贺兰山东麓产区不同单品种葡萄酒风味物质特征分析

葛谦1,曹彩霞2,吴燕1,李彩虹1,张静1,王晓菁1,杨斌琨1,闫玥1*

1(宁夏农产品质量标准与检测技术研究所,宁夏 银川,750002) 2(宁夏回族自治区人民医院,宁夏 银川,750002)

摘 要 通过分析中国优质产区贺兰山东麓单品种葡萄酒中风味物质特征,建立了葡萄酒香气成分与香气特征之间的数学联系。以优质产区贺兰山东麓8款2015年份不同单品种葡萄酒为研究对象,采用液相色谱技术分析不同单品种葡萄酒中12种有机酸、18种单体酚含量,采用固相微萃取偶联气相色谱串联质谱技术,结合阈值与感官分析,分析挥发性香气物质分布规律,并对香气感官进行数据量化。结果显示,贺兰山东麓产区葡萄酒主要有机酸为乳酸、苹果酸、琥珀酸、奎宁酸和酒石酸,主要酚类物质为儿茶素、咖啡酸、槲皮素、对香豆酸、香草酸、表儿茶素,其中红葡萄酒单体酚总含量远大于白葡萄酒。8款葡萄酒共鉴定出96种香气物质,其中β-大马士酮、癸酸乙酯、辛酸乙酯、己酸乙酯、丁酸乙酯和乙酸己酯是8款葡萄酒主要的香气活性物质。通过主成分分析,将8款葡萄酒分为3类。感官评价结果发现‘贵人香’、‘黑比诺’、‘佳美’表现出较好的甜果味和花香味,通过偏最小二乘法分析,进一步确认了萜烯类、其他酯类和乙基酯类对甜果味和花香味具有一定贡献。贺兰山东麓产区单品种葡萄酒具有不同风格的风味特征,研究结果为中国单品种葡萄酒风味品质的提升提供了基础数据。

关键词 葡萄酒;香气;多酚;顶空-固相微萃取-气相质谱法;偏最小二乘法

葡萄酒香气是表现葡萄酒风格、决定葡萄酒品质非常重要的评价指标,受葡萄原料、酵母菌株以及贮藏过程的影响[1-2]。葡萄酒香气复杂性、平衡、柔和等特性决定了葡萄酒的品质和被消费者接受的程度[3-4]。葡萄酒香气主要分为品种香、发酵香和陈酿香,从香气来源来讲,品种香是葡萄酒香气的主要来源[5]。据报道葡萄酒中的挥发性香气化合物约有1 300多种,按官能团可分为萜烯、降异戊二烯、高级醇、酯、脂肪酸及其衍生物、苯衍生物、羰基类化合物、甲氧基吡嗪和挥发性硫醇类化合物[6-8]。研究表明,C6化合物是葡萄酒中主要挥发物,但葡萄浆果及表皮上的香气主要取决于酯和萜烯的含量[9];红酒中(S)-2-甲基丁基乙酸酯水平通常比相同年份的白葡萄酒更高,并且乙酸酯水平在老化期间逐渐增加[10];乙酸3-巯基己酯和3-巯基己醇在长相思葡萄酒中具有重要作用,其浓度的不同形成了不同风格的葡萄酒[11]

然而,目前葡萄酒的研究多集中在酿造工艺方面,有关葡萄原料对葡萄酒香气贡献的文献不多,仅有少数人对我国少部分产区不同品种葡萄酒的香气特征进行分析,但葡萄酒香气构成复杂,有关该领域的研究还需进一步挖掘和研究。因此,本研究以宁夏贺兰山东麓产区不同单品种葡萄酒为研究对象,在相同酿造工艺下,识别不同品种葡萄酒特征香气,探明品种间香气差异性,以期为我国葡萄酒地域特征风格的形成与香气品质提升奠定理论基础与数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

本试验所用单品种葡萄酒均来自宁夏贺兰山东麓产区永宁产地同一酒庄,其中5个单品种红葡萄酒:‘美乐’、‘蛇龙珠’、‘黑比诺’、‘佳美’、‘西拉’;3个单品种白葡萄酒:‘贵人香’、‘白诗南’、‘霞多丽’。葡萄年份为2012~2015年。

试剂:阿魏酸、咖啡酸、绿原酸、儿茶酸、柠檬酸、丙酸、草酸、异丁酸乙酯、丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、异戊酸乙酯等标准品,纯度均为98%以上,美国Sigma-Aldrich公司。

1.2 仪器与设备

GC2030-TQ8050 NX三重四极杆型气相色谱质谱联用仪、AOC-6000三合一顶空固相微萃取自动进样器、LC-15C高效液相色谱仪、InertCap WAX极性色谱柱(60 m×0.25 mm,0.25 μm),日本Shimadzu公司;Milli-Q超纯水系统,美国Millipore公司;CAR/DVB/PDMS萃取纤维(100 μm carboxen/divinylbenzene/polydimethylsiloxane),美国Supelco公司。

1.3 实验方法

1.3.1 葡萄酒的酿造

酿酒葡萄在正常成熟后采摘(18~22°Brix),采后立即除梗破碎、压榨取汁,加入酿酒用辅料进行葡萄汁澄清处理。加入45 mg/L SO2,在不锈钢罐中常温浸渍48 h,添加商业酿酒酵母(Sacharomyces cerevisia F33)启动发酵。红葡萄酒酒精发酵温度控制在22~26 ℃,酒精发酵结束后葡萄酒转罐分离,不添加SO2,启动苹果酸-乳酸发酵,温度保持在18~22 ℃。白葡萄酒未经苹果酸-乳酸发酵,酒精发酵温度控制在18~22 ℃。所有发酵依据葡萄原料含糖量添加白砂糖。发酵结束后,将葡萄酒装入新的发酵罐中并添加75 mg/L SO2,收集葡萄酒样本1 L,每样本取3个平行,于-18 ℃保存待测。

1.3.2 理化指标的测定

葡萄酒理化指标分析测定依据GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》的方法执行。

1.3.3 有机酸的测定

采用超纯水对样品进行适当稀释,经0.45 μm微孔滤膜过滤,-20 ℃保存待测。色谱柱为Waters ×Terra MS C18(250 mm×4.6 mm,5 μm),流动相为0.01 mol/L (NH4)2HPO4-H3PO4溶液(pH 2.7),洗脱程序为等度洗脱。流速0.7 mL/min,进样量10 μL,柱温25 ℃,检测波长210 nm。定性方法采用目标化合物与标准品保留时间比对的方法,定量方法为峰面积外标定量法[12-13]

1.3.4 单体酚的测定[14]

1.3.4.1 样品前处理

取30 mL葡萄酒样液,加入60 mL乙酸乙酯,萃取3次后,35 ℃减压旋蒸至干,甲醇定容至10 mL,0.45 μm微孔滤膜过滤,-20 ℃保存待测。

1.3.4.2 色谱条件

色谱柱:Waters ×Terra MS C18 色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm)。流动相A:体积分数为2%的乙酸水溶液;流动相B:含0.5%乙酸的乙腈-水溶液;V(流动相A)∶V(流动相B)=50∶50。梯度洗脱程序:0~50 min,A为10%~55%;50~60 min,A为55%~100%;60~65 min,A为100%~10%;65~75 min,A为10%。柱温30 ℃;流速0.8 mL/min;进样量20 μL。检测波长:黄烷-3-醇类以及二氢查耳酮类280 nm,羟基肉桂酸类320 nm,黄酮醇类360 nm。定性方法采用目标化合物与标准品保留时间比对的方法,定量方法为峰面积外标定量法。

1.3.5 香气成分的测定[15-16]

1.3.5.1 香气物质萃取

葡萄酒中香气物质的萃取采用顶空-固相微萃取法(head space-solid phase microextraction,HS-SPME)。称取2 g NaCl于20 mL样品瓶中,准确量取8 mL葡萄酒样品加入顶空瓶中,同时加入10 μL 394.08 μg/L的内标物4-甲基-1-戊醇,加盖密封。插入CAR/DVB/PDMS萃取纤维,45 ℃下吸附30 min,将萃取纤维在GC进样口于250 ℃下解吸3 min,进行GC-MS分析。

1.3.5.2 香气成分的测定

色谱条件:InertCap WAX极性色谱柱 (60 m×0.25 mm,0.25 μm);升温程序:40 ℃保持5 min,以3 ℃/min升至120 ℃,再以8 ℃/min升至230 ℃,保持10 min;载气(He)流速0.8 mL/min,不分流。

质谱条件:电子轰击离子源;电子能量70 eV;传输线温度275 ℃;离子源温度230 ℃;激活电压1.5 V;灯丝流量0.25 mA;质量扫描范围m/z 33~450。

1.3.5.3 定性定量方法

定性分析:以正构烷烃(C6~C32)为标准,采用Kovats法测定了所有组分的保留指数[17]。通过与标准物质保留时间、保留指数、自建库以及NIST 14谱库检索进行化合物的定性分析,并结合相关文献报道对化合物定性结果进一步验证。

定量分析:有标准品的化合物采用外标定量法进行化合物定量分析,没有标准品的化合物以4-甲基-1-戊醇为内标物质,进行半定量分析。

1.3.5.4 感官分析

感官评价员由已经过培训上岗的30名学生组成(男女生各15名),当至少有2名感官评价员在同一保留时间嗅到相同气味时,分别记录各挥发性香气成分的保留时间和香气描述及气味强度。香气强度用数值“0~3”表示,“0”表示未闻,“1”表示该化合物香气微弱,“2”表示该化合物香气中等,“3”表示该化合物香气强。某一香气类别或香气特征的最终量化强度值,综合香气特征词汇的使用频率和强度平均值,量化强度值按公式(1)计算:

(1)

式中:F,香气特征词汇的使用频率,%;I,强度平均值,%。

气味活性值(odor active value,OAV)按公式(2)计算:

(2)

式中:浓度,所测样品中香气化合物浓度。

1.3.6 数据分析

所有样品均分别平行测定3次,取平均值。使用SPSS 22.0进行单因素方差分析(analysis of variance,ANOVA)和Duncan’s多范围检验(P<0.05);Unscrambler 9.7 (CAMO ASA,Norway)进行偏最小二乘法分析;R语言3.6.1绘制柱形图、聚类热图、主成分图、节点连接图及韦恩图。

2 结果与分析

2.1 理化指标结果分析

理化指标是评价葡萄酒质量的基本依据,主要包括酒精度、总糖(残糖)、干浸出物、挥发酸等,其形成主要取决于葡萄品种、生长环境、葡萄酒的酿造及陈酿工艺。如表1所示,不同单品种葡萄酒总糖(残糖)在1.2~3.9 g/L,说明不同单品种葡萄酒发酵彻底,葡萄酒类型为干型葡萄酒;酒精度为11.24%~14.32%(体积分数),符合限量标准要求(≥7%);总SO2为52.92~86.04 mg/L,符合限量标准要求(干型≤200 mg/L,其他类型≤250 mg/L),且整体含量水平较低;挥发酸为0.25~0.38 g/L,符合限量标准要求(≤1.2 g/L);干浸出物含量为18.1~28.7 g/L,符合限量标准要求(白葡萄酒≥16 g/L,红葡萄酒≥18 g/L)。总体来说,宁夏贺兰山东麓不同单品种葡萄酒质量指标均符合葡萄酒相关国家标准。

表1 不同单品种葡萄酒信息与理化指标
Table 1 Physiochemical parameters and information of different varieties of wines

品种酒样数乙醇体积分数/%干浸出物/(g·L-1)总糖/(g·L-1)SO2/(mg·L-1)挥发酸/(g·L-1)总酸/(g·L-1)‘美乐’511.91±0.9023.24±0.463.73±0.4180.71±4.040.37±0.024.71±0.22‘贵人香’511.24±0.3918.62±1.121.92±0.0772.73±6.340.34±0.025.32±0.23‘蛇龙珠’512.15±0.9924.81±1.743.31±0.2968.54±4.750.30±0.034.84±0.51‘白诗南’512.14±0.8718.15±0.653.92±0.3766.42±4.040.30±0.025.13±0.28‘霞多丽’512.92±0.5218.23±1.421.24±0.1253.55±6.680.38±0.034.26±0.29‘黑比诺’512.34±0.1225.31±1.773.62±0.3152.92±4.330.32±0.034.18±0.25‘佳美’513.54±1.6927.42±2.373.84±0.1468.25±4.770.32±0.024.64±0.49‘西拉’514.32±0.5028.71±0.764.06±0.2986.04±8.730.25±0.024.82±0.35

2.2 不同单品种葡萄酒有机酸特征分析

有机酸等酸性物质能够促进葡萄酒整体涩味感知,其中酒石酸酸性生硬、具有尖酸特性,乙酸呈醋味,乳酸酸性较弱,琥珀酸具有酸苦味,但这4种酸对葡萄酒的风味和稳定性具有重要影响[12]。如图1-a所示,白葡萄酒中,主要的有机酸为乳酸、苹果酸、琥珀酸和酒石酸,其中苹果酸和乳酸总量分别占‘贵人香’、‘白诗南’、‘霞多丽’有机酸总含量的65.2%、70.8%、65.9%;酒石酸在‘贵人香’中占18.2%,是其他白葡萄酒的3倍;琥珀酸分别占‘贵人香’、‘白诗南’、‘霞多丽’葡萄酒有机酸总含量的12.0%、15.3%、19.2%,也具有较高的含量水平。在红葡萄酒中,主要的有机酸为奎宁酸、苹果酸、乳酸和琥珀酸,其中‘黑比诺’和‘佳美’中奎宁酸、苹果酸和琥珀酸含量均高于其他红葡萄酒,分别占‘黑比诺’和‘佳美’有机酸总含量的76.8%、76.6%,这与于静等[18]报道的北京市售不同品种葡萄酒有机酸特征略有区别,不同产地环境可能对葡萄酒有机酸特征有一定的影响。不同单品种葡萄酒有机酸总含量最高的葡萄酒品种为‘蛇龙珠’、‘白诗南’和‘霞多丽’,表明白葡萄酒有机酸总含量较红葡萄酒较高,这可能与白葡萄酒不经过苹果酸-乳酸发酵工艺有关,与白葡萄酒风格密切相关[19]。将不同单品种葡萄酒12种有机酸进行聚类分析,如图1-b所示,12种有机酸主要被分为3类,琥珀酸、奎宁酸、苹果酸为一类,乳酸单独为一类。其余8种有机酸为一类。其中,乳酸能够很好的将‘美乐’、‘黑比诺’、‘佳美’与‘西拉’、‘蛇龙珠’、‘贵人香’、‘白诗南’、‘霞多丽’区分,苹果酸和琥珀酸能够较好地将除‘蛇龙珠’以外的白葡萄酒和红葡萄酒区分。综上所述,不同品种葡萄酒有机酸特征显著不同,进一步表明了有机酸是评价葡萄酒质量品质的重要指标之一。

a-含量分布柱形图(mg/L);b-聚类热图
图1 不同单品种葡萄酒有机酸含量分布与聚类分析。
Fig.1 Content distribution and clustering analysis of organic acids in various wines

2.3 不同单品种葡萄酒单体酚特征分析

为进一步评价贺兰山东麓不同单品种葡萄酒酚类物质品质现状,本试验测定分析了不同单品种葡萄酒18种单体酚含量及组成,如图2-a所示,白葡萄酒中主要的单体酚为儿茶素、咖啡酸、槲皮素、对香豆酸,其总量分别占‘贵人香’、‘白诗南’、‘霞多丽’葡萄酒单体酚总含量的63.0%、56.0%、52.3%,除此之外,香草酸在‘霞多丽’中含量也相对较高,占单体酚总含量的13.5%。红葡萄酒中,主要的单体酚为儿茶素、香草酸、咖啡酸、表儿茶素,其总量分别占‘美乐’、‘蛇龙珠’、‘黑比诺’、‘佳美’、‘西拉’葡萄酒单体酚总含量的73.3%、81.8%、82.8%、83.1%、81.1%,但香草酸在‘美乐’和‘蛇龙珠’中仅占0.92%和0.90%,而‘西拉’中香草酸含量是‘美乐’和‘蛇龙珠’的24倍左右。不同单品种葡萄酒中,白葡萄酒18种单体酚总含量为1.86~3.24 mg/L,红葡萄酒为6.72~13.4 mg/L,红葡萄酒单体酚总含量远大于白葡萄酒,其中‘霞多丽’和‘西拉’分别在白葡萄酒和红葡萄酒中单体酚总含量占比最高。

将不同单品种葡萄酒中18种单体酚进行聚类分析,如图2-b所示,18种单体酚主要被分为2类:儿茶素和表儿茶素为一类,其余16种单体酚为一类。表儿茶素能够显著将白葡萄酒和红葡萄酒进行区分,槲皮素和咖啡酸也能够较好地将红葡萄酒和白葡萄酒进行区分。异阿魏酸仅在‘白诗南’中含量较高为0.20 mg/L,占总单体酚含量的10.7%。因此,可将异阿魏酸作为区分‘白诗南’与其他葡萄酒的特征单体酚。

a-含量分布柱形图(μg/L);b-聚类热图
图2 不同单品种葡萄酒多酚含量分布与聚类分析
Fig.2 Content distribution and clustering analysis of polyphenols in various wines

2.4 不同单品种葡萄酒香气特征分析

2.4.1 香气浓度与类别比较分析

利用SPME-GC-MS对不同品种葡萄酒进行分析,通过保留时间、保留指数、内标定量及外标定量等方法进行综合分析[20],如图3-a所示,8种葡萄酒共鉴定出96种香气物质,其中醇类物质共27种、酯类40种、酸类8种、酚醛类8种、酮类4种、醚类3种、萜烯类2种、其他类4种。由方差分析可知,96种香气物质中有62种化合物在8个单品种葡萄酒样本间差异显著,其中差异极显著的化合物有29种,差异显著的化合物有33种,主要为乙酸叶醇酯、异丁醇、α-松油醇、异丁酸乙酯、癸酸甲酯、月桂醇等。如图3-b所示,挥发性香气物质总含量最高的是‘西拉’,‘霞多丽’和‘白诗南’次之,‘蛇龙珠’和‘黑比诺’最低。乙基酯类、挥发酸类、醇类、乙酸酯类香气物质是葡萄酒富含的香气物质[4],但在不同品种葡萄酒之间香气类别分布差异较大。‘美乐’、‘蛇龙珠’、‘白诗南’、‘佳美’、‘西拉’中乙基酯类香气物质占比较高,而在‘贵人香’、‘黑比诺’中挥发性酸类物质也占据较高的分布。值得注意的是,‘霞多丽’中乙酸酯类物质含量是所有葡萄酒样本中占比最高的(31.1%),而其他葡萄酒中乙酸酯类物质仅占1.5%~11.6%。

a-香气物质个数;b-香气物质含量;c-韦恩图
图3 不同单品种葡萄酒挥发性香气物质组成
Fig.3 Composition of volatile aroma substances in various wines

从被检测的香气物质数量来看,‘美乐’、‘佳美’是富含香气种类最多的品种,分别是76和72个香气物质,‘霞多丽’较少为54个。其中,醇类、乙基酯类是不同品种葡萄酒较为丰富的香气种类,其次为酸类、乙酸酯类、萜烯类物质(图3-c)。然而,葡萄酒呈香形式较为复杂,香气物质含量高、种类多并不代表该品种酒香气突出,还与其香气阈值等因素有关[21]

2.4.2 OAV

通常认为葡萄酒中OAV>1的挥发性化合物,对葡萄酒特征香味是有贡献的[22]。本研究中,不同品种葡萄酒共44种挥发物香气浓度大于其活性阈值,主要包括酯类、醇类和酚醛类物质。在所有样品中,具有OAV>1的香气化合物最多的是‘西拉’、‘美乐’、‘佳美’,分别为37、32、31个;而‘霞多丽’、‘黑比诺’、‘贵人香’较少,分别为23、23、25个(图4-a)。从OAV>1的香气物质含量来看(图4-b),‘霞多丽’、‘西拉’含量最高,分别为63.44、54.20 mg/L,‘黑比诺’和‘蛇龙珠’含量较小,分别为8.60、11.49 mg/L。具有蜂蜜、杏、焦糖香气特征的β-大马士酮在所有品种葡萄酒中OAV值都具有较高的表现[2],尤其是‘霞多丽’、‘西拉’和‘贵人香’,分别为22.93、39.22、10.76 mg/L。除β-大马士酮之外,‘美乐’、‘霞多丽’、‘佳美’中主要的香气活性物质为癸酸乙酯、己酸乙酯;‘贵人香’为乙酸己酯和癸醛;‘蛇龙珠’为癸酸乙酯和辛酸乙酯;‘白诗南’为丁酸乙酯和癸酸乙酯;‘黑比诺’为己酸乙酯和辛酸乙酯;‘西拉’为己酸乙酯和辛酸乙酯。‘西拉’和‘霞多丽’为一类,其余葡萄酒为一类,说明‘西拉’和‘霞多丽’在一些具有香气活性的挥发性化合物上具有一定相似性,结果如图4-d所示。总之,不同品种葡萄酒中β-大马士酮、癸酸乙酯、辛酸乙酯、己酸乙酯、丁酸乙酯和乙酸己酯,是主要的香气活性物质。其中,β-大马士酮主要来源于品种香,其余香气物质主要来源于发酵香[23-25]

2.4.3 主成分分析

为了研究挥发性物质在鉴别不同单品种葡萄酒香气特征的差异性,采用主成分分析[26],对OAV>1的香气物质的SPME-GC-MS数据进行分析。8款葡萄酒被分类3类,‘霞多丽’、‘贵人香’、‘白诗南’分为一类,位于第二象限,与正己酸、辛酸、乙醛、乙酸异戊酯、乙酸己酯呈正相关;‘蛇龙珠’、‘黑比诺’分为一类,位于第三象限,与异戊醛呈正相关;‘西拉’、‘美乐’、‘佳美’分为一类,位于第四象限,与丁二酸二乙酯、乙戊乳酸酯、2-庚醇、庚醇、苯乙醇、辛醇呈正相关,结果如图5所示。香气物质能够很好地将白葡萄酒和红葡萄酒进行区分,说明不同单品种香气风格各异,红葡萄酒和白葡萄酒在香气风格上差异较大。

a-堆叠柱形图(个数);b-堆叠柱形图(含量);c-节点连接图;d-聚类热图
图4 不同单品种葡萄酒香气活性分析(OAV>1)
Fig.4 Analysis of aroma active substances in various wines (OAV>1)

a-得分图;b-载荷图
图5 不同单品种葡萄酒香气物质主成分分析
Fig.5 Principal component analysis of aroma substances in various wines

2.5 感官分析

2.5.1 香气特征描述

为了进一步评价宁夏贺兰山东麓不同单品种葡萄酒香气特征,对品评结果进行统计后得到不同葡萄酒感官特征量化值[27],结果显示,甜果味、花香味、焦糖味在不同品种白葡萄酒中气味特征差异显著,甜果味、生青味在不同品种红葡萄酒中气味特征差异极显著,酸果味差异显著。白葡萄酒中,‘贵人香’表现出了较好的甜果味和花香味,同时焦糖味也较为突出;‘霞多丽’香气整体较为柔和,‘白诗南’香气特征较弱。在红葡萄酒中,‘美乐’甜果味和生青味较为突出,‘佳美’表现出了较好的花香味,‘西拉’较其他葡萄酒表现出了一些酸果味和指甲油味,具体结果如图6。因此,不同单品种葡萄酒均表现出了不同香气风格。

图6 不同单品种葡萄酒香气轮廓雷达图
Fig.6 Radar map of aroma profile in various wines

2.5.2 偏最小二乘法(partial least squares regression,PLSR)

葡萄酒的香气是由各种香气化合物如品种香和发酵香类香气化合物组合而成的,这些化合物对香气的形成有积极或消极的影响[28]。本研究中甜果味较好的葡萄酒是‘贵人香’、‘黑比诺’、‘佳美’,花香味较好的是‘贵人香’、‘霞多丽’、‘佳美’。因此,对甜果味和花香味得分最高的3款酒进行了PLSR分析,以确认识别出的关键气味活性挥发性化合物和芳香特征之间的复杂相关性(图7)。甜果味和花香味PLSR模型回归系数R2分别大于0.97和0.99,表明挥发性物质与香气特征描述结果具有显著相关性[28]。相关系数>0或<0分别代表挥发性物质与香气特征呈正相关或负相关性。如图7所示,酚醛类、萜烯类和其他酯类和乙基酯类对甜果味和花香味均呈正相关。除此之外,酮类物质与花香味也呈正相关。在甜果味中(图7-a)、乙基酯类(r=0.509 2)、酚醛类(r=0.408 9)、萜烯类(r=0.337 6)和其他酯类(r=0.125 3)与甜果味呈正相关,而其他类如酸类(r=-0.276 4)、其他类等(r=-0.304 7),与甜果味呈负相关性。对于花香味(图7-b),萜烯类(r=0.938 9)、酮类(r=0.390 1)、其他酯类(r=0.331 8)、乙基酯类(r=0.221 0)、酚醛类(r=0.169 1)与花香味呈正相关,而醇类(r=-0.912 6)和乙酸酯类等(r=-0.816 3)与之呈负相关,这与文献[13,27]报道的较为一致。因此,今后在研究葡萄酒甜果味和花香味中,应重点关注萜烯类、酚醛类、乙基酯类、酮类等香气物质。

a-甜果味;b-花香味
图7 不同单品种葡萄酒香气特征偏最小二乘法分析
Fig.7 Partial least square analysis of aroma characteristics in various wines

3 结论

试验探究了宁夏贺兰山东麓产区永宁产地8款未经混合、陈酿的新红、白葡萄酒,阐明了不同品种葡萄酒在理化指标、有机酸、多酚、香气成分及感官品质方面的差异性。结果表明,8款葡萄酒理化指标均符合国标规定,不同单品种葡萄酒风味物质差异较大。白葡萄酒18种单体酚总含量为1.9~3.2 g/L,红葡萄酒为6.7~13.4 g/L,红葡萄酒单体酚总含量远大于白葡萄酒。白葡萄酒中,主要的有机酸为乳酸、苹果酸、琥珀酸和酒石酸,主要的多酚为儿茶素、咖啡酸、槲皮素、对香豆酸;红葡萄酒中主要的有机酸为奎宁酸、苹果酸、乳酸和琥珀酸,主要的多酚为儿茶素、香草酸、咖啡酸、表儿茶素,其中红葡萄酒单体酚总含量远大于白葡萄酒。8种葡萄酒共鉴定出96种香气物质,其中OAV>1的香气物质共44种,主要为乙基酯类、乙酸酯类、醇类、挥发酸类。其中,β-大马士酮、癸酸乙酯、辛酸乙酯、己酸乙酯、丁酸乙酯和乙酸己酯是8款葡萄酒主要的香气活性物质。通过主成分分析,将‘霞多丽’、‘贵人香’、‘白诗南’分为一类,特征香气为正己酸、辛酸、乙醛、乙酸异戊酯、乙酸己酯;‘蛇龙珠’、‘黑比诺’为一类,特征香气为异戊醛;‘西拉’、‘美乐’、‘佳美’为一类,特征香气为丁二酸二乙酯、乙戊乳酸酯、2-庚醇、庚醇、苯乙醇、辛醇。感官评价结果发现‘贵人香’、‘黑比诺’、‘佳美’表现出较好的甜果味和花香味,经PLSR分析,进一步确认了酚醛类、萜烯类、其他酯类和乙基酯类对甜果味和花香味具有一定贡献。

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Flavor characteristics of varieties wines from eastern foot of Helan Mountain

GE Qian1,CAO Caixia2,WU Yan1,LI Caihong1,ZHANG Jing1,WANG Xiaojing1, YANG Binkun1,YAN Yue1*

1(Ningxia Research Institute of Quality Standards and Testing Technology of Agricultural Products,Yinchuan 750002,China) 2(People’s Hospital of Ningxia Hui Autonomous Region,Yinchuan 750002,China)

ABSTRACT The various wines from the eastern foot of Helan Mountain were analyzed to establish the mathematical relationship of aroma components and characteristics. Eight wines and 12 organic acids, 18 polyphenols, aromatic substances were evaluated by olfactory analyzer/solid phase microextraction-gas-mass spectrometry and threshold analysis, so that provide theoretical basis for wine aroma quality improvement and stylization. The results showed that physio-chemical parameters of eight various wines were satisfied with the national standards. The main organic acids were lactic acid, malonic acid, succinic acid, quinic acid and tartaric acid. The main polyphenols were catechin, caffeic acid, quercetin, p-coumaric acid, vanillic acid and epicatechin. The content of monomeric phenol in red wine was much greater than white wine. A total of 96 aroma substances were identified. β-Damastone, ethyl caprate, ethyl caprylate, ethyl caproate, ethyl butyrate and hexyl acetate were the main aroma active substances. The principal component analysis showed that eight wines were divided into three categories. The sensory evaluation results showed that Noble Fragrance, Pinot Noir and Camry had better sweet fruity and floral aromas. The partial least square analysis further confirmed that phenolics, terpenes, other esters and ethyl esters had a certain contribution on sweet and floral note. The results provide basic data for the improvement of the flavor quality of various single wines in China.

Key words wine; aroma; polyphenols; solid phase microextraction-gas phase mass spectrometry; partial least square method

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.026260

引用格式:葛谦,曹彩霞,吴燕,等.贺兰山东麓产区不同单品种葡萄酒风味物质特征分析[J].食品与发酵工业,2021,47(17):256-264.GE Qian,CAO Caixia,WU Yan,et al.Flavor characteristics of varieties wines from eastern foot of Helan Mountain[J].Food and Fermentation Industries,2021,47(17):256-264.

第一作者:博士,助理研究员(闫玥研究实习员为通讯作者,E-mail:422173283@qq.com)

基金项目:宁夏回族自治区自然基金项目(2019AAC03158;2020AAC03282);宁夏农林科学院先导资金项目(NKYJ-20-01);宁夏农林科学院农业高质量发展和生态保护科技创新示范项目(NGSB-2021-5-04)

收稿日期:2020-11-26,改回日期:2021-04-07