北冰紅山葡萄酒香氣成分GC-MS分析及類(lèi)型劃分

李?lèi)?，張薇，裴辰玉，陳新峰，姜茜茜，王彥博，楊婷婷，鐘?/p>

（吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，吉林吉林132101）

北冰紅山葡萄（Beibinghong of Vitis amurensis），為雙子葉植物綱葡萄科葡萄屬山葡萄新品種，是以左優(yōu)紅作母本，山歐F2代葡萄84-26-53作父本，進(jìn)行種間雜交，從F5代中選育出來(lái)的抗寒、釀酒新品種[1-2]。北冰紅山葡萄酒是采用9月下旬采摘的鮮葡萄為原料，經(jīng)發(fā)酵釀制而成的，其顏色醇厚、口味柔和，其單體酚、花色苷、香氣成分都優(yōu)于同類(lèi)酒品，是新型山葡萄酒中的優(yōu)秀代表之一[3]。頂空固相微萃取技術(shù)（solidphase microextraction，SPME）與其它萃取技術(shù)相比，可以最直接、最大限度的萃取樣品中的化合物，并且可以直接供氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）進(jìn)行分析，張岱等采用頂空固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)測(cè)定了赤霞珠干葡萄的香氣成分[4]；張會(huì)寧采用靜態(tài)頂空氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，分析了不同年份葡萄酒的香氣差異[5]；Fan W L等采用氣相色譜法，分析了洋河大曲酒中的香氣化合物[6]；孔程仕采用靜態(tài)頂空萃取與氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，測(cè)定分析了干型葡萄酒中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)[7]；李二虎等采用GC-MS技術(shù)及相對(duì)面積規(guī)劃法對(duì)干型葡萄中的香氣成分進(jìn)行了定性和定量分析[8]；王華等介紹了氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用在葡萄酒香氣測(cè)定中的應(yīng)用[9]；陶永勝等采用固相微萃取技術(shù)/GC-MS聯(lián)用技術(shù)測(cè)定檢測(cè)了中國(guó)霞多麗干白葡萄酒的香氣特征[10]。以上研究顯示出該技術(shù)具有簡(jiǎn)潔、高效的特點(diǎn)。加利福尼亞大學(xué)感官化學(xué)家Ann C.Noble將葡萄酒香氣成分劃分為3個(gè)區(qū)域，一級(jí)區(qū)域12個(gè)味道，二級(jí)區(qū)域29個(gè)味道，三級(jí)區(qū)域120個(gè)味道，并以輪盤(pán)圖的形式體現(xiàn)，稱(chēng)為“葡萄酒香氣輪盤(pán)圖”，是評(píng)價(jià)、劃分葡萄酒香氣類(lèi)型的重要參考依據(jù)[11-14]。

北冰紅山葡萄作為東北地區(qū)山葡萄酒的優(yōu)質(zhì)資源之一，目前對(duì)其研究尚處起步階段。本試驗(yàn)采用SPME/GC-MS聯(lián)用技術(shù)對(duì)北冰紅山葡萄酒香氣成分進(jìn)行測(cè)定，分析香氣成分的種類(lèi)、含量，描述香氣特征，并采用葡萄酒香氣輪盤(pán)對(duì)酒的香氣類(lèi)型進(jìn)行劃分，可以為北冰紅山葡萄的遺傳性狀及山葡萄酒的品質(zhì)鑒定提供科學(xué)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

北冰紅山葡萄2017年9月采自吉林省通化市柳河縣葡萄酒研發(fā)中心，山葡萄種植基地。葡萄酒由吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院吉林省釀造技術(shù)工程研究中心釀造，酒齡3個(gè)月。

1.2 儀器與設(shè)備

Agilent5975-6890N 氣質(zhì)聯(lián)用儀（GC-MS）、DBWAXETR色譜柱：美國(guó)安捷倫公司；CAR/PDMS-100 μL固相微萃取萃取頭：西格瑪奧德里奇（上海）貿(mào)易有限公司；GOODSPE-2000小型全自動(dòng)固相萃取儀：上海科哲生化科技有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 葡萄酒中香氣成分頂空固相微萃取

在參考張會(huì)寧等的方法基礎(chǔ)上，取酒樣5 mL，置于萃取瓶中封蓋，放在磁力加熱攪拌器上，在進(jìn)樣溫度60℃，平衡時(shí)間40 min，解析時(shí)間1.5 min，解析溫度250℃條件下進(jìn)行萃取。

1.3.2 GC-MS分析條件

在參考Fan W L等的方法基礎(chǔ)上，設(shè)定GC-MS測(cè)定條件。

色譜條件：進(jìn)樣口溫度為270℃，柱溫箱起始溫度為50℃，保留時(shí)間2.00 min，以8.00℃/min升溫至260℃保留 12 min；載氣 He，流速 1.0 mL/min；進(jìn)樣量為 1 μL/min。

質(zhì)譜條件：電離方式EI，電離電壓70 eV，離子源溫度為200℃，連接桿溫度為250℃。

2 結(jié)果與分析

2.1 北冰紅山葡萄酒香氣成分總離子圖

應(yīng)用MSD ChemStation Build 237工作站，依據(jù)1.3條件，對(duì)北冰紅山葡萄酒進(jìn)行香氣成分測(cè)定，得到的總離子圖如圖1所示。

圖1 北冰紅山葡萄酒香氣成分總離子圖Fig.1 Beibinghong of Vitis Amurensis wine fragrant elements total ion diagram

圖1為北冰紅山葡萄酒香氣成分總離子圖，依據(jù)色譜保留時(shí)間、質(zhì)譜檢查信息，經(jīng)NIST2008圖譜檢索對(duì)葡萄酒中香氣成分進(jìn)行定性分析，共檢測(cè)出36種香氣物質(zhì)。具體見(jiàn)表1。

表1 北冰紅山葡萄酒香氣成分表Table 1 Beibinghong of Vitis Amurensis wine fragrant elements table

由表1可知，北冰紅山葡萄酒中共檢測(cè)到7種醇類(lèi)化合物，分別為乙醇、丙醇、異丁醇、異戊醇、2-甲基-1-丁醇、正己醇、苯乙醇。23種酯類(lèi)化合物，分別為乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、異丁酸乙酯、乙酸異丁酯、2-甲基丁酸乙酯、異戊酸乙酯、乙酸異戊酯、2-甲基丁基乙酸酯、正己酸乙酯、乙酸己酯、丁二酸二乙酯、辛酸乙酯、壬酸乙酯、丙烯酸異冰片酯、癸酸乙酯、月桂酸乙酯、十四酸乙酯、9-十六碳烯酸乙酯、棕櫚酸乙酯、亞油酸乙酯、亞麻酸乙酯、硬脂酸乙酯。3種酮類(lèi)化合物，分別為紫羅蘭酮，大馬酮、乙基環(huán)戊烯醇酮。1種醛類(lèi)化合物為苯甲醛。2種烯烴類(lèi)化合物，分別為2-莰烯、1，1，6-三甲基-1，2-二氫萘。

2.2 北冰紅山葡萄酒香氣含量及特征分析

根據(jù)GC-MS分析結(jié)果，及查閱相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)36種香氣物質(zhì)進(jìn)行分析，確定每種香氣成分的含量及香味特征，具體如表2所示。2-莰烯、1，1，6-三甲基-1，2-二氫萘、亞麻酸乙酯。堅(jiān)果味占4.696%，主要為苦杏仁味，主要物質(zhì)為苯甲醛、月桂酸乙酯。

表2 36種香氣物質(zhì)含量及特征分析Table 2 36 kinds of fragrant elements type content and characteristic describe

由表2可知，酒精清香味和辣味含量最高，達(dá)34.393 mg/L，主要成分為乙醇，強(qiáng)烈的蘋(píng)果皮、菠蘿皮味含量最低，為0.064 mg/L，主要物質(zhì)為2-甲基丁酸乙酯。根據(jù)加利福尼亞大學(xué)感官化學(xué)家Ann C.Noble的葡萄酒香氣輪盤(pán)，并查閱相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)表2中的36類(lèi)香氣描述進(jìn)行香氣類(lèi)型劃分，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 北冰紅山葡萄酒香氣輪盤(pán)Fig.2 Beibinghong of Vitis Amurensis wine the Aroma Wheel

如圖2所示，北冰紅山葡萄酒中的香氣類(lèi)型共劃分為果香味、花香味、刺鼻味、化學(xué)味、焦糖味、堅(jiān)果味6大類(lèi)。其中酒精味、果香味和焦糖味，是北冰紅山葡萄酒的主要味道。刺鼻味所占比例最大，達(dá)到48.111%，其主要味道是酒精味及微辣味，是酒的主要味道，主要物質(zhì)為乙醇、丙醇、異丁醇、異戊醇、2-甲基-1-丁醇。果香味所占比例為20.907%，其主要為莓果類(lèi)的覆盆子味，柑果類(lèi)的圓柚味，果樹(shù)類(lèi)的蘋(píng)果味、李子味，熱帶水果類(lèi)的香蕉味、菠蘿味、椰子味，主要物質(zhì)為乙酸乙酯、丙酸乙酯、異丁酸乙酯、乙酸異丁酯、2-甲基丁酸乙酯、異戊酸乙酯、正己醇、乙酸異戊酯、2-甲基丁基乙酸酯、正己酸乙酯、壬酸乙酯、丙烯酸異冰片酯、大馬酮、癸酸乙酯、乙基環(huán)戊烯醇酮。焦糖味所占比例為16.315%，主要為蜂蠟味、奶油味、黃油味，其主要物質(zhì)為十四酸乙酯、9-十六碳烯酸乙酯、棕櫚酸乙酯、亞油酸乙酯、硬脂酸乙酯。花香味占5.445%，主要為玫瑰香味及紫羅蘭香味，其主要物質(zhì)為苯乙醇、丁二酸二乙酯、紫羅蘭酮?；瘜W(xué)味占4.226%，主要為刺激性味道的乙醇味及酯類(lèi)味道，主要物質(zhì)為乙酸己酯、

3 結(jié)論與討論

1）經(jīng)過(guò)GC-MS測(cè)定，從北冰紅山葡萄酒樣中，共檢測(cè)出36種香氣物質(zhì)，其中醇類(lèi)物質(zhì)7種，酯類(lèi)物質(zhì)23種，酮類(lèi)物質(zhì)3種，醛類(lèi)物質(zhì)1中，烯烴類(lèi)物質(zhì)2種。

2）酒精味、果香味、焦糖味是北冰紅山葡萄酒的主要味型，其次是花香味、堅(jiān)果味、化學(xué)味。在酒樣中未檢測(cè)出葡萄莖梗的植物味道，可能原因一是山葡萄的品種較好，二是山葡萄酒釀制過(guò)程中，采用人工脫梗、破碎，葡萄梗去除較為徹底，同時(shí)葡萄籽損壞較少，所以葡萄莖梗的植物味道沒(méi)有檢測(cè)出來(lái)。

3）通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)，北冰紅山葡萄酒所體現(xiàn)出來(lái)的香氣成分，為第一輪的品種香氣和第二輪的釀造工藝產(chǎn)生的香氣，第三輪陳釀老熟的香氣沒(méi)有體現(xiàn)，這說(shuō)明山葡萄酒的香氣成分與山葡萄品種本身的特性有關(guān)，同時(shí)也受到加工工藝的影響。

4）前人研究表明，其母本左優(yōu)紅山葡萄酒具有典型的品種香氣，已測(cè)定的香氣物質(zhì)有62種，其中醇類(lèi)24種、酯類(lèi)18種、萜烯類(lèi)7種、酮類(lèi)2種、酸類(lèi)6種、醛類(lèi)2種、酚類(lèi)3種，主體香氣味道為酒精味、蘋(píng)果香味、花香味、熱帶水果香味、蜜糖香味、乳酪香味、黃油香味等[15]，其父本山歐F2代葡萄所釀制的葡萄酒已測(cè)定的香氣成分有38種，其中醇類(lèi)19種、酯類(lèi)6種、羰基類(lèi)2種、酸類(lèi)5種、酚類(lèi)2種、其他4種，成酒形成愉快的香氣，以酒精味、果香味、香蕉味、苦杏仁味、蘋(píng)果味、青草味為主[16]。歐洲品種赤霞珠干紅葡萄酒中含有35種香氣化合物，其中醇類(lèi)有8種，酸類(lèi)有9種，酯類(lèi)物質(zhì)14種，其它物質(zhì)4種[17]。北冰紅山葡萄酒與其與母本、父本及歐洲山葡萄品種所釀制的山葡萄酒相比，保留了特有的香氣成分外（如母本酒中的異戊醇、紫羅蘭酮等），也形成了新的香氣（如9-十六碳烯酸乙酯等）?？傮w來(lái)講，北冰紅山葡萄酒的優(yōu)點(diǎn)在于，構(gòu)成酒體香味框架的醇類(lèi)物質(zhì)減少，酯類(lèi)物質(zhì)增加，酸類(lèi)物質(zhì)沒(méi)有檢出，這表明，北冰紅山葡萄酒與母本、父本及歐洲山葡萄酒相比，口感相對(duì)柔和，果香濃郁。不足之處在于酒樣中檢測(cè)出微量2-莰烯，此類(lèi)化合物具有塑料類(lèi)物質(zhì)的味道，具體形成原因，有待進(jìn)一步試驗(yàn)測(cè)定。