混合发酵新疆红提葡萄酒香气成分的研究

唐凤仙，刘文玉，魏长庆，史学伟，单春会

（石河子大学食品学院，新疆石河子 832000）

混合发酵新疆红提葡萄酒香气成分的研究

唐凤仙，刘文玉，魏长庆，史学伟，*单春会

（石河子大学食品学院，新疆石河子 832000）

葡萄酒的特征香气成分是葡萄酒品质的重要组成部分，新疆得天独厚的地理气候条件赋予了红提葡萄浓郁丰富的香气成分。采用溶剂微萃取法提取红提葡萄酒香气成分，利用GC-MS对以自选产香酵母和产酒酵母混合发酵工艺酿造葡萄酒与D254菌株发酵酿造的葡萄酒香气成分进行分析研究。结果表明，混合发酵葡萄酒的总体香气成分得到了提高，其中香气贡献最大的酯类物质明显提高，醇类物质总体下降，但是高级醇有所提高，甘油含量提高较大，这些香气成分的变化赋予了红提葡萄酒独特的风味特征。

混合发酵；红提；葡萄酒；香气成分

0 引言

葡萄酒香气是葡萄酒品质的重要组成部分，其主要来源有葡萄品种本身、种植区的生态条件、发酵过程生化反应、微生物代谢、葡萄酒贮藏期间的化学或酶反应等。根据葡萄酒香气来源可分为三大类：源于葡萄浆果的香气，又叫果香或品种香；源于发酵的香气被称为二类香气，又叫发酵香或酒香；源于陈酿的香气被称为三类香气，又叫陈酿香或醇香[1]。葡萄酒的香气由葡萄酒中芳香化合物的种类及含量所决定，当然并不是所有的芳香化合物对葡萄酒都有积极作用，这还要取决于它们的阈值。目前已知葡萄酒中的挥发性成分有800多种，含量为1 μg/L～100 mg/L，这些复杂的成分从在“葡萄→葡萄汁→葡萄酒→陈酿”的整个过程中不断产生和变化[2]。其中，发酵香是发酵过程中伴随酵母将糖转化为酒精时生产的挥发性风味成分[3]。酵母系是影响葡萄酒香气组分构成的关键因素之一，相同葡萄品种葡萄酒的香气差异，可能是由于酵母系糖苷酶活性的不同所致[4-5]。

新疆独特的气候类型、生态环境及地理条件，成为我国优质鲜食葡萄的重要产区。新疆鲜食葡萄香味浓郁丰富，果实中糖类、有机酸等各类营养成分含量较高，优质的原料决定了葡萄酒独特丰富的香气成分。在发酵生产过程中，通过选用优质的发酵酵母可以提高葡萄酒的品质。因此，试验利用GCMS技术对比分析自选菌株混合发酵葡萄酒与D254发酵葡萄酒的香气成分变化，一方面可以确定红提葡萄酒的特征香气，另一方面为进一步提高红提葡萄酒的品质提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 原料

混合发酵红提葡萄酒以新疆第5师葡萄产区红提葡萄为原料，利用实验室筛选获得产香酵母S1和产酒酵母T1菌株，采取工艺为前期添加产香酵母S1，在25℃发酵40 h后接入产酒酵母T1，在最佳温度28℃发酵，SO260 ppm，接入比例为1∶1，总接菌量为0.06%，发酵至结束，然后进行陈酿。

菌株D254发酵生产的酒样（2号酒样）：以新疆第5师葡萄产区红提葡萄为原料，利用菌株D254进行发酵，发酵条件是最适温度28℃，pH值3.6，SO260 mg/L，接种量为0.06%，发酵至结束，然后进行陈酿。

将酒样在-4℃条件下利用高速冷冻离心机以转速20 000 r/min离心20 min，去除杂质后，置于-20℃的冷柜中冻藏。

1.1.2 主要试剂

二氯甲烷（分析纯，经双蒸之后使用）、无水硫酸钠（分析纯）、无水乙醇（色谱纯），天津市康科德科技有限公司提供；试验用水，由美国Milipore公司提供的纯水制备仪制备。

1.1.3 仪器设备

ThermoFinniganTRACEDSQ型气质联用仪，RtxR-5MS型15 m×0.25 μm色谱柱，DNA-plus型快速真空冷冻浓缩系统。

1.2 试验方法

1.2.1 葡萄酒香气成分的预处理方法

从-20℃的冷柜中取出干红葡萄酒，于-4℃冰箱中放置24 h，解冻备用。对葡萄酒香气成分预处理方法，是指对传统的液-液萃取法进行优化，最后确定溶剂微萃取法为该试验的香气成分预处理方法[6]。

微萃取葡萄酒香气成分预处理具体步骤：①向250 mL具塞锥形瓶中加入100 mL酒样，然后用80，50，30 mL的二氯甲烷分别萃取3次；②合并有机相，浓缩至5 mL，然后用无水硫酸钠脱水；③通过冷冻浓缩仪浓缩至1 mL，回收有机相装入密封离心管内，用于进行GC-MS分析。

1.2.2 葡萄酒香气成分的GC-MS分析

（1）色谱条件。进样口温度260℃；柱温箱起始温度60℃；保留时间2.5 min；以6℃升至240℃，保留15 min；载气为He，恒流1 mL/min；分流比80∶1。

（2）质谱条件。电离方式EI，电离电压70 eV，离子源温度200℃，连接杆温度260℃。

1.2.3 葡萄酒香气成分的定性、定量

定性分析，采用GC-MS随机自带的NTST02和 Willey谱库检索法定性；定量分析，利用峰面积归一化法计算相对含量。

2 结果与讨论

对红提葡萄酒香气成分分析中，用二氯甲烷萃取香气成分和GC-MS分析是常用的方法。

混合菌株发酵红提葡萄酒香气成分GC-MS总离子见图1，菌株D254发酵红提葡萄酒香气成分GCMS总离子见图2。

图1 混合菌株发酵红提葡萄酒香气成分GC-MS总离子

图2 菌株D254发酵红提葡萄酒香气成分GC-MS总离子

对检测到的化合物通过NIST02谱库进行检索，选取匹配度大于800以上的所有化合物，共检测到96种物质，其中酯类物质45种、醇类25种、酮类5种、烷烃5种、多酚类2种、其他香气物质14种。香气成分量化数据为3次重复的平均值，并用气相色谱峰面积归一划定量，计算出各类香气成分的相对含量。

红提葡萄酒主要香气成分GC-MS分析结果见表1。

试验证实了红提葡萄酒的主要香气成分为乙醇、苯乙醇、己酸乙酯、癸酸乙酯、乙酸己酯、琥珀酸二乙酯、2-甲基-丙醇、1-己醇、辛酸乙酯、丁酸乙酯、3-羟基丁酸乙酯、3-甲基-1-丁醇，这些香气成分赋予了红提葡萄酒独特的风味特征。

由表1可知，产香产酒酵母菌株混合发酵的葡萄酒在酯类物质的相对含量上明显比D254菌株要高，混合菌株发酵红提葡萄酒样中对香气成分贡献较大的主要酯类物质是辛酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、琥珀酸二乙酯、乙酸己酯，这些香气成分赋予了红提葡萄酒独特的风味特征。这说明利用混合菌株发酵后，葡萄酒总体香气成分提高较大，更能体现出红提葡萄酒特征香气。自选酵母混合发酵的葡萄酒高级醇总相对含量比D254发酵的葡萄酒略低，但苯乙醇、正己醇等高级醇含量较高，在口感上更加突出了红提葡萄酒的特征香气。混合菌株发酵红提葡萄酒样产甘油的量最高，高含量甘油可以抑制乙酸等对葡萄酒香气成分不利的酸生成，还能够赋予葡萄酒圆润的口感，对葡萄酒总体香气的增加有重要意义。

表1 红提葡萄酒主要香气成分GC-MS分析结果

3 讨论

葡萄酒香气成分的种类、含量、阈值及其相互作用，是影响葡萄酒风格和品质的主要因素。葡萄酒的香气可以分为品种香、发酵香和陈酿香，其中发酵香气通过发酵工艺的调整及选用不同的酵母菌株使葡萄的独特品质在酒中完美地表现出来。这其中重要的因素就是酵母菌株的发酵特性，发酵过程中葡萄中的糖酸等各类有机物质在酵母菌酶系的作用下产生各类挥发性的香味物质，不同酵母菌的酶系特点不同，产生的香气成分就有差异。试验通过GC-MS方法共检测产香酵母和产酒酵母混合发酵的红提葡萄酒香气成分相对含量比D254单一菌株要高，其中酯类物质提高较大，醇类物质总体降低，但高级醇含量总体下降，甘油类物质含量提高，且酒体整体口感更好，这说明自选酵母菌株混合后在提高葡萄酒总体香气成分上具有明显优势，更能体现和提高红提葡萄酒的特色风味。

[1]M Bonino，R Schellino，C Rizzi.Aroma compounds of an Italian wine（Ruché） by HS-SPME analysis coupled with GC-ITMS[J].Food Chemistry，2003（80）：125-133.

[2]A C Silva Ferreira，Guedes de Pinho.Analytical method for determination of some aroma compounds on white wines by solid phase microextraction and gas chromatography[J]. Journal of Food Science，2003（9）：2 817-2 820.

[3]Bao Jiang，Zhu Meixi，Mei Juanluo.Comparison on aroma compounds in Cabernet Sauvignon and Merlot wines from four wine grape-growing regions in China[J].Food Research International，2013，51（2）：482－489.

[4]尹建邦.烟台产区蛇龙珠葡萄酒中挥发性香气成分的分析 [D].无锡：江南大学，2009.

[5]李斯屿，金赞敏，石英，等.浸渍酶及酵母对蛇龙珠葡萄酒中非花色苷酚的影响 [J].中外葡萄与葡萄酒，2012（6）：24－28.

[6]Ortega-Heras M，Gonzalez-San Jose M L.Aroma composition of wines studied by different extraction methods[J]. Analytica Chimica Acta.，2002，458：85-93.◇

Study on Aroma Components of Red Grape Wine Mixed Fermentation from Xinjiang

TANG Fengxian，LIU Wenyu，WEI Changqing，SHI Xuewei，*SHAN Chunhui
（Food College，Shihezi University，Shihezi，Xinjiang 832000，China）

The characteristic aroma components of wine is an important part of wine quality，rich aroma components of fresh grape is richly endowed by nature geographical and climatic conditions of Xinjiang.This research adopts the solvent extraction method to extract the constituent of the aroma of red wine.The aroma components of wine of mixed fermentation by aroma-producing yeast and liquor-making yeast and wine of fermentation by the yeast D254 strains fermentation are analyzed. Results show that the overall aroma components of wine of mixed fermentation have been improved.Ester substances are increased significantly and alcohols overall decline，but higher alcohols，glycerin content are increased greatly.The change of aroma composition gives table wine unique flavor characteristics.

mixed fermentation；red grape；wine；aromatic compounds

TS262.6

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.01.051

1671-9646（2017）01b-0047-03

2016-12-07

新疆第五师工业计划项目（15GY07）。

唐凤仙（1978— ），女，硕士，实验师，研究方向为农产品加工与贮藏。

*通讯作者：单春会（1978— ），男，博士，教授，研究方向为农产品加工与贮藏。