贺兰山东麓马瑟兰干红葡萄酒香气成分的分析

齐晓琴，刘建花，李金鹏，张惠玲*

（宁夏大学 农学院，宁夏 银川 750021）

贺兰山东麓马瑟兰干红葡萄酒香气成分的分析

齐晓琴，刘建花，李金鹏，张惠玲*

（宁夏大学 农学院，宁夏 银川 750021）

利用顶空固相微萃取（HS-SPME）结合气相色谱质谱联用技术（GC-MS），初探宁夏贺兰山东麓的马瑟兰葡萄酿制的干红葡萄酒的香气物质组成及含量，并与同一种植地的赤霞珠干红葡萄酒的香气成分进行对比。结果表明，马瑟兰干红葡萄酒中共检出香气成分42种，其中辛酸乙酯、正己酸乙酯、4-甲氧基-4-甲基-2-戊醇、2，4-二甲基-3-戊醇、芳樟醇、香叶醇、乙酸异戊酯、2-丙基-1-庚醇、癸酸乙酯、2-甲基-2-硝基-1-丙醇相对含量较高。赤霞珠干红葡萄酒中共检出香气成分30种，其中辛酸乙酯、正己酸乙酯、2-丙基-1-庚醇、乙酸异戊酯、3-乙基-3-甲基庚烷、己酸己丁酯、十六烷、2，2-二甲基丁烷相对含量较高。

马瑟兰；干红葡萄酒；香气成分；气相色谱-质谱联用法

葡萄酒香气是评价葡萄酒质量的一个重要部分，香气物质的组成决定了葡萄酒的风格［1-2］。目前，在葡萄酒中已经鉴定出1 000多种风味化合物，其除了来源于葡萄果实以外，绝大部分来源于发酵过程中，主要是酯类、醇类、酸类、羰基类以及烯醇类等，这些香气化合物的种类和含量决定酒的特征［3］。

马瑟兰（Marselan）是法国国家农业研究院（French NationalInstituteforAgriculturalResearch，INRA）培植出的一种新的杂交品种，其双亲分别是赤霞珠（CabernetSauvignon）和黑歌海娜（Grenache Noir）。经过杂交选出的马瑟兰既具有歌海娜的耐热性又兼备赤霞珠的细致感［4］，用马瑟兰酿制的干红葡萄酒品质优良，酒色紫黑不透光，香气浓郁，单宁含量高，适合长期陈酿［5］。在国内2001年开始，马瑟兰也陆续在河北、新疆等地开始种植［6］，近年来宁夏部分酒庄也开始种植与酿造马瑟兰葡萄酒。目前，国内外对赤霞珠干红葡萄酒的香气组分研究的报道很多，而对马瑟兰干红葡萄酒的香气成分分析很少。赵德升等［4］对河北怀来地区马瑟兰葡萄果实的香气组成进行过分析，但对用马瑟兰葡萄酿造的干红葡萄酒的香气成分的研究少有报道。

本实验以宁夏贺兰山东麓蒲尚酒庄采摘的马瑟兰和赤霞珠葡萄进行酿造干红葡萄酒，采用顶空-固相微萃取（headspace-solid phase microextraction，HS-SPME）结合气相色谱-质谱联用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）技术对两种干红葡萄酒的香气成分进行分析对比，初步探索贺兰山东麓新品种马瑟兰酿制的干红葡萄酒与赤霞珠干红葡萄酒的香气成分的差异，以期了解马瑟兰干红葡萄酒的香气特点，对今后提高马瑟兰干红葡萄酒的品质提供理论依据有着重要的意义。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

马瑟兰和赤霞珠葡萄样品：葡萄均采摘自宁夏贺兰山东麓蒲尚酒庄（2015年10月中旬采摘）。

酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）、酒类酒球菌（Oenococcus oeni）：法国Lamothe-Abiet公司；果胶酶（7 500 U/g）：丹麦Novozymes公司。

磷酸氢二钠、柠檬酸、酒石酸钾钠、无水乙醇、次甲基蓝、葡萄糖：天津市大茂化学试剂厂；无水硫酸铜、酒石酸、30%过氧化氢：成都市科龙化工试剂厂；磷酸、酚酞：北京化学试剂公司；氢氧化钠：天津市百世化工有限公司。所有试验试剂均为分析纯。

1.2仪器与设备

GC-MS-QP气相色谱-质谱联用仪：日本岛津公司；手动固相微萃取装置：美国Supelco公司；DF-Ⅱ数显集热式磁力搅拌器：常州爱华仪器制造有限公司；HR100-1-11ATC糖度仪：北京皓韦电子公司；PHS-29A型pH计：上海仪电科学仪器股份有限公司；UV-2000紫外可见分光光度计：上海尤尼柯仪器有限公司；AL204电子天平：上海托利多仪器有限公司。

1.3试验方法

1.3.1干红葡萄酒酿造工艺流程及操作要点［7-8］

操作要点：

葡萄精选：采摘新鲜马瑟兰和赤霞珠葡萄，去除枝、叶、僵果、生青果、霉烂果和其他杂物。

除梗破碎：将葡萄浆果与果梗分开并去除果梗。为了使酒的品质更好，用小型破碎机将葡萄进行轻微的破碎，破碎时，尽量避免压破种子。

按照添加量1 mL/L加入6%亚硫酸，在10℃条件下放置24 h，因为亚硫酸有选择、澄清、抗氧化、增酸及溶解的作用。加入果胶酶30mg/L，目的是为了提高葡萄的出汁率。

低温浸渍：在6～10℃下浸渍5～7 d，目的是为了将果皮中的色素和芳香物质浸提出来。

添加酵母：在38～40℃的温水中加入200 mg/L活性干酵母，小心混匀，静置20～30 min使之复水活化后加入葡萄汁中。

酒精发酵：20～25℃，发酵7～9 d，目的是为了将糖分转化为酒精。当残糖降至5g/L以下，发酵液面只有少量CO2气泡，皮渣已下沉，发酵温度接近室温。有明显的酒香，此时表明酒精发酵结束。

倒灌：在浸渍过程中，与皮渣接触的液体部分很快被色素所饱和，倒罐是为了破坏这层饱和液，使皮渣与葡萄汁之间的物质交换速度加快，达到加强浸渍的作用。

苹果酸-乳酸发酵：将葡萄皮渣与酒液进行分离，酒液加入1 g/100 L酒类酒球菌（事先在料水比1∶3（g∶mL，20℃水浴活化20～30min），在25～28℃条件下，发酵15～20d）。目的是为了降低酸度、进行风味修饰。用有机酸纸层析法测定苹果酸、乳酸含量变化。

过滤：硅藻土过滤去除酒脚。

陈酿：在10～15℃条件下贮藏一个半月。在贮酒时要注意保证贮罐内装满葡萄酒，不让其表面与空气接触。

1.3.2干红葡萄酒理化指标的测定

pH值的测定采用pH计法；总糖含量的测定采用国标GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的费林试剂法［9］；挥发酸含量的测定采用水蒸汽蒸馏器法［10］；游离二氧化硫含量的测定采用国标GB/T15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的氧化法［9］；酒精度的测定采用国标GB/T 10345—2007《白酒分析方法》）中的酒精计法［11］。

1.3.3葡萄酒香气成分的测定

（1）干红葡萄酒香气物质的提取

利用顶空固相微萃取（HS-SPME）法进行香气富集，取一个20 mL的顶空瓶，用无菌移液管加5 mL待分析的干红葡萄酒酒样，于45℃恒温磁力搅拌器上平衡10 min，插入CAR/DVB/PDMS纤维头45℃吸附30 min，解吸5 min，用于GC-MS分析。

（2）GC/MS分析条件［12-14］

气相色谱（GC）条件：色谱柱为DB-5MS（30m×0.25mm× 0.25μm），程序升温：40℃保持3min，以5℃/min的升温速度升至120℃，再以8℃/min的升温速度升至230℃，保持10min。载气为氦气（He），流速为1 mL/min，进样口温度为250℃。

质谱（MS）条件为：电离方式为电子电离（electron ionization，EI）源，电子能量为70 eV，灯丝流量为0.20 mA。检测器电压为350 V。扫描范围为20～450 m/z，离子源温度为200℃。

1.3.4定性定量方法

定性方法：化合物经检索与美国国家标准技术研究所（national institute of standards and technology，NIST）11 s谱库进行匹配，仅报道匹配度＞60%（最大匹配度为100%）的结果。

定量方法：采用面积归一法，对分离出的成分进行定量分析。

2　结果与分析

2.1马瑟兰干红葡萄酒的主要理化指标对比

两种干红葡萄酒酒样的基本理化指标检测结果见表1。由表1可知，马瑟兰和赤霞珠干红葡萄酒的pH、还原糖和酒度差异大不，游离SO2的差异比较明显。两种酒中的游离SO2有差异的原因可能是由于贮藏时玻璃罐口大小的不一致导致的，贮藏马瑟兰干红葡萄酒的玻璃容器的瓶口较大一些，SO2挥发速度加快，导致其含量小于赤霞珠干红葡萄酒中的游离SO2。

表1　酒样的基本理化指标Table 1 Physicochemical indexes of wine samples

2.2马瑟兰干红葡萄酒香气成分的GC-MS分析对比

马瑟兰和赤霞珠干红葡萄酒的气相色谱-质谱（GC-MS）总离子图见图1，分析鉴定结果见表2。

图1　马瑟兰（A）和赤霞珠（B）干红葡萄酒香气成分GC-MS分析总离子流色谱图Fig.1 Total ion chromatogram of aroma components in dry wines of Marselan（A）and Cabernet Sauvignon（B）analysis by GC-MS

表2　马瑟兰和赤霞珠干红葡萄酒香气成分的GC-MS分析结果Table 2 GC-MS analysis results of aroma components in dry winesof Marselan and Cabernet Sauvignon

续表

由图1及表2可知，检测出马瑟兰干红葡萄酒中的挥发性风味物质共有42种，其中酯类14种、醇类5种、酸类8种、萜烯类2种、烷烃及其他类11种、羰基化合物2种，峰面积分别占香气物质总数的66.1%、8.28%、2.94%、4.05%、8.01%、1.03%。赤霞珠干红葡萄酒中的主要挥发性风味物质共有30种，其中酯类9种、醇类3种、酸类7种、萜烯类1种、烷烃及其他类8种、羰基化合物2种，分别占总组分的17.39%、1.79%、1.11%、0.16%、3.45%、0.42%。

2.2.1酯类物质

葡萄酒中的酯类物质主要来源于3种途径：一是葡萄浆果果皮中组成果香的酯类；二是发酵过程中由酵母菌与细菌活动形成的酯类；三是在贮藏过程中酯化反应所形成的酯类［15］。

由表2可知，两种葡萄酒中的酯类物质含量存在一定差异，马瑟兰干红葡萄酒中的酯类含量高于赤霞珠干红葡萄酒的。从马瑟兰干红葡萄酒中检出14种酯类物质，相对含量为66.10%，是马瑟兰干红葡萄酒中含量最多的芳香物质。赤霞珠干红葡萄酒中检测出9种酯类物质，相对含量为17.39%。两种干红葡萄酒中相同的成分有乙酸异戊酯、正己酸乙酯、3-甲基戊酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、2-羟基戊酸乙酯、2-甲基丁酸酯、甲酸异戊酯、己酸异丁酯。马瑟兰干红葡萄酒中的辛酸乙酯、正己酸乙酯、乙酸异戊酯的含量远远高于赤霞珠葡萄酒的。马瑟兰干红葡萄酒中酯类含量最多的是辛酸乙酯，占总成分的30.93%，其具有果香、甜味。其次是正己酸乙酯，占22.18%。大多数芳香族酯类化合物都是在酵母代谢过程中生成。短链酯具有典型的果香味和植物香气，长链酯类具有甜味或皂味，且酯类的链越长，其挥发性越弱，对气味的影响也就越小［16］。葡萄浆果的含糖量和成熟度决定了葡萄酒发酵香气的含量，含糖量和成熟度越高，发酵香气的生成量也越多，香气特征也越明显［17］。本试验中，马瑟兰葡萄含糖量高于赤霞珠葡萄，并且采摘期较赤霞珠晚一周，所以两种酒中酯类物质种类和含量不同的原因可能是由于马瑟兰的含糖量和成熟度高于赤霞珠造成。

2.2.2醇类物质

葡萄酒中的醇类主要来源于酒精发酵、氨基酸转化及亚麻酸降解物的氧化［18］。由表2可知，马瑟兰干红葡萄酒中的醇类为5种，相对含量为8.28%。说明在酒精发酵过程中，酵母发酵使醇类物质大量生成，构成了葡萄酒香气成分。其中，2-硝基-1-丁醇、2，4-二甲基-3-戊醇是马瑟兰干红葡萄酒中独有且含量较高的香气物质。赤霞珠干红葡萄酒中的醇类为3种，相对含量为1.79%。两种酒共同检出2-甲基-2-硝基-1-丙醇、1，3-二甲氧基-2-丙醇、2-丙基-1-庚醇。葡萄酒中高级醇主要是由葡萄原料中的氨基酸发酵产生的。

2.2.3有机酸类物质

葡萄酒中的有机酸分为挥发酸和不挥发性酸，最主要的挥发酸是乙酸，主要不挥发的是酒石酸和苹果酸。挥发酸往往带来不良气味，但是乙酸除外，乙酸在阈值范围内可增加发酵香的复杂性，一旦超过阈值便可成为葡萄酒的缺陷［19］。由表2可知，马瑟兰和赤霞珠干红葡萄酒共检测到10种有机酸化合物，分别含有8种、7种。有机酸类物质对酒的风味起着积极的作用，特别是与酒精结合生成的酯具有良好的风味。葡萄酒中的有机酸大部分由酵母发酵生成，也有一部分来自葡萄原料［20］。

2.2.4羰基化合物

羰基化合物通常有花香、果香、木头气味［21］。由表2可知，马瑟兰干红葡萄酒检出2种羰基化合物，为巴比妥酸、苯乙醛，赤霞珠干红葡萄酒中检出苯乙醛和丙烯醛，含量均较低。苯乙醛在两种干红葡萄酒中均有检出，具有杏仁香气，香味阈值很低，其对酒体香味构成也有一定贡献。

2.2.5萜烯类物质

萜烯家族包括4 000多种化合物，在植物中分布很广。葡萄酒中呈香萜烯类化合物主要为单萜类和倍半萜烯类。葡萄酒中萜烯类物质以两种形式存在：一种是游离态，另一种是糖基化形式的芳香萜品醇［22］。

游离态的单萜物质直接影响葡萄酒的香气，这些物质的阈值非常低，它们对香气的影响是相互增效的。目前在葡萄中发现大约有40种萜烯化合物，多数是一些单萜醇类，特别是沉香醇、α-萜品醇、香叶醇，它们均带有玫瑰香气味。葡萄酒中也存在一些单萜醛类、单萜酯类等物质。与游离萜烯物质相比，糖基化的萜烯类物质在葡萄中更普遍，但这类化合物自身对葡萄酒的香气无任何作用，只有当它们在β-葡萄糖苷酶的作用下发生水解断裂产生芳香性的萜烯醇类时，才释放一种令人愉快的香气［23-24］。

由表2可知，两种干红葡萄酒分别检出2种、1种萜烯类化合物，马瑟兰和赤霞珠干红葡萄酒的相对含量分别为4.05%、0.16%。马瑟兰干红葡萄酒中芳樟醇相对含量较高，为3.52%，具有百合花香。香叶醇是马瑟兰特有的香气物质，含量为0.53%，具有玫瑰花香、桃香。萜烯类物质主要来自葡萄果皮，只有游离态对葡萄酒香气才有贡献。

2.2.6烷烃及其他类物质

由表2可知，马瑟兰和赤霞珠干红葡萄酒中烷烃及其他类化合物分别有11种、8种，相对含量分别为8.01%，3.45%。它们对香气均有一定的贡献。

3　结论

本研究利用顶空固相微萃取和气质联用分析马瑟兰干红葡萄酒和赤霞珠干红葡萄酒挥发性香气成分，鉴定出42种马瑟兰干红葡萄酒挥发性香气物质，30种赤霞珠干红葡萄酒挥发性香气物质，主要包括酯类、醇类、酸类、萜烯类、羰基化合物、烷烃类等。马瑟兰干红葡萄酒中醇、酯和萜烯类化合物的种类和相对含量远远高于赤霞珠干红葡萄酒的，相对含量排在前8位的分别是辛酸乙酯、正己酸乙酯、乙酸异戊酯、芳樟醇、2-丙基-1-庚醇、2，4-二甲基-3-戊醇、癸酸乙酯和2-甲基-2-硝基-1-丙醇，占所有香气物质的总数为74.59%。赤霞珠干红葡萄酒相对含量排在前8位的香气物质有辛酸乙酯、正己酸乙酯、2-丙基-1-庚醇、乙酸异戊酯、3-乙基-3-甲基庚烷、己酸己丁酯、十六烷、2，2-二甲基丁烷，占所有香气物质的比例为20.32%。通过比较马瑟兰干红葡萄酒和赤霞珠干红葡萄酒的挥发性香气成分的差异，初步了解马瑟兰干红葡萄酒的香气组成。对今后提高马瑟兰干红葡萄酒的品质提供理论依据有着重要的意义。

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Analysis of aroma components of Marselan dry red wine from Helan Mountain Eastern

QI Xiaoqin，LIU Jianhua，LI Jinpeng，ZHANG Huiling*
（School of Agricultural，Ningxia University，Yinchuan 750021，China）

The composition and contentofaromatic compoundsofNingxia Helan Mountain Marselan dryred wine were studied byHS-SPME combined with GC-MS，and the components were compared with Cabernet Sauvignon dry red wine made in the same field.The results showed that 42 kinds of aroma components in Marselan dry red wine were detected，the relative contents of ethyl caprylate，ethyl caproate，4-methoxy-4-methyl-2-pentanol，2，4-dimethyl-3-amyl alcohol，linalool，geraniol，isoamyl acetate，2-propyl-1-heptanol，ethyl decanoate，2-methyl-2-nitro-1-propanol were higher.30 kinds of aroma components in Cabernet Sauvignon dry red wine were determined，the relative contents of ethyl caprylate，ethyl caproate，2-propyl-1-heptanol，isoamyl acetate，ethyl-3-methyl heptane，hexanoate hexyl ester，hexadecane，2，2-dimethylbutane were higher.

Marselan；dry red wine；aroma components；GC-MS

TS261

0254-5071（2016）09-0163-05doi：10.11882/j.issn.0254-5071.2016.09.037

2016-05-04

宁夏回族自治区科技支撑计划项目

齐晓琴（1991-），女，硕士研究生，研究方向为微生物发酵。

张惠玲（1963-），女，教授，本科，研究方向为微生物发酵。