盧浩成，魏 巍，賈倩倩，陳 武，王 軍*

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院 葡萄與葡萄酒研究中心，北京 100083；2.農(nóng)業(yè)部葡萄酒加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；3.新疆中信國安葡萄酒業(yè)有限公司，新疆 瑪納斯 832200）

新疆昌吉州瑪納斯縣作為新疆天山北麓葡萄酒釀造特色小產(chǎn)區(qū)的代表之一，擁有豐富的光照和熱量資源，天山雪水作為灌溉水源，葡萄原料純凈無污染[1]。每年的葡萄生長后期氣候冷涼，沒有持續(xù)高溫天氣，有利于釀造高質(zhì)量的干紅、干白葡萄酒的原料生長[2]。該地一直致力于引進(jìn)、示范與推廣優(yōu)質(zhì)釀酒葡萄品種，近幾年先后引進(jìn)了比諾塔吉（Pinotage）、多姿桃（Dolcetto）、司特本（Steuben）和馬貝克（Malbec）四個(gè)紅色釀酒品種。

比諾塔吉是南非特色的釀酒葡萄品種，由黑比諾（Pinot Noir）和神索（Cinsaut）雜交而成[3]，除非洲外，在巴西、加拿大、以色列、新西蘭、美國都有種植。比諾塔吉表現(xiàn)為李子、櫻桃、紅樹莓、黑樹莓和香蕉的香味，且有較高的咖啡酸含量[4-5]。多姿桃是原產(chǎn)于意大利紅色釀酒葡萄品種[6]，另外在美國、澳大利亞和新西蘭等地也有種植。所釀酒口感清爽柔和，果香濃郁，帶有黑櫻桃、甘草和李子的香氣。司特本是由美洲葡萄（Vitis labrusca）和歐亞種葡萄（Vitis vinifera）雜交而成[6]，既可作鮮食葡萄，又可作釀酒葡萄。其漿果體積較大，多用來釀造白葡萄酒及桃紅葡萄酒。馬貝克原產(chǎn)法國，該品種具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，在很多地區(qū)表現(xiàn)良好，尤其適宜阿根廷光照資源豐富，晝夜溫差大的風(fēng)土環(huán)境[7-8]，與我國新疆的氣候類似。該品種酚類輪廓豐富，具有紫羅蘭、黑樹莓、李子、櫻桃、香草和松露的香氣。

本研究通過對4個(gè)品種的果實(shí)進(jìn)行小規(guī)模釀造實(shí)驗(yàn)，在分析原酒酚類物質(zhì)和香氣物質(zhì)的基礎(chǔ)上，探究其酒質(zhì)特征，以期為天山北麓產(chǎn)區(qū)的商業(yè)化生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

比諾塔吉、多姿桃、司特本和馬貝克葡萄。葡萄園位于新疆昌吉州瑪納斯縣中信國安葡萄酒業(yè)有限公司自建基地（北緯44°14′，東經(jīng)86°15′）。植株行向?yàn)楸逼珫|52°，株距1 m，行距2.8 m，自根苗。葉幕形為改良后的VSP[9]，短枝修剪，留梢量12～15支/株，留果量1～2果穗/新梢，結(jié)果帶距地面大約60 cm。

氫氧化鈉、酚酞、無水硫酸銅、磷酸、次甲基藍(lán)、甲醇、乙醇、醋酸、檸檬酸、檸檬酸鈉、乙酸鈉、間苯三酚、丙酮、抗壞血酸、鹽酸、亞硫酸（均為分析純）：天津化工廠；甲醇、甲酸、乙腈、二甲花翠素-3-O-葡萄糖、兒茶素、表兒茶素、表沒食子酸兒茶素、表兒茶素沒食子酯和各香氣標(biāo)準(zhǔn)品（均為色譜級）：美國Sigma-Aldrich公司；果膠酶（酶活3萬U/g）：澳大利亞Optivin公司；Lalvin D254酵母菌、Lalvin 31乳酸菌：法國Lallemand公司。

1.2 儀器與設(shè)備

FA2004電子分析天平：上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；PAL-1手持糖度計(jì)：日本Atago公司；PB-10 pH計(jì)：德國Sartorius公司；TDL-5-A低溫離心機(jī)：上海飛鴿儀器有限公司；SG3200HBT超聲波清洗機(jī)：上海冠特超聲儀器有限公司；T6紫外分光光度計(jì)：上海普析通用儀器公司；Agilent 1200系列高效液相色譜-三重四級桿質(zhì)譜聯(lián)用儀、Poroshell 120 EC-C18色譜柱（150 mm×3.0 mm，2.7 μm），Agilent 6890 GC氣相色譜、Agilent 5975 MS質(zhì)譜、HP-INNOWAX（60 m×0.25 mm×0.25 μm）毛細(xì)管柱：美國Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 小規(guī)模發(fā)酵

實(shí)驗(yàn)于2018年采收季進(jìn)行，其中比諾塔吉、多姿桃、司特本于9月1日采收，馬貝克于9月5日采收。每個(gè)品種取20 kg果穗（每個(gè)生物學(xué)重復(fù)10 kg），人工破碎除梗后入10 L的小發(fā)酵罐，同時(shí)每罐加入10 mL 4%H2SO3和0.2 g果膠酶。發(fā)酵罐置于配備控溫裝置的釀造車間進(jìn)行發(fā)酵，控制酒精發(fā)酵溫度在22 ℃左右，入罐24 h后添加2 g活化好的Lalvin D254酵母，干凈紗布蓋住發(fā)酵罐罐口，每天早晚各壓帽一次，并測定其相對密度和溫度。酒精發(fā)酵結(jié)束（相對密度降至1.000以下且不再變化）后進(jìn)行皮渣分離，自流汁和壓榨汁移至6 L密閉玻璃容器，添加乳酸菌進(jìn)行蘋果酸-乳酸發(fā)酵（蘋乳發(fā)酵），水封隔絕空氣，控制蘋乳發(fā)酵溫度在20 ℃左右。蘋乳發(fā)酵結(jié)束后加入6 mL 6%H2SO3并裝瓶，置于酒窖中瓶儲1個(gè)月后進(jìn)行檢測。

1.3.2 入罐及發(fā)酵過程中基本理化指標(biāo)的檢測

破碎入罐后果汁的可溶性固形物含量用手持糖度計(jì)測定，果汁pH值使用pH計(jì)測定。

酒精度、殘?zhí)?、總酸、pH值：參照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[10]進(jìn)行測定。

色度采用分光光度計(jì)法測定。取適量樣品分別在波長420、520、620 nm處用1 mm比色杯測定其吸光度值，色度值用3種波長條件下的吸光度值之和表示[11]。

1.3.3 酚類物質(zhì)的檢測

酒樣花色苷的檢測采用美國安捷倫1200系列高效液相色譜儀，配備6410三重串聯(lián)四級桿質(zhì)譜儀（QqQ）。所用色譜柱為Poroshell 120 EC-C18色譜柱。樣品測定前經(jīng)0.22 μm水系濾膜過濾，進(jìn)樣量5 μL。洗脫采用的流動相為：0.1%的甲酸水溶液為A相，含0.1%甲酸的50/50的甲醇乙腈溶液為B相。洗脫程序?yàn)?0%～100%的B相持續(xù)15 min，后運(yùn)行程序5 min。流動相流速為0.4 mL/min。柱溫箱溫度控制在55 ℃。質(zhì)譜采用ESI離子源，正離子模式，噴霧電壓為4 kV，離子源溫度為150 ℃，干燥氣溫度為350 ℃，流量為12 L/h，霧化器壓力為35 psi。檢測器為多反應(yīng)監(jiān)測模式（multiplereaction monitor，MRM）。

酒樣非花色苷酚類物質(zhì)檢測方法同上，梯度洗脫程序?yàn)?～28 min，10%～46%B；28～29 min，46%～10%B。洗脫結(jié)束后，維持10%B相沖洗5 min，平衡色譜柱。流速0.4 mL/min；進(jìn)樣量1 μL。

花色苷及非花色苷酚的定性依據(jù)為農(nóng)業(yè)部葡萄酒加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室所建立的葡萄與葡萄酒酚類物質(zhì)（高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用）指紋譜庫[12]。定量采用外標(biāo)法定量，各物質(zhì)及其衍生物含量均已含有相同基元的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)含量計(jì)算。

1.3.4 香氣物質(zhì)的檢測

利用農(nóng)業(yè)部葡萄酒加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已優(yōu)化的頂空固相微萃取-氣相質(zhì)譜（HS-SPME-GC/MS）聯(lián)用方法分析葡萄酒中的香氣物質(zhì)[13]。載氣為高純氦氣（N2），流速為1 mL/min。升溫程序如下：50℃保持1min，然后以3℃/min升溫至220℃，最后保持5 min。其余條件如下：進(jìn)樣口溫度為250 ℃，采取10∶1分流模式，電離方式為電子電離（electron ionization，EI）源，電子能量為70 ev，離子源溫度為230 ℃，質(zhì)譜接口溫度為280 ℃，質(zhì)量掃描范圍為30～350 u。

揮發(fā)性香氣物質(zhì)的定性根據(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所（national institute of standards and technology，NIST）標(biāo)準(zhǔn)譜庫中的保留指數(shù)和質(zhì)譜信息進(jìn)行分析。香氣物質(zhì)的定量根據(jù)對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線來分析。

1.3.5 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 22.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用Origin 8.5、Excel和R語言進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 入罐及發(fā)酵過程基本理化指標(biāo)

比諾塔吉、多姿桃、司特本、馬貝克基本理化指標(biāo)如表1所示。

表1 入罐葡萄汁及發(fā)酵過程中葡萄酒的基本理化指標(biāo)Table 1 Basic physicochemical indicators of grape juice before entering the tank and the wine in the fermentation process

由表1可知，四者采收入罐均到達(dá)理想的成熟度，其中比諾塔吉的可溶性固性物含量最高（25.2°Bx），馬貝克次之（23.0°Bx），多姿桃（21.9°Bx）和司特本（21.8°Bx）的可溶性固形物含量最低。入罐時(shí)比諾塔吉可滴定酸最高（7.4 g/L），而經(jīng)過酒精發(fā)酵和蘋乳發(fā)酵后總酸降低；相反，多姿桃和司特本經(jīng)過酒精發(fā)酵和蘋乳發(fā)酵結(jié)束后的總酸升高；而馬貝克酒精發(fā)酵結(jié)束總酸升高，蘋乳發(fā)酵結(jié)束后總酸降低。4個(gè)品種pH的變化趨勢與總酸趨于一致。

蘋乳發(fā)酵結(jié)束后，原酒酒精度高低順序?yàn)楸戎Z塔吉（12.8%vol）、多姿桃（11.8%vol）、馬貝克（11.3%vol）、司特本（10.4%vol）。馬貝克酒精發(fā)酵結(jié)束和蘋乳發(fā)酵結(jié)束后的色度值（15.83）均明顯大于其他3個(gè)品種。酒精發(fā)酵結(jié)束時(shí)的酒與蘋乳發(fā)酵結(jié)束的酒相比，四者的色度值均降低，且馬貝克降低的幅度最大。

2.2 酒精發(fā)酵過程中的溫度比重變化

對4個(gè)品種入罐后酒精發(fā)酵過程中的溫度和相對密度進(jìn)行監(jiān)測（圖1），其中馬貝克酒精發(fā)酵進(jìn)程最快，接種酵母后9 d完成酒精發(fā)酵，其余3個(gè)品種11 d完成酒精發(fā)酵。由于采收日期的差異，馬貝克入罐第1天的溫度明顯低于其他3個(gè)品種，發(fā)酵過程中溫度變化呈現(xiàn)先升后降的趨勢，在第5天左右到達(dá)發(fā)酵旺盛期。而比諾塔吉、多姿桃和司特本同一時(shí)間入罐，發(fā)酵初期的溫度差異不大，發(fā)酵第7天到達(dá)旺盛期，此時(shí)期司特本的溫度高于比諾塔吉和多姿桃。

圖1 酒精發(fā)酵過程中溫度和比重的變化Fig.1 Changes of temperature and specific gravity during alcohol fermentation

2.3 花色苷

2.3.1 花色苷種類、濃度

四個(gè)品種均檢測到15種不同種類的單體花色苷（表2），包括5種非酰基化單葡萄糖苷花色苷（Cyglu、Dpglu、MvGlu、PeGlu、Ptglu）、5種乙?；?ac）單糖花色苷，5種香豆酰化（-co）單糖花色苷。從花色苷濃度來看，比諾塔吉＞馬貝克＞多姿桃＞司特本，且司特本遠(yuǎn)低于其他3個(gè)品種，這個(gè)結(jié)果也印證了司特本適于釀造桃紅和干白葡萄酒的特點(diǎn)[6]。比諾塔吉、多姿桃及馬貝克的花色苷質(zhì)量濃度為500～700 mg/L。從色度看（表1），馬貝克的色度顯著高于比諾塔吉和多姿桃。比諾塔吉的花色苷濃度雖然最高，但蘋乳發(fā)酵結(jié)束后的pH同樣最高，高pH影響了其酒的顏色；多姿桃的pH雖與馬貝克相近，但是馬貝克的花色苷濃度要高于多姿桃，這就解釋了馬貝克的色度要高于多姿桃。

4個(gè)品種中比諾塔吉二甲花翠素類花色苷濃度最高（634.59 mg/L），馬貝克（535.47 mg/L）和多姿桃（470.54 mg/L）次之，而司特本的二甲花翠素類花色苷濃度（0.92 mg/L）遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他3個(gè)品種。司特本的花青素類花色苷和花翠素類花色苷濃度明顯高于其他3個(gè)品種。

表2 四個(gè)品種所釀葡萄酒中花色苷的組成和濃度Table 2 Anthocyanin composition and concentration in wines brewed by four grape varieties mg/L

2.3.2 不同?；土u基取代類型花色苷濃度

由表3可知，四個(gè)品種中未?；幕ㄉ諠舛茸罡撸咎乇鞠愣辊；ㄉ盏臐舛雀哂谝阴；ㄉ胀猓溆嗳齻€(gè)品種均為乙?；ㄉ諠舛雀哂谙愣辊；ㄉ?。按照花色苷B環(huán)羥基取代，可以將花色苷分為兩類：F3'H羥基取代花色苷（包括花青素類花色苷和甲基花青素類花色苷）；F3'5'H羥基取代花色苷（包括花翠素類花色苷、甲基花翠素類花色苷和二甲花翠素類花色苷）。四個(gè)品種的F3'5'H羥基取代花色苷濃度均遠(yuǎn)大于F3'H羥基取代花色苷濃度。

表3 四個(gè)品種所釀葡萄酒中各類型的花色苷濃度Table 3 Concentration of each type of anthocyanin in wines brewed by four grape varieties mg/L

2.4 非花色苷酚

2.4.1 非花色苷酚濃度

非花色苷酚包括黃酮醇、黃烷醇和酚酸三類。由圖2可知，馬貝克的酚酸類（64.65 mg/L）和黃酮醇類（82.50 mg/L）質(zhì)量濃度均高于其他三個(gè)品種；比諾塔吉的黃烷醇質(zhì)量濃度（189.54 mg/L）最高，而黃酮醇的質(zhì)量濃度（19.97 mg/L）最低；司特本的黃烷醇質(zhì)量濃度（87.04mg/L）和酚酸質(zhì)量濃度（20.17mg/L）均處于較低水平。

圖2 四個(gè)品種所釀葡萄酒非花色苷酚類物質(zhì)濃度Fig.2 Concentration of non-anthocyanin phenols in wines brewed by four grape varieties

2.4.2 非花色苷酚聚類分析

對四個(gè)品種的非花色苷酚類物質(zhì)濃度均一化處理后進(jìn)行聚類熱圖分析（圖3），在比諾塔吉中，濃度較高的物質(zhì)有表兒茶素、原花青素B2、原花青素B1、兒茶素等幾種黃烷醇類物質(zhì)以及沒食子酸一種酚酸類物質(zhì)；多姿桃中濃度較高的有山奈酚半乳糖苷和山奈酚葡萄糖苷兩種黃酮醇類物質(zhì)，司特本中濃度較高的為楊梅酮半乳糖苷、槲皮素葡萄糖苷兩種黃酮醇物質(zhì)，以及4-羥基肉桂酸、原兒茶酸兩種酚酸類物質(zhì)。馬貝克中濃度較高的有槲皮素鼠李糖苷、槲皮素葡萄糖醛酸、槲皮素半乳糖苷、楊梅酮、楊梅酮葡萄糖苷五種黃酮醇類物質(zhì)，香草酸、阿魏酸、咖啡酸、2-羥基肉桂酸和3-羥基肉桂酸5種酚酸類物質(zhì)，以及楊梅酮一種黃烷醇類物質(zhì)。

圖3 四個(gè)葡萄品種所釀葡萄酒中非花色苷酚類物質(zhì)濃度熱圖Fig.3 Heatmap of concentration of non-anthocyanin phenols in wines brewed by four grape varieties

2.5 葡萄酒的香氣輪廓

將四個(gè)品種檢測出的香氣物質(zhì)按照結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，并將每種物質(zhì)的濃度除以該物質(zhì)的感官閾值，得到相應(yīng)的香氣值（odor acivity value，OAV）（表4），其中醛酮類物質(zhì)的香氣值遠(yuǎn)小于0.1，對感官的貢獻(xiàn)可以忽略不計(jì)，故未列入香氣值表。從每個(gè)品種的各類物質(zhì)濃度來看，比諾塔吉中乙酸酯濃度最高，多姿桃和司特本中高級醇濃度最高，馬貝克中脂肪酸乙酯濃度最高。香氣值方面，四個(gè)品種的降異戊二烯類對香氣的貢獻(xiàn)最大，其次是乙酸酯和脂肪酸乙酯等酯類。C6醇、大部分高級醇及脂肪酸對香氣貢獻(xiàn)負(fù)面影響，四個(gè)品種中司特本C6醇的香氣值最低，而馬貝克最高。多姿桃的高級醇香氣值最高，馬貝克最低。馬貝克中脂肪酸香氣值最高，比諾塔吉的香氣值最低。酯類物質(zhì)及降異戊二烯等對香氣貢獻(xiàn)正面影響，四個(gè)品種中比諾塔吉的酯類物質(zhì)香氣值最高，馬貝克次之，司特本的香氣值最低。降異戊二烯方面，多姿桃的香氣值最高，馬貝克其次，比諾塔吉中香氣值最低。

表4 四個(gè)品種所釀葡萄酒中各類型的香氣物質(zhì)濃度和香氣值Table 4 Aroma substance content and aroma value in wines brewed by four grape varieties

將四個(gè)品種的各香氣值（OAV）按照感官指標(biāo)進(jìn)行分類，并進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理（圖4a）和均值標(biāo)準(zhǔn)化處理（圖4b），繪制香氣雷達(dá)圖。其中四個(gè)品種的均以花香、果香及焦糖香為主要香氣特征。其中多姿桃的花香、果香、焦糖香和烘烤香表現(xiàn)最突出，但化學(xué)味同樣最重。司特本和馬貝克的香氣輪廓相近，馬貝克的花香、果香及焦糖香要優(yōu)于司特本，在四個(gè)品種中僅次于多姿桃，司特本的烘烤香要優(yōu)于馬貝克；其植物味要明顯淡于其余三個(gè)品種，而馬貝克由于其高含量的C6醇，植物味表現(xiàn)最重。比諾塔吉的呈現(xiàn)花香及焦糖味的物質(zhì)的含量要明顯低于其余三個(gè)品種?？傮w來說，多姿桃的香氣輪廓表現(xiàn)最好，馬貝克及司特本次之，比諾塔吉的香氣輪廓表現(xiàn)最差。

圖4 四個(gè)品種所釀葡萄酒的香氣輪廓雷達(dá)圖Fig.4 Aroma profile radar chart of in wines brewed by four grape varieties

3 討論

風(fēng)土的概念是葡萄釀造學(xué)和栽培學(xué)中討論最多的問題之一，氣候、土壤、品種、栽培措施等諸多因素的交互作用決定了風(fēng)土的獨(dú)一無二[14-16]。比諾塔吉作為南非的著名釀酒品種，因其所釀酒中的咖啡酸含量高，易和二甲花翠素葡萄糖苷形成“pinotin A”[17]。而在本實(shí)驗(yàn)中，比諾塔吉酒中的咖啡酸含量很低，并不符合其在南非及德國等地的特點(diǎn)，可能是因?yàn)椴煌娘L(fēng)土條件造成了此品種的不同釀酒特性表現(xiàn)。對于馬貝克而言，其作為阿根廷代表性的釀酒品種，適應(yīng)阿根廷光照資源豐富、晝夜溫差大的氣候條件，這種氣候條件與新疆天山北麓產(chǎn)區(qū)的氣候條件類似。在阿根廷，馬貝克有豐富的酚類物質(zhì)輪廓[18]，本實(shí)驗(yàn)中，馬貝克中非花色苷酚類物質(zhì)種類最多，其酚酸及黃酮醇含量最高，酚類物質(zhì)輪廓表現(xiàn)較好。這也說明了在類似風(fēng)土氣候下，品種表現(xiàn)的相似性。

花香及果香是呈現(xiàn)葡萄酒優(yōu)良香氣的重要指標(biāo)[19-21]。多姿桃的香氣輪廓最豐富，花香果香最突出，馬貝克和司特本次之，比諾塔吉的花香果香最匱乏。干紅葡萄酒中花色苷含量的一般水平在185～895 mg/L范圍內(nèi)[22-23]，本實(shí)驗(yàn)中除司特本（87.04 mg/L）外，其余三個(gè)品種都在這個(gè)范圍之內(nèi)，且司特本的酚類物質(zhì)輪廓并不豐富，黃酮醇、黃烷醇及酚酸類物質(zhì)均處于較低水平，所以司特本不適于干紅葡萄酒的釀造，可用于釀造桃紅或干白葡萄酒。比諾塔吉葡萄酒中的黃烷醇含量可達(dá)189.54 mg/L，遠(yuǎn)高于其余三個(gè)品種，而其黃酮醇含量最低，僅為19.97 mg/L，且香氣表現(xiàn)要比其余三個(gè)品種差，是否適于干紅葡萄酒的釀造還有待探討。馬貝克葡萄酒中酚類物質(zhì)輪廓豐富；多姿桃葡萄酒中酚類物質(zhì)較為均衡，沒有明顯的缺陷，其香氣表現(xiàn)最好。二者均可用于干紅葡萄酒的釀造。

4 結(jié)論

本研究以中信國安葡萄酒業(yè)有限公司瑪納斯基地的比諾塔吉、多姿桃、司特本和馬貝克四個(gè)品種為材料，進(jìn)行小規(guī)模發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，測定瓶儲1個(gè)月后葡萄酒的酚類物質(zhì)濃度和香氣物質(zhì)輪廓，結(jié)果表明，司特本葡萄酒花色苷濃度低，不適于干紅葡萄酒的釀造。比諾塔吉葡萄酒黃烷醇含量最高，黃酮醇含量最低，香氣表現(xiàn)較差，其是否適于干紅葡萄酒的釀造還有待探究。馬貝克葡萄酒酚類物質(zhì)最豐富，酚酸及黃酮醇含量最高；多姿桃葡萄酒酚類物質(zhì)較均衡，香氣輪廓最豐富，二者皆適于干紅葡萄酒的釀造，可以在天山北麓產(chǎn)區(qū)進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。