不同容器陳釀‘雷司令’干白葡萄酒理化品質及香氣成分分析

師 旭，李長征，李福東，王海綺，喬 巖，吳春杰，于慶泉*

（1.中糧長城桑干酒莊（懷來）有限公司，河北 張家口 075400；2.中糧名莊薈國際酒業(yè)有限公司，北京 100020）

陳釀是氧化還原、酯化、水解和酶活催化等復雜緩慢的生物化學過程，以改善葡萄酒質量和增加風味[1-2]，陳釀容器中不銹鋼罐為惰性容器，橡木桶和陶罐則會與葡萄酒發(fā)生相互作用，白葡萄酒通常不適合長期橡木桶陳釀，因其成本較高且透氧性強[3]，而陶罐陳釀能夠提供優(yōu)質的微氧環(huán)境及金屬元素使酒體柔和香氣平衡[4]。傳統(tǒng)“Kakhetian”法雙耳陶罐陳釀在格魯吉亞一直延續(xù)至今[5]，陶罐也是我國從古至今陳釀白酒的主要容器，而我國陶罐陳釀葡萄酒尚處于探索階段。

陶罐陳釀的葡萄酒與橡木桶、不銹鋼罐、微氧罐陳釀相比，其焦糖香、堅果香和果脯香更為突出[6-7]，且與橡木桶陳釀將橡木中單寧、香蘭素等風味轉移到葡萄酒中不同[8]，其可保留酒的純凈和新鮮度。BAIANO A等[1]研究發(fā)現(xiàn)，陶罐陳釀可以將‘Falanghina’白葡萄酒中本身帶有的核果、蜂蜜，微妙的香料和礦物質味道得到強烈的增強，還可提高葡萄酒色澤穩(wěn)定性[6]。研究表明，陶罐發(fā)酵可提高沙城產(chǎn)區(qū)‘雷司令’干白葡萄酒的花香與萜烯類物質[9]，但不同產(chǎn)地陶罐陳釀對干白葡萄酒揮發(fā)性香氣組成變化的影響與差異尚不清晰。

本研究以沙城產(chǎn)區(qū)桑干河、洋河交匯左岸葡萄園（溫帶半干旱冷涼區(qū)）中‘雷司令’葡萄為原料制備‘雷司令’干白葡萄酒，以四川自貢掛釉陶罐、江蘇宜興紫砂陶罐及不銹鋼罐為陳釀容器陳釀6個月，測定其理化指標，通過頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜（headspace-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPMEGC-MS）分析其揮發(fā)性香氣成分，并進行正交偏最小二乘-判別分析（orthogonal partial least square method-discriminant analysis，OPLS-DA），以期為陶罐陳釀葡萄酒風味變化提供理論依據(jù)，提高我國葡萄酒品質特色與市場競爭力。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

釀酒葡萄‘雷司令’（總糖196 g/L、總酸6.6 g/L）：懷來產(chǎn)區(qū)中糧長城桑干酒莊（懷來）有限公司葡萄園；釀酒酵母VL2：法國Laffort公司；Lafazym Extract果膠酶（酶活6 700 PGNU/g）：法國Laffort公司；焦亞硫酸鉀（食品級）：意大利英納蒂斯有限公司；Wine Scan FT 120 FOSS儀：丹麥福斯集團公司。

1.2 儀器與設備

7890B氣相色譜儀：美國Agilent公司；PegsusBT質港儀：美國LECO公司；50/30 μm DVB/CARonPDMS頂空固相微萃取纖維頭：美國Supelco公司；四川自貢無釉陶罐250 L：自貢天翔陶業(yè)制品有限公司；江蘇宜興紫砂陶罐250 L：江蘇天藏地酒陶瓷有限公司；2.5 t不銹鋼發(fā)酵罐：石家莊恒昌食品包裝機械有限公司；Siprem VS 20入氣囊壓榨機：意大利西博梅國際股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1‘雷司令’干白葡萄酒加工工藝流程及操作要點

‘雷司令’葡萄采收→人工分選→除梗破碎→壓榨出汁→入罐澄清→添加果膠酶→澄清分離至陶罐和不銹鋼罐→酵母活化、接種→酒精發(fā)酵→‘雷司令’干白葡萄原酒→陳釀→‘雷司令’干白葡萄酒

操作要點：

‘雷司令’葡萄采收后，去除葡萄葉及成熟度低的葡萄，成熟度合格的葡萄經(jīng)除梗破碎，用氮氣（N2）保護氣囊壓榨機（2 t/h葡萄汁生產(chǎn)力）壓榨獲得葡萄汁（總糖：178.93 g/L，總酸：9.2 g/L），壓榨過程中在發(fā)酵罐口每隔半小時交替添加焦亞硫酸鉀（60 mg/L）和果膠酶（15 g/t）。壓榨出的葡萄汁在7～8 ℃下放置48 h后分離出澄清汁。

酵母活化、接種：取Laffort活性干酵母（200 g/t），在水浴38 ℃條件下，加入10倍38 ℃純凈水進行活化，活化后的活性干酵母利用葡萄澄清汁（溫差不超過10 ℃），擴培30 min，緩慢倒入發(fā)酵罐進行酒精發(fā)酵，其發(fā)酵溫度為14～16 ℃，發(fā)酵至殘?zhí)呛浚?g/L，則判定酒精發(fā)酵結束，此樣品為對照（D）。

陳釀：陳釀（8～15 ℃）時間6個月，分別以四川自貢掛釉陶罐、江蘇宜興紫砂陶罐（罐口石蠟密封陳釀）、不銹鋼鋼罐陳釀，樣品分別記為ZG、YX、GG。陳釀3個月的樣品分別記為ZG3、YX3、GG3；陳釀6月樣品分別記為ZG6、YX6、GG6。

1.3.2 理化指標檢測

總糖、總酸、酒精度和揮發(fā)酸含量：取通過高速冷凍離心機離心（9 900×g、5 min）后的上清液1 mL，利用FOSS儀于Wine Scan FT 120 處通過wine模式從波數(shù)926～5 012 cm-1進行透射掃描測定，樣品一式3份，重復測定3次。

1.3.3 揮發(fā)性香氣成分分析

‘雷司令’干白葡萄酒的揮發(fā)性香氣成分采用HS-SPMEGC-MS進行檢測。

SPME條件：將5 mL樣品加入20 mL頂空瓶，密封振蕩15 min，振蕩速度250 r/min，解吸5 min。

GC條件：DB-wax毛細管極性色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），進樣口溫度為260 ℃，以1 mL/min高純恒流氦氣（He）分離衍生化物質，柱箱升溫程序為初始溫度40 ℃，保持5 min，以5 ℃/min上升至220 ℃，20 ℃/min升至250 ℃，保持2.5 min。

MS條件：離子源為電子電離（electron ionization，EI）源，電子能量70 eV，離子源溫度230 ℃，四級桿溫度150 ℃，溶劑延遲5 min，質量掃描范圍20～400 u。

定性、定量分析：利用美國國家標準技術研究所（national institute of standards and technology，NIST）14譜庫的揮發(fā)性香氣成分的質/荷比（m/z）對比，進行定性，篩選匹配度＞800以上的代謝物組分，并通過峰面積歸一法定量。

1.3.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS26對不同容器陳釀‘雷司令’干白葡萄酒的理化指標及揮發(fā)性香氣成分進行ANOVA方差分析（鄧肯法事后多重比較），采用SIMCA14.1對揮發(fā)性香氣變化與差異進行正交偏最小二乘-判別分析（OPLS-DA）、變量投影重要性（variable importance in the projection，VIP）分析（模型精度：Q2＞0.5，方差總量：R2＞0.5）。

2 結果與分析

2.1‘雷司令’干白葡萄酒理化指標檢測結果

不同‘雷司令’干白葡萄酒理化指標檢測結果見表1。由表1可知，與發(fā)酵結束后酒樣（D）相比，不同容器陳釀3、6個月的‘雷司令’干白葡萄酒樣品的總糖、總酸、揮發(fā)酸和酒精度差異均不顯著（P＞0.05），不同容器陳釀對‘雷司令’干白葡萄酒總酸和酒精度影響與祝成等[4]的研究結果一致。

表1 不同‘雷司令’干白葡萄酒樣品的理化指標檢測結果Table 1 Detection results of physicochemical indexes of 'Riesling'dry white wine

2.2 不同‘雷司令’干白葡萄酒揮發(fā)性香氣成分分析

不同‘雷司令’干白葡萄酒樣品的揮發(fā)性香氣成分含量測定結果見表2。由表2可知，樣品D共鑒定出揮發(fā)性香氣成分82種。其中，醇類13種，脂肪酸類5種，乙酸酯類10種，脂肪酸乙酯類19種，其他酯類19種，萜烯類11種，酮類3種，醛類2種。陳釀6月后樣品ZG6、YX6、GG6分別鑒定出81、80和75種揮發(fā)性香氣成分。與樣品D相比，樣品ZG6未檢出9-癸烯酸乙酯；樣品YX6未檢出肉豆蔻醇乙酸酯和石竹烯醇；樣品GG6未檢出乙酸辛酯、肉豆蔻醇乙酸酯、反-3-己烯酸乙酯、月桂酸乙烯酯、石竹烯醇、2-十五烷酮和椰子醛。其中樣品D相對含量較高的揮發(fā)性香氣成分主要為乙酸異戊酯、正戊醇、乙酸己酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、正癸酸、9-十六碳烯酸乙酯、芳樟醇和苯乙醇。醇類中正戊醇在樣本ZG6、YX6、GG6中相對含量均最高，分別為8.948%9.385%和12.321%，主要為醇香。苯乙醇在樣本GG6中相對含量最高（3.834%），通常賦予葡萄酒玫瑰或桃香[10]。脂肪酸乙酯類及乙酸酯類在葡萄酒中呈果香[11]，與樣本D相比，乙酸酯類中乙酸異戊酯相對含量在樣本ZG6、YX6、GG6中均下降，乙酸己酯和乙酸乙酯無顯著變化（P＞0.05），其常常影響年輕酒的典型果香[12]，通常賦予蘋果、梨和香蕉等香氣[13]，脂肪酸乙酯類中9-十六碳烯酸乙酯相對含量在各樣本間無顯著變化（P＞0.05），其具有奶油香、蠟香[14]，丙酸乙酯具有果香[15]，其相對含量在樣品ZG6和YX6中無顯著變化，而在樣品GG6中顯著增加了5.132%（P＜0.05）。值得注意的是，萜烯類中芳樟醇也叫沉香醇，其在樣品ZG6和YX6中相對含量顯著高于樣品GG6（P＜0.05）。有研究證明是金銀花酒中呈香的關鍵香氣[16]，且為金銀花發(fā)揮藥理作用的物質[17]，可減輕多殺巴斯德桿菌（Pasteurella multocida）引起的肺部炎癥[18]。

表2 不同容器陳釀‘雷司令’干白葡萄酒揮發(fā)性香氣成分含量測定結果Table 2 Determination results of volatile aromas composition in 'Riesling' dry white wine aged in different containers

2.3 不同‘雷司令’干白葡萄酒揮發(fā)性香氣成分的OPLS-DA

通過正交偏最小二乘-判別分析（R2＞0.5，Q2＞0.5）以不同樣品為自變量，82種揮發(fā)性香氣的相對含量為因變量得到OPLS-DA得分圖（見圖1）。由圖1可知，與樣品D相比，樣品ZG3揮發(fā)性香氣成分相對含量變化相對較小，均在第四象限；樣品YX3和GG3揮發(fā)性香氣成分相對含量變化相對較大，均在第一象限。與陳釀3個月樣品相比，陳釀6個月的樣品揮發(fā)性香氣成分相對含量變化較大，樣品GG6在第三象限，而樣品ZG6和YX6均在第一象限，其揮發(fā)性香氣成分相對含量差異相對較小，樣品GG6與ZG6、YX6的揮發(fā)性香氣成分存在明顯差異。

圖1 不同‘雷司令’干白葡萄酒樣品中揮發(fā)性香氣成分OPLS-DAFig.1 OPLS-DA of volatile aromas of 'Riesling' dry white wine aged in different containers

2.4 不同容器陳釀‘雷司令’干白葡萄酒揮發(fā)性香氣成分變化差異分析

對OPLS-DA模型進一步進行VIP分析，結果見圖2。由圖2可知，基于VIP值＞1且t檢驗P＜0.05，共篩選出24個揮發(fā)性香氣成分作為區(qū)分樣品的重要標志物，其中醇類物質5種（（Z）-己烯-1-醇、苯甲醇、月桂醇、肉豆蔻醇和棕櫚醇）、乙酸酯類3種（乙酸辛酯、乙酸異丁酯和乙酸苯乙酯）、脂肪酸酯類6種（9-癸烯酸乙酯、反-3-己烯酸乙酯、十五酸乙酯、壬酸乙酯、硬脂酸乙酯和（E）-肉桂酸乙酯）、其他酯類6種（苯乙酸乙酯、月桂酸乙烯酯、甲酸辛酯、辛酸己酯、肉豆蔻醇乙酸酯、丁酸苯乙酯）、萜烯類3種（蒎烯、β-大馬士酮和石竹烯醇）、酮類1種（2-十五烷酮）。

圖2 基于OPLS-DA分析VIP值＞1且t檢驗P＜0.05的揮發(fā)性香氣成分Fig.2 Volatile aroma components with VIP value＞1 and t-test P＜0.05 based on OPLS-DA

結合表2可知，與樣品D相比，醇類物質中，（Z）-己烯-1- 醇相對含量在樣品ZG6、YX6和GG6均減少（P＜0.05）；苯甲醇相對含量在樣品ZG6、YX6和GG6均增加（P＜0.05）；月桂醇和肉豆蔻醇相對含量在樣品ZG6和YX6無顯著變化（P＞0.05），在樣品GG6中顯著減少（P＜0.05）；棕櫚醇相對含量在樣品ZG6、YX6和GG6無顯著變化（P＞0.05）。

與樣品D相比，乙酸酯類物質中，乙酸辛酯相對含量在樣品ZG6和YX6中顯著減少（P＜0.05），在樣品GG6中未檢出；乙酸異丁酯相對含量在樣品ZG6、YX6和GG6中均顯著增加（P＜0.05）；乙酸苯乙酯相對含量在樣品ZG6和YX6中無明顯變化，樣品GG6中顯著減少（P＜0.05）。

與樣品D相比，脂肪酸酯類物質中，9-癸烯酸乙酯相對含量在樣品ZG6未檢出，在樣品YX6、GG6中均增加；反-3-己烯酸乙酯相對含量在樣品ZG6和YX6中無顯著變化（P＞0.05），在GG6未檢出，其具有蘋果香[18]；十五酸乙酯相對含量在樣品ZG6、YX6和GG6中均顯著增加（P＜0.05）；壬酸乙酯相對含量在樣品ZG6、YX6和GG6無顯著變化（P＞0.05）；硬脂酸乙酯相對含量在樣品ZG6和GG6中無顯著變化（P＞0.05），在樣品YX6中減少（P＜0.05）；（E）-肉桂酸乙酯在樣品ZG6、YX6和GG6中無顯著變化（P＞0.05）。

與樣品D相比，其他酯類物質中，苯乙酸乙酯相對含量在樣品ZG6和YX6中均逐漸增加（P＜0.05），GG6中無顯著變化（P＞0.05），具有玫瑰、桂花或洋槐花香[19]；月桂酸乙烯酯相對含量在樣品ZG6和YX6中均顯著增加（P＜0.05），GG6中未檢出。甲酸辛酯相對含量在樣品ZG6中無顯著變化（P＞0.05），在樣品YX6和GG6中顯著增加（P＜0.05）；辛酸己酯相對含量在樣品ZG6和YX6中無顯著變化（P＞0.05），在樣品GG6中顯著減少（P＜0.05）；肉豆蔻醇乙酸酯在樣品ZG6中顯著減少（P＜0.05），在樣品YX6和GG6中未檢出，丁酸苯乙酯在樣品ZG6、YX6和GG6中顯著增加（P＜0.05），具有溫暖的花果味[20]。陳釀6個月，苯乙酸乙酯、辛酸己酯和月桂酸乙烯酯相對含量在樣品ZG6和YX6中顯著高于樣品GG6（P＜0.05），肉豆蔻醇乙酸酯在樣品ZG6中顯著降低（P＜0.05），在樣品YX6和GG6中無檢出。

與樣品D相比，萜烯類物質中，蒎烯（單帖）相對含量在樣品ZG6中無顯著變化（P＞0.05），在樣品GG6中減少，在樣品YX6中顯著增加（P＜0.05），具有松節(jié)油和松酯香[22]；β-大馬士酮（C13-降異戊二烯）相對含量在樣品ZG6、YX6、GG6中顯著減少（P＜0.05）；石竹烯醇（倍半萜）相對含量在樣品ZG6中顯著減少（P＜0.05），在樣品YX6、GG6中未檢出。β-大馬士酮和石竹烯醇相對含量在樣品ZG6中最高。其中，β-大馬士酮（C13-降異戊二烯）閾值極低（0.05 μg/L），賦予玫瑰花或蘋果香[23]，也可協(xié)同改變其他香氣[24]，石竹烯醇具有木香、丁香味[25]，且萜烯類通常是葡萄品種香氣的來源[21]。

與樣品D相比，酮類中2-十五烷酮相對含量在樣品ZG6、YX6中均增加，在樣品GG6中無檢出。

3 結論

通過FOSS測定不同樣品的總糖、總酸、酒精度和揮發(fā)酸含量差異不顯著（P＞0.05）。通過HS/SPME-GC-MS共鑒定‘雷司令’干白葡萄酒樣品D揮發(fā)性香氣82種，陳釀6個月后樣品ZG6、YX6、GG6分別鑒定出81、80和75種揮發(fā)性香氣成分。OPLS-DA結果表明，樣品ZG6和YX6揮發(fā)性香氣成分相對含量與樣品GG6存在較大差異。基于VIP值＞1且t檢驗P＜0.05，共篩選出24個揮發(fā)性香氣成分作為區(qū)分樣品的重要標志物，其中，樣品ZG6中肉豆蔻醇乙酸酯、β-大馬士酮和石竹烯醇相對含量較高；樣品YX6中苯甲醇、9-癸烯酸乙酯和蒎烯相對含量較高；（Z）-己烯-1-醇、月桂醇、肉豆蔻醇、乙酸辛酯、乙酸苯乙酯、苯乙酸乙酯、辛酸己酯和月桂酸乙烯酯在樣品ZG6和YX6中相對含量高于樣品GG6。綜上不同陳釀容器、不同產(chǎn)地陶罐陳釀葡萄酒揮發(fā)性香氣組成差異顯著，陶罐陳釀利于萜烯類物質的保留，不銹鋼罐陳釀有利于增加正戊醇含量。本研究為我國陶罐陳釀白葡萄酒揮發(fā)性香氣研究提供理論依據(jù)。