黑果腺肋花楸酒與赤霞珠葡萄酒香氣物質(zhì)對比分析

毛建利，李 艷,2,*

（1.河北科技大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，河北 石家莊 050018；2.河北省發(fā)酵工程技術(shù)研究中心，河北 石家莊 050018）

黑果腺肋花楸（Aornial mealnocarpa）屬薔薇科多年生落葉灌木，原產(chǎn)北美，2018年遼寧省從美國引進(jìn)[1]，果實為紫黑色小漿果，成球形[2]，酸甜有澀味[3]，果實中含有豐富的多酚類物質(zhì)、胡蘿卜素、VC[4-6]，具有抗心血管病、抗腫瘤[7-10]、抗氧化[11]、抗炎鎮(zhèn)痛等諸多生理活性，因此，具有很高的開發(fā)及應(yīng)用價值。目前對黑果腺肋花楸的開發(fā)包括制成蜜餞、干果、飲料或釀酒等。將黑果腺肋花楸釀造成果酒，果實內(nèi)的多酚等功能成分能夠較好地保持活性[12]，營養(yǎng)物質(zhì)豐富[13-16]。2016年河北省秦皇島市盧龍縣開始大面積引種黑果腺肋花楸，并釀造發(fā)酵酒。

赤霞珠葡萄原產(chǎn)法國波爾多，是世界釀制紅葡萄酒的名貴品種。1986年，河北省昌黎產(chǎn)區(qū)是我國最早引種赤霞珠葡萄的地區(qū)之一[17]，目前在我國種植面積約占紅葡萄品種總面積的近1/2，赤霞珠葡萄酒中的芳香物質(zhì)種類豐富，含量較高，主要包括醇、酯、有機酸、醛、酮及萜烯類物質(zhì)，具有的典型性和獨特性已被廣泛認(rèn)可。

香氣是評價酒品質(zhì)的重要指標(biāo)，葡萄酒中香氣成分包括：醇、酯、酸、酮、烯醇、醛、烯烴、雜環(huán)化合物等1 000 多種。香氣物質(zhì)種類和含量構(gòu)成了不同葡萄酒的風(fēng)格和特色[18]。黑果腺肋花楸發(fā)酵酒是新開發(fā)的發(fā)酵型漿果酒，與赤霞珠葡萄酒類似，香氣成分也可分為來自漿果的果香，由酵母菌、乳酸菌等微生物發(fā)酵代謝產(chǎn)生的發(fā)酵香，以及原酒在陳釀過程中酸、醇等物質(zhì)復(fù)合或氧化還原作用而產(chǎn)生[19]的陳釀香3 類香氣。因此，選擇赤霞珠葡萄酒為參照，采用頂空固相微萃取（head space-solid phase microextractions，HS-SPME）結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用技術(shù)，對比分析黑果腺肋花楸發(fā)酵酒和赤霞珠葡萄酒的香氣物質(zhì)組成[20-22]，了解和確定黑果腺肋花楸發(fā)酵酒的香氣特征，為完善酒的釀造工藝提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黑果腺肋花楸發(fā)酵酒和赤霞珠葡萄酒均采用2016年種植在昌黎產(chǎn)區(qū)盧龍縣柳河山谷的黑果腺肋花楸果實和赤霞珠葡萄釀造，秦皇島金樽酒業(yè)有限公司提供。

酚酞指示劑、福林-丹尼斯、福林-肖卡、NaCl、Na2CO3（均為分析純） 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；乙醇、苯乙酮、苯甲醇、乙酸異戊酯（均為色譜純）美國Sigma-Aldrich公司；偏重亞硫酸鉀（分析純）天津市永大化學(xué)試劑有限公司；酵母菌、果膠酶 法國諾盟公司。

1.2 儀器與設(shè)備

7820-5975C GC-MS聯(lián)用儀 美國安捷倫公司；50/30 μm二乙基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane，DVB/CAR/PDMS）萃取頭、萃取手柄 美國Supelco公司；DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 鞏義市英峪華儀器廠；SP-756型紫外-可見分光光度計 上海光譜儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 基礎(chǔ)成分測定

還原糖（以葡萄糖計）：斐林試劑滴定法[23]測定；花色苷：pH值示差法[24]測定；單寧：福林-丹尼斯法[25]測定，以單寧酸計；總酚：福林-肖卡法[26]測定，以沒食子酸計；色度和色調(diào)：分光光度計法測定；干浸出物、乙醇體積分?jǐn)?shù)、滴定酸（以酒石酸計）：按GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》測定。

1.3.2 黑果腺肋花楸酒釀造工藝流程及說明

黑果腺肋花楸酒的釀造工藝參照赤霞珠葡萄酒，因黑果腺肋花楸果實糖含量低，需在發(fā)酵前添加蔗糖至220 g/L，發(fā)酵結(jié)束后從儲酒罐中抽取樣品進(jìn)行測定。工藝流程如下：

1.3.3 香氣物質(zhì)萃取

酒中香氣物質(zhì)萃取采用HS-SPME。在20 mL萃取瓶中放入已用乙醇浸泡并晾干的磁力攪拌轉(zhuǎn)子一顆，稱取2 g NaCl，再準(zhǔn)確量取5 mL酒樣加入頂空瓶中，加入10 μL質(zhì)量濃度為602.00 mg/L的內(nèi)標(biāo)物苯乙酮加蓋密封，將SPME針管穿透樣品瓶隔墊，調(diào)整針頭深入至頂空瓶1/3處，開啟磁力攪拌60 r/min，45 ℃水浴，攪拌平衡15 min，萃取吸附30 min取出手柄，用SPME針直接進(jìn)樣[27]，250 ℃解吸3 min。

1.3.4 GC-MS檢測條件

GC條件：載氣為氦氣（99.999%），流速1.0 mL/min；升溫程序：40 ℃保持12 min，以3 ℃/min的速率升至108 ℃保持2 min，再以5 ℃/min升至250 ℃保持5 min；進(jìn)樣口溫度250 ℃。

M S條件：離子源溫度2 3 0 ℃；四極桿溫度150 ℃；電子電離源，電子能量70 eV；質(zhì)量掃描范圍45～550 u[28]。

1.3.5 香氣物質(zhì)的定性與定量

香氣物質(zhì)采用NIST質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫檢索，結(jié)合保留時間和參考文獻(xiàn)[28-31]進(jìn)行定性分析；乙酸異戊酯母液質(zhì)量濃度為15.81 mg/L分別稀釋1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 倍做外標(biāo)物，取5 mL外標(biāo)物加入10 μL質(zhì)量濃度為602.00 mg/L苯乙酮內(nèi)標(biāo)物，采用上述酒樣檢測的方法進(jìn)行檢測，以外標(biāo)物與內(nèi)標(biāo)物的峰面積比X為橫坐標(biāo)，外標(biāo)物質(zhì)量濃度Y為縱坐標(biāo)，構(gòu)建酯類物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)曲線。通過原液質(zhì)量濃度為85.90 mg/L的苯乙醇、14.72 mg/L的苯甲醛、49.21 mg/L的大馬士酮分別做外標(biāo)物，苯乙酮做內(nèi)標(biāo)物，采用同樣的方式構(gòu)建醇、醛、酮物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量分析。

1.3.6 感官評定

組成7 人評定小組，參照GB 15038—2006標(biāo)準(zhǔn)，對產(chǎn)品的色、香、味、型進(jìn)行評定，外觀滿分20 分，香氣滿分30 分，口感滿分40 分，典型性10 分，總分100 分。去掉1 個最高分和1 個最低分，然后平均即為產(chǎn)品感官得分。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有樣品均分別平行測定3 次取平均值。實驗數(shù)據(jù)通過Excel 2003、SPASS 17.0、Origin 8.5進(jìn)行匯總與統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 基礎(chǔ)理化成分測定結(jié)果

分別檢測黑果腺肋花楸果實和赤霞珠葡萄，以及發(fā)酵后酒中乙醇體積分?jǐn)?shù)、還原糖、滴定酸、花色苷、單寧、總酚、色度、色調(diào)、干浸物等基礎(chǔ)理化成分，結(jié)果見表1。

黑果腺肋花楸果實的還原糖質(zhì)量濃度為66.0 g/L，遠(yuǎn)低于赤霞珠葡萄，因此，發(fā)酵前加糖調(diào)整至220 g/L，酸的總含量以及種類是影響原料品質(zhì)及果酒的重要因素，黑果腺肋花楸果的滴定酸質(zhì)量濃度為7.97 g/L，略低于赤霞珠葡萄的滴定酸含量。作為紅酒重要的骨架，酚類物質(zhì)是酒體的重要組成部分，黑果腺肋花楸果的花色苷質(zhì)量濃度為266.76 mg/L，遠(yuǎn)高于赤霞珠葡萄的花色苷含量，作為紅酒的主要呈色物質(zhì)，豐富的花色苷類物質(zhì)是黑果腺肋花楸果相對于赤霞珠葡萄的優(yōu)勢所在。黑果腺肋花楸果的單寧質(zhì)量濃度為7.02 g/L，是赤霞珠葡萄的3 倍，總酚質(zhì)量濃度為4.97 g/L，是赤霞珠葡萄的1.8 倍，含量都遠(yuǎn)高于赤霞珠葡萄，黑果腺肋花楸果和赤霞珠葡萄的基礎(chǔ)理化成分所具有的差異，也是影響到黑果腺肋花楸發(fā)酵酒及赤霞珠葡萄酒的香氣及感官差異的重要因素。表1顯示，黑果腺肋花楸發(fā)酵酒的花色苷、單寧、總酚、色度、干浸物含量明顯高于赤霞珠葡萄酒，且差異顯著，其中單寧和總酚含量分別為赤霞珠葡萄酒的3 倍和2.6 倍。酒的色度主要取決于酒中酚類物質(zhì)，如花色苷、單寧等物質(zhì)?；ㄉ蘸蛦螌幒吭礁撸频念伾缴?、色度值也高。黑果腺肋花楸發(fā)酵酒的色度值為17.86，明顯高于赤霞珠葡萄酒的色度值，也反映了黑果腺肋花楸酒的花色苷、單寧等酚類物質(zhì)明顯高于赤霞珠葡萄酒中的含量。這幾類物質(zhì)具有極強的抗氧化活性，是果酒清除人體自由基最主要的功能性物質(zhì)，具有極大應(yīng)用價值和開發(fā)潛力。黑果腺肋花楸發(fā)酵酒的色調(diào)也高于赤霞珠葡萄酒，是因花楸酒中單寧含量較高，在聚合單寧作用下逐漸增加了黃色色調(diào)，色調(diào)也由最初的紫紅色逐漸變?yōu)橥呒t色或磚紅色。

表1 樣品的基本理化指標(biāo)分析Table 1 Basic physicochemical indicators of berry and wine samples

2.2 酒中香氣成分GC-MS分析結(jié)果

GC-MS定量分析香氣物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)曲線見表2。

表2 香氣物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)曲線Table 2 Standard curves for aroma compounds

對黑果腺肋花楸發(fā)酵酒和赤霞珠葡萄酒進(jìn)行香氣物質(zhì)萃取，經(jīng)GC-MS檢測，標(biāo)準(zhǔn)曲線計算酒中香氣物質(zhì)的含量及香氣活度值（odor activity values，OAVs），結(jié)果見表3。

表3 酒中香氣物質(zhì)的含量和風(fēng)味特征Table 3 Contents and flavor characteristics of aroma compounds in wines

續(xù)表3

表3中香氣特點描述與感官閾值參照文獻(xiàn)[32-34]。數(shù)據(jù)顯示，黑果腺肋花楸酒和赤霞珠葡萄酒中共檢出63 種香氣物質(zhì)，分別為41 種和40 種，其中有18 種為兩款酒中共有。黑果腺肋花楸酒的香氣物質(zhì)總量是赤霞珠葡萄酒的2.73 倍，共檢測出18 種酯類物質(zhì)，15 種醇類物質(zhì)、3 種醛酮類物質(zhì)、5 種其他類型的香氣物質(zhì)。赤霞珠葡萄酒共檢測出21 種酯類物質(zhì)，12 種醇類物質(zhì)、3 種醛酮類物質(zhì)、4 種其他類型的香氣物質(zhì)。黑果腺肋花楸酒中苯甲酸乙酯、苯甲醇、苯甲醛、大馬士酮含量明顯高于其在赤霞珠葡萄酒中的含量。赤霞珠葡萄酒中丁二酸二乙酯、正己醇、苯乙醛、α-紫羅酮明顯高于其在黑果腺肋花楸酒中的含量。

酯類物質(zhì)由高級醇和脂肪酸在酶的催化作用下形成，是酒中種類最多的香氣物質(zhì)，使酒具有果香、花香、蜂蜜香、乳香等，增加了酒體的復(fù)雜性、多樣性和愉悅性。2 款酒中共有9 種酯類物質(zhì)，其中苯甲酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸苯乙酯和癸酸乙酯在黑果腺肋花楸酒中的含量明顯高于赤霞珠葡萄酒，苯甲酸乙酯質(zhì)量濃度最高，達(dá)428.893 mg/L。赤霞珠葡萄酒中丁二酸二乙酯質(zhì)量濃度高達(dá)61.051 mg/L，明顯高于黑果腺肋花楸酒，它具有濃郁的花香。黑果腺肋花楸酒中有9 種酯類物質(zhì)是獨有的，其中乙酸異戊酯和乙酸苯甲酯含量較高，分別達(dá)到41.105 mg/L和31.045 mg/L，這2 種酯的香氣較為愉悅，呈現(xiàn)濃郁的香蕉味和茉莉花香味，有利于提升和豐富黑果腺肋花楸酒的品質(zhì)。赤霞珠葡萄酒中有12 種酯類物質(zhì)是黑果腺肋花楸酒沒有的，其中乳酸乙酯和L(-)-乳酸乙酯的含量較為豐富，分別達(dá)到14.049 mg/L和15.179 mg/L，乳酸乙酯具有令人愉悅的乳香及覆盆子香氣，對赤霞珠葡萄酒的品質(zhì)有重要影響。從酯類物質(zhì)的種類看，赤霞珠葡萄酒更豐富多樣。但從酯類物質(zhì)含量看，黑果腺肋花楸酒的酯類物質(zhì)質(zhì)量濃度高達(dá)715.899 mg/L，占總香氣的30.34%。而赤霞珠葡萄酒的酯類物質(zhì)質(zhì)量濃度只有194.403 mg/L，占總香氣的22.53%。

醇類物質(zhì)也是酒中重要的香氣組成成分，2 款酒中醇類物質(zhì)含量分別達(dá)到1 465.413 mg/L和637.54 mg/L，各占自總香氣的62.11%和73.87%，共有的醇類物質(zhì)有7 種，其中3-甲基-1,5-戊二醇和苯甲醇在黑果腺肋花楸酒中質(zhì)量濃度分別為347.831 mg/L和364.843 mg/L，明顯高于赤霞珠葡萄酒。而正己醇在赤霞珠葡萄酒中質(zhì)量濃度高達(dá)23.411 mg/L，它具有青草味，是赤霞珠葡萄酒最典型的香氣特征。黑果腺肋花楸酒和赤霞珠葡萄酒的醇類物質(zhì)種類差別不大，但黑果腺肋花楸酒的醇類物質(zhì)含量更高，種類更豐富。

在2 款酒中共檢出5 種醛酮類物質(zhì)，只有苯甲醛是共有的，在黑果腺肋花楸酒和赤霞珠葡萄酒中質(zhì)量濃度分別為145.105 mg/L和18.522 mg/L，它具有濃郁的杏仁味，能夠增加酒的豐富性和余味。癸醛和大馬士酮僅存在于黑果腺肋花楸酒中，它們有青草、柑橘、木香、桃、果香等，能夠增加酒體的清香和堅果香。苯乙醛和α-紫羅酮只存在于赤霞珠葡萄酒中，能夠增加酒體玫瑰花香、蜂蜜和紫羅蘭氣味。

其他類型香氣物質(zhì)指烷、烯、酚類，2 款酒中共檢出8 種，共有的只有1 種。在黑果腺肋花楸酒和赤霞珠葡萄酒中含量分別占總香氣的1.25%和0.80%，影響2 款酒的酒體復(fù)雜性。

酒中香氣物質(zhì)的OAVs以評價香氣物質(zhì)對酒整體香氣的貢獻(xiàn)，一般認(rèn)為OAVs大于1對酒香氣有貢獻(xiàn)，且OAVs越大，對香氣的貢獻(xiàn)也越大。計算公式如下：

表3中2 款酒的63 種香氣物質(zhì)只有30 種物質(zhì)的OAVs大于 1，因此列出了這30 種香氣物質(zhì)的OAVs，包括15 種酯，9 種醇，3 種醛，2 種酮，1 種酚類物質(zhì)。由OAVs發(fā)現(xiàn)，乙酸異戊酯、正己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、大馬士酮是黑果腺肋花楸酒的主要香氣物質(zhì)，它們表述為花香、果香。正己酸乙酯、辛酸乙酯、苯乙醛、α-紫羅酮是赤霞珠葡萄酒的主要香氣物質(zhì)，描述為花香、果香、蜂蜜香。其中正己酸乙酯、辛酸乙酯是2款酒共同的香氣物質(zhì)。但由部分香氣物質(zhì)的感官閾值尚不清楚，無法計算其OAVs，特別是黑果腺肋花楸酒中的醇類物質(zhì)和其他類型的香氣物質(zhì)感官閾值未知，說明對于黑果腺肋花楸酒的香氣研究前者不足，后者十分有意義。

2.3 酒中香氣系列分析

按照香氣物質(zhì)在感官特征方面所表現(xiàn)出的花香、果香、奶香、草香和其他香氣類型，進(jìn)行分類分析，具有同種香氣類型的物質(zhì)含量進(jìn)行加和，作雷達(dá)圖，結(jié)果見圖1。

圖1 香氣系列（A）及OAVs系列（B）分布Fig. 1 Distribution of aroma types (A) and OAVs (B)

由圖1A可以明顯看出，黑果腺肋花楸酒的香氣物質(zhì)含量明顯高于赤霞珠葡萄酒。黑果腺肋花楸酒的花香類物質(zhì)總量達(dá)323.078 mg/L，略高于赤霞珠葡萄酒。2 款酒的果香類物質(zhì)總量分別為633.203 mg/L和85.589 mg/L，黑果腺肋花楸酒遠(yuǎn)高于赤霞珠葡萄酒。赤霞珠葡萄酒的草香類物質(zhì)總量達(dá)25.623 mg/L，略高于黑果腺肋花楸酒。就單一香氣系列來看，黑果腺肋花楸酒的花香和果香類物質(zhì)總含量都明顯高于赤霞珠葡萄酒。但總體看赤霞珠葡萄酒的香氣系列更均衡。

由圖1B可知，黑果腺肋花楸酒的果香特征突出，果香OAVs達(dá)54 621.11，明顯高于赤霞珠葡萄酒。赤霞珠葡萄酒的花香OAVs達(dá)41 088.89，明顯高于黑果腺肋花楸酒，主要表現(xiàn)為花香香氣特征。由此可知，2 款酒各具獨特的香氣特征，黑果腺肋花楸具有開發(fā)果酒的潛質(zhì)，本研究的數(shù)據(jù)和分析可為黑果腺肋花楸釀酒提供參考。

2.4 感官品評結(jié)果

表4 黑果腺肋花楸和赤霞珠葡萄酒感官評分Table 4 Sensory evaluation scores of wines

由表4可知，黑果腺肋花楸酒澄清度較好，呈紫紅色，新酒特征明顯；酒體香氣優(yōu)雅細(xì)膩，較濃郁，但持續(xù)時間短，復(fù)雜性稍顯單調(diào)，協(xié)調(diào)性較好，品種特性優(yōu)越，有明顯的漿果香味；品味酒體平衡協(xié)調(diào)性較好，飽滿濃郁，有強烈的結(jié)構(gòu)感，口感延續(xù)性較好。

3 結(jié) 論

通過對黑果腺肋花楸發(fā)酵酒和赤霞珠葡萄酒的香氣物質(zhì)進(jìn)行測定與分析可知，黑果腺肋花楸發(fā)酵酒香氣物質(zhì)含量為赤霞珠葡萄酒的2.73 倍，香氣物質(zhì)種類分別為41 種和40 種，其中共有的18 種。醇類物質(zhì)含量最高，分別占總香氣的62.11%和73.87%。依據(jù)OAVs，酯類物質(zhì)對酒的香氣貢獻(xiàn)最大，分別為36.57%和22.04%。黑果腺肋花楸酒的主體香氣物質(zhì)是大馬士酮、辛酸乙酯、正己酸乙酯和乙酸異戊酯，而赤霞珠葡萄酒則為α-紫羅酮、辛酸乙酯、正己酸乙酯和苯乙醛。2 款酒中共有香氣物質(zhì)對香氣貢獻(xiàn)占比分別為34.20%和21.81%，說明具有一定的相似性，而大馬士酮和α-紫羅酮對酒香氣的貢獻(xiàn)分別為63.22%和76.36%，形成了各自酒的特色，經(jīng)香氣系列分析可知黑果腺肋花楸發(fā)酵酒具有獨特的香氣特征，與赤霞珠葡萄酒有明顯區(qū)別，花香和果香物質(zhì)總含量明顯高于赤霞珠葡萄酒，果香特征突出，主體香氣物質(zhì)描述為花香和果香。經(jīng)感官品評打分可知黑果腺肋花楸酒的最后得分為74 分，略高于赤霞珠葡萄酒的總得分，黑果腺肋花楸酒和赤霞珠葡萄酒的感官品評中相對于外觀和香氣，口感較突出，黑果腺肋花楸發(fā)酵酒口感飽滿濃郁，具有濃郁的漿果香味，而赤霞珠葡萄口感細(xì)膩，具有花香草香余味悠長。因此可以看出，黑果腺肋花楸果有巨大的開發(fā)潛力，適宜釀造發(fā)酵酒。