‘戶太八號’桃紅葡萄酒色澤與香氣物質分析

陳巧迎，饒博涵，王凌云，張永剛，陶永勝*

（1.陜西國際商貿學院管理學院，陜西西安 712000；2.西北農林科技大學葡萄酒學院，陜西楊凌 712100；3.商洛市特色產業與休閑農業指導中心，陜西商洛 726000；4.陜西丹鳳葡萄酒有限公司，陜西丹鳳 726200）

‘戶太八號’葡萄是西安市葡萄研究所引進的‘奧林匹亞’早熟芽變品種，與其他鮮食品種相比，具有早熟、高產等特點，從萌芽到上市需95～104 d，畝產最高可達3000 kg，果大、飽滿、果皮中厚，果實糖度17%～21%，酸度約0.5%[1]。

目前，葡萄酒產品開發是‘戶太八號’葡萄深加工的主要方向。梁艷英等[1]研究發現，‘戶太八號’冰葡萄酒香氣有奶酪、苦杏仁和花香特征。崔長偉等[2]研究得出，‘戶太八號’與‘北冰紅’葡萄按照3∶1混合釀造起泡葡萄酒的感官質量最優。此外，還有研究[3-4]揭示，酒精發酵產生的果香酯與品種香氣物質協同作用產生‘戶太八號’桃紅葡萄酒較為復雜的香氣特點，貯藏期葡聚糖處理有利于延緩果香酯的水解，從而能夠較長時間的維持‘戶太八號’桃紅葡萄酒的香氣。然而，當前對‘戶太八號’桃紅葡萄酒色澤和香氣起關鍵作用的化學物質研究較少，限制了‘戶太八號’桃紅葡萄酒市場推廣和特色產品的開發。

本研究擬通過常規工藝釀造‘戶太八號’桃紅葡萄酒，通過光譜法分析酒樣色澤化合物，采用氣相色譜-質譜聯用儀（GC-MS）技術定性定量香氣物質，并通過氣味活性值（Odor active value, OAV）篩選關鍵香氣物質，揭示對‘戶太八號’桃紅葡萄酒色澤和香氣起重要貢獻的化學物質，為該品種葡萄酒產品開發和市場推廣提供數據支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

葡萄原料：‘戶太八號’葡萄，分別于2020年8月、2021年8月采自陜西省楊凌農業高新技術示范區曹新莊葡萄園。2020年葡萄原料還原糖165.5 g·L-1、滴定酸4.11 g·L-1（以酒石酸計，下同）；2021年的原料還原糖172.3 g·L-1，滴定酸4.08 g·L-1。

釀酒酵母：Actiflore F33，法國Laffort公司生產。

試驗材料：葡萄酒香氣物質標準品購于Sigma（上海）貿易有限公司，純度≥97%。氯化鈉、亞硫酸（質量分數為6%，以SO2計）、氫氧化鈉、乙醇、酒石酸、碳酸鈉等購于四川西隴化工有限公司。

儀器設備：紫外分光光度計（Carry 60，安捷倫科技有限公司）；除梗破碎機（意大利Marchisio公司）；氣相色譜-質譜聯用儀（QP2020，島津公司，上海）；固相微萃取裝置（SPE-12，北京開源國創科技有限公司），色譜柱DB-WAX毛細管柱（60 mm×0.25 mm×0.25 μm，安捷倫科技有限公司），磁力攪拌器（國華電器有限公司），純水制備儀（美國Milipore公司）。

1.2 桃紅葡萄酒的釀造工藝

將成熟衛生的葡萄原料除梗破碎，添加60 mg·L-1的SO2，置于溫控不銹鋼發酵罐內（4 ℃）浸漬12 h，待自然回溫至18 ℃后，將已活化好的釀酒酵母按照200 mg·L-1進行接種，控制發酵溫度20±2 ℃，每天監測溫度和比重，當還原糖達到12～20 g·L-1時，降溫至4 ℃，保持12 h后，將自流汁和壓榨清汁轉罐，加入SO260 mg·L-1、山梨酸鉀50 mg·L-1終止發酵，滿罐貯藏（恒溫10～15 ℃）。供試酒樣自然澄清15～30 d后，過濾灌裝，待測。具體釀造工藝技術路線如圖1所示。

圖1 葡萄酒釀造工藝技術路線圖Figure 1 Technology roadmap of winemaking process

1.3 葡萄酒色澤及相關指標分析

桃紅葡萄酒的色澤采用CIELab顏色空間參數（L*：明度、a*：紅/綠色調、b*：黃/藍色調）評價。具體方法：將供試酒樣用0.45 μm的水系濾膜進行過濾后，使用0.2 cm石英比色皿，以蒸餾水為對照，紫外分光光度計全波段掃描（380～780 nm），每個樣品重復3次。取450、520、570、630 nm波長處測定的吸光度，計算CIELab參數L*、a*、b*。分析方法及葡萄酒色澤可視化表征參考李運奎等[5]的方法。

總花色苷的測定方法：測定酒樣520 nm波長下的吸光度，根據標準曲線計算含量。單體花色苷、輔花色苷、聚合花色苷參照Cliff[6]的方法，利用SO2和乙醛對花青素形式的比色效應進行測定。具體方法為：將10%乙醛溶液20 μL加入2 mL酒樣中，室溫下靜置45 min，用1 mm比色皿在520 nm測定吸光度Aacet；取2 mL酒樣，加入5%的SO2（w/v）160 μL，用1 mm比色皿在520 nm測定吸光度ASO2；取2 mL酒樣，用1 mm比色皿在520 nm測定吸光度A520；每個樣品重復3次，代入公式計算。

單體花色苷比例（%）= (A520-ASO2)/Aacet×100

輔花色苷比例（%）= (Aacet-A520)/Aacet×100

聚合花色苷比例（%）=ASO2/Aacet×100

色度、色調的具體測定方法為：以純水為對照，使用0.1 cm比色皿，取420、520、700 nm處測定的吸光度，代入公式進行計算[6]。

色度=(A520nm-A700nm)+(A420nm-A700nm)

色調=(A420nm-A700nm)/(A520nm-A700nm)

1.4 葡萄酒香氣成分的GC-MS分析

分析方法參考Wang等[7]。具體方法：將酒樣（2.0 mL）、氯化鈉（2.0 g）、蒸餾水（6.0 mL）加入頂空瓶（15 mL）中，放入磁力攪拌子，加入2-辛醇的乙醇溶液（40 μg·L-1）為內標，混勻后在水浴（40 ℃）中攪拌平衡15 min后，插入固相微萃取纖維（DVB/CAR/PDMS：膜厚50/30 μm，長2 cm）吸附30 min。吸附結束后，立即將萃取頭在氣相色譜進樣口（230 ℃）解析5 min，進行GC-MS分析，重復2次。GC進樣口采用無分流進樣模式，載氣為高純氦氣（99.999%），載氣流速為1.5 mL·min-1。升溫程序：在40 ℃保持3 min，然后以4℃·min-1升溫至160 ℃，再以7 ℃·min-1升至220 ℃，在220 ℃保持8 min，總分析時間49.6 min。質譜檢測器條件：離子源溫度200 ℃，連接桿溫度220 ℃，EI源，電子源電壓70 eV，全掃描質譜范圍25～350 amu，掃描頻率每次0.2 s。

定性定量方法：香氣物質采用與標準品在相同檢測條件下的保留時間、NIST 2017譜庫的質譜對比法進行化合物的定性，采用內標-標準曲線法定量，2-辛醇為內標物。

氣味活性值（OAV）分析方法：將化合物濃度除以嗅覺閾值得其OAV值。一般認為，OAV＞1的化合物具有氣味貢獻，0.1＜OAV＜1的化合物具有潛在的氣味貢獻。

1.5 香氣特征感官分析

葡萄酒香氣特征感官量化分析采用Tao等[8]的方法進行。葡萄酒感官質量品評小組由30名葡萄酒專業的學生組成，通過54香氣系列酒鼻子（Le Nez du Vin?，法國）進行6～8周聞香訓練，直至品評小組成員對葡萄酒香氣特征辨別定性的誤差小于5%。在對酒樣進行感官分析時，要求品評員對香氣特征的濃度采用“五點標度法”（1：弱，2：較弱，3：中等，4：較強，5：強）進行量化，感官分析樣品重復2次。某一感官特征的最終量化強度值綜合品嘗小組成員對該特征詞匯的使用頻率和強度信息，量化強度值MF計算公式如下：

MF：量化強度值（%）；I：強度平均值（%）；F：使用頻率（%）

1.6 統計分析方法

數據平均值和標準差的計算、雷達圖的繪制使用Excel 2013（Microsoft，USA），數據統計作圖采用Origin 2021（Origin Lab, Northampton，USA）。

2 結果與分析

2.1 ‘戶太八號’桃紅葡萄酒顏色相關指標分析

本研究對供試酒樣的色澤及其相關指標的分析結果見表1。2020年酒樣（20ws）和2021年酒樣（21ws）中總花色苷分別為196.5 mg·L-1和193.4 mg·L-1，以聚合花色苷和輔花色苷為主。根據CIELab參數對葡萄酒顏色的分級方法，結合計算結果可知，20ws和21ws中表示酒樣明亮程度的L*值分別為85.4和86.2，介于80.1～90之間，可以描述為明亮狀態。紅/綠色調a*值分別為18.2和17.6，介于10.01～20之間，可以描述為淡紅色，接近淺寶石紅色。黃/藍色調b*值為0.5和0.6，介于0.01～10之間，可以描述為淺黃色?！畱籼颂枴壹t葡萄酒的色澤可視化結果如表1中顏色空間特征所示，描述為明亮、淡紅、淺黃。

表1 ‘戶太八號’桃紅葡萄酒的色澤特征指標Table 1 Wine appearance parameters of 'Hutai No.8' rose wine

2.2 ‘戶太八號’桃紅葡萄酒揮發性成分分析

本研究對供試酒樣的香氣成分進行了定性與定量分析，共定量出39種香氣成分，包括品種香氣成分10種，發酵香氣成分29種。品種香氣物質的GC-MS分析結果見表2。10種品種香氣物質中，C6-化合物2種、萜烯類化合物5種、含硫化合物1種、酚酸酯類1種、C13-去甲類異戊二烯化合物1種。兩樣品中，OAV＞1的品種香氣物質有β-大馬酮和3-甲硫基-1-丙醇；里哪醇、香茅醇、法尼醇、Z-3-己烯-1-醇、水楊酸甲酯的OAV值介于0.1～1，具有潛在的香氣貢獻。

表2 ‘戶太八號’桃紅葡萄酒中品種香氣成分Table 2 Varietal aroma compounds in 'Hutai No.8' rose wine

‘戶太八號’桃紅葡萄酒中發酵香氣物質的GC-MS分析結果見表3。29種發酵香氣物質中，乙酸酯類4種、脂肪酸乙酯類6種、高級醇10種、其他酯類2種、苯乙基類3種、脂肪酸4種。兩年的酒樣中，OAV＞1的發酵香氣物質有13種。

表3 ‘戶太八號’桃紅葡萄酒發酵香氣成分分析Table 3 Fermentative volatile compounds in 'Hutai No.8' rose wine

高級醇中OAV＞1的成分有4種，分別是異丁醇、異戊醇、1-辛醇、1-辛烯-3-醇。其中異丁醇和異戊醇含量最高。此外，1-辛醇、1-辛烯-3-醇的OAV值均大于1，理論上可以通過嗅覺直接感知。1-壬醇、1-癸醇的OAV值介于0.1～1，對供試酒樣的香氣特征有潛在的貢獻。酯類化合物中，20ws中OAV＞1的香氣物質有7種，辛酸乙酯和乙酸異戊酯的氣味活性值最大，具有為酒樣貢獻熱帶水果和花香等香氣特征的潛力；己酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸乙酯、9-癸烯酸乙酯、癸酸乙酯氣味活性值均大于1，是果香特征的重要貢獻成分。己酸和辛酸是濃度較高的脂肪酸，且OAV＞1，理論上可以通過嗅覺感知。此外，苯乙醇的OAV＞1，是供試酒樣花香特征的重要貢獻成分，2-乙酸苯乙酯為潛在的氣味貢獻成分。

2.3 ‘戶太八號’桃紅葡萄酒感官特征分析

對供試酒樣香氣特征進行了感官量化分析，結果見圖2。根據量化強度值（MF）計算方法和五點標度法的標準，香氣特征有無的前提是MF＞0.20，但是香氣特征明顯的要求是MF＞0.50，即至少50%的品評員認為香氣強度中等。熱帶水果（香蕉、菠蘿等）香、小漿果（黑莓、藍莓等）香、溫帶酸果類（蘋果、梨等）香氣、溫帶甜果類（櫻桃、水蜜桃等）香氣、花香（玫瑰、紫羅蘭等）的MF均在0.60以上，是‘戶太八號’桃紅葡萄酒主要呈現的香氣特征，其次是柑橘類香氣。兩個年份的酒樣中干果類、香料類、發酵類和生青類香氣的量化強度值MF均處于0.30～0.40之間，香氣特征有所表現，但不明顯。

圖2 供試酒樣感官特征的量化強度值MFFigure 2 Quantitative values MF (%) of aroma traits in wine samples

3 討論

紅葡萄酒顏色的主要貢獻物質是花色苷，但花色苷的組成、含量及其聚合度與葡萄品種、成熟狀況，以及葡萄酒的釀造工藝等密切相關[16-17]。本研究進行了花色苷組成比例的分析，并通過CIELab顏色空間直觀模擬了‘戶太八號’桃紅葡萄酒的色澤，可描述為明亮、淡紅和淺黃特征。

品種香氣成分是葡萄酒典型香氣特征的重要組成部分，它通常包括萜烯類化合物、C6化合物、C13-去甲類異戊二烯化合物等。萜烯類化合物主要來源于葡萄果皮的次級代謝，為葡萄酒帶來清香、檸檬、玫瑰、花香等特征[8,10]。C6化合物以C6-醇為主，主要貢獻生青味、草藥味等香氣特征[9]。常見的C13-去甲類異戊二烯化合物主要有α-紫羅蘭酮、β-紫羅蘭酮和β-大馬酮，它們來源于葡萄果皮中類胡蘿卜素的分解，為葡萄酒帶來花香、蜂蜜、蘋果、干杏的香氣特征[9]。本研究中，‘戶太八號’桃紅葡萄酒中β-大馬酮、3-甲硫基-1-丙醇、里哪醇、香茅醇、法尼醇、Z-3-己烯-1-醇、水楊酸甲酯等是主要的品種香氣化合物。發酵香氣形成于葡萄酒酒精發酵過程，常見的發酵香氣包括：高級醇、乙酸酯、脂肪酸、苯乙基類化合物等。有研究表明，當高級醇濃度低于300 mg·L-1時，能夠表現出醇香，而濃度超過300 mg·L-1時則會表現出明顯的刺激味[18-19]。本研究中，異丁醇和異戊醇是含量較高的兩種高級醇，與1-辛醇、1-辛烯-3-醇、1-壬醇、1-癸醇成為主要的高級醇類呈香化合物。酯類化合物是葡萄酒重要的香氣化合物，是葡萄酒果香的有力貢獻者[8,13]。本研究中，乙酸乙酯、乙酸異戊酯、辛酸乙酯、己酸乙酯、丁酸乙酯、9-癸烯酸乙酯、癸酸乙酯是主要的酯類呈香化合物。脂肪酸濃度在閾值附近時有奶酪味，超過20 mg·L-1時常會給葡萄酒帶來脂肪酸敗味[13,15]。本研究中，脂肪酸含量適中，己酸和辛酸含量超過其閾值。苯乙基類化合物可以帶給酒樣愉悅的花香、玫瑰、花粉等香氣特征[9-10]，本研究中，苯乙醇和2-乙酸苯乙酯具有氣味活性。

由于葡萄酒最終呈現的香氣特征，并非各種香氣化合物的簡單加成，而是嗅覺神經系統對氣味分子的捕捉、檢測及識別，并通過協同、加成、掩蓋等感知相互作用被人體感知[20-22]。所以，本研究對‘戶太八號’桃紅葡萄酒的香氣特征進行了感官量化分析。根據香氣強度值（MF）的計算方法，篩選MF值大于0.50的香氣特征，得出熱帶水果、小漿果、溫帶酸甜果和花香是‘戶太八號’桃紅葡萄酒主要的香氣特征。感官分析結果與香氣成分的氣味活性分析結果對應。

4 結論

本研究采集陜西楊凌地區兩個年份的‘戶太八號’葡萄釀造桃紅葡萄酒，分析了酒樣色澤特征、香氣物質和香氣特征。研究得出：

（1）‘戶太八號’桃紅葡萄酒顏色主要貢獻化合物是聚合花色苷和輔花色苷，呈現淡紅色微偏黃的色澤。（2）品種香氣物質中，OAV＞1的氣味活性化合物是β-大馬酮和3-甲硫基-1-丙醇，OAV在0.1～1的潛在氣味化合物有5種，里哪醇、香茅醇、法尼醇、Z-3-己烯-1-醇、水楊酸甲酯。（3）發酵香氣物質中，OAV＞1.0的氣味活性化合物有13種，乙酸乙酯、乙酸異戊酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、9-癸烯酸乙酯、異丁醇、異戊醇、1-辛烯-3-醇、1-辛醇、己酸、辛酸、苯乙醇。（4）感官量化分析得出，‘戶太八號’桃紅葡萄酒的主要香氣特征為熱帶水果、小漿果、溫帶酸甜果和花香。