康文懷,崔亥迪,戴柳翔,秦玲
(河北科技大學生物科學與工程學院,河北石家莊 050018)
昌黎縣是我國重要的沿海葡萄酒產區(qū)和旅游區(qū),氣候冷涼至溫暖,晝夜溫差大,有利于釀酒葡萄積累適量糖酸和較多的芳香物質,特別適合生產果香濃郁、新鮮爽脆的白葡萄酒[1]。近年來,昌黎產區(qū)作為中國葡萄酒產業(yè)中的傳統(tǒng)紅葡萄酒產地,品種結構較為單一,而白葡萄酒可以更好地搭配當?shù)睾ur及各種菜肴,有利于打造地域性和標志性的旅游餐飲文化。位于昌黎產區(qū)的朗格斯酒莊率先進行了白色釀酒葡萄品種的引種試驗,初步篩選出較適合昌黎產區(qū)種植的‘胡桑’等品種[2],其單品種干白葡萄酒多次受到專家與品評者的贊譽。
香氣是影響干白葡萄酒品質的重要指標之一,對葡萄酒的風味特征和典型性具有重要支撐作用[3-4],目前國內缺乏對昌黎產區(qū)干白葡萄酒的香氣成分研究。本文擬對昌黎產區(qū)‘胡?!贩N3個年份的干白葡萄酒進行GC-MS分析,旨在為昌黎產區(qū)干白葡萄酒的發(fā)展提供理論依據(jù)。
‘胡桑’(Roussanne),又名‘珊瑚’,起源于法國北羅訥地區(qū)?!!咸堰m合在貧瘠多石的石灰土中生長,其抗風、抗旱能力較弱,目前主要種植于法國、美國、澳大利亞、南非和智利等地[1]。成熟的‘胡桑’釀制成的葡萄酒風味優(yōu)雅,酸味十足,常見的典型香氣有杏桃、杏仁、山楂花、刺槐花、蜂蜜和新鮮奶油的氣味等。在昌黎產區(qū)有少量種植。
不同年份葡萄酒(2015、2016、2017年)酒樣由昌黎產區(qū)朗格斯酒莊提供,于2018年1月對上述樣品進行測定。‘胡?!砂灼咸丫频某R?guī)理化指標見表1。
主要試劑有:氯化鈉(分析純);2-辛醇(購自sigma公司);乙醇(色譜純,購自國藥集團化學試劑有限公司)。
Agilent 6890氣相色譜儀,美國Agilent公司產品;Agilent 5975質譜儀,美國Agilent公司產品;自動頂空固相微萃取裝置,德國Gerstel公司產品;50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭,美國Supelco公司產品。
1.5.1 香氣成分的萃取處理
向干燥的頂空瓶中加入8 mL酒樣和2.4 g氯化鈉,經(jīng)振蕩使氯化鈉充分溶解。萃取頭老化后插入樣品瓶頂空,在45 ℃下萃取60 min。吸附后的萃取頭取出,然后插入氣相色譜進樣口,于250 ℃解吸3 min,進行GC-MS分析[4]。
1.5.2 香氣成分的GC-MS測定條件
載氣:He,流速為1 mL/min。柱溫升溫程序:40 ℃保持3 min,然后以4 ℃/min升至160 ℃,再以7 ℃/min升至230 ℃,保持8 min。質譜范圍:33~450 amu,連接桿溫度230 ℃,進樣口溫度250 ℃。離子源溫度230 ℃,電子源電離轟擊,電子源電壓70 eV,質譜掃描范圍為33~450 amu。
1.5.3 香氣成分定量方法
采用內標法對‘胡?!砂灼咸丫葡銡獬煞诌M行定量分析。計算公式為:Xi=(Ai/As)×Cs,其中Xi為待測物濃度,Cs為酒樣中內標物(2-辛醇)的濃度,As為內標物的峰面積,Ai為待測物的峰面積。
圖1為2015年份‘胡桑’葡萄酒樣的GC-MS總離子流圖。從圖1可以看出,酒樣中各個成分得到了有效分離,通過檢索化學工作站譜庫對物質進行定性,準確鑒別其物質種類;通過比較各物質峰面積與內標峰面積,確定其相對含量[4-7]。
表1 干白葡萄酒常規(guī)理化指標Table 1 Basic physicochemical indexes of dry white wine
圖1 2015年‘胡?!咸丫频目傠x子流圖Figure 1 Total ion current chromatography of 'Roussanne'wine(2015 vintage)
葡萄酒香氣主要包括酯類、有機酸類、醇類、萜烯類等物質成分[8-13]。在‘胡?!咸丫浦?,檢測到了52種香氣物質,主要包括酯類、有機酸類、醇類、萜烯類和烷烴類物質以及其他含量較少的化合物。不同年份葡萄酒風味物質的種類及其含量存在一定差異(表2)。
2.3.1 酯類化合物分析
表2 不同年份‘胡?!咸丫频娘L味物質種類及其含量Table 2 Types and contents of aroma components from 'Roussanne' wine of different vintages
酯類物質是葡萄酒的主要香氣成分[8,13-15]。在3個不同年份中,酯類香氣物質含量均是最高的,其含量所占比例分別為53.17%、61.43%、56.36%,共檢測出的酯類物質有23種。共有的香氣物質主要有丁酸乙酯、乙酸異戊酯、正己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、丁二酸二乙酯、水楊酸甲酯、十二酸乙酯、十四酸乙酯和十六酸乙酯。酯類物質是形成水果香味的主要成分,主要是由醇類和脂肪酸結合而產生的。
續(xù)表2 Continued table 2
圖2 主要酯類物質隨年份的變化Figure 2 Changes of the main esters of wines in different vintages
測定結果表明(圖2),3個年份‘胡?!咸丫浦械闹饕銡獬煞诸愃?,均含有六碳、八碳、十碳和十二碳的脂肪酸乙酯,以及乙酸異戊酯等酯類物質,這些成分提供的優(yōu)雅香氣對葡萄酒的香氣做出了正面貢獻。乙酸異戊酯含量較小,在2015年份酒中含量最高,2017年份酒含量次之,這可能是隨著陳釀時間延長,其陳釀香逐漸增強,能與陳釀期間各種酯化反應相互轉化有關。正己酸乙酯在2015年份酒中含量最高,而2017年份酒中含量最低,這說明該物質隨著陳釀時間的延長其含量是逐漸升高的,進而可以推測正己酸乙酯對酒齡較長葡萄酒的香氣貢獻較大。
十二酸乙酯、癸酸乙酯和辛酸乙酯的含量均為2016年含量高于其他年份,說明該香氣成分在葡萄酒陳釀一年后,其香氣含量逐漸增強,而陳釀時間較長后,其含量逐漸降低,造成‘胡?!咸丫葡銡獾膿p失。同時,考慮到‘胡桑’對自然條件抗性比較差的特點,推斷可能與昌黎產區(qū)的氣候相關,有待于進一步研究。
丁二酸二乙酯在不同年份酒中的差異較小,說明在葡萄酒酒陳釀過程中變化較小,穩(wěn)定性強。
2.3.2 酸類物質分析
從表2的數(shù)據(jù)中可以看出,有機酸類也占據(jù)了較大的比重,僅次于酯類物質?!!贩N的酸類物質中,3個年份酸類香氣物質所占的比例為34.24%、24.39%、33.95%,3個年份均具有的酸類物質為己酸、辛酸、癸酸和十二酸。
分析結果表明(圖3),在所選取的3個年份中,己酸、辛酸、癸酸和十二酸這幾種酸類香氣物質均有所表現(xiàn)且均具有較大含量,其中十二酸對香氣組成具有正面的貢獻。上述酸類物質中,辛酸和癸酸的含量隨年份而增加,可以推斷在葡萄酒儲存過程中其他物質發(fā)生反應,分解生成了辛酸和癸酸,從而影響不同年份酒的香氣;而己酸的含量比較穩(wěn)定,變化規(guī)律性不強??偤可蟻砜矗囼炦x取的3個年份所含酸類香氣物質種類相同,且其比重較為接近??梢哉J為,酸類物質的含量較為固定,且相對于其他的香氣物質而言可以更為穩(wěn)定地表現(xiàn)。
2.3.3 醇類物質分析
圖3 主要酸類物質隨年份的變化Figure 3 Changes of the main acids of wines in different vintages
醇類香氣物質是‘胡桑’品種擁有的主要香氣成分之一,位于含量的第三位?!!贩N在本試驗中所選取的3個年份中所具有的醇類物質分別占11.04%、4.47%、7.74%,共檢測出了7種,3個年份均具有的醇類物質同樣為苯乙醇,分別為4983.38 μg/L、3485.94 μg/L、4837.88 μg/L。
對比試驗結果可見,苯乙醇存在較大的比重,是‘胡?!贩N中占據(jù)最主要地位的醇類香氣物質,其在2016年的含量低于其他兩個年份,具有新鮮面包和玫瑰的氣味,有利于提升葡萄酒的感官香氣,結合醇類物質變化規(guī)律,可以認為苯乙醇與酸類結合形成了不穩(wěn)定的酯類,并在隨后的年份中發(fā)生了分解。
2.3.4 萜烯類物質分析
葡萄酒中所含的萜烯類物質主要源自釀酒葡萄自身,所以萜烯可以作為鑒定葡萄酒品質以及葡萄品種的重要參考。分析數(shù)據(jù)可見,萜烯類在‘胡?!贩N中所占的含量較少,其含量均不大于1%。‘胡?!贩N在試驗所選取的3個年份中所具有的萜烯類物質含量分別占0.70%、0.23%和0.92%,共檢測出4種物質,其中松油醇在3個年份均有所表現(xiàn),含量分別為212.19 μg/L、145.50 μg/L、224.31 μg/L,具有紫丁香的氣味,且其甲酸酯和乙酸酯亦可以對葡萄酒做正面的貢獻,可以認為松油醇能夠在‘胡?!贩N中較為穩(wěn)定的表現(xiàn)。
2.3.5 醛酮醚萘類化合物分析
醛酮醚萘類的香氣物質在‘胡?!贩N中所占的含量較小,共檢測出7種,分別為糠醛、苯甲醛、2-辛酮、姜黃酮、萘、1-甲基萘和八(乙二醇)一(十二烷基)醚,規(guī)律不明顯,可以認為對‘胡?!贩N香氣隨年份變化的影響較小。
2.3.6 烷烴類和酚類物質分析
烷烴類和酚類物質在試驗所選取的3個品種中含量較少。‘胡?!贩N中,烷烴類物質分別含有0.16%、0.05%、0.28%,共檢測出5種,酚類物質分別含有0.16%、4.28%、0.68%,只檢測出2,4-異丁基苯酚1種物質。
烷烴類和酚類物質在試驗選取的年份中含量較低,表現(xiàn)不穩(wěn)定,其含量隨年份改變并不規(guī)律。總體來說,烷烴類物質含量均較小,而酚類物質的含量更高一些。
圖4 各類香氣物質含量比較Figure 4 Comparison of content of various aroma categories
針對單品種干白葡萄酒中酯類、有機酸類、醇類、萜烯類、烷烴類、酚類等香氣種類進行了統(tǒng)計,詳見圖4。從圖4中可知,酯類香氣含量最高,是干白葡萄酒的主體香氣之一,對干白葡萄酒的香氣影響較大;其他含量較高的揮發(fā)性香氣成分分別是有機酸類、醇類物質等。在該試驗中,萜烯類香氣成分含量較低,但由于其閾值較低,對葡萄酒的香氣也有較大的影響。從年份變化來看,陳釀一年后的干白葡萄酒(2016)中的酯類香氣含量最高,新釀造的葡萄酒(2017)中酯類香氣含量次之,而陳釀時間較長的葡萄酒(2015)酯類含量最低。有機酸類香氣成分在新釀造的葡萄酒中含量最高。萜烯類香氣成分在各年份中變化不顯著。
在昌黎產區(qū)試引種的‘胡?!贩N3個年份的干白葡萄酒中,總共檢測到10大類52種揮發(fā)性化合物,其中酯類物質共23種,有機酸類共5種,醇類共7種,萜烯類共4種,烷烴和酚類共6種,其他類物質共7種,表現(xiàn)出香氣化合物種類的多樣性和復雜性[15-17]。在檢測到所有物質中,酯類物質含量最高,其次是脂肪酸類,第三是醇類?!!贩N在不同的年份中檢測到的葡萄酒香氣組分及其含量存在差異顯著性,隨著時間的增加,酯類香氣物質在兩年內顯著提升,但在之后開始下降;有機酸類香氣物質隨著時間增加而增加,表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性;醇類香氣物質在前兩年內下降,在第3年有所回升。通過3種物質的走勢推斷,醇類物質可能與其他物質結合形成了不太穩(wěn)定的酯類,并在儲存的第二年后開始分解,進而隨著年份而影響‘胡?!贩N的香氣。