不同產(chǎn)區(qū)赤霞珠干紅葡萄酒香氣成分分析

姚 瑤，張亞飛，劉曉燕，辛樂宇，李學(xué)文*

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052）

揮發(fā)性香氣物質(zhì)是影響葡萄酒品質(zhì)的主要因素之一，在葡萄酒風(fēng)格和質(zhì)量方面起著重要的作用。目前，被鑒定的葡萄酒中的香氣成分有1 000多種[1]。影響葡萄酒芳香物質(zhì)的因素有很多，首先由產(chǎn)區(qū)的土壤、氣候、品種等自然因素決定，其次由人為因素決定，如栽培技術(shù)、釀酒工藝等[2-4]。只有在適宜的地理環(huán)境條件下才能使優(yōu)良的葡萄品種發(fā)揮出其潛在的優(yōu)質(zhì)特征，同一品種在不同地域種植所表現(xiàn)出的風(fēng)格也大有不同，這也使葡萄酒具有了區(qū)域化特征[5-8]，同時(shí)也決定了不同地區(qū)的葡萄酒獨(dú)特的品質(zhì)和風(fēng)格[9]。新疆地質(zhì)地貌復(fù)雜，氣候類型多樣，適合種植釀酒葡萄，是我國著名的釀酒葡萄種植產(chǎn)區(qū)之一[10-14]。近年來新疆葡萄酒產(chǎn)區(qū)地理標(biāo)志逐漸被挖掘劃分，這使新疆葡萄酒產(chǎn)業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，在新疆形成了瑪納斯產(chǎn)區(qū)、伊犁產(chǎn)區(qū)、和碩盆地產(chǎn)區(qū)、哈密產(chǎn)區(qū)。四個(gè)產(chǎn)區(qū)各有特色，各成一體。組成香氣的成分含量的多少、種類、閾值及彼此之間的相互作用決定了葡萄酒風(fēng)味的典型性[15-17]，所以研究葡萄酒在不同產(chǎn)區(qū)的特征性香氣成分，對于預(yù)測不同產(chǎn)區(qū)內(nèi)葡萄酒產(chǎn)品風(fēng)味特征具有重要意義[18]。

赤霞珠也稱卡本內(nèi)·蘇維翁、解百納，原產(chǎn)于法國波爾多地區(qū)，1892年首次引入中國，是世界著名的紅葡萄酒品種之一，由于其品質(zhì)優(yōu)良易于種植且產(chǎn)量穩(wěn)定，因此是國內(nèi)栽培面積最大的紅葡萄釀酒品種。目前，關(guān)于赤霞珠干紅葡萄酒的研究主要集中在品種特有芳香物質(zhì)的研究。而針對不同產(chǎn)區(qū)赤霞珠干紅葡萄酒芳香物質(zhì)差異比較的報(bào)道較少。

本研究采用頂空-固相微萃?。╤ead space-solid phase microextraction，HS-SPME）與氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用的方法對四個(gè)產(chǎn)區(qū)赤霞珠干紅葡萄酒的揮發(fā)性香氣成分進(jìn)行定性、定量分析。為得到較為科學(xué)的結(jié)果，采用主成分分析（principalcomponentanalysis，PCA）對香氣特征成分進(jìn)行差異性分析，為生產(chǎn)具有新疆不同產(chǎn)區(qū)地域特色的葡萄酒提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

酒樣：本研究試驗(yàn)用酒由瑪納斯中信國安、伊犁中信國安、和碩芳香莊園、哈密新雅4個(gè)葡萄酒廠提供，均為2017年釀造的赤霞珠干紅葡萄酒。

C8～C40正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品（色譜純）：北京百靈威科技公司；無水乙醇（色譜純）、氯化鈉（分析純）：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司

1.2 儀器與設(shè)備

7890A-5975C色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國安捷倫公司；65μm PDMS/DVB頂空固相微萃取纖維頭：上海安譜公司；DZKW-C電子恒溫水浴鍋：北京光明醫(yī)療儀器廠。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 香氣成分的測定

SPME的萃?。涸?0 mL的頂空瓶中先加入15 mL赤霞珠干紅葡萄酒，再加入20%的NaCl即3 g，將頂空瓶放置在60℃電子恒溫水浴鍋中平衡10 min，然后將已活化好的65 μm PDMS/DVB頂空固相微萃取頭通過橡皮墊插入，調(diào)整好纖維頭與酒樣之間的距離，防止接觸到液面，于60℃水浴鍋中吸附50min后，取出立即插入GC-MS進(jìn)樣口，解吸10 min后進(jìn)行香氣成分的鑒定。

GC-MS分析條件：色譜柱Agilent19091S-431UIHP-5ms（15 m×250 μm×0.25 μm）；進(jìn)樣口溫度：260℃；升溫程序：初始溫度50℃，保持2 min，以2℃/min的速率升至150℃，再以4℃/min的速率升溫至220℃，保持10 min；載氣為氦氣（He），壓力27.114psi，色譜柱流量1mL/min，不分流進(jìn)樣。電子電離（electron ionization，EI）源，電子能量70 eV，四極桿溫度150℃，離子源溫度230℃，掃描范圍30～500 amu。

1.3.2 數(shù)據(jù)分析

定性定量分析：由GC-MS分析所得的樣品質(zhì)譜圖經(jīng)計(jì)算機(jī)在美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所（national institute of standards and technology，NIST）11數(shù)據(jù)庫檢索比對并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)[19-21]標(biāo)準(zhǔn)圖譜進(jìn)行定性分析；運(yùn)用面積歸一法定量計(jì)算出各化學(xué)成分的相對百分含量。

主成分分析：采用SPSS 21.0數(shù)據(jù)處理軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 赤霞珠干紅葡萄酒香氣成分GC-MS檢測結(jié)果

通過SPME與GC-MS聯(lián)用對4個(gè)不同產(chǎn)地赤霞珠干紅葡萄酒的香氣成分進(jìn)行檢測和分析，總離子流色譜圖見圖1。由圖1可知，共分離出91個(gè)色譜峰。各產(chǎn)區(qū)赤霞珠干紅葡萄酒中揮發(fā)性香氣成分的定性結(jié)果和主要香氣組分的含量分別見表1和圖2。

圖1 4個(gè)產(chǎn)區(qū)赤霞珠干紅葡萄酒香氣成分GC-MS總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatogram of aroma components in Cabernet Sauvignon in dry red wines from 4 production areas analysis by GC-MS

表1 4個(gè)產(chǎn)區(qū)赤霞珠干紅葡萄酒香氣成分及相對含量Table 1 Aroma components and relative content of Cabernet Sauvignon in dry red wines from 4 production areas

續(xù)表

序號 保留時(shí)間/min 香氣成分X14 X15 X16 X17 X18 X19 X20 X21 X22 X23 X24 X25 X26 X27 X28 X29 X30 X31 X32 X33 X34 X35 X36 X37 X38 X39 X40 X41 X42 X43 X44 X45 X46 X47 X48 X49 X50 X51 X52 X53 X54 X55 X56 X57 X58 X59 7.495 7.738 10.456 12.492 12.859 13.259 14.345 16.501 17.673 18.089 18.526 18.834 19.061 21.908 23.334 23.955 25.808 26.089 26.894 29.503 29.546 30.146 30.292 30.762 32.788 32.971 32.982 33.020 33.825 34.176 34.257 34.257 34.954 34.959 35.289 35.300 35.505 36.801 37.001 37.477 37.482 37.487 40.205 40.264 40.815 40.848己酸己酸乙酯2-丁酸己酯2-甲基-7-苯基吲哚4-溴-2-氯苯胺苯乙醇〔5（4-硝基苯基）-2H-1,2,4-三唑-3-基〕吡啶5-（3-氨基丙基）-5-,10-二氫-11H-二苯并[B,E][1,4]二氮雜-11-酮丁二酸二乙酯辛酸辛酸乙酯琥珀酸氫乙酯琥珀酸己酯2-丙酯乙酸苯乙酯1-（4-甲基二苯并噻吩-2-基）-哌啶6-碘己醛反式-3-甲基-4-辛酸內(nèi)酯3,6-雙（N-二甲氨基）-9-乙基咔唑琥珀酸丁基乙酯(E)-1-（2,6-,6-三甲基-1,3-環(huán)己二烯-1-基）-2-丁烯-1-酮大馬士酮正癸酸（癸酸）9-癸烯酸乙酯癸酸乙酯乙基3-甲基丁醇丁二酸酯乙基3-氧代丁基-2-基琥珀酸酯琥珀酸環(huán)己基乙酯琥珀酸乙基3-甲基丁基-2-酯鄰苯二甲酸二甲酯順式-β-法尼烯7H-二苯并咔唑白堊堿3-叔丁基-4-羥基茴香醚2,6-雙（1,1-二甲基乙基）-4-羥基-4-甲基-2,5-環(huán)己二烯-1-酮十四烷醇N-十三碳-1-醇環(huán)十二烷1,3-二甲基十二烷對苯二甲酸3,4-二甲基苯基乙酯2，4-二氫-5-（3-硝基苯基）-2-苯基-3H-吡唑-3-酮甲地孕酮醋酸酯1-十二烷醇橙花醇2甲基-4-苯基-5-硫代-1,2-4-三唑啉-3-酮十五烷酸月桂酸相對含量/%瑪納斯 伊犁 哈密 和碩--1.610.98- - -- - -0.66 1.70 0.32- -28.5641.41- -- -18.80 0.40 11.34 17.48-6.62- -- -0.550.72 22.64 0.26 1.10 5.25-11.18 2.44 2.77 0.66- - - -- - - -0.22-0.38 4.62 0.98 8.70 5.12 0.31- -- - - - - - -4.21-2.59 2.86- -- -4.82-8.60 1.20 0.31 1.54 0.23 0.07 0.98 0.74 0.68 1.84 0.32 0.19 0.35 27.19 0.55-15.09-11.07 2.87 1.22 0.42 0.88 0.32 0.52 0.33-0.44-3.96-5.76 2.60-0.66-0.90- -- - - - - - - - - - - - -- - - - - - -- -0.70-0.55-0.38-0.25 0.28- - - -0.70-0.61-0.57-0.22- - -- -0.60 0.89 1.31 1.36- -0.21 0.13- - -- -- - -0.33- -0.340.37

續(xù)表

注：“-”表示未檢測出。

圖2 4個(gè)產(chǎn)區(qū)赤霞珠干紅葡萄酒香氣種類及相對含量比較Fig.2 Comparison of aroma components types and relative contents in Cabernet Sauvignon dry red wines from 4 production areas

2.2 香氣成分分析

2.2.1 4個(gè)產(chǎn)地葡萄酒香氣成分含量分析

由表1、圖2可知，瑪納斯產(chǎn)區(qū)釀造的赤霞珠干紅葡萄酒中共檢出29種香氣成分，主要包括酯類20種（占總含量的60.98%），醇類1種（占總含量的28.56%），酸類2種（占總含量的5.02%），醛酮類1種（占總含量的0.13%），萜烯類3種（占總含量的0.54%），其他類2種（占總含量的4.77%）。相對含量較高的成分有苯乙醇（28.56%）、丁二酸二乙酯（18.80%）、辛酸乙酯（11.34%）、癸酸乙酯（8.70%）、乙基3-甲基丁醇丁二酸酯（5.12%）、癸酸（4.62%）、棕櫚酸乙酯（4.40%）等。

伊犁產(chǎn)區(qū)釀造的赤霞珠干紅葡萄酒中共檢出30種香氣成分，主要包括酯類21種（占總含量的49.7%），醇類3種（占總含量的43.29%），酸類4種（占總含量的6.47%），其他類2種（占總含量的0.5%）。相對含量較高的成分有苯乙醇（41.41%）、丁二酸二乙酯（17.48%）、辛酸乙酯（6.62%）、癸酸（4.21%）、3-甲基-1-丁醇乙酸酯（4.10%）、油酸乙酯（3.80%）、棕櫚酸乙酯（3.29%）等。

哈密產(chǎn)區(qū)釀造的赤霞珠干紅葡萄酒中共檢出49種香氣成分，主要包括酯類23種（占總含量的55.76%），醇類5種（占總含量的29.85%），酸類5種（占總含量的5.72%），醛酮類2種（占總含量的1.05%），其他類13種（占總含量的7.62%）。相對含量較高的成分有苯乙醇（27.19%）、丁二酸二乙酯（15.09%）、辛酸乙酯（11.07%）、癸酸乙酯（5.76%）、癸酸（3.96%）、鄰苯二甲酸二丁酯（2.94%）、琥珀酸氫乙酯（2.87%）、乙基3-甲基丁醇丁二酸酯（2.60%）、棕櫚酸乙酯（2.37%）等。

和碩產(chǎn)區(qū)釀造的赤霞珠干紅葡萄酒中共檢出50種香氣成分，主要包括酯類27種（占總含量的61.82%），醇類8種（占總含量的25.06%），酸類4種占總含量的（7.33%），醛酮類4種（占總含量的2.75%），萜烯類1種（占總含量的0.21%），其他類6種（占總含量的2.83%）。相對含量較高的成分有苯乙醇（22.64%）、辛酸乙酯（11.18%）、癸酸乙酯（8.60%）、棕櫚酸乙酯（8.08%）、丁二酸二乙酯（5.25%）、癸酸（4.82%）、檸檬酸丁酯（3.09%）、琥珀酸己酯2-丙酯（2.77%）、月桂酸乙酯（2.67%）等。

由此可發(fā)現(xiàn)四個(gè)產(chǎn)地的赤霞珠干紅葡萄酒主要香氣種類基本相似，體現(xiàn)了赤霞珠干紅葡萄酒香氣特性，但同一種類葡萄酒香氣化合物及其含量在不同產(chǎn)地相對含量差異較大。為了進(jìn)一步分析四個(gè)產(chǎn)地葡萄酒的主體和特征香氣成分，需要通過統(tǒng)計(jì)學(xué)分析加以判定和歸類[22]。

2.2.2 不同產(chǎn)區(qū)干紅葡萄酒香氣主成分分析

本研究對檢測出的91種香氣成分利用SPSS 21.0軟件進(jìn)行了主成分分析。主成分1（principal component 1，PC1）的方差貢獻(xiàn)率為42.34%，主成分2（PC2）的方差貢獻(xiàn)率為38.99%，兩個(gè)成分累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到81.068%，總提取信息達(dá)到80%以上，可見前兩個(gè)主成分可以說明該數(shù)據(jù)情況。

四個(gè)產(chǎn)區(qū)在PC1和PC2上的得分圖見圖3。由圖3可知，1號瑪納斯產(chǎn)區(qū)和2號伊犁產(chǎn)區(qū)都在第三象限，且產(chǎn)區(qū)得分的關(guān)聯(lián)度較大。3號哈密產(chǎn)區(qū)在第四象限，在PC1的映射上最大表明該產(chǎn)區(qū)對PC1的貢獻(xiàn)率最大，且PC1與哈密產(chǎn)區(qū)呈正相關(guān)，PC2與其呈負(fù)相關(guān)。4號和碩產(chǎn)區(qū)在第二象限，該產(chǎn)區(qū)對PC2的貢獻(xiàn)率最大，且PC2與該產(chǎn)區(qū)呈正相關(guān)，PC1與該產(chǎn)區(qū)呈負(fù)相關(guān)。3號哈密產(chǎn)區(qū)與4號和碩產(chǎn)區(qū)香氣成分關(guān)聯(lián)度最低。

圖3 4個(gè)產(chǎn)區(qū)赤霞珠干紅葡萄酒揮發(fā)性香氣組分主成分載荷圖Fig.3 Principal component load plot of volatile aroma compounds in Cabernet Sauvignon dry red wines from 4 production regions

2個(gè)主成分上香氣的載荷圖見圖4。由圖4可知，X23為辛酸、X34為大馬士酮、X36為9-癸烯酸乙酯為1號瑪納斯產(chǎn)區(qū)的特有香氣呈樹皮和甜蘋果的風(fēng)味；X32琥珀酸丁基乙酯、X41琥珀酸乙基-3-甲基丁基-2-酯、X769-十六碳烯酸乙酯為2號伊犁產(chǎn)區(qū)的特有香氣成分；X5為2-戊醇、X6為2-壬醇、X10為吖啶、X11為1-蒽胺是3號哈密產(chǎn)區(qū)的特有香氣成分，呈強(qiáng)烈的水果清香帶有覆盆子和薔薇的香氣；X61為月桂酸乙酯、X65為肉豆蔻酸乙酯、X78為棕櫚酸乙酯為4號和碩產(chǎn)區(qū)的特有香氣成分呈果香花香椰子味和蜂蠟香。

圖4 4個(gè)產(chǎn)區(qū)赤霞珠干紅葡萄酒揮發(fā)性香氣組分主成分得分圖Fig.4 Principal component score of volatile aroma compounds in Cabernet Sauvignon dry red wines from 4 production areas

3 結(jié)論

葡萄酒中的揮發(fā)性香氣成分是構(gòu)成葡萄酒品質(zhì)的重要成份，本研究采用HS-SPME與GC-MS聯(lián)用測定四個(gè)產(chǎn)區(qū)赤霞珠干紅葡萄酒揮發(fā)性香氣成分，通過對比發(fā)現(xiàn)香氣成分酯類物質(zhì)在四個(gè)產(chǎn)區(qū)各自香氣成分含量中所占比例均為最高，在新疆四個(gè)產(chǎn)區(qū)中苯乙醇的含量均為最高呈玫瑰花香，且遠(yuǎn)高于其他香氣成分在該產(chǎn)區(qū)所占的比例。另外，萜烯類物質(zhì)僅在瑪納斯產(chǎn)區(qū)和和碩產(chǎn)區(qū)被檢出。在全部檢出的91種香氣成分中己酸乙酯、苯乙醇、丁二酸二乙酯、辛酸乙酯、癸酸、癸酸乙酯、月桂酸乙酯、棕櫚酸乙酯為四個(gè)產(chǎn)區(qū)共有且相對含量較高，對赤霞珠葡萄酒香氣品質(zhì)可能具有重要影響。由于含量高的成分不一定代表該葡萄酒典型香氣的主成分，因此用主成分分析法研究它們的特征香氣成分，得到了各個(gè)產(chǎn)區(qū)的特征性香氣，瑪納斯產(chǎn)區(qū)為辛酸、大馬士酮和9-癸烯酸乙酯，伊犁產(chǎn)區(qū)為琥珀酸丁基乙酯、琥珀酸乙基-3-甲基丁基-2-酯、9-十六碳烯酸乙酯，哈密產(chǎn)區(qū)為2-戊醇、2-壬醇、吖啶、1-蒽胺、和碩盆地產(chǎn)區(qū)為月桂酸乙酯、肉豆蔻酸乙酯和棕櫚酸乙酯。