苯-----0.35石竹烯柑橘和丁香香氣0.16--2.97-十四烷----2.12-十五烷----2.650.38十六烷----3.18-十七烷-0.07--2.530.59十九烷-----0.38二十烷----1.440.65淚杉醇氧化-0.10----雙酚A苯酚氣味-9.08---

? “-”表示未檢測出或未見報道。

由此發(fā)現(xiàn)在5個樣品中含有的香氣成分和含量是不同的，除了樣品1之外，其他品種葡萄的蒸餾酒中均存在異戊醇這種揮發(fā)性香氣成分。其中樣品1中特有的主要香氣物質為戊酸乙酯和己酸；樣品2中特有的主要香氣物質為3-甲基-正丁醇；樣品3中特有的主要香氣物質為油酸乙酯；樣品4中特有的主要香氣物質為2-甲基-丙酸乙酯和乙酸異丁酯，說明各葡萄蒸餾酒主要芳香物質在含量上存在些許差異，說明不同葡萄蒸餾酒在香氣成分存在較大差異。5個樣品共有的揮發(fā)性香氣成分組包括：癸酸乙酯、月桂酸乙酯、棕櫚酸乙酯3種酯類化合物，分別占樣品1～5的32.21%，18.36%，54.01%，11.45%，3.50%。在選用霞多麗和貴人香釀造的干白葡萄酒中，香氣含量排列前5位的香氣成分相似[19]，同樣在樣品2～4中主要香氣成分也十分相似，說明雖然進行了蒸餾工藝，但葡萄品種的特征香氣不會存在較大差別。

2.2 分類比較不同葡萄酒的香氣成分

2.2.1 酯類物質 酯類物質主要是通過發(fā)酵和蒸餾過程中醇類和有機酸酯化作用生成的，大部分酯類物質使蒸餾酒形成愉快的香味[20]。在樣品1香氣成分中，酯類物質有26種，相對含量為94.07%；在樣品2香氣成分中，酯類物質有22種，相對含量為45.11%；在樣品3香氣成分中，酯類物質有22種，相對含量為80.07%；在樣品4香氣成分中，酯類物質有25種，相對含量為44.68%；在樣品5香氣成分中，酯類物質有25種，相對含量為37.52%。5個樣品雖然所含有的揮發(fā)性香氣成分數(shù)量差別不大，但相對含量存在差別。癸酸乙酯、月桂酸乙酯、棕櫚酸乙酯3種酯類化合物在5個樣品中均有存在，但它們的相對含量在不同葡萄蒸餾酒樣品中差異明顯。樣品1中的癸酸乙酯相對含量是樣品5的9.18倍；樣品3中的月桂酸乙酯相對含量是樣品5的15.00倍；樣品3中的棕櫚酸乙酯相對含量是樣品5的46.24倍，因此癸酸乙酯、月桂酸乙酯、棕櫚酸乙酯可能是影響不同種類釀酒葡萄所制得蒸餾酒香氣和風味的物質。

2.2.2 醇類物質 醇類主要來源于發(fā)酵、氨基酸轉化及亞麻酸降解物的氧化，而葡萄中醇類物質及其香氣的濃度對蒸餾酒的香氣有一定的影響。在樣品1香氣成分中，醇類物質有5種，相對含量為3.24%；在樣品2香氣成分中，醇類物質有4種，相對含量為41.80%；在樣品3香氣成分中，醇類物質有3種，相對含量為14.17%；在樣品4香氣成分中，醇類物質有4種，相對含量為24.85%；在樣品5香氣成分中，醇類物質有4種，相對含量為48.79%。高級醇和雜醇油是蒸餾酒香氣成分的重要組成成分，在酒精發(fā)酵過程中產生，對蒸餾酒的感官特征具有顯著影響[17]。除了樣品1之外，其他4個蒸餾酒樣品中均存在異戊醇，但相對含量存在一些差異，樣品5中的含量為其他蒸餾酒樣品的1.43～2.87倍。2-甲基丁醇、3-甲基-正丁醇、1-甲基-環(huán)己醇、2-辛基-1-十二烷醇分別為樣品1～4中特有的醇類化合物，這些物質可能積極地影響了不同種類葡萄所釀葡萄酒的香氣和風味。

2.2.3 酸類物質 在樣品4中未檢測到酸類物質，可能是在蒸餾過程中，揮發(fā)性酸類物質與醇類物質發(fā)生反應，形成酯類物質。在其他4種不同葡萄蒸餾酒樣品中酸類揮發(fā)性成分含量較低為2.19%～9.53%，且只有一種辛酸是4種葡萄蒸餾酒所共有的。己酸僅存在于樣品4中；(Z，Z，Z)-亞麻酸僅存在于樣品3中。

2.2.4 酮類、醛類和其他香氣物質 己醛僅存在于樣品4中，這是一種具有甜香氣的醛類物質，癸醛僅存在于樣品1中，在樣品4和5中均未發(fā)現(xiàn)，可能是赤霞珠和霞多麗葡萄在混釀過程中新產生的香氣成分。石竹烯在樣品1和4中均有存在，它可能是霞多麗葡萄蒸餾酒特有的揮發(fā)性香氣成分。3-乙基-庚酮、1,6-己內酰胺和己醛為樣品4特有的揮發(fā)性香氣成分，二者可能是霞多麗葡萄單獨釀制葡萄蒸餾酒特有的揮發(fā)性香氣成分[21]。

3 結論

由于葡萄品種的不同，在相同栽培條件、釀造工藝及蒸餾工藝下，葡萄蒸餾酒的香氣成分的差別也十分顯著。蒸餾雖然會損失原酒中的部分香氣成分，但還是保留著不同葡萄品種之間的差異性。5種樣品中揮發(fā)性香氣成分的種類和含量存在較大差異，但酯類物質均為主要揮發(fā)性香氣成分。樣品4和5雖然是2個不同品種葡萄混釀制得的蒸餾酒，但揮發(fā)性香氣成分與單一品種制得的蒸餾酒仍存在較大差別，說明不同葡萄品種混釀對葡萄蒸餾酒揮發(fā)性香氣成分存在較大的影響，在混釀過程中既損失了一些香氣成分，同時也生成了一些新的香氣成分。本研究進一步證實了蒸餾酒的風味和葡萄的品種存在密切的關系，同時該研究為今后了解新疆蒸餾酒特性提供了理論依據(jù)。

[1] 馬惠蘭, 李旭. 新疆葡萄產業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀及對策建議[J]. 新疆林業(yè), 2010(6): 27-29.

[2] 丁燕, 王哲, 郭亞蕓, 等. 蓬萊產區(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.

[3] 張崇軍. 葡萄酒生產工藝對其營養(yǎng)價值的影響[J]. 食品安全導刊, 2013(1): 72-73.

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

[5] URCAN D E, GIACOSA S, TORCHIO F, et al. ‘Fortified’wines volatile composition: Effect of different postharvest dehydration conditions of wine grapes cv. Malvasia moscata (VitisviniferaL.)[J]. Food Chemistry, 2017, 219: 346-356.

[6] 齊曉茹, 侯麗娟, 師旭, 等. 不同年份、不同葡萄品種葡萄酒品質特征分析研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2017, 38(9): 285-289.

[7] 孫莎莎, 范文來, 徐巖, 等. 3種釀酒白葡萄果實的揮發(fā)性香氣成分比較[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2014, 40(5): 193-198.

[8] 李娜娜, 束廷廷, 梁艷英, 等. 不同采收期對愛格麗葡萄酒及蒸餾酒香氣成分的影響[J]. 食品科學, 2018(2): 215-221.

[9] 孫莎莎, 范文來, 徐巖, 等. 我國不同產地赤霞珠揮發(fā)性香氣成分差異分析[J]. 食品工業(yè)科技, 2013, 34(24): 70-74.

[10] 成池芳, 張如意, 陳新軍, 等. 貴人香蒸餾酒桶儲前后香氣成分的變化對比[J]. 中外葡萄與葡萄酒, 2014(2): 51-53.

[11] 邱桂華. 不同產地黃酒鑒別方法的比較研究[D]. 杭州: 浙江農林大學, 2013: 1-10.

[12] 范文來, 胡光源, 徐巖. 頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜法測定藥香型白酒中萜烯類化合物[J]. 食品科學, 2012, 33(14): 110-116.

[13] 龐惟俏, 姜雪, 郭德軍. 野生藍莓果汁及其發(fā)酵果酒揮發(fā)性成分分析[J]. 中國釀造, 2017, 36(1): 180-185.

[14] 王琳. 三種市售年份黃酒的特征香氣成分分析[D]. 合肥: 合肥工業(yè)大學, 2016: 1-10.

[15] 焦嬌, 李凱, 李樹萍, 等. HS-SPME-GC-O-MS分析紅棗發(fā)酵酒中的揮發(fā)性成分[J]. 食品科學, 2017, 38(4): 197-203.

[16] 商敬敏, 牟京霞, 劉建民, 等. GC-MS法分析不同產地釀酒葡萄的香氣成分[J]. 食品與機械, 2011, 27(5): 52-57.

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

[18] 左俊偉, 亓相媛, 趙彩云, 等. 寧夏賀蘭山東麓產區(qū)霞多麗、貴人香干白葡萄酒香氣成分分析[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2016, 42(10): 149-155.

[19] KHAIRALLAH R, REYNOLDS A G, BOWEN A J. Harvest date effects on aroma compounds in aged riesling icewines[J]. Journal of the Science of Food & Agriculture, 2016, 96(13): 4 398.

[20] LEE J W, KANG S A, CHEONG C. Quality characteristics of distilled alcohols prepared with different fermenting agents[J]. Journal of the Korean Society for Applied Biological Chemistry, 2015, 58(2): 1-9.

[21] 康文懷, 徐巖, 崔彥志. 不同釀酒葡萄品種C-6醛、醇風味化合物的比較[J]. 食品科學, 2010, 31(8): 252-256.