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

焦紅茹，劉愛國，謝春梅，雷玉娟，馬占勝

（1. 寧夏葡萄酒與防沙治沙職業(yè)技術(shù)學院，寧夏 銀川 750199； 2. 酩悅軒尼詩夏桐（寧夏）酒莊有限公司,寧夏 銀川 751600； 3. 西北農(nóng)林科技大學葡萄酒學院, 陜西 楊凌 712100；

4. 新疆張裕巴保男爵酒莊，新疆 石河子 832000）

葡萄酒的香氣影響葡萄酒產(chǎn)品的風格和特征差異，是評價葡萄酒品質(zhì)的重要感官指標[1-2]。構(gòu)成葡萄酒香氣成分的揮發(fā)性物質(zhì)有1 000多種，主要包括醇類、酯類、醛類、酮類、酸類、萜類和其他一些微量成分[3-5]。按葡萄酒香氣的來源可分為三類：一類香氣是來自葡萄漿果生長過程中所產(chǎn)生的香氣物質(zhì)，主要包括萜烯類、醇類、羰基類等化學物質(zhì)，其中萜烯類物質(zhì)被廣泛研究[6]；二類香氣是由釀酒葡萄在酒精發(fā)酵過程中產(chǎn)生，主要包括醇類、酯類、醛類和有機酸等，能賦予葡萄酒干面包、酵母或發(fā)酵氣味，部分二類香氣在陳釀和貯存過程中會下降和消失，通常新釀的葡萄酒具有該特征；三類香氣來源于葡萄酒陳釀過程，因發(fā)生氧化或酯化等化學反應，使一類香氣和二類香氣逐漸消失，形成陳釀酒特有的香氣物質(zhì)[7-8]。幾乎所有的優(yōu)質(zhì)葡萄酒都需要在橡木桶中陳釀，橡木中的香氣物質(zhì)和單寧被溶解，很大程度上增加了葡萄酒香氣的豐富性[9]。葡萄酒的香氣成分組成和含量變化受到眾多因素的影響，包括葡萄品種、產(chǎn)地、生態(tài)條件、栽培管理、釀造工藝和陳釀條件等[10]。霞多麗屬歐亞種，為我國主要產(chǎn)區(qū)均有栽培的釀造白葡萄酒的優(yōu)良品種，在寧夏產(chǎn)區(qū)表現(xiàn)較好，是極具發(fā)展前景的釀酒葡萄品種[11-12]。Niagara半島霞多麗的典型化學成分研究顯示產(chǎn)地在影響產(chǎn)品香氣特征方面起重要作用[13]。對葡萄酒香氣成分的提取方法研究認為，頂空固相微萃取是目前最經(jīng)濟適用方法[14]，有研究表明采用此方法從霞多麗葡萄酒中鑒定出140多種香氣成分，對整體香氣有貢獻的有幾十種[15]。美國加州霞多麗葡萄酒的研究中發(fā)現(xiàn)，葡萄酒的果香花香特征和乙酸異戊酯、乙酸苯乙酯和里那醇的含量相關(guān)[15]。勃艮第霞多麗葡萄酒中香氣成分研究中發(fā)現(xiàn)11種香氣成分是其典型香氣的潛在貢獻成分，其中包含了香草醛、丁二酮、4-乙烯基愈創(chuàng)木酚、肉桂酸乙酯、己酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、丁酸乙酯和愈創(chuàng)木酚[16]。昌黎產(chǎn)區(qū)霞多麗葡萄酒的典型香氣成分研究中發(fā)現(xiàn)了13種活性氣味成分[17]。賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)霞多麗干白葡萄酒的香氣成分相對含量較高的物質(zhì)有：2,3-丁二醇、乙酸異戊酯、1-己醇、辛酸、丁二酸二乙酯[18]。寧夏賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)葡萄酒近年來備受國內(nèi)外同行的關(guān)注，但是有關(guān)陳釀年份對霞多麗葡萄酒香氣成分分析的研究報道很少。

本文以寧夏賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)酩悅軒尼詩夏桐（寧夏）酒莊 2013、2014、2015、2016年份的霞多麗干白葡萄酒為研究對象，采用頂空固相微萃取技術(shù)提取其香氣組分，用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）對葡萄酒香氣成分進行檢測，利用內(nèi)標法量化分析、結(jié)合單因素方差分析及聚類分析研究不同陳釀年份霞多麗干白葡萄酒的香氣物質(zhì)成分及特征，探討賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)霞多麗干白葡萄酒的香氣特征和不同陳釀年份霞多麗干白葡萄酒的香氣成分差異，以期為確定賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)霞多麗干白葡萄酒的感官風味評價、建立產(chǎn)區(qū)品種香氣成分指紋信息和控制生產(chǎn)提升品質(zhì)等方面提供基礎(chǔ)科學數(shù)據(jù)，具有一定的生產(chǎn)實踐意義。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

供試酒樣：霞多麗原酒（采用酒莊傳統(tǒng)工藝釀造），入桶時間均為釀造當年10月下旬，均來自酩悅軒尼詩夏桐（寧夏）酒莊有限公司。

葡萄原料：寧夏農(nóng)墾葡萄基地，樹齡9年（以2013年份計）。

橡木桶：均使用法國西南桶業(yè)橡木桶（DSQ），新桶，中度弧度烘烤，容量225 L。

供試酒樣基本理化指標依據(jù)GB/T 15038—2006[19]中規(guī)定的方法進行測定，均符合GB/T 15037—2006[20]中葡萄酒產(chǎn)品要求，具體見表1。

乙酸乙酯、丁酸乙酯、1-丙醇、2-甲基-1-丙醇、乙酸異戊酯、1-丁醇、己酸甲酯、己酸乙酯、苯乙烯、庚酸乙酯、乳酸乙酯、1-己醇、2-壬酮、辛酸乙酯、乙酸、庚醇、里那醇、1-辛醇、癸酸甲酯、癸酸乙酯、3-甲硫基-1-丙醇己酸、月桂酸乙酯、芐醇、辛酸、癸酸、四甲基二戊醇，均為色譜級，購自美國Sigma公司。

表1 不同陳釀年份霞多麗干白葡萄酒樣常規(guī)理化指標Table 1 Conventional physicochemical indexes of chardonnay dry white wine in different aging years

1.1.2 儀器與設(shè)備

頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用儀SPME-GC-MS（型號7890B+5977A），美國Agilent公司。

1.2 方法

1.2.1 原酒的釀造工藝流程

原料（霞多麗）→分選→除根破碎→入罐澄清冷浸漬（24 h）→回溫發(fā)酵→原酒入橡木桶→陳釀（按照常規(guī)管理進行指標監(jiān)控和添桶工作）

1.2.2 取樣方法

用橡木桶專用取酒器取每個年份3個平行橡木桶同一部位的酒樣，混勻后待測，每個年份酒樣測3次，取樣時間為2017年4月下旬。

1.2.3 揮發(fā)性化合物測定方法

采用頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用儀SPME-GCMS監(jiān)測待測酒樣中的香氣化合物，其中PAL自動進樣器的型號為7890B+5977A，毛細管色譜柱條件為DB-WAX（0～250 ℃ (260 ℃)：30 m×250 μm×0.25 μm）。在20 mL頂空瓶中加入2 g氯化鈉，8 mL待測酒樣以及20 μL的2.00 g/L內(nèi)標物內(nèi)標物（2.000 g/L 4-甲基-2-戊醇），45℃預熱頂空瓶10 min，萃取頭萃取頂空瓶液面上方氣體45 min，萃取過程頂空瓶在Agitator中不停搖動，萃取頭在進樣口250℃解析10 min，采用不分流模式進樣，恒流模式，柱流量0.8 mL/min，程序升溫，初始溫度40℃，以1℃/min升到45℃，保持2 min，以3℃/min升到84℃，保持2 min，以3℃/min升到120℃，保持3 min，以3℃/min升到200℃，以5℃/min升到230℃，運行時間71.667 min，MSD傳輸線250℃，質(zhì)譜選擇SCAN模式進行掃描。

1.2.4 揮發(fā)性化合物的定性定量分析

定性分析：采用氣相色譜-質(zhì)譜-計算機聯(lián)用儀進行分析鑒定。分析結(jié)果運用計算機譜庫（NIST14）進行初步檢索和分析，再結(jié)合文獻進行人工譜圖解析，確定揮發(fā)性物質(zhì)的各化學成分。

定量分析：采用內(nèi)標法進行定量分析，計算公式為：

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

采用Minitab15進行單因素ANOVA、聚類分析（Clustering Analysis），使用Excel 2007進行數(shù)據(jù)整理和繪制圖表。方差分析用于分析各處理間香氣成分的差異性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同年份霞多麗干白葡萄酒的香氣成分分析

通過頂空固相微萃取（HS-SPME）和GC-MS聯(lián)用技術(shù)對供試酒樣進行香氣成分含量分析，4個年份霞多麗干白葡萄酒的香氣成分含量、閾值、F檢驗統(tǒng)計量及感官描述見表2。

通過量化分析，供試4個年份霞多麗干白葡萄酒共檢測出73種香氣成分，主要有酯類、醇類、有機酸、羥基化合物（醛和酮）烯萜和酚類。其中酯類化合物37種，4個年份共有的酯類化合物26種；醇類化合物15種，4個年份共有的有13種；有機酸5種，4個年份共有的有4種；羥基化合物3種，4個年份共有的有2種；烯萜酚類化合物13種，4個年份共有的有

7種。OAV指氣味活性值，用氣味物質(zhì)的質(zhì)量濃度與其閾值的比值表示。所有非共有成分的氣味活性值OAV值均小于1，在香氣表現(xiàn)中未起到貢獻作用，可以認為不同陳釀年份霞多麗干白葡萄酒的香氣成分在種類分布上是完全一致的，并且不同年份酒樣香氣化合物的質(zhì)量濃度與其實際香氣貢獻并沒有直接聯(lián)系。雖然OAV沒有考慮香氣成分之間的疊加和抑制作用，但它卻是目前估計單個香氣成分實際氣味貢獻的客觀方法[21-22]。供試酒樣73種香氣成分的含量，OAV值氣味特征描述見表2。

表2 不同年份霞多麗干白葡萄酒的香氣成分差異性及感官特征Table 2 Difference of aromatic components and sensory characteristics in Chardonnay dry white wines from different aging years

續(xù)表2 不同年份霞多麗干白葡萄酒的香氣成分差異性及感官特征Continue table 2 Difference of aromatic components and sensory characteristics in Chardonnay dry white wines from different aging years

續(xù)表2 不同年份霞多麗干白葡萄酒的香氣成分差異性及感官特征Continue table 2 Difference of aromatic components and sensory characteristics in Chardonnay dry white wines from different aging years

2.2 不同年份霞多麗干白葡萄酒的香氣分類比較

2.2.1 酯類

酯類能賦予葡萄酒果香和花香，是葡萄酒香氣的重要成分。本文共鑒定出酯類化合物37種，不同陳釀年份的霞多麗干白葡萄酒中物質(zhì)種類有所不同，但差別不大。由表2～3所示，2013年份霞多麗干白葡萄酒中的酯類化合物有33種，占香氣物質(zhì)總含量的86.13%；2014年份霞多麗干白葡萄酒中的酯類化合物有31種，占香氣物質(zhì)總含量的82.67%；2015年份霞多麗干白葡萄酒中的酯類化合物有36種，占香氣物質(zhì)總含量的80.12%；2016年份霞多麗干白葡萄酒中的酯類化合物有35種，占香氣物質(zhì)總含量的77.08%；結(jié)合香氣物質(zhì)濃度含量和其OAV值發(fā)現(xiàn)：正己酸乙酯、癸酸乙酯、月桂酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸異戊酯、乙酸己酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸苯乙酯、乳酸乙酯是4個陳釀年份中共有的且OAV較高的物質(zhì)，其中乙酸己脂、乙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸苯乙酯、乳酸乙酯含量極低，卻具有較高的香氣貢獻。方差分析F值顯示，正己酸乙酯、癸酸乙酯、月桂酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸己酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸異丁酯這幾類物質(zhì)在4個不同陳釀年份之間有極顯著差異，是構(gòu)成不同年份霞多麗干白葡萄酒香氣的主體酯類物質(zhì)，能賦予葡萄酒青蘋果、草莓、梨、蘋果、香蕉、花香、可可豆、脂香肉桂、奶酪等香氣特征。同時，我們還發(fā)現(xiàn)陳釀時間越長，酯類物質(zhì)含量越豐富，這與Gil等[23]分析的西班牙馬德里產(chǎn)區(qū)白葡萄酒和桃紅葡萄酒中的香氣成分的結(jié)論相吻合，他發(fā)現(xiàn)辛酸乙酯、己酸乙酯、乙酸異戊酯和異戊醇具有比其他酯類更高的OAV值。

2.2.2 醇類

4個不同陳釀年份醇類物質(zhì)占總香氣成分含量的比例相對較低，2013、2014、2015、2016 年份霞多麗干白葡萄酒中的醇類物質(zhì)含量比例分別為4.29%、10.78%、7.11%、6.21%。在檢測出的15種醇類物質(zhì)中，僅有4種醇類物質(zhì)的OAV值大于1且存在于所有樣品中，說明醇類化合物對葡萄酒香氣的貢獻并不高，這4種高級醇分別是正癸醇、3-乙氧基丙醇、1-癸醇、正己醇。其中正己醇對葡萄酒香氣有負面影響，主要表現(xiàn)為青草味、吐司味和澀味；而1-癸醇在霞多麗干白葡萄酒中貢獻較好，表現(xiàn)出使人愉悅的橙花香氣，且各年份之間表現(xiàn)出極顯著性差異（P＜0.01）。這與陶永勝等[24]研究的霞多麗干白葡萄酒香氣特征與成分關(guān)聯(lián)分析中有關(guān)醇類物質(zhì)的論述一致。

2.2.3 有機酸類

如表3所示，隨著陳釀時間的延長，有機酸含量總體呈下降趨勢，2016年份酒樣中有機酸含量為14.44%，2013年份酒樣中有機酸含量降為8.67%。從物質(zhì)的構(gòu)成上來看，檢測出的5種有機酸分別是丁酸、9-癸烯酸、辛酸、癸酸和月桂酸，并且隨陳釀年份的增長，有機酸表現(xiàn)出從低鏈飽和脂肪酸向高鏈飽和脂肪酸轉(zhuǎn)化。OAV值顯示癸酸和辛酸具有活性，在低濃度時表現(xiàn)出奶酪、干果、礦物質(zhì)風味。從顯著性分析來看，4個陳釀年份的有機酸類物質(zhì)均表現(xiàn)出極顯著性差異（P＜0.01）。有研究報道C6～C10脂肪酸在濃度為4～10 mg/L時能帶給葡萄酒適度和愉悅香氣，高于20 mg/L時會產(chǎn)生不良風味[25]。但是它們對葡萄酒的香氣平衡有重要作用，因為能夠抑制對應芳香酯的水解[26]。本研究發(fā)現(xiàn)：月桂酸在2016年份、辛酸在2013和2015年份、癸酸在4個年份葡萄酒中的含量均已遠超過20 mg/L，對對應年份霞多麗干白葡萄酒的香氣貢獻有負面作用。

2.2.4 羥基化合物類

羥基化合物屬于葡萄酒中的微量化合物成分，經(jīng)檢測分別是糠醛、苯甲醛和5-甲基呋喃醛，比重在0.23%～0.82%之間，不同陳釀年份的酒樣中羥基化合物含量有一定差異。有文獻認為5-甲基呋喃醛是普遍存在于霞多麗葡萄酒中的香氣物質(zhì)，通常呈現(xiàn)出不良的化學氣味[15,27]，該氣味的過于突出會破壞香氣的協(xié)調(diào)性和優(yōu)雅程度。本研究在2013、2014、2015年份的供試酒樣中均檢測出5-甲基呋喃醛，其中2015年份含量最高，為2.679 mg/L，且年份之間呈顯著性差異（P＜0.05）?？啡┖捅郊兹┰诠┰嚨?個年份中均被檢測出。根據(jù)其OAV值發(fā)現(xiàn)：糠醛對4個年份的酒樣香氣均有貢獻，含量也表現(xiàn)出顯著性差異（P＜0.05），其香氣特征主要為熏香味、果香和花香。苯甲醛在4個年份中也都出現(xiàn)但無顯著性差異，對霞多麗干白葡萄酒的香氣貢獻還不清楚，也未見文獻報道。

2.2.5 烯萜及酚類物質(zhì)

萜烯類化合物屬于植物的二次代謝產(chǎn)物，可以反映葡萄栽培品種的特性，在酒精發(fā)酵期間不受酵母菌活動的影響，中性葡萄品種的香氣不依賴于單萜類化合物[28-29]。霞多麗屬中性葡萄品種，本試驗研究發(fā)現(xiàn)（表3），同烯萜及酚類物質(zhì)共13種物質(zhì)，其含量在不同陳釀年份之間有所不同，所占比重在0.53%～3.92%。結(jié)合其OAV值發(fā)現(xiàn)：丁香酚、大馬士酮、橙花叔醇是4個年份中香氣貢獻比較明顯的物質(zhì)，其中大馬士酮和橙花叔醇含量在4個年份酒樣中差異極顯著（P＜0.01），丁香酚含量在4個年份酒樣中差異顯著（P＜0.05），能賦予霞多麗干白葡萄酒甜蘋果、百合花、玫瑰、橙花、鈴蘭等弱清甜柔美的氣息。里那醇在2013、2014、2016年份的酒樣中出現(xiàn)且含量超過嗅覺閾值，但各年份之間無顯著性差異，它能賦予葡萄酒玫瑰花香和果香。2,4-二-叔丁基-6-硝基苯酚在2014、2015兩個年份中出現(xiàn)且表現(xiàn)出顯著差異，能賦予葡萄酒辛香香氣。乙基香蘭素在4個年份酒樣中的含量高且表現(xiàn)出極顯著性差異（P＜0.01），對葡萄酒貢獻出清香、花香和香脂香氣，但是未有文獻報道其嗅覺閾值。金合歡醇僅出現(xiàn)在2013、2016年份的酒樣中，使葡萄酒表現(xiàn)出檸檬、蜂蜜和花的香氣。有研究表明，葡萄酒中活性揮發(fā)性成分2,4-二-叔丁基-6-硝基苯酚、丁香酚、乙基香蘭素主要來源于橡木陳釀的酒樣中，對葡萄酒整體香氣貢獻較大[30]。本研究中也表明這3類物質(zhì)的含量與其橡木桶陳釀時間呈正相關(guān)。

表3 不同陳釀年份霞多麗干白葡萄酒香氣分類相對含量比較Table 3 Comparison of classification and contents of aroma components in Chardonnaydry white wines form different aging years %

2.3 不同年份霞多麗干白葡萄酒香氣的聚類分析

對不同陳釀年份霞多麗干白葡萄酒的香體物質(zhì)進行類間相似性聚類分析。如圖1所示，每個年份3個重復間的香氣物質(zhì)有著極高的相似性，自成一類。2014和2015年份陳釀酒樣的香氣物質(zhì)相似性較高，達到70.19%以上；2014、2015、2016年份的香氣物質(zhì)相似性為42.38%；2013年份與其他3個年份酒樣的香氣物質(zhì)的相似性較低，為13.58%。從聚類分析的整體情況來看，不同陳釀年份對于葡萄酒香氣物質(zhì)的構(gòu)成影響較大。陳釀時間越長，香氣物質(zhì)的轉(zhuǎn)化越明顯。

圖1 不同年份霞多麗干白葡萄酒樣香體成分含量聚類圖Fig.1 Dendrogram of aroma composition of chardonnay dry white wines from different aging years

3 結(jié)論與討論

采用固相微萃取，結(jié)合GC-MS對4個不同陳釀年份霞多麗干白葡萄酒的芳香物質(zhì)進行定性和定量分析，共鑒定出73種香氣成分。分類比較發(fā)現(xiàn)：4個陳釀年份芳香物質(zhì)的種類是一致的，主要為酯類、醇類、有機酸、羥基化合物（醛和酮）、烯萜和酚類；4種年份酒樣中共有的52種香氣成分中對香氣貢獻較大的大概有16種，且在含量上有顯著性差異（P＜0.05）。酯類物質(zhì)的含量隨陳釀時間的延長逐漸增加，主要是由于陳釀過程中脂化作用的結(jié)果，能夠促進香氣向更加濃郁的方向轉(zhuǎn)變，賦予葡萄酒青蘋果、草莓、梨、蘋果、香蕉、花香、可可豆、脂香肉桂、奶酪等香氣特征。醇類物質(zhì)中有貢獻的香氣物質(zhì)不多，但僅僅1-癸醇有正面的香氣貢獻作用，能賦予霞多麗葡萄酒使人愉悅的橙花香氣。有機酸類物質(zhì)含量隨陳釀時間的延長呈下降趨勢，結(jié)合OAV值發(fā)現(xiàn)有貢獻作用的辛酸、癸酸和月桂酸的含量均對香氣有負面影響，可見有機酸對葡萄酒香氣的貢獻不明顯。5-甲基呋喃醛被認為是普遍存在霞多麗葡萄酒中種香氣物質(zhì)，在濃度超過其閾值時，通常呈現(xiàn)出不良的化學氣味[15,27]，本研究也發(fā)現(xiàn)該物質(zhì)存在于2013、2014、2015年份的供試酒樣中，且各年份間呈顯著性差異（P＜0.05）。苯甲醛在4個年份酒樣中也都出現(xiàn)但無顯著性差異，對霞多麗干白葡萄酒的香氣影響尚不清楚。烯酚類物質(zhì)在各陳釀年份酒樣中的含量很低，丁香酚、大馬士酮、橙花叔醇香氣貢獻明顯且在各年份酒樣之間有顯著性差異（P＜0.05），賦葡萄酒甜蘋果、百合花、玫瑰、橙花、鈴蘭等弱清甜柔美的氣息，里那醇有香氣貢獻但各年份間無顯著性差異性。2,4-二-叔丁基-6-硝基苯酚在2014、2015年份酒樣中的含量均超過嗅覺閾值，賦予葡萄酒較強的丁香香氣和溫和的辛香香氣，金合歡醇存在于2013、2016年份的陳釀酒樣中，能賦予葡萄酒檸檬、蜂蜜和花的香氣，總體酚類物質(zhì)的含量和陳釀時間成正相關(guān)。聚類分析也表明不同陳釀年份之間香氣物質(zhì)的構(gòu)成具有差異。