叶面喷施酵母提取物对赤霞珠葡萄酒香气物质的影响

成池芳，陈新军，张如意，刘宗昭

（新疆中信国安葡萄酒业有限公司，新疆酿酒葡萄与葡萄酒重点实验室，新疆葡萄酒产业创新研究院，新疆 玛纳斯 832200）

香气是葡萄酒重要的品质指标之一，对葡萄酒的风格和典型性起到至关重要的作用，在很大程度上决定着葡萄酒产品的市场接受度。随着气相色谱（Gas Chromatography，GC）和气质联用技术（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）的发展与应用，目前在葡萄酒中已鉴定出数百种挥发性香气物质，包括高级醇类、酯类、脂肪酸类、吡嗪类、萜烯类、降异戊二烯类、挥发性酚类、内酯类和硫化物等，这些化合物之间通过相互作用影响葡萄酒的风味和香气[1]。酿酒葡萄原料的品质在很大程度上决定了其所酿葡萄酒的风味和品质，通常将这种由酿酒葡萄果实原料带来的香气称为“品种香”。发酵类香气物质来源于酒精发酵和苹果酸乳酸发酵阶段，主要包括高级醇、乙酸酯、脂肪酸乙酯和脂肪酸类等。通过栽培措施影响葡萄果实的代谢进而影响所酿葡萄酒的感官是目前研究的热点。

诱导子是诱导植物生理变化的物质。生物型诱导子来源于生物中，依据其成分可以分为多糖类（如酵母提取物[2]、壳聚糖、甲壳素和葡聚糖[3]等）、低聚糖类（如半乳糖、甘露聚糖等[2]）、蛋白质类（如纤维素酶、糖蛋白、乳铁蛋白等[2]）。酵母提取物作为一种新型的生物型诱导子已经被国外广泛使用，用于喷施在葡萄叶面上来提高葡萄果实及葡萄酒品质。目前关于酵母提取物在葡萄中的应用很多，但是相关报道却较少，大部分研究集中在初级代谢产物以及类黄酮物质上。例如，VILLANGÓ 等[4]在西拉葡萄叶片上喷施酵母提取物，结果显示葡萄果实的果皮变厚，果实中可溶性固形物的含量升高，可滴定酸的含量降低，酒中花色苷的含量也明显升高。国内相关研究则显示喷施处理能够提高美乐葡萄果实中类黄酮类物质和还原谷胱甘肽的含量[5]。

本研究通过对赤霞珠葡萄叶面喷施酵母提取物，测定果实采收后所酿葡萄酒中的香气物质，拟为此栽培措施的进一步应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

实验材料为2013 年定植的赤霞珠葡萄。实验地位于新疆中信国安葡萄酒业有限公司自建基地（44°14′N，86°15′E），植株株行距为1 m×3 m。采用VSP 叶幕整形，主干高度约65 cm，自根苗。

2020 年选取试验田中40 行长势良好，且较为一致的葡萄植株作为试验对象。每20 行为一个实验小区，每个小区包含两种实验处理，即对照组和实验组。实验组喷施酵母提取物，用量为厂家推荐用量（1 kg 干粉/hm2），使用0.1%（体积分数）吐温80 水溶液作为叶片表面活性剂；对照组只喷施0.1%（体积分数）吐温80 水溶液。分别于果实转色5%、转色完成进行喷施，喷施部位为叶面背面，喷施均匀直至有液滴自然滴落。

1.2 试剂与仪器

酵母D254，法国拉曼公司；乳酸菌，法国拉曼公司。氯化钠，分析纯，天津永大化学试剂有限公司；香气物质标准品、4-甲基-2-戊醇（内标物质），Sigma-Aldrich。7890GC-5975B MS 气相色谱-质谱联用仪，Agilent Technologies；CTC CombiPAL autosampler 多功能自动进样器；SPME 萃取头（DVB/CAR/PDMS）；色谱柱HP-INNOWAX（60 m×0.25 mm，0.25 μm）。

1.3 实验方法

1.3.1 大生产发酵

商业采收期对葡萄果穗进行手工采收并运送至酒厂。采用除梗破碎机除梗后加入60 mg·L-1SO2，原料入罐后加入0.2 g·L-1商业酵母以启动酒精发酵，发酵温度为24～26 ℃。酒精发酵结束后，人工接种乳酸菌 启动苹果酸乳酸发酵，发酵温度为18～20 ℃。

1.3.2 葡萄酒香气物质检测

利用农业农村部葡萄酒加工重点实验室已优化的顶空固相微萃取方法对葡萄汁和葡萄酒香气物质进行萃取，并利用气质联用法分析样品中的香气物质[6]。

（1）顶空固相微萃取（Head Space-Solid Phase Microextraction，HS-SPME）。20 mL 玻璃样品瓶中加入5 mL 葡萄酒样品、1 g NaCl 和10 μL 内标（4-甲基2-戊醇，1.008 6 g·L-1），然后迅速用带有聚四氟乙烯隔垫的盖子拧紧。样品瓶在40 ℃加热槽中振荡30 min（500 r·min-1），然后将已活化的SPME 萃取头插入样品瓶的顶空部分，40 ℃继续振荡30 min，取出SPME 萃取头，立即插入气相色谱进样口，进样口温度为250 ℃，热解析8 min。每个样品重复萃取3 次。

（2）气相色谱质谱联用分析条件。色谱柱：HP-INNOWAX（60 m×0.25 mm，0.25 μm）；载 气为高纯氦气（＞99.999%），流速为1.0 mL·min-1；采用5 ∶1 分流进样，进样口温度为250 ℃；柱温箱升温程序：起始温度为50 ℃，保持1 min，然后以3 ℃·min-1升温至220 ℃，保持5 min。质谱采用电子轰击离子源，电离能量为70 eV，离子源温度为230 ℃，四极杆温度为150 ℃，辅助加热器温度为250 ℃，质量扫描范围为30～350 unit。

1.3.3 数据处理

采用SPSS 22.0 进行统计分析。

2 结果与分析

本研究中，通过气相色谱质谱联用技术共检测到63 种香气物质，包括3 种C6 醇类物质、9 种芳香族类物质、17 种高级醇类物质、2 种降异戊二烯类物质、3 种萜烯类物质、2 种醛/酮类物质、6 种脂肪酸类物质、20 种酯类物质和1 种其他类物质。

2.1 C6 醇类物质

与对照组相比，叶面喷施处理显著提高了葡萄酒中的1-己醇和(E)-3-己烯-1-醇两种C6 醇类物质的浓度（表1）。一般来说，植物中来自脂氧合途径的挥发性化合物主要有C6 和C9 的醛、醇和酯，这些物质来自亚油酸和亚麻酸的降解。六碳直链脂肪族类化合物因具有典型的绿叶香气而被统称为“绿叶气味化合物”[7]。对于红葡萄酒来说，C6 醇类物质会给葡萄酒带来生青味，从而给人留下不成熟的感官印象。在本研究中，叶面喷施组对于C6 醇类物质的提升会加重葡萄酒的生青味，因此对葡萄酒有不利的影响。

表1 喷施酵母提取物对葡萄酒香气物质的影响表 单位：μg·L-1

2.2 芳香族类物质

芳香族类物质对葡萄酒的香气也具有一定影响。本研究中检测到的9 种芳香族类物质中，对照组和喷施组之间没有显著差异（表1）。

2.3 高级醇类物质

高级醇又称杂醇，一般指具有两个以上的碳原子的一元醇，是酵母代谢中的重要副产物[8]。葡萄酒中低浓度的高级醇会增加葡萄酒的香气复杂性；高浓度杂醇会给葡萄酒带来异味，容易引起饮酒后“上头”，甚至给身体健康造成伤害。在检测到的17 中高级醇类物质中，仅有2-甲基-1-丁醇受到喷施处理的显著影响（表1），且在喷施处理葡萄酒中具有较低的浓度。

2.4 萜烯和降异戊二烯类物质

萜烯和降异戊二烯是葡萄果实中的香气物质，二者在酿酒葡萄中的含量相对较低，均来源于异戊二烯代谢，阈值较低，主要呈现花果香气，且多以糖苷结合态的形式存在。其糖苷结合态可经过酶解或酸解，形成游离态香气，对葡萄果实及葡萄酒的香气有着极其重要的作用。在麝香型的葡萄品种中，萜烯类化合物是品种香的主要贡献者，而在非芳香型的葡萄果实中，萜烯类化合物的含量通常较低，而降异戊二烯的含量总是远高于阈值，主要为β-大马士酮，为‘赤霞珠’等非芳香型葡萄品种的葡萄酒提供了怡人的“玫瑰花”香。在本研究中，喷施组处理显著提高了葡萄酒中的香叶基丙酮和香茅醇的浓度，其中香叶基丙酮的含量提升了41%，香茅醇的含量提升了30%（表1）。这表明喷施组对葡萄酒中的花香和果香具有促进作用。

2.5 脂肪酸类物质

脂肪酸作为一类重要的植物主代谢产物，在植物的生长发育中起主要作用，其合成是植物适应外界环境条件的结果。一些直链脂肪族饱和或不饱和的脂肪醇、脂肪酮、脂肪酸酯类物质均来自果实中脂肪酸的降解，这类香气物质通过影响葡萄果实香气对葡萄酒的香气产生影响。发酵香气主要来源于糖代谢和氨基酸代谢途径，属于酵母等微生物代谢组产生的副产物，包括乙醇、高级醇、脂肪酸等，这类香气成分在总香味物质中一般占有较高的比例。在测定的6 种脂肪酸物质中，喷施组显著提高了葡萄酒中辛酸和癸酸的含量（表1）。

2.6 酯类物质

除以上香气物质，酯类物质受喷施处理的影响也较大。本文测定出的20 种酯类物质中，8 种物质均受到喷施的显著影响（表1）。喷施处理后，丁酸乙酯、己酸乙酯、辛酸甲酯、己酸异戊酯、壬酸乙酯、癸酸乙酯、丁二酸二乙酯和9-癸烯酸乙酯的浓度均显著提升。表明叶面喷施酵母提取物处理能够提升葡萄酒中的果香，这与之前分析的萜烯和降异戊二烯两类物质的结果一致。

3 结论

本研究探究了喷施酵母提取物对赤霞珠葡萄酒中香气物质的影响，采用顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用法测定葡萄酒中香气物质，共检测出63 种香气物质。从结果来看，叶面喷施酵母提取物提高了葡萄酒中的萜烯、降异戊二烯和酯类物质的浓度，对葡萄酒中的花香和果香有显著的提升作用。但喷施酵母提取物同时也提高了葡萄酒中C6 醇类物质的浓度，增加了葡萄酒的生青味，有一定的负面影响。