不同容器陈酿‘雷司令’干白葡萄酒理化品质及香气成分分析

师 旭，李长征，李福东，王海绮，乔 岩，吴春杰，于庆泉*

（1.中粮长城桑干酒庄（怀来）有限公司，河北 张家口 075400；2.中粮名庄荟国际酒业有限公司，北京 100020）

陈酿是氧化还原、酯化、水解和酶活催化等复杂缓慢的生物化学过程，以改善葡萄酒质量和增加风味[1-2]，陈酿容器中不锈钢罐为惰性容器，橡木桶和陶罐则会与葡萄酒发生相互作用，白葡萄酒通常不适合长期橡木桶陈酿，因其成本较高且透氧性强[3]，而陶罐陈酿能够提供优质的微氧环境及金属元素使酒体柔和香气平衡[4]。传统“Kakhetian”法双耳陶罐陈酿在格鲁吉亚一直延续至今[5]，陶罐也是我国从古至今陈酿白酒的主要容器，而我国陶罐陈酿葡萄酒尚处于探索阶段。

陶罐陈酿的葡萄酒与橡木桶、不锈钢罐、微氧罐陈酿相比，其焦糖香、坚果香和果脯香更为突出[6-7]，且与橡木桶陈酿将橡木中单宁、香兰素等风味转移到葡萄酒中不同[8]，其可保留酒的纯净和新鲜度。BAIANO A等[1]研究发现，陶罐陈酿可以将‘Falanghina’白葡萄酒中本身带有的核果、蜂蜜，微妙的香料和矿物质味道得到强烈的增强，还可提高葡萄酒色泽稳定性[6]。研究表明，陶罐发酵可提高沙城产区‘雷司令’干白葡萄酒的花香与萜烯类物质[9]，但不同产地陶罐陈酿对干白葡萄酒挥发性香气组成变化的影响与差异尚不清晰。

本研究以沙城产区桑干河、洋河交汇左岸葡萄园（温带半干旱冷凉区）中‘雷司令’葡萄为原料制备‘雷司令’干白葡萄酒，以四川自贡挂釉陶罐、江苏宜兴紫砂陶罐及不锈钢罐为陈酿容器陈酿6个月，测定其理化指标，通过顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（headspace-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPMEGC-MS）分析其挥发性香气成分，并进行正交偏最小二乘-判别分析（orthogonal partial least square method-discriminant analysis，OPLS-DA），以期为陶罐陈酿葡萄酒风味变化提供理论依据，提高我国葡萄酒品质特色与市场竞争力。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

酿酒葡萄‘雷司令’（总糖196 g/L、总酸6.6 g/L）：怀来产区中粮长城桑干酒庄（怀来）有限公司葡萄园；酿酒酵母VL2：法国Laffort公司；Lafazym Extract果胶酶（酶活6 700 PGNU/g）：法国Laffort公司；焦亚硫酸钾（食品级）：意大利英纳蒂斯有限公司；Wine Scan FT 120 FOSS仪：丹麦福斯集团公司。

1.2 仪器与设备

7890B气相色谱仪：美国Agilent公司；PegsusBT质港仪：美国LECO公司；50/30 μm DVB/CARonPDMS顶空固相微萃取纤维头：美国Supelco公司；四川自贡无釉陶罐250 L：自贡天翔陶业制品有限公司；江苏宜兴紫砂陶罐250 L：江苏天藏地酒陶瓷有限公司；2.5 t不锈钢发酵罐：石家庄恒昌食品包装机械有限公司；Siprem VS 20入气囊压榨机：意大利西博梅国际股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1‘雷司令’干白葡萄酒加工工艺流程及操作要点

‘雷司令’葡萄采收→人工分选→除梗破碎→压榨出汁→入罐澄清→添加果胶酶→澄清分离至陶罐和不锈钢罐→酵母活化、接种→酒精发酵→‘雷司令’干白葡萄原酒→陈酿→‘雷司令’干白葡萄酒

操作要点：

‘雷司令’葡萄采收后，去除葡萄叶及成熟度低的葡萄，成熟度合格的葡萄经除梗破碎，用氮气（N2）保护气囊压榨机（2 t/h葡萄汁生产力）压榨获得葡萄汁（总糖：178.93 g/L，总酸：9.2 g/L），压榨过程中在发酵罐口每隔半小时交替添加焦亚硫酸钾（60 mg/L）和果胶酶（15 g/t）。压榨出的葡萄汁在7～8 ℃下放置48 h后分离出澄清汁。

酵母活化、接种：取Laffort活性干酵母（200 g/t），在水浴38 ℃条件下，加入10倍38 ℃纯净水进行活化，活化后的活性干酵母利用葡萄澄清汁（温差不超过10 ℃），扩培30 min，缓慢倒入发酵罐进行酒精发酵，其发酵温度为14～16 ℃，发酵至残糖含量＜4g/L，则判定酒精发酵结束，此样品为对照（D）。

陈酿：陈酿（8～15 ℃）时间6个月，分别以四川自贡挂釉陶罐、江苏宜兴紫砂陶罐（罐口石蜡密封陈酿）、不锈钢钢罐陈酿，样品分别记为ZG、YX、GG。陈酿3个月的样品分别记为ZG3、YX3、GG3；陈酿6月样品分别记为ZG6、YX6、GG6。

1.3.2 理化指标检测

总糖、总酸、酒精度和挥发酸含量：取通过高速冷冻离心机离心（9 900×g、5 min）后的上清液1 mL，利用FOSS仪于Wine Scan FT 120 处通过wine模式从波数926～5 012 cm-1进行透射扫描测定，样品一式3份，重复测定3次。

1.3.3 挥发性香气成分分析

‘雷司令’干白葡萄酒的挥发性香气成分采用HS-SPMEGC-MS进行检测。

SPME条件：将5 mL样品加入20 mL顶空瓶，密封振荡15 min，振荡速度250 r/min，解吸5 min。

GC条件：DB-wax毛细管极性色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），进样口温度为260 ℃，以1 mL/min高纯恒流氦气（He）分离衍生化物质，柱箱升温程序为初始温度40 ℃，保持5 min，以5 ℃/min上升至220 ℃，20 ℃/min升至250 ℃，保持2.5 min。

MS条件：离子源为电子电离（electron ionization，EI）源，电子能量70 eV，离子源温度230 ℃，四级杆温度150 ℃，溶剂延迟5 min，质量扫描范围20～400 u。

定性、定量分析：利用美国国家标准技术研究所（national institute of standards and technology，NIST）14谱库的挥发性香气成分的质/荷比（m/z）对比，进行定性，筛选匹配度＞800以上的代谢物组分，并通过峰面积归一法定量。

1.3.4 数据分析

采用SPSS26对不同容器陈酿‘雷司令’干白葡萄酒的理化指标及挥发性香气成分进行ANOVA方差分析（邓肯法事后多重比较），采用SIMCA14.1对挥发性香气变化与差异进行正交偏最小二乘-判别分析（OPLS-DA）、变量投影重要性（variable importance in the projection，VIP）分析（模型精度：Q2＞0.5，方差总量：R2＞0.5）。

2 结果与分析

2.1‘雷司令’干白葡萄酒理化指标检测结果

不同‘雷司令’干白葡萄酒理化指标检测结果见表1。由表1可知，与发酵结束后酒样（D）相比，不同容器陈酿3、6个月的‘雷司令’干白葡萄酒样品的总糖、总酸、挥发酸和酒精度差异均不显著（P＞0.05），不同容器陈酿对‘雷司令’干白葡萄酒总酸和酒精度影响与祝成等[4]的研究结果一致。

表1 不同‘雷司令’干白葡萄酒样品的理化指标检测结果Table 1 Detection results of physicochemical indexes of 'Riesling'dry white wine

2.2 不同‘雷司令’干白葡萄酒挥发性香气成分分析

不同‘雷司令’干白葡萄酒样品的挥发性香气成分含量测定结果见表2。由表2可知，样品D共鉴定出挥发性香气成分82种。其中，醇类13种，脂肪酸类5种，乙酸酯类10种，脂肪酸乙酯类19种，其他酯类19种，萜烯类11种，酮类3种，醛类2种。陈酿6月后样品ZG6、YX6、GG6分别鉴定出81、80和75种挥发性香气成分。与样品D相比，样品ZG6未检出9-癸烯酸乙酯；样品YX6未检出肉豆蔻醇乙酸酯和石竹烯醇；样品GG6未检出乙酸辛酯、肉豆蔻醇乙酸酯、反-3-己烯酸乙酯、月桂酸乙烯酯、石竹烯醇、2-十五烷酮和椰子醛。其中样品D相对含量较高的挥发性香气成分主要为乙酸异戊酯、正戊醇、乙酸己酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、正癸酸、9-十六碳烯酸乙酯、芳樟醇和苯乙醇。醇类中正戊醇在样本ZG6、YX6、GG6中相对含量均最高，分别为8.948%9.385%和12.321%，主要为醇香。苯乙醇在样本GG6中相对含量最高（3.834%），通常赋予葡萄酒玫瑰或桃香[10]。脂肪酸乙酯类及乙酸酯类在葡萄酒中呈果香[11]，与样本D相比，乙酸酯类中乙酸异戊酯相对含量在样本ZG6、YX6、GG6中均下降，乙酸己酯和乙酸乙酯无显著变化（P＞0.05），其常常影响年轻酒的典型果香[12]，通常赋予苹果、梨和香蕉等香气[13]，脂肪酸乙酯类中9-十六碳烯酸乙酯相对含量在各样本间无显著变化（P＞0.05），其具有奶油香、蜡香[14]，丙酸乙酯具有果香[15]，其相对含量在样品ZG6和YX6中无显著变化，而在样品GG6中显著增加了5.132%（P＜0.05）。值得注意的是，萜烯类中芳樟醇也叫沉香醇，其在样品ZG6和YX6中相对含量显著高于样品GG6（P＜0.05）。有研究证明是金银花酒中呈香的关键香气[16]，且为金银花发挥药理作用的物质[17]，可减轻多杀巴斯德杆菌（Pasteurella multocida）引起的肺部炎症[18]。

表2 不同容器陈酿‘雷司令’干白葡萄酒挥发性香气成分含量测定结果Table 2 Determination results of volatile aromas composition in 'Riesling' dry white wine aged in different containers

2.3 不同‘雷司令’干白葡萄酒挥发性香气成分的OPLS-DA

通过正交偏最小二乘-判别分析（R2＞0.5，Q2＞0.5）以不同样品为自变量，82种挥发性香气的相对含量为因变量得到OPLS-DA得分图（见图1）。由图1可知，与样品D相比，样品ZG3挥发性香气成分相对含量变化相对较小，均在第四象限；样品YX3和GG3挥发性香气成分相对含量变化相对较大，均在第一象限。与陈酿3个月样品相比，陈酿6个月的样品挥发性香气成分相对含量变化较大，样品GG6在第三象限，而样品ZG6和YX6均在第一象限，其挥发性香气成分相对含量差异相对较小，样品GG6与ZG6、YX6的挥发性香气成分存在明显差异。

图1 不同‘雷司令’干白葡萄酒样品中挥发性香气成分OPLS-DAFig.1 OPLS-DA of volatile aromas of 'Riesling' dry white wine aged in different containers

2.4 不同容器陈酿‘雷司令’干白葡萄酒挥发性香气成分变化差异分析

对OPLS-DA模型进一步进行VIP分析，结果见图2。由图2可知，基于VIP值＞1且t检验P＜0.05，共筛选出24个挥发性香气成分作为区分样品的重要标志物，其中醇类物质5种（（Z）-己烯-1-醇、苯甲醇、月桂醇、肉豆蔻醇和棕榈醇）、乙酸酯类3种（乙酸辛酯、乙酸异丁酯和乙酸苯乙酯）、脂肪酸酯类6种（9-癸烯酸乙酯、反-3-己烯酸乙酯、十五酸乙酯、壬酸乙酯、硬脂酸乙酯和（E）-肉桂酸乙酯）、其他酯类6种（苯乙酸乙酯、月桂酸乙烯酯、甲酸辛酯、辛酸己酯、肉豆蔻醇乙酸酯、丁酸苯乙酯）、萜烯类3种（蒎烯、β-大马士酮和石竹烯醇）、酮类1种（2-十五烷酮）。

图2 基于OPLS-DA分析VIP值＞1且t检验P＜0.05的挥发性香气成分Fig.2 Volatile aroma components with VIP value＞1 and t-test P＜0.05 based on OPLS-DA

结合表2可知，与样品D相比，醇类物质中，（Z）-己烯-1- 醇相对含量在样品ZG6、YX6和GG6均减少（P＜0.05）；苯甲醇相对含量在样品ZG6、YX6和GG6均增加（P＜0.05）；月桂醇和肉豆蔻醇相对含量在样品ZG6和YX6无显著变化（P＞0.05），在样品GG6中显著减少（P＜0.05）；棕榈醇相对含量在样品ZG6、YX6和GG6无显著变化（P＞0.05）。

与样品D相比，乙酸酯类物质中，乙酸辛酯相对含量在样品ZG6和YX6中显著减少（P＜0.05），在样品GG6中未检出；乙酸异丁酯相对含量在样品ZG6、YX6和GG6中均显著增加（P＜0.05）；乙酸苯乙酯相对含量在样品ZG6和YX6中无明显变化，样品GG6中显著减少（P＜0.05）。

与样品D相比，脂肪酸酯类物质中，9-癸烯酸乙酯相对含量在样品ZG6未检出，在样品YX6、GG6中均增加；反-3-己烯酸乙酯相对含量在样品ZG6和YX6中无显著变化（P＞0.05），在GG6未检出，其具有苹果香[18]；十五酸乙酯相对含量在样品ZG6、YX6和GG6中均显著增加（P＜0.05）；壬酸乙酯相对含量在样品ZG6、YX6和GG6无显著变化（P＞0.05）；硬脂酸乙酯相对含量在样品ZG6和GG6中无显著变化（P＞0.05），在样品YX6中减少（P＜0.05）；（E）-肉桂酸乙酯在样品ZG6、YX6和GG6中无显著变化（P＞0.05）。

与样品D相比，其他酯类物质中，苯乙酸乙酯相对含量在样品ZG6和YX6中均逐渐增加（P＜0.05），GG6中无显著变化（P＞0.05），具有玫瑰、桂花或洋槐花香[19]；月桂酸乙烯酯相对含量在样品ZG6和YX6中均显著增加（P＜0.05），GG6中未检出。甲酸辛酯相对含量在样品ZG6中无显著变化（P＞0.05），在样品YX6和GG6中显著增加（P＜0.05）；辛酸己酯相对含量在样品ZG6和YX6中无显著变化（P＞0.05），在样品GG6中显著减少（P＜0.05）；肉豆蔻醇乙酸酯在样品ZG6中显著减少（P＜0.05），在样品YX6和GG6中未检出，丁酸苯乙酯在样品ZG6、YX6和GG6中显著增加（P＜0.05），具有温暖的花果味[20]。陈酿6个月，苯乙酸乙酯、辛酸己酯和月桂酸乙烯酯相对含量在样品ZG6和YX6中显著高于样品GG6（P＜0.05），肉豆蔻醇乙酸酯在样品ZG6中显著降低（P＜0.05），在样品YX6和GG6中无检出。

与样品D相比，萜烯类物质中，蒎烯（单帖）相对含量在样品ZG6中无显著变化（P＞0.05），在样品GG6中减少，在样品YX6中显著增加（P＜0.05），具有松节油和松酯香[22]；β-大马士酮（C13-降异戊二烯）相对含量在样品ZG6、YX6、GG6中显著减少（P＜0.05）；石竹烯醇（倍半萜）相对含量在样品ZG6中显著减少（P＜0.05），在样品YX6、GG6中未检出。β-大马士酮和石竹烯醇相对含量在样品ZG6中最高。其中，β-大马士酮（C13-降异戊二烯）阈值极低（0.05 μg/L），赋予玫瑰花或苹果香[23]，也可协同改变其他香气[24]，石竹烯醇具有木香、丁香味[25]，且萜烯类通常是葡萄品种香气的来源[21]。

与样品D相比，酮类中2-十五烷酮相对含量在样品ZG6、YX6中均增加，在样品GG6中无检出。

3 结论

通过FOSS测定不同样品的总糖、总酸、酒精度和挥发酸含量差异不显著（P＞0.05）。通过HS/SPME-GC-MS共鉴定‘雷司令’干白葡萄酒样品D挥发性香气82种，陈酿6个月后样品ZG6、YX6、GG6分别鉴定出81、80和75种挥发性香气成分。OPLS-DA结果表明，样品ZG6和YX6挥发性香气成分相对含量与样品GG6存在较大差异。基于VIP值＞1且t检验P＜0.05，共筛选出24个挥发性香气成分作为区分样品的重要标志物，其中，样品ZG6中肉豆蔻醇乙酸酯、β-大马士酮和石竹烯醇相对含量较高；样品YX6中苯甲醇、9-癸烯酸乙酯和蒎烯相对含量较高；（Z）-己烯-1-醇、月桂醇、肉豆蔻醇、乙酸辛酯、乙酸苯乙酯、苯乙酸乙酯、辛酸己酯和月桂酸乙烯酯在样品ZG6和YX6中相对含量高于样品GG6。综上不同陈酿容器、不同产地陶罐陈酿葡萄酒挥发性香气组成差异显著，陶罐陈酿利于萜烯类物质的保留，不锈钢罐陈酿有利于增加正戊醇含量。本研究为我国陶罐陈酿白葡萄酒挥发性香气研究提供理论依据。