基于HS-SPME/GC-MS分析新疆不同品种葡萄蒸馏酒挥发性香气成分

王犁烨 黄 彭 冯瑞章 武 运 宋 钰

(1. 宜宾学院固态发酵资源利用重点实验室，四川 宜宾 644000；2. 新疆农业大学食品科学与药学学院，新疆 乌鲁木齐 830052；3. 吐鲁番市质量与计量检测所，新疆 吐鲁番 838000)

新疆是中国最大的葡萄种植产区，且历史悠久，葡萄栽培品种多达600多种，种质资源丰富多样，大部分葡萄属欧亚种[1]。近年来，新疆葡萄酒产业迅猛发展，在一定程度上也带动了葡萄蒸馏酒的发展。葡萄蒸馏酒的香气成分虽然会受到葡萄原料，发酵菌种以及蒸馏条件等因素的影响，但葡萄原料是最主要的因素，而葡萄浆果香气成分及类型是由葡萄遗传基因所决定的[2-5]。葡萄蒸馏酒的挥发性香气成分对其感官评价有着关键性的影响，不同品种的葡萄酿造蒸馏出的葡萄蒸馏酒香气成分存在明显差异[6]。目前已有一些针对不同品种[7]、不同成熟度[8]、不同地区[9]的葡萄挥发性香气成分差异的研究，但对其生产的蒸馏酒挥发性香气差异的研究甚少，葡萄到葡萄蒸馏酒还需经历一系列复杂的工艺[10]，所以需对葡萄蒸馏酒挥发性香气成分进行深入研究。

目前，顶空固相微萃取技术结合气相色谱-质谱联用技术在酒类检测中主要是通过定量化萃取来判定酒质优劣、酒种类别、酒类产地等[11]。国内外众多研究人员将此方法运用在白酒[12]、蓝莓果酒[13]、黄酒[14]、红枣发酵酒[15]等酒类的挥发性香气成分分析中。

本研究拟采用HS-SPME与GC-MS技术联用，对不同品种的葡萄蒸馏酒挥发性香气成分进行分析，比较不同葡萄品种蒸馏酒间的差异，为进一步探究新疆葡萄蒸馏酒香气成分提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试材与试剂

样品1：赤霞珠和霞多丽，酒精度50%Vol，新疆吐哈盆地某酒庄；

样品2：贵人香和霞多丽，酒精度69%Vol，新疆焉稽盆地某酒庄；

样品3：贵人香，酒精度59%Vol，新疆天山北麓某酒庄；

样品4：霞多丽，酒精度55.5%Vol，新疆天山北麓某酒庄；

样品5：赤霞珠，酒精度61%Vol，新疆天山北麓某酒庄；

氯化钠：分析纯，天津市致远化学试剂有限公司。

1.2 试验仪器

水浴锅：HH-S型，金坛市医疗仪器厂；

天平：PL2002型，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；

SPME萃取头：65 μm DVB/PDMS型，美国 Supelco 公司；

气相色谱-质谱联用仪：7890A-5975C型，美国 Agilent公司。

1.3 试验方法

1.3.1 挥发性香气成分提取 采用HS-SPME法，将蒸馏酒样品与蒸馏水以体积比2∶1混合后，吸取5 mL放入20 mL 带有硅胶垫帽的萃取瓶中，加入1 g NaCl，于50 ℃水浴中预平衡10 min后，继续在50 ℃条件下萃取20 min。

1.3.2 气相色谱条件 程序升温：初始温度40 ℃保持3 min，以4 ℃/min升至160 ℃，再以7 ℃/min升至250 ℃，保持30 min；载气：He；流速：2 mL/min；进样量：1 μL；不分流进样。

1.3.3 数据分析 将GC-MS检测出的未知化合物的气相色谱图与NIST Library数据库进行对比，将匹配度大于80%的化合物作为暂定结果，采用NIST MS Search 2.0标准谱库相匹配检索定性，当正反匹配度均大于800(最大值为1 000)时，确定化合物的类型，通过峰面积归一化法计算各化合物的相对含量。

2 结果与分析

利用顶空固相微萃取法对葡萄蒸馏酒中的香气成分进行提取，同时采用气相色谱-质谱联用分析葡萄蒸馏酒中的香气成分，GC-MS总离子流色谱图见图1。

图1 5种葡萄蒸馏酒挥发性香气成分GC-MS总离子图

Figure 1 GC/MS total ionic chromatogram of volatile aroma components of 5 of grape distilled liquor

由表1可知，用GC-MS技术在5种酒样中共鉴定出78种香气成分，包括：酯类44种、醇类10种、酸类4种、醛类3种、酮类2种、其他类15种，在5种葡萄蒸馏酒样品中酯类为主要的挥发性成分。

2.1 5种葡萄蒸馏酒主要香气成分分析

样品1中有39种挥发性香气成分被分离鉴定出来，其中相对含量比较高的成分包括：己酸乙酯(48.71%)、癸酸乙酯(21.19%)、月桂酸乙酯(9.45%)。样品2中有22种挥发性香气成分被分离鉴定出来，其中相对含量比较高的成分包括：异戊醇(21.19%)、3-甲基-正丁醇(17.60%)、棕榈酸乙酯(13.40%)。样品3中共分离鉴定出28种挥发性香气成分，其中相对含量较高的成分有：棕榈酸乙酯(23.12%)、癸酸乙酯(20.63%)、异戊醇(10.64%)、月桂酸乙酯(10.26%)、辛酸乙酯(10.02%)。样品4中共分离鉴定出29种挥发性香气成分，其中相对含量较高的成分有：异戊醇(18.06%)、癸酸乙酯(6.50%)、丁酸乙酯(6.30%)。样品5中共分离鉴定出28种香气成分，其中相对含量较高的成分有：异戊醇(30.51%)、戊醇(12.37%)、丁二酸二乙酯(12.08%)。

表1 5种葡萄蒸馏酒挥发性香气成分†

续表1

类型名称香气描述[16-18]相对含量/%12345醇类3-甲基-正丁醇水果香气-17.60---异戊醇醇香-21.1910.6418.0630.512-甲基丁醇焦灼气味2.21----戊醇杏仁香气0.68-3.27-12.37 1-甲基-环己醇----2.26-己醇花香0.08-0.26-0.55苯乙醇玫瑰香气-1.06--5.36月桂醇紫罗兰香气0.161.95---2-辛基-1-十二烷醇----1.42-β-红没药醇-0.11--3.11-酸类正丙醇、二甲基-苯甲酸-0.95-4.47-8.26己酸奶酪和烧烤味1.08----辛酸奶酪和水果味0.162.510.23-1.27(Z,Z,Z)-亚麻酸---0.61--醛类己醛橘子香和甜香气味---1.80-异丁醛二乙缩醛----2.29-癸醛甜橙气味0.07----酮类3-乙基-庚酮水果和青草香气---1.02-1-丁烯-3-酮,1-(2-羧基-4,4-二甲基环丁烯基)---0.45--其他1-二乙氧基-3-甲基丁烷----4.01-1,6-己内酰胺薄荷香气---3.97-1-甲基萘芳香气味0.10---1.81异丙烯基苯酚--1.50---正十三烷----2.49-1,3,5-三甲基-2-(1,3-丁二烯基)苯-----0.35石竹烯柑橘和丁香香气0.16--2.97-十四烷----2.12-十五烷----2.650.38十六烷----3.18-十七烷-0.07--2.530.59十九烷-----0.38二十烷----1.440.65泪杉醇氧化-0.10----双酚A苯酚气味-9.08---

† “-”表示未检测出或未见报道。

由此发现在5个样品中含有的香气成分和含量是不同的，除了样品1之外，其他品种葡萄的蒸馏酒中均存在异戊醇这种挥发性香气成分。其中样品1中特有的主要香气物质为戊酸乙酯和己酸；样品2中特有的主要香气物质为3-甲基-正丁醇；样品3中特有的主要香气物质为油酸乙酯；样品4中特有的主要香气物质为2-甲基-丙酸乙酯和乙酸异丁酯，说明各葡萄蒸馏酒主要芳香物质在含量上存在些许差异，说明不同葡萄蒸馏酒在香气成分存在较大差异。5个样品共有的挥发性香气成分组包括：癸酸乙酯、月桂酸乙酯、棕榈酸乙酯3种酯类化合物，分别占样品1～5的32.21%，18.36%，54.01%，11.45%，3.50%。在选用霞多丽和贵人香酿造的干白葡萄酒中，香气含量排列前5位的香气成分相似[19]，同样在样品2～4中主要香气成分也十分相似，说明虽然进行了蒸馏工艺，但葡萄品种的特征香气不会存在较大差别。

2.2 分类比较不同葡萄酒的香气成分

2.2.1 酯类物质 酯类物质主要是通过发酵和蒸馏过程中醇类和有机酸酯化作用生成的，大部分酯类物质使蒸馏酒形成愉快的香味[20]。在样品1香气成分中，酯类物质有26种，相对含量为94.07%；在样品2香气成分中，酯类物质有22种，相对含量为45.11%；在样品3香气成分中，酯类物质有22种，相对含量为80.07%；在样品4香气成分中，酯类物质有25种，相对含量为44.68%；在样品5香气成分中，酯类物质有25种，相对含量为37.52%。5个样品虽然所含有的挥发性香气成分数量差别不大，但相对含量存在差别。癸酸乙酯、月桂酸乙酯、棕榈酸乙酯3种酯类化合物在5个样品中均有存在，但它们的相对含量在不同葡萄蒸馏酒样品中差异明显。样品1中的癸酸乙酯相对含量是样品5的9.18倍；样品3中的月桂酸乙酯相对含量是样品5的15.00倍；样品3中的棕榈酸乙酯相对含量是样品5的46.24倍，因此癸酸乙酯、月桂酸乙酯、棕榈酸乙酯可能是影响不同种类酿酒葡萄所制得蒸馏酒香气和风味的物质。

2.2.2 醇类物质 醇类主要来源于发酵、氨基酸转化及亚麻酸降解物的氧化，而葡萄中醇类物质及其香气的浓度对蒸馏酒的香气有一定的影响。在样品1香气成分中，醇类物质有5种，相对含量为3.24%；在样品2香气成分中，醇类物质有4种，相对含量为41.80%；在样品3香气成分中，醇类物质有3种，相对含量为14.17%；在样品4香气成分中，醇类物质有4种，相对含量为24.85%；在样品5香气成分中，醇类物质有4种，相对含量为48.79%。高级醇和杂醇油是蒸馏酒香气成分的重要组成成分，在酒精发酵过程中产生，对蒸馏酒的感官特征具有显著影响[17]。除了样品1之外，其他4个蒸馏酒样品中均存在异戊醇，但相对含量存在一些差异，样品5中的含量为其他蒸馏酒样品的1.43～2.87倍。2-甲基丁醇、3-甲基-正丁醇、1-甲基-环己醇、2-辛基-1-十二烷醇分别为样品1～4中特有的醇类化合物，这些物质可能积极地影响了不同种类葡萄所酿葡萄酒的香气和风味。

2.2.3 酸类物质 在样品4中未检测到酸类物质，可能是在蒸馏过程中，挥发性酸类物质与醇类物质发生反应，形成酯类物质。在其他4种不同葡萄蒸馏酒样品中酸类挥发性成分含量较低为2.19%～9.53%，且只有一种辛酸是4种葡萄蒸馏酒所共有的。己酸仅存在于样品4中；(Z，Z，Z)-亚麻酸仅存在于样品3中。

2.2.4 酮类、醛类和其他香气物质 己醛仅存在于样品4中，这是一种具有甜香气的醛类物质，癸醛仅存在于样品1中，在样品4和5中均未发现，可能是赤霞珠和霞多丽葡萄在混酿过程中新产生的香气成分。石竹烯在样品1和4中均有存在，它可能是霞多丽葡萄蒸馏酒特有的挥发性香气成分。3-乙基-庚酮、1,6-己内酰胺和己醛为样品4特有的挥发性香气成分，二者可能是霞多丽葡萄单独酿制葡萄蒸馏酒特有的挥发性香气成分[21]。

3 结论

由于葡萄品种的不同，在相同栽培条件、酿造工艺及蒸馏工艺下，葡萄蒸馏酒的香气成分的差别也十分显著。蒸馏虽然会损失原酒中的部分香气成分，但还是保留着不同葡萄品种之间的差异性。5种样品中挥发性香气成分的种类和含量存在较大差异，但酯类物质均为主要挥发性香气成分。样品4和5虽然是2个不同品种葡萄混酿制得的蒸馏酒，但挥发性香气成分与单一品种制得的蒸馏酒仍存在较大差别，说明不同葡萄品种混酿对葡萄蒸馏酒挥发性香气成分存在较大的影响，在混酿过程中既损失了一些香气成分，同时也生成了一些新的香气成分。本研究进一步证实了蒸馏酒的风味和葡萄的品种存在密切的关系，同时该研究为今后了解新疆蒸馏酒特性提供了理论依据。

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