龙眼葡萄在三种炼白浓缩工艺下葡萄酒香气成分比较研究

董志刚，刘政海，王 源，李晓梅，谭 敏，杨镕兆，杨兆亮，唐晓萍*

（1.山西省农业科学院 果树研究所，山西 太原 030031；2.果树种质创制和利用山西省重点实验室，山西 太原 030031；3.山西省清徐葡萄酒有限公司，山西 太原 030400）

龙眼葡萄（Vitis viniferaL.）是我国古老的栽培品种，果实呈紫红色，酸甜爽口，是鲜食葡萄佳品，也是酿造高级白葡萄酒的主要原料，被郭沫若先生誉为“北国明珠”[1]。我国在国际上获得首枚干白葡萄酒金牌就是由龙眼葡萄酿造，被欧美酿酒专家誉为“典型的东方美酒”[2]。近几年，越来越多的国外葡萄品种引入我国，对我国传统品种造成很大的冲击。山西省太原市清徐县在唐朝就开始生产炼白葡萄酒，有悠久的酿造工艺和历史特色，通过具有本地特色酿造工艺酿制的炼白葡萄酒，深获大众喜好。所谓炼白，就是葡萄榨汁后，用砂锅熬煮浓缩后发酵[3]。

香气是葡萄酒感官评价的重要指标，也是影响葡萄酒品质的关键因素。靳国杰等[4]对霞多丽干白葡萄香气质量研究发现，温度对葡萄酒的香气有重要影响，低温有利于甜果香的积累。崔艳等[5]对玫瑰香葡萄酒进行不同温度处理发现，-2 ℃处理葡萄原酒可获得高品质的低醇甜白葡萄酒。王沙沙等[6]通过不同工艺酿造‘关口’干白葡萄酒发现，改善发酵前浸渍处理，可以有效的提高葡萄酒香气，提高葡萄酒的品质。传统的炼白浓缩工艺为砂锅熬煮，温度可达100 ℃，对葡萄汁中香气成分破坏严重，通过引进新设备以及改良浓缩工艺，降低浓缩温度，可以有效的保护葡萄汁中香气物质，降低葡萄汁氧化程度。目前国内外尚未有对炼白葡萄酒酿造工艺的报道，且未见对龙眼炼白葡萄酒香气研究[7]。本研究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）法对炼白葡萄酒三种浓缩工艺条件下香气成分进行比较研究，以期为改良炼白葡萄酒浓缩工艺，提高炼白葡萄酒的品质，为酿造地方特色高品质葡萄酒提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

龙眼葡萄：栽培于山西省清徐县马峪乡，为16年生植株，常规管理，架势为倾斜式单龙蔓“厂字形”立架栽培，株行距为0.8 m×2.5 m。龙眼葡萄炼白葡萄酒：山西省太原市清徐县葡萄酒有限公司。

偏重亚硫酸钾、山梨酸（均为分析纯）、果胶酶（酶活10 000 U/g）：上海鼎唐国际贸易有限公司；氢氧化钠、碳酸钠、亚硝酸钠、氯化铝、醋酸钠、氯化钾、甲醇、乙醇、正丁醇（均为分析纯）、单宁酸、儿茶素、乙醇、4-甲基-2-戊醇（均为色谱纯）：国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

7890-5975B气相色谱-质谱联用仪：美国安捷伦公司；50/30 μm PDMS/CAR/DVB 固相微萃取萃取头：北京华尔博科技有限责任公司；HP-INNOWAX毛细管柱（60 mm×0.25 mm×0.25 μm）：美国J&W公司；气囊压榨机（bn/qnyz-300 L）：秦皇岛博酿酒类技术有限责任公司；LX脱梗机：新乡市领先轻工机械有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 龙眼葡萄炼白葡萄酒的制备

将当天采收的葡萄进行机械脱梗，对脱梗后的葡萄粒进行气囊压榨后入罐，加果胶酶20 mg/L，放在0 ℃的环境中澄清48 h后，高温浓缩至体积为原汁的50%。将温度控制在17 ℃进行酵母接种，加入干酵母量200 mg/L。在加入酵母启动发酵后，每天测比重和温度，将发酵温度维持在17 ℃。当发酵比重为1.056时，加50 mg/L的亚硫酸终止发酵。

1.3.2 三种炼白浓缩工艺

炼白-2：将澄清后的葡萄汁加50 mg/L亚硫酸后在75 ℃条件下浓缩，浓缩至原汁体积的50%，浓缩后罐壁淋水恢复至17 ℃时接种酵母发酵。

炼白-3：将澄清后的葡萄汁加50 mg/L亚硫酸并加100 mg/L山梨酸后在75 ℃条件下浓缩，浓缩至原汁体积的50%，浓缩后罐壁淋水恢复至17 ℃时接种酵母发酵。

1.3.3 果实性状调查

葡萄果实参照《果树种质资源描述符》[8]进行果实主要性状的描述试验。

1.3.4 葡萄酒理化指标测定

根据国标GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》对葡萄酒理化指标进行检测。采用Folin-Ciocalteu法测定总酚和单宁含量[9]；采用氯化铝比色法测定总类黄酮含量[9]；采用香草醛-盐酸法测定黄烷醇含量[10]；采用正丁醇-盐酸比色法测定原花色素含量[10]；采用pH值示差法测定花色苷含量[11]。

医院节能项目制定的原则为：在安全的前提下，保障服务的品质，实现高效运行。医院结合各用能系统的特点，以科室为单位，提出节能方案。在能源管理平台的协助下，总务处各科室对提出的节能方案开展调研，分析可行性，上报获批后，确定节能方案。

1.3.5 果实挥发性香气物质的测定

取葡萄酒样5 mL于样品瓶中，加入1 g NaCl、磁力转子和10 μL内标（4-甲基-2-戊醇）后，立刻盖上拧紧样品盖放磁力搅拌加热台上，在40 ℃条件下保持30 min后，将活化好的SPME萃取头插入样品瓶上部（距离液面1 cm）。在40 ℃条件下吸附30 min后，将萃取头立即插入气相色谱进样口，在250 ℃温度条件下解吸8 min[12]。

气相色谱条件：HP-INNOWAX毛细管色谱柱（60 mm×0.25 mm×0.25 μm），载气为高纯氦气（He），流速为1 mL/min，手动进样，不分流。程序升温为50℃条件下1min后，以3℃/min升温到220 ℃，保持5 min。质谱条件：接口温度为280 ℃，离子源温度为230 ℃，电离的方式为电子电离（electronic ionization，EI）源，电离能量70 eV，扫描范围为20～350 u[13]。

定性定量方法：香气物质通过标准谱库检索美国国家标准技术研究所（nationalinstitute of standards and technology，NIST）11定性。香气物质定量：根据葡萄挥发性香气浓度水平，将已有香气物质分别在乙醇（7 g/L酒石酸和200 g/L的葡萄糖溶解在1%的乙醇）中溶解，通过香气物质标准曲线，对果实中相应香气物质进行定量，对没有标样的香气物质，根据化学结构、碳原子数接近的标样进行半定量。

1.3.6 统计分析

采用Excel 2010软件进行数据分析，通过Origin9.0软件进行作图。

2 结果与分析

2.1 龙眼葡萄果实性状和品质分析

龙眼葡萄果实性状结果见表1，龙眼葡萄果实品质分析结果见表2。

由表1可知，龙眼葡萄果实在完全成熟时果皮呈紫红色，平均穗质量为652 g，果穗紧密度为中，且果梗长为0.76 cm，使得果粒可以较为充分的着色，其平均粒质量为6.12 g，每粒葡萄中含有1～3粒种子。由表2可知，该葡萄出汁率较高，可溶性固形物与可滴定酸之比值为26.54，且其总酚、总类黄酮、黄烷醇含量分别为7.73 mg/g、5.17 mg/g、6.73 mg/g，适合作为酿酒葡萄，而其单宁和花色苷含量分别为1.91 mg/g、1.25 mg/g，单宁和花色苷含量较低可以酿造白葡萄酒。

表1 龙眼葡萄果实性状Table 1 Fruit characteristics of Longyan grape

表2 龙眼葡萄果实品质分析结果Table 2 Analysis results of Longyan grape quality

2.2 三种浓缩工艺下炼白葡萄酒理化指标分析

三种浓缩工艺下炼白龙眼葡萄酒理化指标分析结果见表3。

表3 三种炼白工艺条件下龙眼葡萄酒的理化指标Table 3 Physical and chemical indexes of Longyan grape wine under three kinds of lianbai process conditions

由表3可知，三种炼白工艺条件下龙眼葡萄酒酒精度差异不大，炼白-1酒精度为11.50%vol，炼白-2和炼白-3的酒精度均为11%vol，发酵终止后炼白-3的残糖含量最高为126.34 g/L，比炼白-1高6.99%。挥发酸含量为炼白-3最低，分别比炼白-2、炼白-3低60%、200%。炼白-1的干浸出物含量较炼白-2、炼白-3高。游离硫具有抗氧化和杀菌防腐的作用，在发酵终止后，在炼白-3中的游离硫含量最高，为21.78 mg/L。3种炼白工艺下测得各理化指标均符合国标规定值，其中炼白-3的挥发酸含量最低，葡萄酒品质更佳。

2.3 三种浓缩工艺下炼白葡萄酒香气物质分析

2.3.1 三种炼白工艺条件下龙眼葡萄酒不同香气成分比较

三种不同浓缩工艺下酿造的龙眼葡萄酒，在香气成分类别及含量上存在明显差异，如图1所示，其中主要呈花香和水果香的萜烯及降异戊二烯类在炼白-3中的含量均是炼白-1和炼白-2的三倍多。且在酸类香气物质上炼白-3分别比炼白-2、炼白-1高93.18%、122.37%。在醇类香气上，三种浓缩工艺下的龙眼葡萄酒差异不大，炼白-3的醇类香气含量为134.95 mg/L，比炼白-1高3.39 mg/L。龙眼葡萄酒酯类和醛类香气物质也表现在炼白-3中含量最高，挥发酚类香气物质在炼白-1中含量最高。炼白-3的工艺下香气成分更为丰富，适合酿造风味更为浓郁的炼白葡萄酒。

图1 三种炼白工艺条件下龙眼葡萄酒的香气成分种类及含量比较Fig.1 Comparison of aroma components categories and contents of Longyan grape wine under three kinds of lianbai process conditions

2.3.2 三种炼白工艺下龙眼葡萄酒香气阈值比较

为了从众多香气物质中找出对气味贡献较大的物质，对三种浓缩工艺下炼白葡萄酒中风味活性值（odor activity value，OAV）进行了计算，OAV＞1表明该物质含量超过了其阈值，OAV值越大表明其对香气的影响越大。三种炼白葡萄酒葡萄酒中主要呈香物质的OAV值及其阈值、气味描述见表4。

表4 三种炼白工艺条件下龙眼葡萄酒中含量大于阈值的物质Table 4 Substances with the content greater than threshold in Longyan grape wine under three kinds of lianbai process conditions

续表

由表4可知，三款龙眼葡萄酒酒中共有19种香气物质含量大于其阈值。具有玫瑰香、天竺葵香叶醇阈值为30μg/L，在炼白-3龙眼葡萄酒中含量最高，且超过阈值，比其他两种炼白工艺龙眼葡萄酒高4 μg/L左右。含量超过阈值的6种酯类物质均在炼白-3龙眼葡萄酒中含量最高，其中具有香蕉香的乙酸异戊酯在炼白-3龙眼葡萄酒中的含量分别是炼白-2、炼白-1的3.99倍和1.78倍。具有青苹果、香蕉的己酸乙酯在炼白-1龙眼葡萄酒中未检测到。具有脂肪、奶酪香的乙酸在炼白-1龙眼葡萄酒中含量最高，比炼白-3高206.92 μg/L。在炼白-2和炼白-3龙眼葡萄酒中检测到具有青椒香的2-甲氧基-3-异丁基吡嗪，在炼白-1龙眼葡萄酒中未检测到。炼白-3中香气超过阈值的物质比其他两种工艺的种类多，且含量高，其工艺更适合酿造风味浓郁复杂的炼白葡萄酒。

2.3.3 三种炼白工艺下龙眼葡萄酒中不同香气类别OAVs比较

将各香气物质按其气味特征进行分组，将每一气味特征类似的物质归为一组，并计算该组的OAV总和，根据已检测出香气物质的气味特征将其分为5种主要香气类别，如图2所示，在三种浓缩工艺下水果香、植物香、花香的OAVs较高，其中炼白-3龙眼葡萄酒的水果香含量分别比炼白-1、炼白-2高29.26%、16.44%。在炼白-3龙眼葡萄酒中植物香OAVs为505.06，也高于其他两中浓缩工艺的炼白。水果香OAVs在炼白-1龙眼葡萄酒中含量最高，比炼白-3高4.41。化学香的OAVs在炼白-3龙眼葡萄酒中最高，是炼白-2 OAVs的2.30倍。脂肪香OAVs在炼白-2和炼白-3龙眼葡萄酒中差异不明，其中炼白-3龙眼葡萄酒的脂肪香OAVs比炼白-1高35.33%。在炼白-3工艺下酿造的龙眼葡萄酒在水果香、植物香和花香的香气活力总值均高于其他两种工艺，可作为酿造高香气的炼白葡萄酒工艺。

图2 三种炼白工艺条件下龙眼葡萄酒不同香气类别OAVs比较Fig.2 Comparison of OAVs of different aroma categories of Longyan grape wine under three kinds of lianbai process conditions

3 讨论

酿酒葡萄果穗的质量、紧密度以及果粒的大小、种子数等是其酿造葡萄酒品质的决定因素[15]。葡萄果实中的酚类物质含量受品种特性和环境因子等因素影响，其中品种是影响果实中酚类物质的主要内在因素[16]。果粒小其相对果皮占比大，使得葡萄所含花色苷、单宁。黄酮等物质含量高，且对葡萄酒的香气有很大影响[17]。其中黄烷醇物质是葡萄酒中重要的苦味及涩味成分，可使葡萄酒更饱满更有骨架感[18-19]。本研究中龙眼葡萄果粒小，种子数多，是酿酒兼鲜食品种，且测得果皮中酚类物质含量较高。总酸含量对葡萄酒的风味有很大的影响，崔艳等[20]对低温结合超声波工艺酿造低醇甜白葡萄酒的研究表明，低酸高醇会使葡萄酒平淡无味，且总糖高也会使得葡萄酒酸甜不平衡。本研究中通过加温浓缩发酵的葡萄酒酒精度＞13%vol，且糖含量＞100 g/L，总酸含量＞8.3 g/L使得葡萄酒糖度、酸度和酒精度平衡协调。

葡萄酒中香气差异是由挥发性化学物的种类、含量及其感官阈值间相互作用决定，蒋宝等[21]在对黄土高原地区3个酿酒葡萄果实香气分析中共测得29种香气成分，其中香气成分中醇类物质种类和含量在3个品种中均是最高。王雪薇等[22]对新疆产区不同品种葡萄酒香气成分分析表明，10个品种葡萄酒中的酯类和醇类香气成分占总香气成分的三分之一左右。与本研究中3种浓缩工艺下龙眼葡萄酒中酯类、醇类香气占比相似，且以酯类为主。对陈酿米酒[23]的检测发现其中有33种香气物质OAV＞1，本研究中三种浓缩工艺下龙眼葡萄酒香气共有19种物质超过其阈值，主要呈花香和水果香。酿酒葡萄果实在发育过程中具有生青味的的吡嗪类香气物质会随着果实的成熟迅速下降[24]，在炼白-2和炼白-3龙眼葡萄酒中检测到2-甲氧基-3-异丁基吡嗪，可能与采收时间有关。CAMELEYRE M等[25]对葡萄酒中2-甲基乙酸丁酯对葡萄酒果香的影响表明，2-甲基乙酸丁酯与黑莓果实和香蕉味有关，且即使在低于阈值浓度下，该化合物也能改变所研究基质中果香的感觉[26]。蒋宝等[27]利用各物质的OAVs，分析出2种地型下的赤霞珠葡萄酒香气骨架基本一致。本试验中通过对不同气味特征的香气OAVs分析，得出三种浓缩工艺下酿造的葡萄酒香气上存在差异。

4 结论

龙眼葡萄是一个酿酒鲜食兼用品种，在不同浓缩工艺下酿造的炼白葡萄酒在糖酸含量上存在差异，炼白-3龙眼葡萄酒酒体更加平衡，其中测得醇类、酯类、酸类、醛类和萜烯类的含量均大于其他两种浓缩工艺下龙眼葡萄酒中的含量，且水果香和植物香的OAVs在炼白-3中的值也高于其两种工艺。结果表明，通过降低浓缩温度并加抗氧化剂可以有效的提高所酿造的炼白葡萄酒品质。