低溫處理葡萄對愛格麗干白葡萄酒香氣成分的影響

李娜娜，王 華，2，唐國冬，楊繼紅，2，*（.西北農林科技大學葡萄酒學院，陜西 楊凌 7200；2.西北農林科技大學葡萄與葡萄酒（合陽）試驗站，陜西 合陽 75300）

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低溫處理葡萄對愛格麗干白葡萄酒香氣成分的影響

李娜娜1，王 華1，2，唐國冬1，楊繼紅1，2，*
（1.西北農林科技大學葡萄酒學院，陜西 楊凌 712100；2.西北農林科技大學葡萄與葡萄酒（合陽）試驗站，陜西 合陽 715300）

摘 要：目的：以不同溫度處理愛格麗葡萄原料，尋找增加愛格麗干白葡萄酒香氣的最適溫度。方法：以白色釀酒葡萄品種愛格麗為原料，16 ℃處理為對照，分別在4、－8、－20、－32 ℃條件下進行低溫處理，采用小容器釀酒規范釀制葡萄酒并測定葡萄酒的理化指標，攪拌棒吸附萃取（stir bar sorptive extraction，SBSE）提取葡萄酒中的香氣成分，再通過熱脫附-氣相色譜-質譜聯用儀來定性和定量分析葡萄酒的香氣成分，用SPSS 19.0軟件進行香氣成分的主成分分析（principal component analysis，PCA），8 名經過培訓的感官品嘗小組成員對酒樣進行感官評價。結果：低溫處理能促使葡萄酒中香氣成分種類的增加和含量的提高。結論：－8、－20 ℃低溫處理葡萄可以顯著提高愛格麗干白葡萄酒的香氣質量，可在一定程度上使葡萄酒的香氣更加濃郁。

關鍵詞：愛格麗葡萄；香氣成分；低溫處理；感官評價

引文格式：

李娜娜， 王華， 唐國冬， 等.低溫處理葡萄對愛格麗干白葡萄酒香氣成分的影響［J］.食品科學， 2016， 37（13）: 71-76.

LI Nana， WANG Hua， TANG Guodong， et al.Effect of cold treatment of grapes on aroma components of Ecolly dry white wine［J］.Food Science， 2016， 37（13）: 71-76.（in Chinese with English abstract） DOI:10.7506/spkx1002-6630-201613013.http://www.spkx.net.cn

香氣是評判葡萄酒品質的一個重要感官指標。香氣成分主要包括醇類、酯類、酸類、酮類、烯醇類、醛類、烯烴、含硫化合物、含氮化合物、雜環化合物等［1］。葡萄酒中的香氣和風味主要由葡萄品種、葡萄生長環境、葡萄酒的釀造工藝及葡萄酒的陳釀工藝決定［2-3］。一類香氣主要來源于葡萄果實中，主要由萜烯類、C13-降異戊二烯及其衍生物、甲氧基吡嗪、硫醇類化合物等物質組成［4-5］。其中萜烯類化合物雖然含量低，但感官閾值非常低，賦予葡萄酒的香氣非常明顯，而且這些化合物對嗅覺的影響是相互增效的［6］。而在白葡萄酒的香氣成分中，發酵過程產生的二類香氣尤其是揮發性酯類成分占有重要作用［7］。

品種香氣主要存在于葡萄果皮中，賦予葡萄酒花香和果香的特征［5］。為了增強白葡萄酒的香氣，近年來在傳統浸漬發酵的基礎上，研究者相繼提出了延長發酵時間［8］、熱浸漬［8-9］、閃蒸［10］、CO2浸漬［11］、紫外線誘導［12］、酶處理［13-15］等多種方法。但這些方法都提高了浸漬溫度，導致葡萄籽中的劣質單寧被浸出來［8-10］，陳釀過程顏色下降較快［12］，并且還會掩蓋葡萄的某些品種特性［11］，葡萄酒更易氧化褐變，不利于葡萄酒品質的提高。利用發酵前的冷浸漬工藝可以提高葡萄酒中的香氣［16］，增加葡萄酒中的酯類、酸類和萜烯類物質［5，17］；但冷浸漬工藝增大了葡萄汁與空氣的接觸時間，容易使白葡萄酒發生褐變，且對成熟度好的葡萄效果不顯著［16，18］。而采用發酵前低溫處理整粒葡萄，使果皮細胞的細胞液結冰，冰晶破壞細胞膜，通透性增強，香氣成分更易溶出［19］，既提高了葡萄酒中的香氣質量，同時也可在一定程度上避免過多的酚類物質進入白葡萄酒中，從而也降低葡萄酒的氧化程度。

冷凍技術在果蔬貯藏中被廣泛應用，但在對葡萄果皮物質的浸提方面尚未得到研究。本實驗擬通過冷凍、解凍葡萄果粒來破壞白葡萄果皮細胞和組織，促使葡萄果皮中的有益成分更多、更快地溶入到葡萄酒中，使葡萄酒的香氣多樣濃郁、口感更加醇厚、質量風格更突出。同時，本實驗還設計了不同的葡萄冷凍溫度，旨在尋找最佳冷凍溫度，達到在低能耗的條件下得到較好的葡萄酒香氣效果的目的。

1 材料與方法

1.1 材料、菌種與試劑

供試材料為2013年西北農林科技大學官村葡萄園的白色釀酒葡萄品種愛格麗（Ecolly），于1998年由西北農林科技大學通過歐亞種內輪回選擇法選育得到。

白葡萄酒釀酒酵母（Zymaflore X16） 法國Laffort公司。

氫氧化鈉、鄰苯二甲酸氫鉀（分析純）、五水合硫酸銅、酒石酸鉀鈉 廣東光華科技股份有限公司；二氧化硫（6%） 陜西省礦物化工所；果膠酶、澄清劑（魚膠、交聯聚乙烯吡咯烷酮、膨潤土按一定比例混合） 法國Laffort公司。

1.2 儀器與設備

手持糖量計 上海淋譽貿易有限公司；HH147U四通道溫度表 美國Omega公司；85-2數顯恒溫磁力攪拌器 杭州儀表電機有限公司；TurboMatrix 350熱解析儀 美國鉑金埃爾默公司；Finnigan Trance GC ultra氣相色譜（gas chromatography，GC）儀、Finnigan DSQ質譜（mass spectrometry，MS）儀 美國賽默飛世爾科技公司；DB-Wax色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）美國安捷倫公司；4 ℃醫用冷藏箱 澳柯瑪醫療器械有限公司；－40 ℃低溫冷凍冰箱 中科美菱低溫科技股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 低溫處理方法

選取成熟度良好的、無病害的愛格麗葡萄果穗，剔除爛果、粒選后的果粒分別在溫度為16、4、－8、－20、－32 ℃條件下進行處理，各處理組葡萄果粒質量分別為11.074、9.990、9.585、8.225、9.665 kg，分別將冰箱調整到－8、－20、－32 ℃后，放入去除果梗的葡萄粒，用HH147U四通道溫度測定儀監測葡萄果粒中心溫度，當溫度測定儀上4 個溫度都顯示達到指定溫度后立即取出冷凍好的葡萄，直接放入4 ℃冷藏冰箱中自然解凍，解凍過程中同樣用HH147U四通道溫度測定儀檢測溫度，當溫度顯示達到4 ℃后取出備用。

取出不同處理組的葡萄果粒進行手工破碎，并添加50 mg/L的SO2和20 mg/L的果膠酶，4 ℃冷浸漬12 h后擠汁，在葡萄汁中加入20 mg/L的SO2和0.5 g/L的澄清劑，繼續在4 ℃冰箱澄清12 h后，分離沉淀，葡萄汁的溫度恢復到室溫后加入0.2 g/L活化的干性酵母Zymaflore X16，啟動發酵，發酵過程中對葡萄酒的比重和溫度進行監控，發酵溫度控制在25 ℃左右，當比重降低到0.992～0.996且殘糖含量小于2 g/L時，轉罐、加50 mg/L的SO2終止發酵。按照自然澄清的方式對葡萄酒進行澄清處理，貯藏6 個月后測定葡萄酒香氣。對照采用未經冷凍處理的葡萄原料按照實驗室干白葡萄酒小容器釀造工藝釀制。

1.3.2 葡萄酒香氣成分的測定

采用攪拌棒吸附萃取法（stir bar sorptive extraction，SBSE）提取葡萄酒香氣成分：取10 mL酒樣加入含有2 g NaCl的小瓶中，然后再加入50 μL 2-辛醇內標物和攪拌子，放于85-2數顯恒溫磁力攪拌器上振蕩1 h，然后進樣到熱解析儀中。提取完成后，先用蒸餾水沖洗攪拌棒，再用吸水紙吸干放入氣相色譜-質譜聯用（GC-MS）儀的樣品固定器。每個樣品重復提取2 次。

Turbo Matrix 350熱解析儀分析條件：以He為載氣，脫附流速設為45 mL/min，加熱閥溫度設為245 ℃，脫附管溫度為270 ℃，脫附15 min。傳輸線溫度為255 ℃。冷阱捕集溫度設為－30 ℃，以40 ℃/min升溫至255 ℃（二級解吸冷阱溫度）。出口分流比為3∶1，進樣He流速為1 mL/min。

GC條件：DB-WAX色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm），以He為載氣，流速設為1 mL/min。柱溫升溫程序為40 ℃保持3 min，隨后以4 ℃/min升溫至160 ℃，7 ℃/min升溫至230 ℃，在此溫度保持8 min。連接桿溫度設為230 ℃。

MS條件：全掃描范圍為33～450 amu，每秒掃描1 次。以EI+為電離源，離子源溫度設為230 ℃，電子能量設為70 eV，燈絲流量設為0.2 mA，檢測器電壓350 V。

數據圖譜分析：實驗數據處理由Xcalibur軟件系統完成。

揮發性物質（含酸類、醇類和酯類物質）的定性：未知化合物經計算機檢索，同時與NIST2002譜庫相匹配。用峰面積歸一法和內標物2-辛醇來定量計算出各化學成分的含量。

1.3.3 葡萄酒感官質量的評定

感官質量評定主要對葡萄酒的外觀、香氣和口感等方面進行感官分析，由8 名經過感官培訓的品嘗小組成員在西北農林科技大學葡萄酒學院二樓品嘗室進行，每個品嘗成員按照100 分制分別對5 個酒樣進行打分評定。用SPSS 19.0軟件對結果進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 基本理化指標

注：總酸含量以酒石酸計；揮發酸含量以醋酸計；同列小寫字母不同表示差異顯著（P＜0.05）。

由表1可知，不同溫度處理組葡萄酒的還原糖含量均在2 g/L以下，－32 ℃處理組的葡萄酒的總酸含量顯著升高，揮發酸含量均在0.5 g/L以下（符合GB 15037—2006《葡萄酒》要求）［20］，沒有發生破敗，且不同處理對揮發酸含量的影響不顯著。隨著處理溫度的降低，葡萄酒干浸出物的含量有所升高。以上結果表明，經低溫處理的葡萄原料與常規方法釀制的酒樣均符合國家標準GB 15037—2006，無氧化等不良現象。

2.2 低溫處理葡萄漿果的溫度曲線

由圖1可知，－8、－32 ℃處理組的葡萄果粒初始中心溫度在10 ℃左右，但是－20 ℃處理組的葡萄在摘粒過程中時間過長，因此果粒中心溫度上升到了20 ℃，但對實驗結果的影響在可接受誤差范圍內。愛格麗葡萄果粒中心溫度從10 ℃下降到－8 ℃所需時間大約為12 h，而從20 ℃下降到－20 ℃大約需要13 h，從8 ℃降低到－32 ℃大約需要9 h；從－20 ℃回溫到4 ℃大約需要5 h，從－32 ℃回溫到4 ℃左右大約需要9.5 h，－8 ℃處理組愛格麗葡萄果粒的回溫曲線由于溫度計記錄時間差為1 s，因此升溫至4 ℃的數據有部分丟失。葡萄果粒溫度與冰箱溫度差值越大，溫度改變越快，葡萄果粒中心溫度接近冰箱溫度時，變化趨于平緩。

2.3 葡萄酒香氣成分分析

表 2 不同溫度處理下愛格麗干白葡萄酒香氣成分及含量Table 2 Changesin aromacomponentsof drywhite wine made fromEcollygrapeswith different cold treatments編號 保留時間/min 香氣成分 閾值/ （μg/L）［21-23］感官描述［21-23］香氣成分含量/（μg/L）16 ℃ 4 ℃ －8 ℃－20 ℃－32 ℃1 3.42 乙酸乙酯 7 500 甜果味 659.7 487.0 537.2 445.7 391.2 2 5.47 乙酸異丁酯 1 600 柔軟的，蘋果、香蕉味 47.8 68.3 55.7 3 5.97 丁酸乙酯 20 酸水果，草莓，水果香 188.6 195.2 205.0 163.7 131.1 4 8.36 乙酸異戊酯 30 香蕉，甜水果 3 390.5 1 619.0 3 093.7 3 893.0 3 075.9 5 10.66 異戊醇 30 000 指甲油，威士忌 143.3 1 279.6 208.0 912.3 977.0 6 11.21 正己酸乙酯 5 青蘋果，花香，紫羅蘭 1 473.8 1 710.5 1 645.6 2 542.0 2 098.4 7 12.10 乙酸己酯 670 愉悅的果香，梨、櫻桃 53.7 106.7 334.5 504.9 463.5 8 14.34 正己醇 1 000 甜葡萄 42.4 79.6 76.6 119.2 9 15.14 辛酸甲酯 100～400 柔軟的，蘋果皮，圓潤的 46.6 48.8 10 16.63 辛酸乙酯 2 果香，菠蘿、梨，花香 5 031.8 3 064.0 4 282.2 6 027.6 5 405.7 1117.00 正庚醇 2 500 55.4 1217.61 7-辛烯酸乙酯 62.4 13 19.20 芳樟醇 25 麝香、花香、果香 84.7 79.9 108.6 104.5 93.8 14 19.47 1-辛醇 120 玫瑰花，濃郁的柑橘味 57.5 47.8 15 21.16 癸酸乙酯 200 果香，脂肪味 2 343.9 1 017.7 2 789.7 3 694.6 3 308.3 1621.46 辛酸-3-甲基丁酯 48.3 1721.56 1-壬醇 600 青草味 56.1 18 21.85 丁二酸二乙酯 6 000 清淡的果香，酒精味 164.4 68.0 171.0 156.7 235.0 19 22.13 反式-4-癸烯酸乙酯 蠟香、梨香，有皮革味 1 587.4 2 689.2 2 172.4 4 286.5 2 540.1 20 23.41 （2-甲基）3，7-二甲基-6-辛烯丙酸酯109.9 90.5 2123.49 乙酰水楊酸甲酯 66.5 103.3 22 24.23 乙酸苯乙酯 250 令人愉悅的花香 2 646.9 1 407.5 2 920.4 2 667.3 2 645.2

續表2

由表2可知，在愛格麗干白葡萄酒中共檢測出了61 種香氣成分，其中包括12 類品種香氣和49 類發酵香氣。不同處理組愛格麗干白葡萄酒中香氣成分的種類是不同的，分別為正常工藝組（16 ℃）39 種，其中品種香氣6 種，發酵香氣33 種；4 ℃處理組43 種，其中品種香氣9 種，發酵香氣34 種；－8 ℃處理組45 種，其中品種香氣8 種，發酵香氣37 種；－20 ℃處理組40 種，其中品種香氣9 種，發酵香氣31 種；－32 ℃處理組41 種，其中品種香氣11種，發酵香氣30 種。－8 ℃處理組的香氣成分種類最多，但含量卻不是最高的。冷凍處理能夠明顯提高愛格麗干白葡萄酒中酯類香氣的含量，如正己酸乙酯、乙酸己酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、反式-4-癸烯酸乙酯、月桂酸乙酯的含量顯著增多，尤其是－20 ℃冷凍處理組的效果最明顯。－20 ℃冷凍處理主要增強了葡萄酒的花香和果香，其中正己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、大馬士酮的香氣活性值顯著提高。某些酸類如棕櫚酸、正十五酸、肉豆蔻酸、辛酸的含量顯著下降。選取對愛格麗干白葡萄酒香氣貢獻較大的27 種香氣成分進行了主成分分析（principal component analysis，PCA），提取出的前兩個主成分對整體方差的貢獻分別是40.2% 和35.1%。香氣成分大都集中在PC1的正半軸，－8、－20、－32 ℃處理組處在香氣密集的區域。由圖2可知，－20 ℃處理組主要處于發酵香氣密集的區域，－32 ℃處理組主要處于品種香氣密集的區域。因此，－20 ℃低溫處理對葡萄酒的發酵香氣影響較大，而－32 ℃低溫處理對葡萄酒的品種香氣影響較大。

2.4 葡萄酒感官分析

對不同處理組的愛格麗干白葡萄酒品嘗評定結果見表3。16、－8、－20 ℃處理組的愛格麗干白葡萄酒的品評得分間無顯著差異，優于4、－32 ℃處理組的酒樣，其中－8 ℃處理組的愛格麗干白葡萄酒品評得分最高。

注：同行小寫字母不同表示差異顯著（P＜0.05）。

由圖3可知，愛格麗干白葡萄酒中的香氣主要是花香、果香、動物氣味和燒焦味。－20 ℃冷凍處理增強了愛格麗干白葡萄酒的花香、果香、燒焦味及動物味，是香氣最為復雜濃郁的處理組；－32 ℃冷凍處理明顯增加了葡萄酒的花香、果香，但香氣類型較單一；－8 ℃低溫處理后，葡萄酒中各類香氣都有所增強，但增加的幅度都比較小。4 ℃低溫處理后，葡萄酒中花香、果香香氣成分的含量都較低，香氣特征不明顯，且濃郁度差。

3 討 論

白葡萄酒的傳統釀造工藝是利用葡萄純汁進行發酵，葡萄皮中的芳香物質不能進入葡萄酒中，導致部分白葡萄酒中香氣較弱。姚路暢［24］和張紅娜［25］對冷凍處理的葡萄果皮進行了透射電子顯微鏡觀察，結果表明，發酵前對整粒葡萄的低溫處理可以破壞葡萄細胞的組織結構，使得細胞破裂。低溫處理有利于細胞內萜烯類等香氣物質的溶出，增強了白葡萄酒中花香和果香；同時無味的結合態萜烯類物質在酒精發酵過程中被酸解和酶解成有味的游離態的芳香物質［5］，豐富了葡萄酒的發酵香氣。低溫處理提高了葡萄酒的香氣物質含量和種類，使白葡萄酒的香氣更加濃郁復雜。

冷凍處理不同于冷浸漬過程，冷浸漬是在低溫（4 ℃）條件下長時間浸漬提取，冷凍則是利用低溫（－8～－32 ℃）處理，直接破壞果皮細胞結構，致使細胞壁層斷裂，增加細胞膜通透性，使得細胞中的香氣成分進入葡萄酒中。冷凍過程中，溫度和冷凍速度是破壞細胞結構的關鍵因素［26］。速凍是在－35～－40 ℃的環境中，在30 min內快速通過－1～－5 ℃的最大冰晶生成帶，在40～120 min內將食品95%以上的水分凍成冰，即食品中心溫度達到－18 ℃以下［27］。分析圖1中的－32 ℃處理組溫度曲線可知2 h內葡萄果粒的中心溫度不能達到－18 ℃，因此本實驗的低溫處理達不到速凍水平，而是通過凍結膨脹現象，拉開細胞之間的結合面，擠破細胞膜［27］，從而增加細胞膜透性，使果皮細胞中的芳香物質溶入葡萄汁中，豐富葡萄酒的香氣物質。

本實驗選用的釀酒葡萄是陜西楊凌地區的愛格麗品種，可能因為氣候原因導致了葡萄成熟度不夠，葡萄酒的質量不高，品嘗員對葡萄酒的認可度較低，評分均處在同一區段，沒有充分體現出低溫處理對葡萄酒口感的影響。

本實驗結果表明，發酵前的低溫處理能夠提高葡萄酒的香氣質量，其中－20 ℃處理對愛格麗干白葡萄酒香氣的影響最大，效果最好，與姚路暢［24］和張紅娟［28］等的研究結果一致；而－8 ℃處理組的葡萄酒香氣物質種類最多，感官評價結果最好，因此－8 ℃低溫處理方法更經濟、實用，可在一定程度上使葡萄酒的香氣更加濃郁。

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DOI:10.7506/spkx1002-6630-201613013 10.7506/spkx1002-6630-201613013. http://www.spkx.net.cn

中圖分類號：TS261.2

文獻標志碼：A

文章編號：1002-6630（2016）13-0071-06

收稿日期：2015-07-06

基金項目：陜西省農業科技創新與攻關項目（2015NY019）；西北農林科技大學試驗示范站科技創新與成果轉化項目（XNY2013-64）

作者簡介：李娜娜（1989—），女，碩士研究生，主要從事葡萄工程學研究。E-mail：930490747@qq.com

*通信作者：楊繼紅（1975—），女，副教授，博士，主要從事葡萄工程學研究。E-mail：yangjihong@nwsuaf.edu.cn

Effect of Cold Treatment of Grapes on Aroma Components of Ecolly Dry White Wine

LI Nana1， WANG Hua1，2， TANG Guodong1， YANG Jihong1，2，*
（1.College of Enology， Northwest A&F University， Yangling 712100， China；2.Viti-viniculture Experiment Station （Heyang） of Northwest A&F University， Heyang 715300， China）

Abstract:Objective: To seek the optimum cold treatment for Ecolly grapes for aroma enhancement in Ecolly dry white wine.Methods: Ecolly grapes were treated at temperature gradients of 4，-8，-20， and-32 ℃ （16 ℃ was used as control），respectively before winemaking in small containers according to the grape wine making technical specifications， and physical and chemical analyses of the finished wines were done.Aroma components of the wines were extracted by stir bar sorptive extraction （SBSE） for qualitative and quantitative analysis by thermal desorption-gas chromatography-mass spectrometry.Principal component analysis （PCA） was utilized to analyze the aroma components through SPSS 19.0 software.Eight trained sensory panelists evaluated the sensory quality of these dry white wine samples.Results: Low temperature treatment caused an increase in the kind and amounts of aroma components in wine.Conclusion: Low temperature treatments at either-8 or-20 ℃ can significantly improve the quality of wine aroma by enhancing its aroma intensity to some extent.

Key words:Ecolly grape； aroma components； cold treatment； sensory evaluation