烟台产区三个葡萄品种原酒和蒸馏酒香气分析

肖慧琳，徐维华，郑秋玲，李记明，唐美玲，杨鲁光

（1. 山东省烟台市农业科学研究院，山东烟台 265500；2. 烟台张裕葡萄酿酒股份有限公司，山东烟台 265503；3. 莱州市农业技术推广中心果茶工作站，山东莱州 261400）

香气是评价葡萄蒸馏酒质量的核心指标之一[1-2]，已报道的蒸馏酒香气成分有400多种[3]，主要包括酯类、醇类、萜烯类、醛酮类、酸类等，来源于葡萄果实、发酵、蒸馏和陈酿过程[2]。其中，葡萄品种对蒸馏酒香气的影响较大[4-6]，因此近年来筛选适宜的酿酒葡萄品种以提升葡萄酒和蒸馏酒品质的研究逐渐增多[7-10]。

优良品种需要适地适栽，才能发挥出品种的最大优势。近年来，烟台产区极端气候增多，春天频繁变温，夏秋阴雨连绵，冬季持续低温，导致葡萄枝条抽干严重，葡萄品质不稳定，病害防控压力大，亟需筛选抗病、省工品种，丰富产区葡萄品种和酒种。‘熊岳白’是山欧杂种，抗寒抗病，丰产稳产，酸高糖高，酿造的白葡萄酒新鲜清爽[11]；‘黑虎香’是欧美杂种，在烟台产区5年的调查发现，该品种对霜霉病、炭疽病和白腐病等抗性强，采收期还原糖含量150 g·L-1左右，酸含量在6～9 g·L-1，糖低酸高，酿造的葡萄酒香气浓郁，口感清爽[12]；‘摩尔多瓦’是欧美杂种，高抗霜霉病，采收时可溶性固形物在16%～19%[13]，酿造的葡萄酒口感柔和，果香浓郁，香气纯正[14]。本研究通过分析比较烟台产区上述3品种的原酒和蒸馏酒香气成分，为筛选烟台产区生产白兰地及其调配酒的适宜品种提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试品种‘黑虎香’‘摩尔多瓦’和‘熊岳白’，种植于山东省烟台市农业科学研究院试验地，自根苗，株行距1 m×2 m，单干双臂树形，垂直叶幕，短枝修剪，每米留梢量为10～13个，每新梢留果量1～2穗。采收时葡萄汁基本理化指标如表1所示。

表1 三个酿酒葡萄品种采收期葡萄汁基本理化指标Table 1 Basic physicochemical indexes of grape juice in harvest period of three grape varieties

试剂：色谱级香气标准品：美国Sigma-Aldrich公司；分析纯氯化钠：中国上海中药化学试剂有限公司；酵母FC9：上海杰兔工贸有限公司。

1.2 仪器与设备

50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取头：美国Supelco公司；Trace1300-ISQ气相色谱质谱联用仪、HP-5 MS石英毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）：美国Thermos公司；电子分析天平：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；紫铜双塔蒸馏器：烟台帝伯仕自酿机有限公司。

1.3 方法

1.3.1 小容器发酵和蒸馏

2021年于采收期分别采收成熟果实，10月10日采收‘熊岳白’，10月25日采收‘黑虎香’和‘摩尔多瓦’。每个品种分别采收30 kg，除梗，粒选机粒选后破碎，压榨取清汁分别置于3个5 L发酵罐，放置4 ℃冷库低温静置24 h。每罐取上清液，按0.3 g·L-1添加活化FC9酵母，15～18 ℃控温发酵，待比重降至1.00以下且不再发生变化后表明酒精发酵结束；于4 ℃冷库静置3 d，取上清液，其中300 mL原酒加硫60 mL·L-1满瓶保存待测，其余原酒蒸馏。

采用12 L紫铜双塔蒸馏器二次蒸馏发酵样品，第一次蒸馏待混合馏出液酒度28%～30%（Vol，下同）时停止蒸馏，得到粗馏液，将粗馏液二次蒸馏，去酒头（体积为酒精总含量的1%），待混合馏出液酒精度为68%～70%时停止蒸馏，得蒸馏酒待测。

1.3.2 香气成分检测

葡萄原酒和蒸馏酒（酒精度稀释至10%送检）香气成分采用顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用法检测。载气为高纯氦气，流速1.6 mL·L-1；升温程序为40 ℃保持2 min，以4 ℃·min-1升至180 ℃保持1 min；再以15 ℃·min-1升温至250 ℃，保持1 min，进样口温度为250 ℃；不分流进样，电离模式为电子轰击离子源（EI），电子能量70 eV，离子源温度250 ℃，传输线温度250 ℃，质量扫描范围为45～600 amu。根据美国国家标准技术研究所标准谱库的保留指数和质谱信息定性，根据相似结构的标准品的标准曲线进行定量。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2010计算平均值、标准偏差，采用Origin 9.5绘制柱状图，采用SPSS 19.0进行数据显著性分析，采用SIMCA 14.1进行偏最小二乘和主成分分析。

2 结果与分析

2.1 葡萄原酒和蒸馏酒香气成分种类

2.1.1 葡萄原酒香气成分种类分析

3个品种葡萄原酒共检测出55种香气成分，其中‘黑虎香’最多，有46种；‘熊岳白’最少，有40种。3个品种原酒相同香气成分33种，各品种独有香气成分共16种，其中‘黑虎香’独有香气成分为9种：2-戊醇、异戊酸乙酯、辛醇、丁二酸二乙酯、α-松油醇、苯乙酸乙酯、肉桂酸乙酯、癸酸正丙酯和姜烯，主要呈现甜果香[15]、花香[16]、蜂蜜香[17]和酒香等；‘摩尔多瓦’独有香气成分4种：反式-2-己烯酸、十一醇、正癸酸和β-石竹烯，主要呈现果香、奶香[15]和花香；‘熊岳白’独有香气成分3种：己酸异丁酯、甲酸芳樟醇和(E)-β-金合欢烯，主要呈现苹果、柠檬、热带水果香。

2.1.2 葡萄蒸馏酒香气种类分析

3个品种蒸馏酒共检测出56种香气成分，‘黑虎香’共检测到42种，‘熊岳白’39种。3个品种蒸馏酒相同香气成分29种，各品种独有香气成分共19种，其中‘黑虎香’独有香气成分9种：乙酸异丁酯、5-甲基-2-庚醇、巴豆酸乙酯、莰烯、辛醇、2-辛烯酸乙酯、甲酸-2-苯乙酯、肉桂酸乙酯和α-金合欢烯，主要呈现果香[18]和花香；‘摩尔多瓦’独有香气成分5种：2-戊醇、醋酸辛酯、十一醇、乙酸香茅酯和辛酸异辛酯，主要呈现酒香、果香和玫瑰花香；‘熊岳白’独有香气成分5种：紫罗兰酮、甲酸芳樟醇、甲酸香草酯、癸酸异丁酯和10-十一烯酸乙酯，主要呈现玫瑰花香、柠檬香、果香和脂香。

2.1.3 不同品种葡萄原酒与蒸馏酒香气种类对比分析

经过蒸馏操作后，3个品种酒样香气种类均没有增加，有的品种反而减少。‘黑虎香’蒸馏酒比原酒减少了12种香气成分：2-戊醇、异戊酸乙酯、己酸、辛酸、丁二酸二乙酯、苯乙酸乙酯、乙酸苯乙酯、辛酸异丁酯、癸酸正丙酯、十一酸乙酯、癸酸异丁酯、十四酸乙酯；增加了另外8种香气成分：5-甲基-2-庚醇、巴豆酸乙酯、莰烯、4-萜烯醇、2-辛烯酸乙酯、甲酸-2-苯乙酯、α-金合欢烯、(E)-β-金合欢烯。‘摩尔多瓦’蒸馏酒比原酒减少了10种香气成分：乙酸异丁酯、反式-2-己烯酸、辛酸、癸酸甲酯、丁酸香茅酯、正癸酸、β-石竹烯、十一酸乙酯、雪松烯、癸酸异丁酯；增加了10种香气成分：2-戊醇、芳樟醇、4-萜烯醇、α-松油醇、醋酸辛酯、乙酸香茅酯、大马士酮、辛酸异辛酯、姜烯、(E)-β-金合欢烯。‘熊岳白’蒸馏酒比原酒减少了8种香气成分：乙酸异丁酯、己酸、己酸异丁酯、辛酸、辛酸丙酯、壬酸乙酯、丁酸香茅酯、雪松烯；增加了7种香气成分：辛酸甲酯、α-松油醇、紫罗兰酮、甲酸香草酯、大马士酮、姜烯、10-十一烯酸乙酯。

2.2 葡萄原酒和蒸馏酒香气含量分析

2.2.1 葡萄原酒香气含量分析

图1A为不同品种原酒香气成分含量，包括酯类、醇类、醛类、酸类、萜烯类等。香气成分总含量上，顺序为黑虎香＞摩尔多瓦＞熊岳白，‘黑虎香’和‘摩尔多瓦’原酒香气总量无显著差异，但均显著高于‘熊岳白’。3个品种均为酯类含量最高，均在85%以上；其次为醇类，含量为5%～14%，其余香气成分含量比例随品种不同而有差异。

图1 原酒（A）和蒸馏酒（B）香气成分含量Figure 1 Aroma content of original wine (A) and distilled wine (B)

3个品种原酒酯类含量较高的成分均为辛酸乙酯和癸酸乙酯，主要呈现甜果香味和脂肪味，‘黑虎香’和‘摩尔多瓦’原酒酯类含量均超过7400 μg·L-1，显著高于‘熊岳白’4370.91 μg·L-1；‘摩尔多瓦’原酒酯类含量占比最高，达到94.25%，其中乙酸酯类含量（457.28 μg·L-1）显著高于‘黑虎香’和‘熊岳白’。3个品种原酒醇类均以异戊醇、2-甲基丁醇和苯乙醇为主，‘黑虎香’和‘熊岳白’原酒醇类含量均超过了720 μg·L-1，显著高于‘摩尔多瓦’原酒（408.91 μg·L-1）；酸类、醛类和萜烯类在三个品种原酒中含量均较低。葡萄酒脂肪酸类主要来源于酵母脂肪酸代谢，其中中链脂肪酸（C4～C12）及其相应的酯对葡萄酒风味产生显著影响[19]。3个葡萄品种原酒挥发性酸类均以辛酸为主，‘摩尔多瓦’原酒挥发性酸类含量（25.43 μg·L-1）显著高于‘黑虎香’（13.63 μg·L-1）和‘熊岳白’（10.85 μg·L-1）。葡萄酒醛类主要来源于高级醇氧化，三个品种原酒醛类均以壬醛为主，呈现柑橘香气，‘摩尔多瓦’原酒醛类含量显著高于‘黑虎香’和‘熊岳白’。葡萄酒萜烯类来源于葡萄果实，多呈现花香、果香和甜香，通常阈值很低，因此对葡萄酒香气有重要影响。3个品种原酒萜烯类以香茅醇、芳樟醇和橙花叔醇为主，主要呈现玫瑰、柑橘香气，萜烯类总含量为黑虎香＞熊岳白＞摩尔多瓦，且均有显著性差异。

2.2.2 葡萄蒸馏酒香气含量分析

图1B为3个品种蒸馏酒不同种类香气成分含量，主要包括酯类、醇类、醛类和萜烯类。香气成分总含量上，摩尔多瓦＞黑虎香＞熊岳白，均有显著性差异；与原酒顺序不同，‘摩尔多瓦’蒸馏酒香气总量最多，达到38 299.18 μg·L-1。3个品种蒸馏酒均为酯类含量最高，均在86%以上，均以辛酸乙酯和癸酸乙酯为主。其次为醇类，含量为6%～11%，以异戊醇和2-甲基丁醇为主，其余香气成分含量比例随品种不同而有差异。经蒸馏操作后，‘摩尔多瓦’蒸馏酒酯类含量（35 476.94 μg·L-1）显著高于‘黑虎香’和‘熊岳白’，占比92.63%；主要增加了呈现果香的辛酸乙酯和癸酸乙酯含量。‘黑虎香’和‘摩尔多瓦’蒸馏酒香气含量排序均为其他类＞萜烯类＞醛类，‘熊岳白’经蒸馏后萜烯类含量（398.62 μg·L-1）显著高于‘黑虎香’和‘摩尔多瓦’。

2.3 葡萄原酒和蒸馏酒香气主成分分析

对3个品种原酒香气成分做偏最小二乘分析，VIP值大于1的香气成分如表2所示。选取VIP＞1的香气成分对原酒做主成分分析。从原酒主成分得分图可知（图2A），主成分1可以将‘黑虎香’原酒区分开，主成分2可以将‘摩尔多瓦’和‘熊岳白’原酒区分开。综合得分图和载荷图（图2B），2-戊醇、乙酸异戊酯、乙酸己酯、丁二酸二乙酯、姜烯和苯乙醇等香气成分是‘黑虎香’区别于另外两个品种的主要成分，主要呈现花香、醚香和蜂蜜香。十一酸乙酯、己酸异丁酯、癸酸乙酯、(E)-β-金合欢烯是‘熊岳白’原酒区别于其他两个品种原酒的主要成分，主要呈现果香。反式-2-己烯酸、癸醛、十一醇、正癸酸、己酸和芳樟醇等香气成分是‘摩尔多瓦’原酒区别于其他两个品种原酒的主要香气成分，主要呈现脂香和橙皮香。

图2 原酒香气主成分分析得分图（A）和载荷图（B）Figure 2 The score plot (A) and load diagram (B) of principal component analysis of original wine

对3个品种蒸馏酒香气成分分别做偏最小二乘法分析，VIP值大于1的香气成分如表3所示，选取VIP＞1的香气成分对蒸馏酒做主成分分析（图3）。图3A为蒸馏酒主成分得分图，主成分1可以将‘黑虎香’蒸馏酒区分开，主成分2可以将‘摩尔多瓦’和‘熊岳白’蒸馏酒区分开。综合主成分得分图和载荷图（图3B），乙酸异丁酯、5-甲基-2-庚醇、莰烯、辛醇、2-辛烯酸乙酯、甲酸-2-苯乙酯、乙酸己酯和乙酸苯乙酯等香气成分引起‘黑虎香’和另外两个品种蒸馏酒的差异，主要呈现果香、玫瑰花香。紫罗兰酮、甲酸香草酯、反式-4-癸烯酸乙酯、10-十一烯酸、4-萜烯醇和壬酸乙酯等是‘熊岳白’蒸馏酒区别于其他两个品种蒸馏酒的主要成分，主要呈现花香、果香和脂香。醋酸辛酯、2-戊醇、十一醇、乙酸香茅酯、辛酸异辛酯和癸酸甲酯等香气成分是‘摩尔多瓦’蒸馏酒区别于其他两个品种蒸馏酒的原因，主要呈现花香、果香和脂香。

图3 蒸馏酒香气主成分分析得分图（A）和载荷图（B）Figure 3 The score plot (A) and load diagram (B) of principal component analysis of distilled wine

表3 蒸馏酒VIP值大于1香气成分含量Table 3 Content of distilled wine aroma components with VIP＞1

2.4 三个品种原酒和蒸馏酒香气呈味情况

OAV是香气成分含量与阈值的比值，用于评价香气成分对酒香的贡献情况。各类已知阈值香气成分OAV＞0.1的OAV累加值如表4所示。将OAV＞0.1的呈味类型分为4组，分别为果香、花香、甜香和脂肪味。其中果香主要来源于己酸乙酯、癸酸乙酯和辛酸乙酯，花香主要来源于芳樟醇、大马士酮和紫罗兰酮，甜香主要来源于乙酸异戊酯和壬醛，脂肪味主要来源于癸醛（香皂、橙皮、牛脂味）。3个葡萄品种原酒呈味均以果香为主，‘黑虎香’的果香最为突出，‘摩尔多瓦’和‘黑虎香’果香差异不显著。‘摩尔多瓦’原酒的脂肪味和甜香最明显。‘熊岳白’原酒各呈香香气比‘摩尔多瓦’和‘黑虎香’更均衡。3个品种蒸馏酒中，‘黑虎香’以果香和脂肪味为主，伴以少量花香和甜香；‘摩尔多瓦’以果香、脂肪味和花香为主，呈少量甜香；‘熊岳白’蒸馏酒果香、花香和脂肪味相对均衡。

表4 三个品种原酒和蒸馏酒香气值Table 4 Odor activity value of original wine and distilled wine from three grape varieties

3 讨论

葡萄酒酯类物质主要来源于发酵过程[20]，大多数酯类物质呈现果香、花香和奶油香等令人愉快的香气[21]。曹佩佩[22]分析了陕西地区‘摩尔多瓦’等鲜食葡萄原酒和蒸馏酒，结果表明‘摩尔多瓦’原酒醇类物质含量高于酯类，与本研究结果不一致，可能为酵母发酵和产区不同引起。李凯等[23]研究表明，酯类是草莓香型葡萄品种主要的呈味物质，‘黑虎香’原酒酯类含量最高，可能与品种香有关。

葡萄酒中的醇类是由糖类物质转化而来[24]，呈现甜香、花香和青草香[25]，大部分高级醇来源于酵母菌氨基酸代谢。重构试验表明，单个高级醇对葡萄酒的风味影响较小，可能是由于作为底物生成乙酸酯类和醛类等更有气味特点的物质[19]。‘摩尔多瓦’原酒中乙酸酯类含量最高，醇类含量最低，可能为高级醇类作为底物生成了更多的乙酸酯类。

蒸馏酒香气成分组成和含量受到葡萄品种、栽培管理、产地、发酵和蒸馏工艺等因素影响[15]。本研究中3个品种蒸馏酒香气种类均未增多，与李洋等[26]对‘贵人香’原酒和蒸馏酒香气检测种类变化不同，可能与品种香气成分和蒸馏方式差异有关。Zierer等[27]研究表明，蒸馏工艺相同的情况下，不同品种蒸馏酒香气风格差异较大。本研究也得到了相似结果，3个品种蒸馏酒香气主成分和香气值差异较大，区别明显。

蒸馏过程可以浓缩原酒中挥发性成分，还可以通过马德拉反应、酯化作用等合成新的香气成分[29]，这些新成分常构成蒸馏酒的骨架香气[15]，这在曹佩佩[22]、王鑫等[30]的研究中得到了验证。与原酒不同，经蒸馏操作后，3个品种均未检出挥发性酸类物质，‘摩尔多瓦’经蒸馏操作后，酯类含量显著提升，可能原因为蒸馏过程中酸类参与合成了酯类[28]。

4 结论

3个葡萄品种原酒和蒸馏酒香气均可较好区分，原酒中香气成分种类和总含量‘黑虎香’最多，‘熊岳白’最少。3个品种原酒香气成分含量均以呈现果香的酯类为主，‘黑虎香’和‘摩尔多瓦’原酒果香香气值相近，均显著高于‘熊岳白’，有酿造优质果香型葡萄酒的潜力。蒸馏操作未能增加酒样中的香气种类，但显著提升了香气含量；3个品种蒸馏酒均以酯类为主，蒸馏酒香气总含量‘摩尔多瓦’最高，‘熊岳白’最低。3个葡萄品种蒸馏酒呈香均以果香为主，‘熊岳白’蒸馏酒花香香气值显著高于‘黑虎香’和‘摩尔多瓦’，整体相对均衡，有酿造优质白兰地的潜力。