陳 璐，石 俊，張曉蒙，王妍凌，張晶晶，楊 帆，盧灝澤，于佳俊，薛 潔

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學 食品科學與藥學學院，新疆 烏魯木齊 830052；2.中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院，北京 100015；3.酒類品質與安全國際聯(lián)合研究中心，北京 100015；4.西藏農(nóng)牧學院 食品科學學院，西藏 林芝 860000）

葡萄酒的質量主要取決于葡萄的品種、產(chǎn)地和釀造工藝等因素[1-2]，而葡萄品種對葡萄酒質量的影響尤為重要，國際知名葡萄酒研究機構Wine Intelligence的研究顯示，70%的消費者在選購葡萄酒時會首先考慮葡萄品種，從而使葡萄品種成為購酒的決定性因素[3-5]。近幾年葡萄酒國際貿(mào)易和法規(guī)要求以品種標注的葡萄酒必須保證品種準確，因此準確鑒定葡萄品種比以往顯得更加重要[6-7]。

葡萄酒香氣是影響葡萄酒品質的重要因素之一，葡萄酒的香氣取決于許多因素，如氣候、地區(qū)、葡萄栽培、葡萄品種、酵母和釀酒技術[8]。葡萄酒中已鑒定的揮發(fā)性香氣成分有1 000多種，主要是由醇、醛、酮酸、酯幾個類型為代表，所有的芳香化合物可以在每個類型葡萄酒特征風味中發(fā)揮作用[9-10]。在20世紀中期，研究者們對不同品種、不同類型葡萄酒有特殊感官貢獻的化學物質進行重點研究[11]。謝建軍等[12]通過對10個主要葡萄酒生產(chǎn)國所產(chǎn)的85份紅葡萄酒進行氣相色譜-質譜聯(lián)用技術（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）分析，提取紅葡萄酒12個典型的共有峰，構建了紅葡萄酒GC標準指紋圖譜，能夠對市場上常見的3種所謂“三精一水”勾兌的假葡萄酒成功鑒別。

寧夏賀蘭山東麓葡萄酒產(chǎn)區(qū)是我國最適宜葡萄種植的產(chǎn)區(qū)之一，具有發(fā)展葡萄產(chǎn)業(yè)得天獨厚的資源稟賦和區(qū)位優(yōu)勢，但目前產(chǎn)區(qū)葡萄酒質量風格尚不清晰，尤其是不同品種葡萄酒的特征香氣物質還不清楚，這些均影響了產(chǎn)區(qū)葡萄酒產(chǎn)業(yè)的快速增長。本研究通過分析賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)不同品種葡萄酒的香氣組成，以及我國不同產(chǎn)區(qū)、賀蘭山東麓不同小產(chǎn)區(qū)對葡萄酒品種香氣的影響，旨在為寧夏產(chǎn)區(qū)葡萄酒品種鑒定以及生產(chǎn)具有不同地域特色的葡萄酒提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

收集2020年寧夏賀蘭山東麓西夏產(chǎn)區(qū)赤霞珠、馬瑟蘭、北玫和霞多麗葡萄酒樣品，每個品種共計12瓶，以及來自山東煙臺產(chǎn)區(qū)、新疆天山北麓產(chǎn)區(qū)、河北懷來產(chǎn)區(qū)、賀蘭山東麓四個小產(chǎn)區(qū)（西夏產(chǎn)區(qū)、永寧產(chǎn)區(qū)、青銅峽產(chǎn)區(qū)、石嘴山產(chǎn)區(qū)）的赤霞珠葡萄酒樣品，每個產(chǎn)區(qū)共計5個樣品，每個樣品6瓶。標準品：美國Sigma公司。其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設備

頂空固相微萃取（head space solid phasemicro extractions，HS-SPME）進樣器、DVB/CAR/PDMS（灰色）50/30 μm萃取頭：上海安譜公司；7890A-5975C氣相色譜-質譜聯(lián)用儀：美國安捷倫公司。

1.3 方法

1.3.1 頂空固相微萃取

準確稱取3.000 g NaCl于20 mL的頂空瓶中，放入磁力攪拌轉子，依次加入稀釋4倍后的酒樣5 mL，加入50 μL 3 mg/L的內標使用液（頂空瓶中內標最終質量濃度為6 mg/L），密封。插入DVB/CAR/PDMS（灰色），50/30 μm萃取頭，纖維頭置于距離酒樣表面約20 mm的上部空間，在550 r/min轉速條件下攪拌15 min，在45 ℃水浴溫度條件下萃取40 min后，取出手柄，直接進樣分析，并解吸5 min。萃取頭每次使用前都要活化3 min。

1.3.2 氣相色譜條件

進樣口溫度：230 ℃。0.5 min前不分流，1 min后分流比10∶1。柱溫：起始溫度40 ℃，恒溫2 min，以4 ℃/min升溫至230 ℃，保持7 min。載氣：氦氣（He）（純度≥99.999%），流速1 mL/min。

1.3.3 質譜條件

離子源溫度：230 ℃；傳輸線溫度：230 ℃；電子電離（electron ionization，EI）源；電子能量70 eV；全掃描模式，掃描范圍：29～300 amu。定量：采用外標-標準曲線法定量。定性分析：檢索美國國家標準技術研究所（national institute of standards and technology，NIST）2.0和Wiley質譜庫，通過查閱相關文獻資料以便確認各種揮發(fā)性物質。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)處理：Qualitative Analysis B.06.00軟件。試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2016軟件進行圖表制作。

2 結果與分析

2.1 賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)不同品種葡萄酒香氣特征分析

2.1.1 香氣成分含量測定

通過GC-MS聯(lián)用技術對樣品香氣成分含量進行分析，不同品種葡萄酒香氣成分含量及閾值見表1。

表1 賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)不同品種葡萄酒香氣成分含量及閾值Table 1 Contents and threshold of aroma components in different wines from eastern foot of Helan Mountain

續(xù)表

通過量化分析，賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)不同品種葡萄酒中共檢測出香氣物質50種，其中包括21種酯類、15種醇類、7種酸類、4種醛類、其他類3種。所有樣品中醇類、酯類化合物含量較高，酸類、醛類等其他化合物含量較少。所有酒樣中含量均較高的香氣物質有異戊醇、苯乙醇、2-己醇、異丁醇、乙酸乙酯和2,3-丁二醇。

酯類是具有芳香性氣味的揮發(fā)性化合物，是構成酒香的主要物質，在葡萄酒中起重要作用，是使酒體香氣濃郁的主要因素[13-15]。赤霞珠酒樣香氣成分中酯類物質質量濃度為89.10 mg/L，馬瑟蘭酒樣香氣成分中酯類物質質量濃度為17 mg/L，霞多麗酒樣香氣成分中酯類物質質量濃度為89.24 mg/L，北玫酒樣香氣成分中酯類物質質量濃度為46.01 mg/L。其中乙酸乙酯、乙酸異戊酯、2-糠醛乙酯、琥珀酸異戊乙酯含量最豐富。這四種酯類的濃度在不同品種葡萄酒中有明顯差異，北玫酒樣的乙酸乙酯含量最低；霞多麗酒樣的乙酸異戊酯含量明顯高于其他酒樣；2-糠醛乙酯在霞多麗和馬瑟蘭酒樣中未檢測出，而在北玫酒樣中檢測出質量濃度高達39.11 mg/L，北玫酒樣中琥珀酸異戊乙酯的含量也是明顯高于其他酒樣。因此乙酸乙酯、乙酸異戊酯、2-糠醛乙酯、琥珀酸異戊乙酯可能是影響不同種類葡萄酒香氣和風味的物質。

醇類物質是葡萄酒香氣成分中較為重要的一類化合物，具有復雜特殊的氣味，同時也是葡萄酒其他香氣組分的載體。赤霞珠酒樣香氣成分中醇類物質質量濃度為727.10 mg/L，馬瑟蘭酒樣香氣成分中醇類物質質量濃度為467.13 mg/L，霞多麗酒樣香氣成分中醇類物質質量濃度為566.93 mg/L，北玫酒樣香氣成分中醇類物質質量濃度為427.66 mg/L。據(jù)研究報道，葡萄酒中的高級醇類化合物質量濃度＜300 mg/L時，會更加突出葡萄酒宜人的風味，但當它們的濃度＞400 mg/L時，會使葡萄酒香氣失去平衡，對葡萄酒的香氣產(chǎn)生負面影響[16]。由表1可知，所有品種葡萄酒的高級醇類化合物的質量濃度都在300 mg/L以下。苯乙醇是酵母菌的代謝產(chǎn)物，其含量在赤霞珠酒樣中很高，且具有獨特的紫羅蘭香、丁香和茴香味，賦予葡萄酒一種濃郁優(yōu)雅的風味特征[17]。

酸類物質在不同品種葡萄酒的含量依次為：赤霞珠63.69 mg/L、馬瑟蘭44.95 mg/L、霞多麗51.94 mg/L、北玫0.13 mg/L。其中北玫的酸類物質濃度要明顯低于其他酒樣。所有酒樣中的酸類物質中乙酸含量最高，是具有明顯脂肪味的低級脂肪酸，對葡萄酒的整體結構和風味具有重要影響[18-21]。

經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)，赤霞珠酒樣中總香氣物質質量濃度為881.98 mg/L，馬瑟蘭酒樣中總香氣物質質量濃度為2 213.27 mg/L，霞多麗酒樣中總香氣物質質量濃度為658.19 mg/L，北玫酒樣中總香氣物質質量濃度為917.13 mg/L。其中馬瑟蘭酒樣的總香氣物質質量濃度明顯高于其他酒樣。霞多麗酒樣有3種特有的香氣物質，分別是肉桂酸乙酯、9-十六碳烯酸乙酯、辛酸。馬瑟蘭酒樣有2種特有的香氣物質，分別是庚酸、2-乙基己醇。北玫酒樣有1種特有的香氣物質為2-糠酸乙酯。這些物質很有可能是該葡萄酒區(qū)別于其他葡萄酒的特征之一，每種葡萄酒特有的香氣物質含量較低。

2.1.2 不同品種葡萄酒香氣特征比較

根據(jù)香氣值理論，葡萄酒中香氣成分含量高且閾值低的成分很可能是葡萄酒的特征香氣或主體香氣成分[22]。在香氣貢獻中，由于香氣成分之間的相似性，難免有些香氣成分之間充斥著重疊和抑制作用，但對于估計單個香氣成分實際氣味貢獻來說，采用氣味活度值（odour activity value，OAV）來表征葡萄酒中各香氣化合物對主體香氣成分的貢獻，是目前具有一定參考價值的客觀方法，當OAV＞1時，表明該香氣物質對葡萄酒香氣起著直接作用，而OAV＜1時說明嗅覺器官對這種物質的氣味無感覺[23-25]。根據(jù)OAV，共確定不同品種葡萄酒中18種關鍵呈香香氣成分，結果見表2。

表2 賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)不同品種葡萄酒香氣成分香氣活度值及感官描述Table 2 Odor activity value and sensory description of aroma components in different varieties of wines from the eastern foot of Helan Mountain

由表2可知，所有酒樣中有11種揮發(fā)性香氣成分超過閾值，共有的8種分別是乙酸乙酯、乙酸異丁酯、丁酸乙酯、乙酸異戊酯、己酸乙酯、異戊醇、3-甲基-1-戊醇、己醇，其中乙酸異戊酯OAV最大，呈現(xiàn)果香和香蕉味，呈現(xiàn)青草味的己醇OAV最小，乙酸乙酯呈果香味，乙酸異丁酯呈成熟的水果味，丁酸乙酯呈果香、草莓香味，己酸乙酯呈青蘋果味。赤霞珠酒樣中OAV＞1的香氣成分有乙酸乙酯、乙酸異丁酯、丁酸乙酯、乙酸異戊酯、己酸乙酯、異戊醇、己醇、苯乙醇、異戊酸；馬瑟蘭酒樣中OAV＞1的香氣成分有乙酸乙酯、乙酸異丁酯、丁酸乙酯、乙酸異戊酯、己酸乙酯、癸酸乙酯、異戊醇、己醇、2,3-丁二醇、苯乙醇、異戊酸、大馬士酮；霞多麗酒樣中OAV＞1的香氣成分有乙酸乙酯、乙酸異丁酯、丁酸乙酯、乙酸異戊酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、乙酸苯乙酯、肉桂酸乙酯、異戊醇、己醇、2,3-丁二醇、異戊酸、己酸、辛酸、癸酸；北玫酒樣中OAV＞1的香氣成分有乙酸異丁酯、丁酸乙酯、乙酸異戊酯、癸酸乙酯、大馬士酮。

所有酒樣中，乙酸乙酯、乙酸異戊酯等能提供具有典型的果香味，但對于含量來說，霞多麗酒樣含量相對較高，果香味更突出。乙酸異丁酯、己酸乙酯都能夠賦予葡萄酒濃厚的果香，且其具有較高的OAV，但仍是霞多麗酒樣香氣含量高于其他兩個酒樣，說明霞多麗酒樣具有較明顯的果香的味道。馬瑟蘭酒樣和北玫酒樣中大馬士酮的OAV高達127.79和198.82，則賦予了兩個酒樣甜美的花香和熱帶水果的香氣。赤霞珠酒樣中苯乙醇的OAV明顯高于其他酒樣，說明赤霞珠酒樣具有一定的花香的味道。

2.2 寧夏賀蘭山東麓不同小產(chǎn)區(qū)和中國不同釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)赤霞珠葡萄酒香氣成分特征分析

2.2.1 我國四個不同產(chǎn)區(qū)以及賀蘭山東麓四個小產(chǎn)區(qū)赤霞珠葡萄酒香氣成分含量測定

我國不同產(chǎn)區(qū)以及賀蘭山東麓不同小產(chǎn)區(qū)赤霞珠葡萄酒香氣成分含量見表3。由表3可知，寧夏賀蘭山東麓不同小產(chǎn)區(qū)和中國不同釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)的品種葡萄酒中共檢測出揮發(fā)性物質共59種，其中包括26種酯類、15種醇類、7種酸類、5種醛類、6種其他種類化合物。在所測得的香氣物質中，香氣質量濃度最低的為0.03 μg/L，而濃度最高的物質則達到692 573.47 μg/L，濃度相差甚大。

表3 我國四個不同產(chǎn)區(qū)以及賀蘭山東麓四個小產(chǎn)區(qū)赤霞珠葡萄酒香氣成分含量Table 3 Content of aroma components in Cabernet Sauvignon wine from 4 different producing areas in China and 4 small producing areas in the eastern foot of Helan Mountain

續(xù)表

2.2.2 香氣成分含量主成分分析

將59種香氣成分分別歸類于酯類、醇類、酸類、醛類、其他類共5大類香氣成分，對其進行主成分分析（principal component analysis，PCA）。由SAS8.2進行統(tǒng)計運行結果矩陣表可知，在多個向量中，選出前7個分量，累計貢獻率達到100%。主成分1（PC1）的方差貢獻率為48.85%，主成分2（PC2）的方差貢獻率為61.62%，主成分3（PC3）的方差貢獻率為75.70%，三個成分累計方差貢獻率達到75.70%，總提取信息達到70%以上，可見前三個主成分可以說明該數(shù)據(jù)情況。將酒樣在前3個主成分上的得分進行作圖，結果見圖1a，香氣成分的主成分分析結果見圖1b。

如圖1a所示，中國四個釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)呈分散分布，說明不同釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)的品種葡萄酒產(chǎn)生的香氣成分之間差異明顯，可以通過香氣成分的主成分分析區(qū)分不同的釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)。但河北產(chǎn)區(qū)和新疆產(chǎn)區(qū)分布較為接近，說明兩個產(chǎn)區(qū)間無明顯差異。寧夏賀蘭山東麓不同小產(chǎn)區(qū)分布較集中，說明寧夏賀蘭山東麓不同小產(chǎn)區(qū)品種葡萄酒產(chǎn)生的香氣成分之間無明顯差異。結合圖1a分析各酒樣與香氣成分的相關性可知，V2、V24、V26、V27和V40與山東產(chǎn)區(qū)相關，因此最能反映山東產(chǎn)區(qū)與其他酒樣香氣成分含量差異的是乙酸異丁香（V2）、乙酸（V24）、三糠醛（V26）、2-乙基己醇（V27）和苯甲酸乙酯（V40）。河北產(chǎn)區(qū)和新疆產(chǎn)區(qū)差異不明顯，能反映河北、新疆產(chǎn)區(qū)與其他酒樣香氣成分含量差異的是3-羥基-2丁酮（V15）、乳酸異戊酯（V30）、琥珀酸異戊乙酯（V50）、肉桂酸乙酯（V54）、棕櫚酸甲酯（V55）和癸酸（V57）。

圖1 酒樣產(chǎn)區(qū)（a）及香氣成分（b）主成分分析結果Fig.1 Principal component analysis results of producing areas (a)and aroma components (b) of wine sample

3 結論

對賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)不同品種葡萄酒分析后得出，賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)不同品種葡萄酒中檢測出揮發(fā)性物質共50種，其中包括21個酯類、15個醇類、7個酸類、4個醛類、3個其他種類化合物。所有樣品中醇類物質的含量最高，其次為酯類物質，這兩類物質是構成葡萄酒香氣的主要成分。霞多麗葡萄酒有3種特有的香氣物質，分別是肉桂酸乙酯、9-十六碳烯酸乙酯、辛酸。馬瑟蘭葡萄酒有2種特有的香氣物質，分別是庚酸、2-乙基己醇。北玫酒樣有一種特有的香氣物質為2-糠酸乙酯。OAV＞1的香氣物質有11種，其中霞多麗、赤霞珠葡萄酒中OAV最高的風味物質為：乙酸異戊酯和異戊酸，而馬瑟蘭和北玫葡萄酒中OAV最高的風味物質為大馬士酮。馬瑟蘭葡萄酒主要香味成分與北玫葡萄酒相當，具有甜美的花香和熱帶水果的香氣；霞多麗葡萄酒具有較明顯的果香味；赤霞珠葡萄酒具有花香味。

對寧夏賀蘭山東麓不同小產(chǎn)區(qū)和中國不同釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)赤霞珠葡萄酒的分析后得出，所有酒樣檢測出的主要香氣成分種類相近，這反映了單一品種葡萄酒的特性。但不同產(chǎn)區(qū)的同一種芳香物質的含量存在顯著差異。主成分分析結果顯示，寧夏賀蘭山東麓不同小產(chǎn)區(qū)香氣成分之間無明顯差異；不同產(chǎn)區(qū)品種葡萄酒的香氣成分之間差異明顯。