戶太8號(hào)桃紅葡萄酒貯藏期香氣物質(zhì)損失及添加劑護(hù)香效果分析

李文艷，徐雅強(qiáng)，王凌云，許引虎，倪學(xué)理，張永剛，馬 娜，陶永勝，*

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 葡萄酒學(xué)院， 陜西 楊凌 712100；2.商洛市特色產(chǎn)業(yè)與休閑農(nóng)業(yè)指導(dǎo)中心， 陜西 商洛 726000；3.安琪酵母股份有限公司， 湖北 宜昌 443000； 4.陜西甲邑酒莊有限公司， 陜西 三原 713800；5.陜西丹鳳葡萄酒有限公司， 陜西 丹鳳 726200)

我國葡萄總產(chǎn)量多年來居世界首位，葡萄栽培面積位列第二，但是絕大多數(shù)葡萄是鮮食葡萄，成熟期集中且不耐貯運(yùn)，容易出現(xiàn)市場過剩問題，亟待進(jìn)行深加工[1-3]。葡萄是適宜釀酒的水果，適度發(fā)展新鮮型葡萄酒產(chǎn)業(yè)，能夠延伸鮮食葡萄產(chǎn)業(yè)，提高果農(nóng)收益，促進(jìn)一二三產(chǎn)業(yè)融合[4]。戶太8號(hào)葡萄是陜西關(guān)中地區(qū)主栽的鮮食葡萄品種，其品質(zhì)優(yōu)良且抗逆性強(qiáng)，既可作鮮食，又可制汁或釀酒[5-8]。然而，戶太8號(hào)葡萄的釀造實(shí)踐顯示，由于葡萄果實(shí)粒大、皮薄、籽少，花色苷等酚類物質(zhì)在發(fā)酵過程中浸提有限，且葡萄酒中的揮發(fā)性物質(zhì)的種類和含量也低于赤霞珠等釀酒葡萄所釀酒，因此，戶太8號(hào)葡萄更適用于釀造起泡葡萄酒或桃紅葡萄酒[5,9]。此外，戶太8號(hào)葡萄酒貯藏期間香氣損失較快，其貨架期低于常用釀酒葡萄所釀的葡萄酒產(chǎn)品[10]。因此，研究戶太8號(hào)等鮮食葡萄所釀酒的貯藏期護(hù)香工藝具有重要的產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)支撐意義。

近些年來，國內(nèi)外已有葡萄酒貯藏期使用添加劑處理護(hù)香應(yīng)用的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。例如，葡萄酒發(fā)酵或貯藏期間酵母自溶釋放的甘露糖蛋白能夠提高葡萄酒中酒石酸和蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，具有保護(hù)葡萄酒風(fēng)味典型性的作用[11]，酵母葡聚糖對(duì)葡萄酒風(fēng)味物質(zhì)具有大分子的吸附作用，能夠影響葡萄酒香氣物質(zhì)的揮發(fā)呈香效果[12-14]。此外，也有學(xué)者研究得出，谷胱甘肽可以減緩香氣物質(zhì)在葡萄酒陳釀期間的損失速度[15]，酚酸處理有助于葡萄酒香氣的持久性[16]。但是，上述添加劑處理在鮮食葡萄所釀酒中的應(yīng)用及護(hù)香效果尚不清楚，缺乏數(shù)據(jù)支撐。本工作研究戶太8號(hào)桃紅葡萄酒貯藏期的香氣物質(zhì)損失的變化規(guī)律，并在文獻(xiàn)研究基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了幾種添加劑處理應(yīng)用于戶太8號(hào)桃紅葡萄酒，分析其對(duì)葡萄酒貯藏期香氣的作用效果，希望為戶太8號(hào)桃紅葡萄酒的貯藏工藝優(yōu)化提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 葡萄原料與釀酒菌株

戶太8號(hào)葡萄：歐美雜交品種，2019年8月采自陜西省商洛市戶太8號(hào)葡萄基地，含糖量175 g/L，總酸含量5.19 g/L(以酒石酸計(jì))，衛(wèi)生狀況和成熟度良好。釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)，RV002型酵母活性干粉，安琪酵母股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HW.SY21- KP8型智能恒溫水浴鍋，北京長風(fēng)儀器儀表公司；ME203E型電子天平，上海梅特勒- 托利多儀器有限公司；DW- YL270型低溫冰箱，中科美菱低溫科技有限公司；GC/MS- QP2020型氣相色譜- 質(zhì)譜聯(lián)用儀，日本島津公司；DB- WAX型毛細(xì)管柱，美國安捷倫科技公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)試劑

葡萄糖、亞硫酸水溶液(w=6%)，天津化學(xué)試劑公司；甘露糖蛋白MP60(mannoprotein)、葡聚糖(glucan)，安琪酵母股份有限公司；沒食子酸(gallic acid)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99%，北京Sigma-Aldrich公司；還原型谷胱甘肽(L-glutathione)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99%，北京Biotopped公司。

標(biāo)準(zhǔn)品：乙酸乙酯、乙酸異戊酯、乙酸己酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、異丁醇、異戊醇、1-己醇、1-庚醇、1-辛醇、異丁酸、己酸、辛酸、癸酸、琥珀酸二乙酯、苯乙醇、苯乙酸乙酯、乙酸-2-苯乙酯、里哪醇、α-萜品醇、香茅醇、1-己醇、(Z)-3-己烯-1-醇，北京Sigma-Aldrich公司。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1葡萄酒釀造方法

采摘正常成熟的戶太8號(hào)葡萄，除梗破碎后添加60 mg/L SO2(1 L葡萄汁中加入1 mL的w=6%的亞硫酸水溶液)，葡萄醪迅速入罐，約5 ℃溫度條件下浸漬12 h，而后溫度回升至20 ℃左右，按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2‰接種釀酒酵母啟動(dòng)發(fā)酵。酒精發(fā)酵溫度控制在20～25 ℃，每天監(jiān)測葡萄汁比重和溫度，添加蔗糖調(diào)整最終酒度到(11.5%±0.5%)vol。待發(fā)酵液比重下降至1.020時(shí)分離葡萄皮渣，發(fā)酵液轉(zhuǎn)入干凈罐中繼續(xù)發(fā)酵，溫度控制在18～20 ℃，當(dāng)比重降至0.997，測定還原糖的含量，確認(rèn)其低于2.0 g/L時(shí)，將葡萄酒轉(zhuǎn)入干凈罐中，添加60 mg/L SO2終止發(fā)酵，10 ℃條件下滿罐貯藏。

1.4.2添加劑處理方法

取滿罐密封貯藏的戶太8號(hào)桃紅葡萄酒樣品，分別添加300 mg/L葡聚糖(Pu組)[12]、250 mg/L沒食子酸(Aci組)[16]、300 mg/L甘露糖蛋白(Man組)[17]和20 mg/L谷胱甘肽(Glu組)添加劑[18]，混合均勻，在室溫條件下繼續(xù)滿罐密封貯藏。每隔45 d采樣，進(jìn)行香氣成分的儀器分析，貯藏1年后，進(jìn)行酒樣香氣成分的測定和香氣特征的感官分析。每種添加劑處理設(shè)3次重復(fù)。

1.4.3香氣成分分析方法

葡萄酒香氣成分采用頂空固相微萃取結(jié)合氣相色譜- 質(zhì)譜聯(lián)用方法(headspace solid phase micro-extraction combined with gas chromatography-mass spectrometry，HS- SPME- GC/MS)進(jìn)行分析[19-20]。

頂空固相微萃取(HS- SPME)：萃取纖維為DVB/CAR/PDMS(膜厚50/30 μm，長2 cm)，配有57330- U型聯(lián)動(dòng)手柄。在20 mL頂空瓶中加入8 mL稀釋4倍的葡萄酒樣品和20 μL內(nèi)標(biāo)溶液(2-辛醇，40 μg/L)，再加入2.0 g NaCl。啟動(dòng)攪拌子，在40 ℃水浴中平衡15 min，然后插入萃取纖維，在40 ℃下吸附30 min后立即將萃取頭進(jìn)樣至氣相色譜進(jìn)樣口(230 ℃)解析5 min。

GC- MS條件：色譜柱為DB- WAX型毛細(xì)管柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm)。不分流進(jìn)樣，載氣為高純氮?dú)猓魉?.5 mL/min。柱升溫程序：初始溫度40 ℃，以3 ℃/min升高至130 ℃，再以4 ℃/min上升至250 ℃，并保持8 min，共運(yùn)行60 min。進(jìn)樣口230 ℃，連接桿溫度220 ℃，離子源溫度200 ℃。質(zhì)譜檢測器為EI源，電子源電壓70 eV，全掃描質(zhì)譜范圍m/z25～350 u，掃描頻率0.2 s/次。

定性方法：查詢NIST 2.0和Wiley譜庫，并將化合物的保留時(shí)間和質(zhì)譜與標(biāo)準(zhǔn)品比較進(jìn)行定性分析，對(duì)于沒有標(biāo)準(zhǔn)品的化合物采用質(zhì)譜查詢定性分析[20]。

定量方法：用內(nèi)標(biāo)- 標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量，內(nèi)標(biāo)物為2-辛醇，用5點(diǎn)法繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，將化合物峰面積與內(nèi)標(biāo)物峰面積的比值帶入其標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算可得定量結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)曲線見式(1)。對(duì)于沒有標(biāo)準(zhǔn)品的化合物采用化學(xué)結(jié)構(gòu)相似的標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行計(jì)算，見式(1)。

y=kx+b。

(1)

式(1)中，y為待測化合物在酒中的質(zhì)量濃度，μg/L；x為標(biāo)準(zhǔn)品峰面積與2-辛醇峰面積的比值。

1.4.4香氣特征的感官分析方法

香氣特征的感官分析參考趙宇等[21]的方法。品評(píng)小組由經(jīng)過系統(tǒng)聞香培訓(xùn)的葡萄酒專業(yè)的15名研究生組成。感官分析實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)酒樣重復(fù)2次，在黑色標(biāo)準(zhǔn)葡萄酒杯中倒入30 mL酒樣，供試酒樣進(jìn)行隨機(jī)編號(hào)和排序。每位成員在提供的葡萄酒標(biāo)準(zhǔn)香氣特征表中選擇3～5個(gè)特征詞匯描述酒樣香氣，并用“5點(diǎn)標(biāo)度法”(1～5表示香氣特征強(qiáng)度)對(duì)香氣特征進(jìn)行評(píng)分，計(jì)算方法見式(2)。

(2)

式(2)中，MF為某一香氣特征的最終量化強(qiáng)度值，%；F為品評(píng)小組對(duì)香氣特征詞匯的使用頻率，%；I為強(qiáng)度平均值，%。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用單因素方差分析(ANOVA)進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的差異顯著性分析，利用主成分分析(principal component analysis，PCA)研究不同處理對(duì)酒樣香氣物質(zhì)的影響。數(shù)據(jù)處理使用SPSS 20.0軟件進(jìn)行，運(yùn)用Origin Pro 2022軟件繪制數(shù)據(jù)的變化趨勢圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 貯藏期的香氣物質(zhì)損失

不同品種葡萄果粒的大小和果皮的厚度不一樣，發(fā)酵過程中葡萄原料里的香氣前體物質(zhì)經(jīng)浸漬進(jìn)入酒中的情況有很大差別[22]。本研究中，戶太8號(hào)桃紅葡萄酒貯藏1年后，香氣物質(zhì)定性定量分析結(jié)果見表1。由表1可知，戶太8號(hào)桃紅葡萄酒中共檢出33種香氣物質(zhì)，包括酯類14種、醇類9種、脂肪酸4種、萜烯類4種、己(烯)醇類化合物2種。從含量上分析，戶太8號(hào)葡萄酒香氣物質(zhì)總含量為166.5 mg/L，發(fā)酵香氣成分占比較大，其中酯類和醇類化合物分別占總檢出揮發(fā)性物質(zhì)含量的32.1%和66.4%。研究結(jié)果與Song等[9]的研究結(jié)果一致，戶太8號(hào)桃紅葡萄酒中的香氣物質(zhì)及其種類低于常用釀酒葡萄所釀葡萄酒。

然而，氣味活性值(OAV，質(zhì)量濃度/閾值)的分析表明，乙酸乙酯、乙酸異戊酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、異戊醇、辛酸、苯乙醇和里哪醇的OAV大于1，而乙酸異丁酯、庚酸乙酯、癸酸乙酯、異丁醇、1-庚醇、1-辛醇、異丁酸、乳酸乙酯、苯乙酸乙酯、乙酸-2-苯乙酯和香茅醇的OAV為0.1～1，說明除了發(fā)酵香氣成分之外，一些品種香氣物質(zhì)也對(duì)最終的戶太8號(hào)葡萄酒香氣有重要貢獻(xiàn)。

戶太8號(hào)桃紅葡萄酒貯藏期間主要的香氣物質(zhì)的變化趨勢見圖1。分析圖1可知，不同添加劑處理對(duì)主要香氣物質(zhì)的含量變化有很大差異，但是主要香氣物質(zhì)的變化整體趨勢依然很明顯。乙酸酯和中鏈脂肪酸乙酯含量在1年期間呈下降趨勢，貯藏的前2個(gè)月下降幅度較大，后期下降趨緩；高級(jí)醇含量逐漸升高，到貯藏的中后期逐漸趨于平穩(wěn)；脂肪酸、萜烯類和苯乙基類化合物含量先增加，而后下降。Vázquez-Pateiro 等[23]的研究表明，干紅葡萄酒中的乙酸酯類物質(zhì)在36個(gè)月貯藏期內(nèi)持續(xù)下降，其他揮發(fā)性化合物含量在18個(gè)月以后逐漸下降。本研究中，供試酒樣在1年貯藏期內(nèi)，果香酯類物質(zhì)含量就有較大幅度的下降，所以研究護(hù)香工藝對(duì)穩(wěn)定戶太8號(hào)葡萄酒的香氣品質(zhì)、延長產(chǎn)品貨架期至關(guān)重要。

圖1 戶太8號(hào)桃紅葡萄酒1年貯藏期間主要香氣物質(zhì)的含量變化Fig.1 Changes of major aroma compounds contents in Hutai-8 rose wines during one year storage

2.2 添加劑處理的護(hù)香效果

研究發(fā)現(xiàn)，多糖、單寧、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)因其對(duì)小分子香氣成分的吸附作用，從而影響香氣成分在氣- 液兩相分配系數(shù)[24-25]，也會(huì)延緩一些香氣成分的水解損失[26-27]，但是有研究也發(fā)現(xiàn)，這些大分子物質(zhì)對(duì)香氣成分的作用會(huì)因葡萄品種、葡萄酒類型、葡萄酒澄清度等因素而表現(xiàn)出不一樣的效果[11,17]。由表1和圖1分析可見，本研究中添加劑處理對(duì)戶太8號(hào)桃紅葡萄酒中香氣物質(zhì)的影響差異為進(jìn)一步揭示不同處理對(duì)貯藏1年酒樣香氣物質(zhì)含量的整體影響，采用主成分分析(PCA)對(duì)不同添加劑處理酒樣中的主要香氣物質(zhì)含量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見圖2。由圖2可知，香氣物質(zhì)主要分布于PC1的正向端，沒食子酸處理(Aci組)酒樣與對(duì)照組酒樣距離較近，說明該處理對(duì)酒樣香氣物質(zhì)含量的整體影響較低。谷胱甘肽處理(Glu組)雖處于PC2的負(fù)向端，但其與對(duì)照在關(guān)鍵主成分PC1上的位置一致，說明該處理對(duì)酒樣香氣物質(zhì)的整體影響不大。甘露糖蛋白處理(Man組)在PC1和PC2的負(fù)向端，遠(yuǎn)離主要香氣物質(zhì)的區(qū)域，說明其對(duì)戶太8號(hào)酒樣香氣物質(zhì)的整體影響是負(fù)面的，與對(duì)照相比顯著降低了主要香氣物質(zhì)的含量。葡聚糖處理(Pu組)酒樣處于PC1的正向端，與主要香氣物質(zhì)區(qū)域的距離最近，與對(duì)照相比葡聚糖處理(Pu組)中乙酸酯、中鏈脂肪酸乙酯、苯乙基類和己(烯)醇類化合物的含量顯著提高，說明葡聚糖處理(Pu組)具有更好的護(hù)香作用。

圖2 貯藏1年后酒樣中主要香氣物質(zhì)在前兩個(gè)主成分上的載荷及不同添加劑處理酒樣的分布Fig.2 Loadings of wine major aroma substances after one year storage in first two PCs and wine distributions of different additives treatments

表1 貯藏1年后不同添加劑處理的戶太8號(hào)桃紅葡萄酒中揮發(fā)性成分定量分析Tab.1 Qualitative and quantitative analysis of volatile compounds in Hutai-8 rose wines with different additives treatments after one year storage

明顯。與對(duì)照相比，葡聚糖處理(Pu組)酒樣的中鏈脂肪酸乙酯、其他酯類(乳酸乙酯、琥珀酸二乙酯)、苯乙基類和己(烯)醇類化合物含量(P<0.05)較高，比對(duì)照分別高出10.84%、7.46%、8.98%、20.00%，而其他處理與對(duì)照之間的總體差異不顯著。

本研究對(duì)幾種添加劑處理酒樣進(jìn)行了香氣特征的感官量化品評(píng)，供試酒樣香氣特征的感官量化分析結(jié)果見圖3。戶太8號(hào)桃紅葡萄酒經(jīng)貯藏1年后，其溫帶水果香、酸果香、花香及甜香類香氣的MF值均在50%以上，植物香類香氣特征的MF值最低。添加劑處理對(duì)酒樣香氣特征具有影響，其中，與對(duì)照組相比葡聚糖處理(Pu組)護(hù)香的效果最為明顯，該處理酒樣的溫帶水果、甜香、花香和小漿果類香氣特征均比對(duì)照組的好，其中花香和小漿果類香氣的MF值在所有酒樣中均為最高。葡萄酒香氣的感官分析結(jié)果與香氣物質(zhì)的分析結(jié)果一致。

圖3 不同添加劑處理戶太8號(hào)桃紅葡萄酒貯藏1年后的主要香氣特征的MF值Fig.3 MF values of main aroma chacteristics in Hutai-8 rose wines with different additives treatments after one year storage

3 結(jié) 論

戶太8號(hào)桃紅葡萄酒的香氣物質(zhì)在含量上以發(fā)酵香氣物質(zhì)為主，但氣味活性值分析表明，來源于葡萄原料的一些品種香氣物質(zhì)也對(duì)葡萄酒的香氣有所貢獻(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)，貯藏期供試葡萄酒樣品中的發(fā)酵果香酯類物質(zhì)含量均有不同程度的下降，而萜烯類品種香氣物質(zhì)先升高后下降，總體略有提高。相比對(duì)照組，葡聚糖處理(Pu組)具有減緩香氣物質(zhì)水解損失的護(hù)香效果，而其他添加劑處理效果一般。感官分析結(jié)果也證實(shí)了葡聚糖處理(Pu組)在香氣特征上的護(hù)香效果。本研究結(jié)果可為鮮食葡萄所釀酒的護(hù)香技術(shù)開發(fā)貢獻(xiàn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為戶太8號(hào)等鮮食葡萄釀酒的工藝優(yōu)化提供技術(shù)支持。