‘戶太八號(hào)’桃紅葡萄酒色澤與香氣物質(zhì)分析

陳巧迎，饒博涵，王凌云，張永剛，陶永勝*

（1.陜西國(guó)際商貿(mào)學(xué)院管理學(xué)院，陜西西安 712000；2.西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄酒學(xué)院，陜西楊凌 712100；3.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；4.陜西丹鳳葡萄酒有限公司，陜西丹鳳 726200）

‘戶太八號(hào)’葡萄是西安市葡萄研究所引進(jìn)的‘奧林匹亞’早熟芽變品種，與其他鮮食品種相比，具有早熟、高產(chǎn)等特點(diǎn)，從萌芽到上市需95～104 d，畝產(chǎn)最高可達(dá)3000 kg，果大、飽滿、果皮中厚，果實(shí)糖度17%～21%，酸度約0.5%[1]。

目前，葡萄酒產(chǎn)品開(kāi)發(fā)是‘戶太八號(hào)’葡萄深加工的主要方向。梁艷英等[1]研究發(fā)現(xiàn)，‘戶太八號(hào)’冰葡萄酒香氣有奶酪、苦杏仁和花香特征。崔長(zhǎng)偉等[2]研究得出，‘戶太八號(hào)’與‘北冰紅’葡萄按照3∶1混合釀造起泡葡萄酒的感官質(zhì)量最優(yōu)。此外，還有研究[3-4]揭示，酒精發(fā)酵產(chǎn)生的果香酯與品種香氣物質(zhì)協(xié)同作用產(chǎn)生‘戶太八號(hào)’桃紅葡萄酒較為復(fù)雜的香氣特點(diǎn)，貯藏期葡聚糖處理有利于延緩果香酯的水解，從而能夠較長(zhǎng)時(shí)間的維持‘戶太八號(hào)’桃紅葡萄酒的香氣。然而，當(dāng)前對(duì)‘戶太八號(hào)’桃紅葡萄酒色澤和香氣起關(guān)鍵作用的化學(xué)物質(zhì)研究較少，限制了‘戶太八號(hào)’桃紅葡萄酒市場(chǎng)推廣和特色產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。

本研究擬通過(guò)常規(guī)工藝釀造‘戶太八號(hào)’桃紅葡萄酒，通過(guò)光譜法分析酒樣色澤化合物，采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）技術(shù)定性定量香氣物質(zhì)，并通過(guò)氣味活性值（Odor active value, OAV）篩選關(guān)鍵香氣物質(zhì)，揭示對(duì)‘戶太八號(hào)’桃紅葡萄酒色澤和香氣起重要貢獻(xiàn)的化學(xué)物質(zhì)，為該品種葡萄酒產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和市場(chǎng)推廣提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

葡萄原料：‘戶太八號(hào)’葡萄，分別于2020年8月、2021年8月采自陜西省楊凌農(nóng)業(yè)高新技術(shù)示范區(qū)曹新莊葡萄園。2020年葡萄原料還原糖165.5 g·L-1、滴定酸4.11 g·L-1（以酒石酸計(jì)，下同）；2021年的原料還原糖172.3 g·L-1，滴定酸4.08 g·L-1。

釀酒酵母：Actiflore F33，法國(guó)Laffort公司生產(chǎn)。

試驗(yàn)材料：葡萄酒香氣物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)于Sigma（上海）貿(mào)易有限公司，純度≥97%。氯化鈉、亞硫酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%，以SO2計(jì)）、氫氧化鈉、乙醇、酒石酸、碳酸鈉等購(gòu)于四川西隴化工有限公司。

儀器設(shè)備：紫外分光光度計(jì)（Carry 60，安捷倫科技有限公司）；除梗破碎機(jī)（意大利Marchisio公司）；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（QP2020，島津公司，上海）；固相微萃取裝置（SPE-12，北京開(kāi)源國(guó)創(chuàng)科技有限公司），色譜柱DB-WAX毛細(xì)管柱（60 mm×0.25 mm×0.25 μm，安捷倫科技有限公司），磁力攪拌器（國(guó)華電器有限公司），純水制備儀（美國(guó)Milipore公司）。

1.2 桃紅葡萄酒的釀造工藝

將成熟衛(wèi)生的葡萄原料除梗破碎，添加60 mg·L-1的SO2，置于溫控不銹鋼發(fā)酵罐內(nèi)（4 ℃）浸漬12 h，待自然回溫至18 ℃后，將已活化好的釀酒酵母按照200 mg·L-1進(jìn)行接種，控制發(fā)酵溫度20±2 ℃，每天監(jiān)測(cè)溫度和比重，當(dāng)還原糖達(dá)到12～20 g·L-1時(shí)，降溫至4 ℃，保持12 h后，將自流汁和壓榨清汁轉(zhuǎn)罐，加入SO260 mg·L-1、山梨酸鉀50 mg·L-1終止發(fā)酵，滿罐貯藏（恒溫10～15 ℃）。供試酒樣自然澄清15～30 d后，過(guò)濾灌裝，待測(cè)。具體釀造工藝技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 葡萄酒釀造工藝技術(shù)路線圖Figure 1 Technology roadmap of winemaking process

1.3 葡萄酒色澤及相關(guān)指標(biāo)分析

桃紅葡萄酒的色澤采用CIELab顏色空間參數(shù)（L*：明度、a*：紅/綠色調(diào)、b*：黃/藍(lán)色調(diào)）評(píng)價(jià)。具體方法：將供試酒樣用0.45 μm的水系濾膜進(jìn)行過(guò)濾后，使用0.2 cm石英比色皿，以蒸餾水為對(duì)照，紫外分光光度計(jì)全波段掃描（380～780 nm），每個(gè)樣品重復(fù)3次。取450、520、570、630 nm波長(zhǎng)處測(cè)定的吸光度，計(jì)算CIELab參數(shù)L*、a*、b*。分析方法及葡萄酒色澤可視化表征參考李運(yùn)奎等[5]的方法。

總花色苷的測(cè)定方法：測(cè)定酒樣520 nm波長(zhǎng)下的吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算含量。單體花色苷、輔花色苷、聚合花色苷參照Cliff[6]的方法，利用SO2和乙醛對(duì)花青素形式的比色效應(yīng)進(jìn)行測(cè)定。具體方法為：將10%乙醛溶液20 μL加入2 mL酒樣中，室溫下靜置45 min，用1 mm比色皿在520 nm測(cè)定吸光度Aacet；取2 mL酒樣，加入5%的SO2（w/v）160 μL，用1 mm比色皿在520 nm測(cè)定吸光度ASO2；取2 mL酒樣，用1 mm比色皿在520 nm測(cè)定吸光度A520；每個(gè)樣品重復(fù)3次，代入公式計(jì)算。

單體花色苷比例（%）= (A520-ASO2)/Aacet×100

輔花色苷比例（%）= (Aacet-A520)/Aacet×100

聚合花色苷比例（%）=ASO2/Aacet×100

色度、色調(diào)的具體測(cè)定方法為：以純水為對(duì)照，使用0.1 cm比色皿，取420、520、700 nm處測(cè)定的吸光度，代入公式進(jìn)行計(jì)算[6]。

色度=(A520nm-A700nm)+(A420nm-A700nm)

色調(diào)=(A420nm-A700nm)/(A520nm-A700nm)

1.4 葡萄酒香氣成分的GC-MS分析

分析方法參考Wang等[7]。具體方法：將酒樣（2.0 mL）、氯化鈉（2.0 g）、蒸餾水（6.0 mL）加入頂空瓶（15 mL）中，放入磁力攪拌子，加入2-辛醇的乙醇溶液（40 μg·L-1）為內(nèi)標(biāo)，混勻后在水浴（40 ℃）中攪拌平衡15 min后，插入固相微萃取纖維（DVB/CAR/PDMS：膜厚50/30 μm，長(zhǎng)2 cm）吸附30 min。吸附結(jié)束后，立即將萃取頭在氣相色譜進(jìn)樣口（230 ℃）解析5 min，進(jìn)行GC-MS分析，重復(fù)2次。GC進(jìn)樣口采用無(wú)分流進(jìn)樣模式，載氣為高純氦氣（99.999%），載氣流速為1.5 mL·min-1。升溫程序：在40 ℃保持3 min，然后以4℃·min-1升溫至160 ℃，再以7 ℃·min-1升至220 ℃，在220 ℃保持8 min，總分析時(shí)間49.6 min。質(zhì)譜檢測(cè)器條件：離子源溫度200 ℃，連接桿溫度220 ℃，EI源，電子源電壓70 eV，全掃描質(zhì)譜范圍25～350 amu，掃描頻率每次0.2 s。

定性定量方法：香氣物質(zhì)采用與標(biāo)準(zhǔn)品在相同檢測(cè)條件下的保留時(shí)間、NIST 2017譜庫(kù)的質(zhì)譜對(duì)比法進(jìn)行化合物的定性，采用內(nèi)標(biāo)-標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量，2-辛醇為內(nèi)標(biāo)物。

氣味活性值（OAV）分析方法：將化合物濃度除以嗅覺(jué)閾值得其OAV值。一般認(rèn)為，OAV＞1的化合物具有氣味貢獻(xiàn)，0.1＜OAV＜1的化合物具有潛在的氣味貢獻(xiàn)。

1.5 香氣特征感官分析

葡萄酒香氣特征感官量化分析采用Tao等[8]的方法進(jìn)行。葡萄酒感官質(zhì)量品評(píng)小組由30名葡萄酒專業(yè)的學(xué)生組成，通過(guò)54香氣系列酒鼻子（Le Nez du Vin?，法國(guó)）進(jìn)行6～8周聞香訓(xùn)練，直至品評(píng)小組成員對(duì)葡萄酒香氣特征辨別定性的誤差小于5%。在對(duì)酒樣進(jìn)行感官分析時(shí)，要求品評(píng)員對(duì)香氣特征的濃度采用“五點(diǎn)標(biāo)度法”（1：弱，2：較弱，3：中等，4：較強(qiáng)，5：強(qiáng)）進(jìn)行量化，感官分析樣品重復(fù)2次。某一感官特征的最終量化強(qiáng)度值綜合品嘗小組成員對(duì)該特征詞匯的使用頻率和強(qiáng)度信息，量化強(qiáng)度值MF計(jì)算公式如下：

MF：量化強(qiáng)度值（%）；I：強(qiáng)度平均值（%）；F：使用頻率（%）

1.6 統(tǒng)計(jì)分析方法

數(shù)據(jù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算、雷達(dá)圖的繪制使用Excel 2013（Microsoft，USA），數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)作圖采用Origin 2021（Origin Lab, Northampton，USA）。

2 結(jié)果與分析

2.1 ‘戶太八號(hào)’桃紅葡萄酒顏色相關(guān)指標(biāo)分析

本研究對(duì)供試酒樣的色澤及其相關(guān)指標(biāo)的分析結(jié)果見(jiàn)表1。2020年酒樣（20ws）和2021年酒樣（21ws）中總花色苷分別為196.5 mg·L-1和193.4 mg·L-1，以聚合花色苷和輔花色苷為主。根據(jù)CIELab參數(shù)對(duì)葡萄酒顏色的分級(jí)方法，結(jié)合計(jì)算結(jié)果可知，20ws和21ws中表示酒樣明亮程度的L*值分別為85.4和86.2，介于80.1～90之間，可以描述為明亮狀態(tài)。紅/綠色調(diào)a*值分別為18.2和17.6，介于10.01～20之間，可以描述為淡紅色，接近淺寶石紅色。黃/藍(lán)色調(diào)b*值為0.5和0.6，介于0.01～10之間，可以描述為淺黃色?！畱籼颂?hào)’桃紅葡萄酒的色澤可視化結(jié)果如表1中顏色空間特征所示，描述為明亮、淡紅、淺黃。

表1 ‘戶太八號(hào)’桃紅葡萄酒的色澤特征指標(biāo)Table 1 Wine appearance parameters of 'Hutai No.8' rose wine

2.2 ‘戶太八號(hào)’桃紅葡萄酒揮發(fā)性成分分析

本研究對(duì)供試酒樣的香氣成分進(jìn)行了定性與定量分析，共定量出39種香氣成分，包括品種香氣成分10種，發(fā)酵香氣成分29種。品種香氣物質(zhì)的GC-MS分析結(jié)果見(jiàn)表2。10種品種香氣物質(zhì)中，C6-化合物2種、萜烯類化合物5種、含硫化合物1種、酚酸酯類1種、C13-去甲類異戊二烯化合物1種。兩樣品中，OAV＞1的品種香氣物質(zhì)有β-大馬酮和3-甲硫基-1-丙醇；里哪醇、香茅醇、法尼醇、Z-3-己烯-1-醇、水楊酸甲酯的OAV值介于0.1～1，具有潛在的香氣貢獻(xiàn)。

表2 ‘戶太八號(hào)’桃紅葡萄酒中品種香氣成分Table 2 Varietal aroma compounds in 'Hutai No.8' rose wine

‘戶太八號(hào)’桃紅葡萄酒中發(fā)酵香氣物質(zhì)的GC-MS分析結(jié)果見(jiàn)表3。29種發(fā)酵香氣物質(zhì)中，乙酸酯類4種、脂肪酸乙酯類6種、高級(jí)醇10種、其他酯類2種、苯乙基類3種、脂肪酸4種。兩年的酒樣中，OAV＞1的發(fā)酵香氣物質(zhì)有13種。

表3 ‘戶太八號(hào)’桃紅葡萄酒發(fā)酵香氣成分分析Table 3 Fermentative volatile compounds in 'Hutai No.8' rose wine

高級(jí)醇中OAV＞1的成分有4種，分別是異丁醇、異戊醇、1-辛醇、1-辛烯-3-醇。其中異丁醇和異戊醇含量最高。此外，1-辛醇、1-辛烯-3-醇的OAV值均大于1，理論上可以通過(guò)嗅覺(jué)直接感知。1-壬醇、1-癸醇的OAV值介于0.1～1，對(duì)供試酒樣的香氣特征有潛在的貢獻(xiàn)。酯類化合物中，20ws中OAV＞1的香氣物質(zhì)有7種，辛酸乙酯和乙酸異戊酯的氣味活性值最大，具有為酒樣貢獻(xiàn)熱帶水果和花香等香氣特征的潛力；己酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸乙酯、9-癸烯酸乙酯、癸酸乙酯氣味活性值均大于1，是果香特征的重要貢獻(xiàn)成分。己酸和辛酸是濃度較高的脂肪酸，且OAV＞1，理論上可以通過(guò)嗅覺(jué)感知。此外，苯乙醇的OAV＞1，是供試酒樣花香特征的重要貢獻(xiàn)成分，2-乙酸苯乙酯為潛在的氣味貢獻(xiàn)成分。

2.3 ‘戶太八號(hào)’桃紅葡萄酒感官特征分析

對(duì)供試酒樣香氣特征進(jìn)行了感官量化分析，結(jié)果見(jiàn)圖2。根據(jù)量化強(qiáng)度值（MF）計(jì)算方法和五點(diǎn)標(biāo)度法的標(biāo)準(zhǔn)，香氣特征有無(wú)的前提是MF＞0.20，但是香氣特征明顯的要求是MF＞0.50，即至少50%的品評(píng)員認(rèn)為香氣強(qiáng)度中等。熱帶水果（香蕉、菠蘿等）香、小漿果（黑莓、藍(lán)莓等）香、溫帶酸果類（蘋果、梨等）香氣、溫帶甜果類（櫻桃、水蜜桃等）香氣、花香（玫瑰、紫羅蘭等）的MF均在0.60以上，是‘戶太八號(hào)’桃紅葡萄酒主要呈現(xiàn)的香氣特征，其次是柑橘類香氣。兩個(gè)年份的酒樣中干果類、香料類、發(fā)酵類和生青類香氣的量化強(qiáng)度值MF均處于0.30～0.40之間，香氣特征有所表現(xiàn)，但不明顯。

圖2 供試酒樣感官特征的量化強(qiáng)度值MFFigure 2 Quantitative values MF (%) of aroma traits in wine samples

3 討論

紅葡萄酒顏色的主要貢獻(xiàn)物質(zhì)是花色苷，但花色苷的組成、含量及其聚合度與葡萄品種、成熟狀況，以及葡萄酒的釀造工藝等密切相關(guān)[16-17]。本研究進(jìn)行了花色苷組成比例的分析，并通過(guò)CIELab顏色空間直觀模擬了‘戶太八號(hào)’桃紅葡萄酒的色澤，可描述為明亮、淡紅和淺黃特征。

品種香氣成分是葡萄酒典型香氣特征的重要組成部分，它通常包括萜烯類化合物、C6化合物、C13-去甲類異戊二烯化合物等。萜烯類化合物主要來(lái)源于葡萄果皮的次級(jí)代謝，為葡萄酒帶來(lái)清香、檸檬、玫瑰、花香等特征[8,10]。C6化合物以C6-醇為主，主要貢獻(xiàn)生青味、草藥味等香氣特征[9]。常見(jiàn)的C13-去甲類異戊二烯化合物主要有α-紫羅蘭酮、β-紫羅蘭酮和β-大馬酮，它們來(lái)源于葡萄果皮中類胡蘿卜素的分解，為葡萄酒帶來(lái)花香、蜂蜜、蘋果、干杏的香氣特征[9]。本研究中，‘戶太八號(hào)’桃紅葡萄酒中β-大馬酮、3-甲硫基-1-丙醇、里哪醇、香茅醇、法尼醇、Z-3-己烯-1-醇、水楊酸甲酯等是主要的品種香氣化合物。發(fā)酵香氣形成于葡萄酒酒精發(fā)酵過(guò)程，常見(jiàn)的發(fā)酵香氣包括：高級(jí)醇、乙酸酯、脂肪酸、苯乙基類化合物等。有研究表明，當(dāng)高級(jí)醇濃度低于300 mg·L-1時(shí)，能夠表現(xiàn)出醇香，而濃度超過(guò)300 mg·L-1時(shí)則會(huì)表現(xiàn)出明顯的刺激味[18-19]。本研究中，異丁醇和異戊醇是含量較高的兩種高級(jí)醇，與1-辛醇、1-辛烯-3-醇、1-壬醇、1-癸醇成為主要的高級(jí)醇類呈香化合物。酯類化合物是葡萄酒重要的香氣化合物，是葡萄酒果香的有力貢獻(xiàn)者[8,13]。本研究中，乙酸乙酯、乙酸異戊酯、辛酸乙酯、己酸乙酯、丁酸乙酯、9-癸烯酸乙酯、癸酸乙酯是主要的酯類呈香化合物。脂肪酸濃度在閾值附近時(shí)有奶酪味，超過(guò)20 mg·L-1時(shí)常會(huì)給葡萄酒帶來(lái)脂肪酸敗味[13,15]。本研究中，脂肪酸含量適中，己酸和辛酸含量超過(guò)其閾值。苯乙基類化合物可以帶給酒樣愉悅的花香、玫瑰、花粉等香氣特征[9-10]，本研究中，苯乙醇和2-乙酸苯乙酯具有氣味活性。

由于葡萄酒最終呈現(xiàn)的香氣特征，并非各種香氣化合物的簡(jiǎn)單加成，而是嗅覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)氣味分子的捕捉、檢測(cè)及識(shí)別，并通過(guò)協(xié)同、加成、掩蓋等感知相互作用被人體感知[20-22]。所以，本研究對(duì)‘戶太八號(hào)’桃紅葡萄酒的香氣特征進(jìn)行了感官量化分析。根據(jù)香氣強(qiáng)度值（MF）的計(jì)算方法，篩選MF值大于0.50的香氣特征，得出熱帶水果、小漿果、溫帶酸甜果和花香是‘戶太八號(hào)’桃紅葡萄酒主要的香氣特征。感官分析結(jié)果與香氣成分的氣味活性分析結(jié)果對(duì)應(yīng)。

4 結(jié)論

本研究采集陜西楊凌地區(qū)兩個(gè)年份的‘戶太八號(hào)’葡萄釀造桃紅葡萄酒，分析了酒樣色澤特征、香氣物質(zhì)和香氣特征。研究得出：

（1）‘戶太八號(hào)’桃紅葡萄酒顏色主要貢獻(xiàn)化合物是聚合花色苷和輔花色苷，呈現(xiàn)淡紅色微偏黃的色澤。（2）品種香氣物質(zhì)中，OAV＞1的氣味活性化合物是β-大馬酮和3-甲硫基-1-丙醇，OAV在0.1～1的潛在氣味化合物有5種，里哪醇、香茅醇、法尼醇、Z-3-己烯-1-醇、水楊酸甲酯。（3）發(fā)酵香氣物質(zhì)中，OAV＞1.0的氣味活性化合物有13種，乙酸乙酯、乙酸異戊酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、9-癸烯酸乙酯、異丁醇、異戊醇、1-辛烯-3-醇、1-辛醇、己酸、辛酸、苯乙醇。（4）感官量化分析得出，‘戶太八號(hào)’桃紅葡萄酒的主要香氣特征為熱帶水果、小漿果、溫帶酸甜果和花香。