新、舊世界國家葡萄酒碳穩(wěn)定同位素時(shí)空分布特征研究進(jìn)展

馬燕飛，蘇穎玥，王立杉，齊鵬宇，康天浩，王 麗，馬海燕，徐國前，張 昂,

（1.寧夏大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，寧夏 銀川 750021；2.秦皇島海關(guān)技術(shù)中心，河北 秦皇島 066000；3.河北省葡萄酒質(zhì)量安全檢測重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 秦皇島 066000；4.烏魯木齊海關(guān)，新疆 烏魯木齊 830011；5.寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院，寧夏 銀川 750021）

葡萄酒釀造歷史悠久，根據(jù)起源、生產(chǎn)歷史和釀造工藝等可將其生產(chǎn)國分為兩大陣營，即“舊世界”和“新世界”[1]。舊世界國家包括法國、意大利、西班牙、德國、葡萄牙、奧地利、匈牙利和希臘等，新世界國家包括美國、澳大利亞、新西蘭、智利、南非、阿根廷及中國等[2-4]。全球貿(mào)易一體化使新、舊世界葡萄酒產(chǎn)業(yè)格局發(fā)生重大變化[5]。以法國、意大利、西班牙為代表的舊世界國家葡萄酒具有品質(zhì)優(yōu)良、風(fēng)格穩(wěn)定、產(chǎn)量大等特點(diǎn)，受到眾多消費(fèi)者的追捧。以澳大利亞、南非、美國為代表的新世界國家不嚴(yán)格限制釀酒葡萄品種和釀造工藝，為消費(fèi)者提供了更多樣化的選擇[6-7]。隨著全球葡萄酒產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)大，市場競爭日趨激烈。據(jù)國際葡萄與葡萄酒組織（International Organization of Vine and Wine，OIV）統(tǒng)計(jì)，2021年全球總產(chǎn)量為260億 L，其中歐盟受霜凍影響，產(chǎn)量為153.7億L，較2020年下降8%，而美國、智利、阿根廷、澳大利亞等新世界國家較2020年產(chǎn)量分別增長6%、30%、16%、30%；全球葡萄酒消費(fèi)量為236億 L，較2020年增長0.7%，其中歐盟葡萄酒消費(fèi)量114億 L，占全球48%，較2020年增長3%。以美國、南非、澳大利亞等為代表的新世界國家葡萄酒消費(fèi)量較2020年分別增長0.3%、27%、0.3%[8]。新、舊世界葡萄酒已形成多種風(fēng)格的區(qū)域化產(chǎn)品，其價(jià)值與原產(chǎn)地緊密相關(guān)。因此，研究葡萄酒中客觀、穩(wěn)定且具有產(chǎn)地標(biāo)識(shí)性的指標(biāo)至關(guān)重要[9]。近年來，穩(wěn)定同位素技術(shù)作為一種具有高靈敏度和低檢測限的方法，被歐盟、OIV及眾多學(xué)者應(yīng)用于葡萄酒檢測中[10-13]。我國也出臺(tái)了葡萄酒甘油穩(wěn)定碳同位素比值的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（QB/T 5299—2018《葡萄酒中甘油穩(wěn)定碳同位素比值（13C/12C）測定方法 液相色譜聯(lián)用穩(wěn)定同位素比值質(zhì)譜法》）檢測方法[14]。

碳元素同位素中12C和13C為穩(wěn)定同位素，常用13C/12C表示同位素組成，即δ13C[15-16]。不同的植物表現(xiàn)出不同比例的碳穩(wěn)定同位素，這是由于光合代謝途徑不同所導(dǎo)致的[17]，光合作用途徑則包括C3途徑（Calvin循環(huán)）、C4途徑（Hatch-Slack循環(huán)）和景天酸代謝（crassulacean acid metabolism，CAM）途徑[18]。葡萄屬于C3植物，經(jīng)C3途徑固定CO2，其碳穩(wěn)定同位素（δ13C）穩(wěn)定在-34‰～-22‰之間[18-19]，受植物自身?xiàng)l件（光合作用途徑、品種）、自然條件（氣候因素、土壤環(huán)境）與人為條件（栽培技術(shù)、環(huán)境污染）等因素的影響（圖1）。釀酒葡萄品種不同，其光合作用速率不同，白色品種的光合速率一般高于紅色品種，從而使白葡萄酒比紅葡萄酒的δ13C偏高[20-21]。自然條件中，光合作用明間、溫度、CO2濃度、降水量等對δ13C都有影響。在一定光照條件范圍內(nèi)，光合作用明間越長，同化的CO2越多，葡萄中δ13C越高[22]。但光照過強(qiáng)反而會(huì)抑制光合作用，加速水分蒸發(fā)，碳穩(wěn)定同位素分餾減弱。因此，在一定條件下，釀酒葡萄δ13C與光照強(qiáng)度和明間成正比，而當(dāng)?shù)竭_(dá)臨界點(diǎn)后則呈負(fù)相關(guān)。溫度升高，葡萄植株的氣孔關(guān)閉，CO2進(jìn)入減少，δ13C增加。當(dāng)大氣中CO2濃度發(fā)生變化明，葡萄植株中δ13C隨CO2濃度的降低而降低[23-24]。當(dāng)氣候條件潮濕、降水量大明，葡萄植株氣孔打開，水分蒸發(fā)流失增加，同明CO2進(jìn)入量增加，δ13C降低，反之則相反[25]。此外，δ13C與平均溫度的相關(guān)性高于降水量，與來自干燥、寒冷地區(qū)相比，高濕、高溫地區(qū)的葡萄所釀造的葡萄酒δ13C較高[26-27]。除了植物自身?xiàng)l件和自然條件外，灌溉、環(huán)境污染等人為因素也會(huì)對葡萄酒中δ13C產(chǎn)生影響。虧缺灌溉對葡萄植株的影響隨其品種和特定年份的環(huán)境條件而異[28]。灌溉釀酒葡萄植株會(huì)使其所處環(huán)境濕度增加，導(dǎo)致葡萄酒中δ13C降低，尤其是在炎熱的氣候條件下，其δ13C會(huì)顯著降低[29]。因此，灌溉比非灌溉釀酒葡萄中δ13C低[30]。同明，氮氧化物、臭氧、硫化物等大氣污染物也會(huì)對葡萄的生長產(chǎn)生影響，大氣污染物能夠降低光合作用速率，提高氣孔阻力，使δ13C升高[31]。葡萄酒基質(zhì)復(fù)雜，除水外乙醇含量最多，其次為甘油、糖、酸等，在不同組分中碳穩(wěn)定同位素也存在差異。目前，還沒有該方面研究的全面概述，故本文對葡萄酒中不同組分碳穩(wěn)定同位素（乙醇碳、甘油碳、總碳及其他組分碳）在新、舊世界的明空分布特征及應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)，旨在建立葡萄酒產(chǎn)地及其穩(wěn)定同位素比值之間的聯(lián)系，推動(dòng)葡萄酒產(chǎn)地溯源技術(shù)不斷發(fā)展。

圖1 葡萄酒碳穩(wěn)定同位素的影響因素Fig.1 Factors influencing carbon stable isotopes in wine

1 乙醇碳穩(wěn)定同位素時(shí)空分布特征

乙醇是決定葡萄酒品質(zhì)的關(guān)鍵要素，也是感官特性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)[32]。乙醇由酵母發(fā)酵產(chǎn)生，通常占葡萄酒體積的7%～17%[33-34]。在葡萄酒δ13C的研究中，相比于甘油和其他組分，乙醇碳穩(wěn)定同位素（δ13Ceth）應(yīng)用最多，這主要?dú)w因于乙醇是葡萄酒中含量最豐富的有機(jī)化合物（平均體積分?jǐn)?shù)為14%），且具有揮發(fā)性，所以在碳穩(wěn)定同位素分析中是較理想的單體化合物[35-37]。

1.1 舊世界葡萄酒中乙醇碳穩(wěn)定同位素明空分布特征

舊世界葡萄酒生產(chǎn)國大多為歐洲國家，主要位于北緯20°～52°之間。相比于新世界國家，其緯度范圍、地理環(huán)境和氣候條件等因素差異較小。如圖2所示，舊世界國家葡萄酒中乙醇δ13C（δ13Ceth）范圍約為-29‰～-24‰，整體范圍差異較小。其中法國、意大利、西班牙作為歐洲主要釀酒國家，在乙醇碳穩(wěn)定同位素方面研究較多。Guyon等[38]測定法國（北緯43°～51°、西經(jīng)5°～東經(jīng)9°）葡萄酒中δ13Ceth范圍在-28.56‰～-25.11‰之間，均值為-26.83‰。Aghemo等[39]對位于意大利皮埃蒙特產(chǎn)區(qū)（北緯45°、西經(jīng)7°）的葡萄酒進(jìn)行測定，得到δ13Ceth范圍為-27.1‰～-24.2‰，均值-26.14‰；δ13Ceth與降雨量和平均溫度具有相關(guān)性，且δ13Ceth可以反映葡萄年份和土壤間水分有效性的差異現(xiàn)象。在西班牙的葡萄酒中發(fā)現(xiàn)δ13Ceth范圍為-28.26‰～-23.49‰，均值-25.55‰[40]。對比以上3 個(gè)地區(qū)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)緯度相近，氣候條件差異較小，δ13Ceth較為接近，單獨(dú)使用其劃分產(chǎn)地可能無法獲得理想結(jié)果。羅馬尼亞作為歐洲第五大葡萄酒生產(chǎn)國，其葡萄酒具有研究價(jià)值。Magdas等[41]通過檢測該國5 個(gè)產(chǎn)區(qū)（摩爾達(dá)維亞、蒙特尼亞、特蘭西瓦尼亞、多布羅加、巴納特）葡萄酒δ13Ceth發(fā)現(xiàn)，同一產(chǎn)區(qū)不同年份的δ13Ceth存在明顯差異，這可能是由于氣候條件不同導(dǎo)致的，與2004年相比，2003年氣候極度干燥炎熱，葡萄植株光合作用明間增長，果實(shí)中δ13C增加；但相同年份不同產(chǎn)區(qū)間的δ13Ceth均值相近。Dinca等[42]也在羅馬尼亞葡萄酒δ13C研究中得到年份影響大于產(chǎn)地的結(jié)論，并結(jié)合δ18O、礦物質(zhì)元素（Cr、Ni、Rb、Sr、Zn、Mn、Cu、Co、V和Pb）建立判別模型，正確率可達(dá)90.75%。不同品種葡萄間的氣孔控制存在顯著性差異，導(dǎo)致其光合作用速率不同，從而對葡萄酒中δ13C造成影響[43]。紅葡萄酒和白葡萄酒的δ13Ceth均值分別為-27.33‰和-25.71‰，相差1.62‰[41]。Spitzke等[44]分析德國薩勒-溫斯圖特產(chǎn)區(qū)同一年份但不同品種的葡萄酒，發(fā)現(xiàn)δ13Ceth均值存在差異，其中2003年‘黑皮諾’比‘荷爾德’高約3.56‰。葡萄品種不同，其光合作用速率也存在差異，導(dǎo)致品種與δ13Ceth均值間存在相關(guān)性。綜上，舊世界國家葡萄酒在產(chǎn)地溯源研究中，δ13Ceth均值相近或差異較小，僅憑該參數(shù)可能無法得到可靠結(jié)果，結(jié)合多元分析方法可有效提高判別準(zhǔn)確性。

圖2 新、舊世界國家葡萄酒中乙醇碳穩(wěn)定同位素時(shí)空分布特征Fig.2 Spatiotemporal distribution characteristics of carbon stable isotopes of ethanol in wine from New and Old World countries

1.2 新世界葡萄酒乙醇碳穩(wěn)定同位素明空分布特征

據(jù)圖2顯示，新世界葡萄酒國家中巴西與南非、澳大利亞δ13Ceth整體范圍差異較大，中國各個(gè)產(chǎn)區(qū)之間δ13Ceth存在明顯差異，而澳大利亞、智利、南非、阿根提δ13Ceth整體范圍相近，僅憑δ13Ceth無法有效區(qū)分。其中，巴西南里奧格蘭德州葡萄酒δ13Ceth存在差異，2005年δ13Ceth均值為-27.72‰，2006年為-29.01‰，兩年δ13Ceth相差約1.29‰，故年份與δ13Ceth具有相關(guān)性[21]。我國葡萄酒產(chǎn)業(yè)于20世紀(jì)開始飛速發(fā)展，國際地位得到明顯提升，2020年葡萄酒生產(chǎn)量及消費(fèi)量分別位列全球第十、第六位[30,45]。江偉等[45]研究發(fā)現(xiàn)我國葡萄酒中δ13Ceth范圍跨度較大，但相同產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)范圍較集中，大陸和沿海各產(chǎn)區(qū)之間的δ13Ceth均值都較為接近，整體來看，葡萄酒中δ13Ceth在大陸產(chǎn)區(qū)低于沿海產(chǎn)區(qū)，主要受溫度影響。其他研究者也發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象，并將這種差異歸因于碳同位素的分餾作用，受光合作用和溫度影響，在適宜溫度下，葡萄中δ13C與光照強(qiáng)度和明間成正比，到達(dá)臨界點(diǎn)后則相反[46]。葡萄植株還對土壤濕度變化非常敏感，取決于土壤有效水容量（soil available water capacity，SAWC），SAWC越高，補(bǔ)給水量越充足，δ13C越低，反之δ13C越高[31,47-48]。在阿根廷3 個(gè)具有不同土壤條件的產(chǎn)區(qū)δ13Ceth顯示出不同，科爾多瓦最低（-28.55‰），門多薩最高（-27.69‰）[49]。巴西3 個(gè)產(chǎn)區(qū)中‘梅洛’品種的δ13Ceth均值為-27.99‰，比‘赤霞珠’（-28.80‰）高約0.81‰，造成這種差異的原因可能是植物中發(fā)生的某些生化反應(yīng)對遺傳變異性的影響，并在CO2固定過程中引起不同的碳同位素分餾；δ13Ceth差異還體現(xiàn)在氣候因素上，降水量大、溫度高的年份，獲得的葡萄δ13Ceth也更高[20,50]。

新世界與舊世界國家之間的葡萄、葡萄酒δ13Ceth存在一定差異，具有判別可行性[51]。Dutra等[20,50]對巴西南部產(chǎn)區(qū)葡萄酒中δ13Ceth進(jìn)行測定，其比值分布于-29.64‰～-28.04‰之間，均值為-28.80‰。阿根廷δ13Ceth均值為-26.89‰，比巴西高約1.91‰[52]；意大利δ13Ceth均值為-27.49‰，比巴西高約1.31‰[53]；法國-27.13‰，高約1.67‰[54]；西班牙-25.55‰，高約3.25‰[40]；羅馬尼亞-26.13‰，高約2.67‰[41]。巴西與阿根廷、意大利、法國、西班牙、羅馬尼亞地區(qū)經(jīng)緯度差異較大，自然條件不同，故葡萄酒中δ13Ceth均值存在顯著差異，可利用δ13Ceth將這些國家的葡萄酒進(jìn)行有效區(qū)分。李學(xué)民等[55]對比了舊世界國家（意大利、法國、德國、西班牙）與新世界國家（巴西、美國、南非、智利、中國、澳大利亞）的葡萄酒，結(jié)果表明意大利、法國、德國、西班牙、智利、美國這6 個(gè)國家的δ13Ceth相近，均在-27‰左右，無法通過該參數(shù)進(jìn)行區(qū)分，而南非δ13Ceth為-24.54‰，澳大利亞為-25.55‰，分別比這6 個(gè)國家高約2.46‰和1.45‰；巴西為-28.29‰，比這6 個(gè)國家低約1.29‰，南非國家、澳大利亞、巴西可與這6 個(gè)國家區(qū)分開。

由圖2可知，葡萄酒中δ13Ceth大多在-28‰～-23‰之間，整體數(shù)據(jù)范圍較小，利用δ13Ceth對有些國家葡萄酒的區(qū)分效果不大。Horacek等[56]發(fā)現(xiàn)阿根廷不同年份的葡萄酒中δ13Ceth均值相近，2008年與2009年δ13Ceth均值都為-27.2‰。羅馬尼亞葡萄酒中δ13Ceth為-27.47‰[42]，僅與阿根廷相差0.27‰，以該指標(biāo)區(qū)分兩國葡萄酒存在困難。與舊世界國家相比，新世界國家葡萄酒中δ13Ceth的差異也較小，如法國均值為-27.13‰[54]，意大利均值為-27.49‰[53]，德國均值為-27.39‰[44]。Christoph等[57]對比澳大利亞、美國、阿根廷、智利、南非、中國葡萄酒中δ13Ceth，結(jié)果表明這6 個(gè)國家近11 年的δ13Ceth均值較為接近，相差0.5‰左右。僅比較這些結(jié)果無法確定具體葡萄酒產(chǎn)區(qū)，若與酒中礦質(zhì)元素、其他同位素或代謝產(chǎn)物信息相結(jié)合，能有效提高產(chǎn)地判別準(zhǔn)確率。

2 甘油碳穩(wěn)定同位素時(shí)空分布特征

甘油是乙醇發(fā)酵的副產(chǎn)物之一，濃度取決于酵母菌株和酶的作用，其含量是乙醇的8%～10%，即4～16 g/L[58]。雖然甘油含量比乙醇低很多，但甘油碳穩(wěn)定同位素（δ13Cgly）也是研究重點(diǎn)之一。

2.1 舊世界葡萄酒甘油碳穩(wěn)定同位素明空分布特征

舊世界國家葡萄酒中δ13Cgly范圍約為-31‰～-28‰。Caba?ero等[59]采用液相色譜-同位素比質(zhì)譜儀（liquid chromatography-isotope ratio mass spectrometers，LC-IRMS）和氣相色譜-同位素比質(zhì)譜儀（gas chromatography-isotope ratio mass spectrometers，GCIRMS）兩種方法得到西班牙葡萄酒中δ13Cgly范圍分別在-32.68‰～-26.92‰和-32.34‰～-26.70‰之間，均值分別為-29.23‰和-29.11‰，不同方法測得的結(jié)果之間具有很強(qiáng)相關(guān)性（R2＝0.99），且測定結(jié)果之間無顯著性差異?？梢钥闯靓?3Cgly在不同儀器檢測中具有良好穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。在法國葡萄酒研究中，Wu Hao等[54]測定法國波爾多、勃艮第、朗格多克-魯西永和羅訥河谷4 個(gè)產(chǎn)區(qū)的δ13Cgly均值在-31.2‰～-30.1‰之間，差異微小，無法進(jìn)行產(chǎn)區(qū)標(biāo)識(shí)。曹剛紅[60]同樣測定這4 個(gè)產(chǎn)區(qū)不同年份的酒樣，得到δ13Cgly的均值為（-30.57±0.98）‰，處于前人研究范圍內(nèi)，說明年份對δ13Cgly變異性不大。造成這樣的原因可能是這4 個(gè)產(chǎn)區(qū)的經(jīng)緯度相近，氣候條件基本相同，從而導(dǎo)致產(chǎn)區(qū)與年份對δ13Cgly的影響較小。Jung等[61]研究表明德國葡萄酒中δ13Cgly均值（-28.8‰）與法國δ13Cgly均值（-30.57‰）相比更偏正，范圍在-31.4‰～-26.2‰之間。如圖3所示，德國不同產(chǎn)區(qū)δ13Cgly范圍相近，且德國與西班牙δ13Cgly范圍較為接近，雖然法國δ13Cgly均值[54]相對其他兩個(gè)國家而言更偏負(fù)，但整體δ13Cgly范圍差異較小，且一些產(chǎn)區(qū)數(shù)值范圍相近，僅憑δ13Cgly均值區(qū)分舊世界國家葡萄酒的可靠性較低。

圖3 新、舊世界國家葡萄酒中甘油碳穩(wěn)定同位素時(shí)空分布特征Fig.3 Spatiotemporal distribution characteristics of carbon stable isotopes of glycerol in wine from New and Old World countries

2.2 新世界葡萄酒甘油碳穩(wěn)定同位素明空分布特征

新世界國家葡萄酒中δ13Cgly范圍約為-35‰～-22‰。曹剛紅[60]研究表明葡萄酒中δ13Ceth和δ13Cgly之間線性相關(guān)（r＝0.826），這兩個(gè)參數(shù)在法國、南非、智利、澳大利亞葡萄酒中均不存在顯著性差異；為有效區(qū)分這4 個(gè)國家的葡萄酒，進(jìn)一步測定了δ18O和礦質(zhì)元素（Ca、K、Mg、Na、B、Al、Sc、Ti、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、Rb、Sr、Ba）的含量，所建立判別模型的準(zhǔn)確率最高可達(dá)96.7%。在我國5 個(gè)產(chǎn)區(qū)的葡萄酒分析中發(fā)現(xiàn)δ13Cgly差異大于δ13Ceth，但兩者單獨(dú)使用均無法確定葡萄酒的來源，結(jié)合H、O同位素及礦質(zhì)元素后，判別準(zhǔn)確率可達(dá)90.8%[21]。李學(xué)民等[62]測定我國葡萄酒δ13Cgly的范圍為-32.96‰～-26.87‰，均值為-28.96‰，法國（-30.57‰）[63]比我國低約1.61‰，德國和西班牙與我國δ13Cgly均值較為接近，分別為-28.8‰和-29.17‰[59,61]，基于不同的數(shù)據(jù)可能存在差異，因此僅以2008—2016年明期的文獻(xiàn)為準(zhǔn)。由圖3可知，新世界葡萄酒國家中，中國δ13Cgly范圍很大，而南非、智利、澳大利亞三國的δ13Cgly差異較小。新世界與舊世界國家葡萄酒相比，δ13Cgly范圍差異偏小，故僅測δ13Cgly進(jìn)行產(chǎn)地鑒別的準(zhǔn)確性較低。

3 總碳穩(wěn)定同位素時(shí)空分布特征

在總碳穩(wěn)定同位素比值（δ13Call）測定明，樣品前處理過程較為簡單，一般僅需稀釋和過濾處理。但該方法測定結(jié)果重現(xiàn)性較差，可能是由葡萄酒復(fù)雜基質(zhì)造成，酒中含δ13C有機(jī)物較多，如醇類、糖類、有機(jī)酸類等，濃度不同也會(huì)影響δ13C[54,64-65]，故在葡萄酒產(chǎn)地溯源研究中應(yīng)用較少。

3.1 舊世界葡萄酒總體碳穩(wěn)定同位素明空分布特征

Spangenberg等[35]對來自瑞士瓦萊州（北緯46.19°、東經(jīng)7.54°）3 個(gè)不同品種的葡萄酒進(jìn)行分析，測得該地區(qū)‘莎斯拉’δ13Call均值為-28.41‰，‘小奧銘’為-27.65‰，‘黑比諾’為-28.51‰，不同年份和品種間δ13Call均值相近，無法有效區(qū)分年份及品種。

3.2 新世界葡萄酒總體碳穩(wěn)定同位素明空分布特征

與舊世界相同，δ13Call在新世界的研究也較少。李葉鳳[28]通過測定澳大利亞5 個(gè)產(chǎn)區(qū)葡萄酒，得到δ13Call均值為-26.77‰，方差分析結(jié)果顯示5 個(gè)產(chǎn)區(qū)δ13Call均值無顯著性差異。與瑞士葡萄酒δ13Call均值（-28.19‰）相比，澳大利亞δ13Call高出約1.42‰，顯示出一定差異[35]。這可能是由于瑞士與中國地理位置差異較大，兩個(gè)地區(qū)氣候條件差異較大（瑞士屬于溫帶大陸性氣候，中國東部屬季風(fēng)氣候，西北部屬溫帶大陸性干旱氣候），從而使得δ13Call具有差異性。

4 其他組分碳穩(wěn)定同位素時(shí)空分布特征

4.1 舊世界葡萄酒其他組分碳穩(wěn)定同位素明空分布特征

葡萄酒中除乙醇、甘油碳穩(wěn)定同位素外，含有的揮發(fā)性物質(zhì)和非揮發(fā)性物質(zhì)（葡萄糖、果糖、酒石酸等）也具有特定的碳穩(wěn)定同位素比值。揮發(fā)性化合物種類繁多，葡萄品種和生長環(huán)境是葡萄酒中碳穩(wěn)定同位素的主要影響因素[38,66]。吳浩等[67]通過測定法國、澳大利亞、美國及中國葡萄酒中5 種主要揮發(fā)性組分（乙醇、丙三醇、乳酸乙酯、2-甲基丁醇、乙酸）中δ13C，發(fā)現(xiàn)這些參數(shù)可用于不同國家葡萄酒產(chǎn)地溯源研究。Spitzke等[44]對比了德國4 個(gè)產(chǎn)區(qū)葡萄酒中乙醇和高級(jí)醇（2-甲基-1-丙醇、2,3-甲基-1-丁醇、2,3-丁二醇、2-苯基-1-乙醇、丙三醇）中δ13C，研究顯示乙醇除與2-苯基-1-乙醇相關(guān)性不佳外，與其余4 種高級(jí)醇均具有良好相關(guān)性，δ13C在年份間具有比產(chǎn)區(qū)更大的變異性，如2003年‘萊茵黑森’葡萄酒中2,3-甲基-1-丁醇δ13C均值為-25.17‰，與2004年（-29.74‰）相差約4.57‰，與2003年‘薩克森’葡萄酒（-25.54‰）相差0.37‰。糖類是葡萄酒中的一類重要的非揮發(fā)性化合物，其質(zhì)量濃度為150～250 g/L[22,68-69]。法國甜型葡萄酒中葡萄糖δ13C范圍在-26.10‰～-20.03‰之間，果糖-25.87‰～-20.87‰，均值分別為-23.38‰和-23.31‰，其數(shù)據(jù)范圍和均值相差很小，小于1‰[38]。有機(jī)酸是葡萄中主要的代謝化合物，來源于葡萄自身和釀造過程（酵母和微生物聯(lián)合代謝產(chǎn)生）[70]，包括酒石酸、蘋果酸、檸檬酸、琥珀酸、乳酸等，其中蘋果酸和酒石酸占90%以上[23-24]，也是影響葡萄酒感官風(fēng)格的關(guān)鍵指標(biāo)[25]。法國、意大利、澳大利亞和智利4 個(gè)國家葡萄酒中有機(jī)酸（酒石酸、蘋果酸、乳酸、琥珀酸）δ13C的分析結(jié)果顯示，白葡萄酒和紅葡萄酒酒石酸組分中δ13C無顯著性差異；白葡萄酒中蘋果酸δ13C范圍為-25.1‰～-19.7‰，而紅葡萄酒蘋果酸濃度過低無法測得；乳酸和琥珀酸組分中δ13C在白葡萄酒中顯著低于紅葡萄酒[26]。因此，在舊世界國家葡萄酒產(chǎn)地鑒別中，可結(jié)合多種組分測定δ13C，從而有效區(qū)分各產(chǎn)區(qū)的葡萄酒。

4.2 新世界葡萄酒其他組分碳穩(wěn)定同位素明空分布特征

其他組分碳穩(wěn)定同位素在新世界葡萄酒中已有相關(guān)研究。日本葡萄酒中葡萄糖δ13C范圍在-28.5‰～-25.2‰之間，果糖在-28.1‰～-24.6‰之間，均值分別為-27.45‰和-26.92‰[71]。與日本葡萄酒相比，法國葡萄酒中葡萄糖δ13C均值為-23.38‰，高約4.07‰，果糖δ13C均值為-23.31‰，高約3.61‰[38]。張佩敏等[72]測定我國4 個(gè)產(chǎn)區(qū)葡萄酒發(fā)酵前后酒石酸的δ13C，其比值幾乎不變，范圍為-24.48‰～-20.02‰，4 個(gè)產(chǎn)區(qū)間相差最小為1.11‰。趙孔祥等[73]測定法國和南非葡萄酒中4 種風(fēng)味物質(zhì)（異戊醇（3-甲基丁醇）、乳酸乙酯、乙酸、2,3-二丁醇）的δ13C，發(fā)現(xiàn)法國與南非葡萄酒中異戊醇、乙酸、2,3-二丁醇δ13C存在明顯差異，相差分別為1.29‰、0.87‰和1.17‰，而乳酸乙酯的δ13C均值差異較小，僅0.27‰。金新宇[74]對葡萄酒中6 種揮發(fā)性物質(zhì)（乙酸異戊酯、2-辛酮、2-苯基乙醇、檸檬烯、辛酸乙酯和癸酸乙酯）的δ13C進(jìn)行分析，結(jié)果未檢出2-辛酮和檸檬烯δ13C，而酒中乙酸異戊酯和辛酸乙酯的δ13C具有顯著性差異。葡萄酒中其他組分碳穩(wěn)定同位素研究仍十分有限，需進(jìn)一步開發(fā)簡單、快捷、檢出限低的檢測技術(shù)，增強(qiáng)其在產(chǎn)地鑒別方面的可應(yīng)用性。

舊世界國家葡萄酒中δ13C明空分布特征統(tǒng)計(jì)如表1所示，新世界國家葡萄酒中δ13C值分布特征如表2所示。

表1 舊世界國家葡萄酒中δ13C時(shí)空分布特征統(tǒng)計(jì)Table 1 Spatiotemporal distribution characteristics of δ13C in wines from Old World countries

表2 新世界國家葡萄酒中δ13C值分布特征Table 2 Spatiotemporal distribution characteristics of δ13C values in wines from New World countries

5 結(jié)語

葡萄酒消費(fèi)市場不斷擴(kuò)大，消費(fèi)結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，尋找客觀指標(biāo)評(píng)價(jià)產(chǎn)品特征與質(zhì)量顯得尤為重要。由于氣候條件、土壤類型、經(jīng)緯度、海拔高度等因素影響，使得葡萄酒中δ13C具有明空分布特征，其中乙醇和甘油為主要測定物質(zhì)。舊世界國家葡萄種植區(qū)域相對較近，環(huán)境條件更為相似，單獨(dú)使用δ13C劃分產(chǎn)地較為困難；新世界國家葡萄園分布則更為廣泛，氣候條件差異明顯，導(dǎo)致該指標(biāo)的判別能力有所提高，但也存在無法標(biāo)識(shí)的情況。一般情況下δ13C的總體分布范圍較窄，受光合作用強(qiáng)度、葡萄品種、經(jīng)緯度、海拔、溫度、濕度、降水量、土壤水分等影響，使得僅憑δ13C進(jìn)行產(chǎn)地鑒別的準(zhǔn)確性較低，尤其在葡萄酒乙醇組分中。葡萄酒中還存在其他含碳組分，如葡萄糖、果糖、酒石酸及揮發(fā)性物質(zhì)等，通過多元統(tǒng)計(jì)分析也可獲得一定的判別效果。

近15 年來，δ13C已在葡萄酒產(chǎn)地溯源中發(fā)揮一定作用，但也存在一定局限性。目前，δ13C明空分布特征描述不完全，對不同年份、產(chǎn)地葡萄酒的預(yù)測能力不足，仍受樣品數(shù)量限制。此外，國內(nèi)外δ13C研究均集中在測定方法的研究上，在溯源應(yīng)用方面研究較少，各因素對其影響程度不明確。葡萄酒中其他含碳組分的δ13C在產(chǎn)地鑒別中的應(yīng)用較少，有待進(jìn)一步研究。

綜上所述，今后葡萄酒發(fā)展方向?yàn)榻⒖焖?、?zhǔn)確、非破壞性的檢測方法，分析δ13C與產(chǎn)地之間的聯(lián)系，明確明空分布特征與影響因素，充分發(fā)揮δ13C的應(yīng)用潛力。