北冰红山葡萄酒香气成分GC-MS分析及类型划分

李悦，张薇，裴辰玉，陈新峰，姜茜茜，王彦博，杨婷婷，钟宝

（吉林农业科技学院，吉林吉林132101）

北冰红山葡萄（Beibinghong of Vitis amurensis），为双子叶植物纲葡萄科葡萄属山葡萄新品种，是以左优红作母本，山欧F2代葡萄84-26-53作父本，进行种间杂交，从F5代中选育出来的抗寒、酿酒新品种[1-2]。北冰红山葡萄酒是采用9月下旬采摘的鲜葡萄为原料，经发酵酿制而成的，其颜色醇厚、口味柔和，其单体酚、花色苷、香气成分都优于同类酒品，是新型山葡萄酒中的优秀代表之一[3]。顶空固相微萃取技术（solidphase microextraction，SPME）与其它萃取技术相比，可以最直接、最大限度的萃取样品中的化合物，并且可以直接供气相色谱-质谱联用仪（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）进行分析，张岱等采用顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用技术测定了赤霞珠干葡萄的香气成分[4]；张会宁采用静态顶空气相色谱质谱联用仪，分析了不同年份葡萄酒的香气差异[5]；Fan W L等采用气相色谱法，分析了洋河大曲酒中的香气化合物[6]；孔程仕采用静态顶空萃取与气相色谱质谱联用技术，测定分析了干型葡萄酒中的挥发性风味物质[7]；李二虎等采用GC-MS技术及相对面积规划法对干型葡萄中的香气成分进行了定性和定量分析[8]；王华等介绍了气相色谱-质谱联用在葡萄酒香气测定中的应用[9]；陶永胜等采用固相微萃取技术/GC-MS联用技术测定检测了中国霞多丽干白葡萄酒的香气特征[10]。以上研究显示出该技术具有简洁、高效的特点。加利福尼亚大学感官化学家Ann C.Noble将葡萄酒香气成分划分为3个区域，一级区域12个味道，二级区域29个味道，三级区域120个味道，并以轮盘图的形式体现，称为“葡萄酒香气轮盘图”，是评价、划分葡萄酒香气类型的重要参考依据[11-14]。

北冰红山葡萄作为东北地区山葡萄酒的优质资源之一，目前对其研究尚处起步阶段。本试验采用SPME/GC-MS联用技术对北冰红山葡萄酒香气成分进行测定，分析香气成分的种类、含量，描述香气特征，并采用葡萄酒香气轮盘对酒的香气类型进行划分，可以为北冰红山葡萄的遗传性状及山葡萄酒的品质鉴定提供科学数据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

北冰红山葡萄2017年9月采自吉林省通化市柳河县葡萄酒研发中心，山葡萄种植基地。葡萄酒由吉林农业科技学院吉林省酿造技术工程研究中心酿造，酒龄3个月。

1.2 仪器与设备

Agilent5975-6890N 气质联用仪（GC-MS）、DBWAXETR色谱柱：美国安捷伦公司；CAR/PDMS-100 μL固相微萃取萃取头：西格玛奥德里奇（上海）贸易有限公司；GOODSPE-2000小型全自动固相萃取仪：上海科哲生化科技有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 葡萄酒中香气成分顶空固相微萃取

在参考张会宁等的方法基础上，取酒样5 mL，置于萃取瓶中封盖，放在磁力加热搅拌器上，在进样温度60℃，平衡时间40 min，解析时间1.5 min，解析温度250℃条件下进行萃取。

1.3.2 GC-MS分析条件

在参考Fan W L等的方法基础上，设定GC-MS测定条件。

色谱条件：进样口温度为270℃，柱温箱起始温度为50℃，保留时间2.00 min，以8.00℃/min升温至260℃保留 12 min；载气 He，流速 1.0 mL/min；进样量为 1 μL/min。

质谱条件：电离方式EI，电离电压70 eV，离子源温度为200℃，连接杆温度为250℃。

2 结果与分析

2.1 北冰红山葡萄酒香气成分总离子图

应用MSD ChemStation Build 237工作站，依据1.3条件，对北冰红山葡萄酒进行香气成分测定，得到的总离子图如图1所示。

图1 北冰红山葡萄酒香气成分总离子图Fig.1 Beibinghong of Vitis Amurensis wine fragrant elements total ion diagram

图1为北冰红山葡萄酒香气成分总离子图，依据色谱保留时间、质谱检查信息，经NIST2008图谱检索对葡萄酒中香气成分进行定性分析，共检测出36种香气物质。具体见表1。

表1 北冰红山葡萄酒香气成分表Table 1 Beibinghong of Vitis Amurensis wine fragrant elements table

由表1可知，北冰红山葡萄酒中共检测到7种醇类化合物，分别为乙醇、丙醇、异丁醇、异戊醇、2-甲基-1-丁醇、正己醇、苯乙醇。23种酯类化合物，分别为乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、异丁酸乙酯、乙酸异丁酯、2-甲基丁酸乙酯、异戊酸乙酯、乙酸异戊酯、2-甲基丁基乙酸酯、正己酸乙酯、乙酸己酯、丁二酸二乙酯、辛酸乙酯、壬酸乙酯、丙烯酸异冰片酯、癸酸乙酯、月桂酸乙酯、十四酸乙酯、9-十六碳烯酸乙酯、棕榈酸乙酯、亚油酸乙酯、亚麻酸乙酯、硬脂酸乙酯。3种酮类化合物，分别为紫罗兰酮，大马酮、乙基环戊烯醇酮。1种醛类化合物为苯甲醛。2种烯烃类化合物，分别为2-莰烯、1，1，6-三甲基-1，2-二氢萘。

2.2 北冰红山葡萄酒香气含量及特征分析

根据GC-MS分析结果，及查阅相关文献，对36种香气物质进行分析，确定每种香气成分的含量及香味特征，具体如表2所示。2-莰烯、1，1，6-三甲基-1，2-二氢萘、亚麻酸乙酯。坚果味占4.696%，主要为苦杏仁味，主要物质为苯甲醛、月桂酸乙酯。

表2 36种香气物质含量及特征分析Table 2 36 kinds of fragrant elements type content and characteristic describe

由表2可知，酒精清香味和辣味含量最高，达34.393 mg/L，主要成分为乙醇，强烈的苹果皮、菠萝皮味含量最低，为0.064 mg/L，主要物质为2-甲基丁酸乙酯。根据加利福尼亚大学感官化学家Ann C.Noble的葡萄酒香气轮盘，并查阅相关文献，对表2中的36类香气描述进行香气类型划分，结果见图2。

图2 北冰红山葡萄酒香气轮盘Fig.2 Beibinghong of Vitis Amurensis wine the Aroma Wheel

如图2所示，北冰红山葡萄酒中的香气类型共划分为果香味、花香味、刺鼻味、化学味、焦糖味、坚果味6大类。其中酒精味、果香味和焦糖味，是北冰红山葡萄酒的主要味道。刺鼻味所占比例最大，达到48.111%，其主要味道是酒精味及微辣味，是酒的主要味道，主要物质为乙醇、丙醇、异丁醇、异戊醇、2-甲基-1-丁醇。果香味所占比例为20.907%，其主要为莓果类的覆盆子味，柑果类的圆柚味，果树类的苹果味、李子味，热带水果类的香蕉味、菠萝味、椰子味，主要物质为乙酸乙酯、丙酸乙酯、异丁酸乙酯、乙酸异丁酯、2-甲基丁酸乙酯、异戊酸乙酯、正己醇、乙酸异戊酯、2-甲基丁基乙酸酯、正己酸乙酯、壬酸乙酯、丙烯酸异冰片酯、大马酮、癸酸乙酯、乙基环戊烯醇酮。焦糖味所占比例为16.315%，主要为蜂蜡味、奶油味、黄油味，其主要物质为十四酸乙酯、9-十六碳烯酸乙酯、棕榈酸乙酯、亚油酸乙酯、硬脂酸乙酯。花香味占5.445%，主要为玫瑰香味及紫罗兰香味，其主要物质为苯乙醇、丁二酸二乙酯、紫罗兰酮。化学味占4.226%，主要为刺激性味道的乙醇味及酯类味道，主要物质为乙酸己酯、

3 结论与讨论

1）经过GC-MS测定，从北冰红山葡萄酒样中，共检测出36种香气物质，其中醇类物质7种，酯类物质23种，酮类物质3种，醛类物质1中，烯烃类物质2种。

2）酒精味、果香味、焦糖味是北冰红山葡萄酒的主要味型，其次是花香味、坚果味、化学味。在酒样中未检测出葡萄茎梗的植物味道，可能原因一是山葡萄的品种较好，二是山葡萄酒酿制过程中，采用人工脱梗、破碎，葡萄梗去除较为彻底，同时葡萄籽损坏较少，所以葡萄茎梗的植物味道没有检测出来。

3）通过试验检测，北冰红山葡萄酒所体现出来的香气成分，为第一轮的品种香气和第二轮的酿造工艺产生的香气，第三轮陈酿老熟的香气没有体现，这说明山葡萄酒的香气成分与山葡萄品种本身的特性有关，同时也受到加工工艺的影响。

4）前人研究表明，其母本左优红山葡萄酒具有典型的品种香气，已测定的香气物质有62种，其中醇类24种、酯类18种、萜烯类7种、酮类2种、酸类6种、醛类2种、酚类3种，主体香气味道为酒精味、苹果香味、花香味、热带水果香味、蜜糖香味、乳酪香味、黄油香味等[15]，其父本山欧F2代葡萄所酿制的葡萄酒已测定的香气成分有38种，其中醇类19种、酯类6种、羰基类2种、酸类5种、酚类2种、其他4种，成酒形成愉快的香气，以酒精味、果香味、香蕉味、苦杏仁味、苹果味、青草味为主[16]。欧洲品种赤霞珠干红葡萄酒中含有35种香气化合物，其中醇类有8种，酸类有9种，酯类物质14种，其它物质4种[17]。北冰红山葡萄酒与其与母本、父本及欧洲山葡萄品种所酿制的山葡萄酒相比，保留了特有的香气成分外（如母本酒中的异戊醇、紫罗兰酮等），也形成了新的香气（如9-十六碳烯酸乙酯等）。总体来讲，北冰红山葡萄酒的优点在于，构成酒体香味框架的醇类物质减少，酯类物质增加，酸类物质没有检出，这表明，北冰红山葡萄酒与母本、父本及欧洲山葡萄酒相比，口感相对柔和，果香浓郁。不足之处在于酒样中检测出微量2-莰烯，此类化合物具有塑料类物质的味道，具体形成原因，有待进一步试验测定。