低温处理葡萄对爱格丽干白葡萄酒香气成分的影响

李娜娜，王 华，2，唐国冬，杨继红，2，*（.西北农林科技大学葡萄酒学院，陕西 杨凌 7200；2.西北农林科技大学葡萄与葡萄酒（合阳）试验站，陕西 合阳 75300）



低温处理葡萄对爱格丽干白葡萄酒香气成分的影响

李娜娜1，王 华1，2，唐国冬1，杨继红1，2，*
（1.西北农林科技大学葡萄酒学院，陕西 杨凌 712100；2.西北农林科技大学葡萄与葡萄酒（合阳）试验站，陕西 合阳 715300）

摘 要：目的：以不同温度处理爱格丽葡萄原料，寻找增加爱格丽干白葡萄酒香气的最适温度。方法：以白色酿酒葡萄品种爱格丽为原料，16 ℃处理为对照，分别在4、－8、－20、－32 ℃条件下进行低温处理，采用小容器酿酒规范酿制葡萄酒并测定葡萄酒的理化指标，搅拌棒吸附萃取（stir bar sorptive extraction，SBSE）提取葡萄酒中的香气成分，再通过热脱附-气相色谱-质谱联用仪来定性和定量分析葡萄酒的香气成分，用SPSS 19.0软件进行香气成分的主成分分析（principal component analysis，PCA），8 名经过培训的感官品尝小组成员对酒样进行感官评价。结果：低温处理能促使葡萄酒中香气成分种类的增加和含量的提高。结论：－8、－20 ℃低温处理葡萄可以显著提高爱格丽干白葡萄酒的香气质量，可在一定程度上使葡萄酒的香气更加浓郁。

关键词：爱格丽葡萄；香气成分；低温处理；感官评价

引文格式：

李娜娜， 王华， 唐国冬， 等.低温处理葡萄对爱格丽干白葡萄酒香气成分的影响［J］.食品科学， 2016， 37（13）: 71-76.

LI Nana， WANG Hua， TANG Guodong， et al.Effect of cold treatment of grapes on aroma components of Ecolly dry white wine［J］.Food Science， 2016， 37（13）: 71-76.（in Chinese with English abstract） DOI:10.7506/spkx1002-6630-201613013.http://www.spkx.net.cn

香气是评判葡萄酒品质的一个重要感官指标。香气成分主要包括醇类、酯类、酸类、酮类、烯醇类、醛类、烯烃、含硫化合物、含氮化合物、杂环化合物等［1］。葡萄酒中的香气和风味主要由葡萄品种、葡萄生长环境、葡萄酒的酿造工艺及葡萄酒的陈酿工艺决定［2-3］。一类香气主要来源于葡萄果实中，主要由萜烯类、C13-降异戊二烯及其衍生物、甲氧基吡嗪、硫醇类化合物等物质组成［4-5］。其中萜烯类化合物虽然含量低，但感官阈值非常低，赋予葡萄酒的香气非常明显，而且这些化合物对嗅觉的影响是相互增效的［6］。而在白葡萄酒的香气成分中，发酵过程产生的二类香气尤其是挥发性酯类成分占有重要作用［7］。

品种香气主要存在于葡萄果皮中，赋予葡萄酒花香和果香的特征［5］。为了增强白葡萄酒的香气，近年来在传统浸渍发酵的基础上，研究者相继提出了延长发酵时间［8］、热浸渍［8-9］、闪蒸［10］、CO2浸渍［11］、紫外线诱导［12］、酶处理［13-15］等多种方法。但这些方法都提高了浸渍温度，导致葡萄籽中的劣质单宁被浸出来［8-10］，陈酿过程颜色下降较快［12］，并且还会掩盖葡萄的某些品种特性［11］，葡萄酒更易氧化褐变，不利于葡萄酒品质的提高。利用发酵前的冷浸渍工艺可以提高葡萄酒中的香气［16］，增加葡萄酒中的酯类、酸类和萜烯类物质［5，17］；但冷浸渍工艺增大了葡萄汁与空气的接触时间，容易使白葡萄酒发生褐变，且对成熟度好的葡萄效果不显著［16，18］。而采用发酵前低温处理整粒葡萄，使果皮细胞的细胞液结冰，冰晶破坏细胞膜，通透性增强，香气成分更易溶出［19］，既提高了葡萄酒中的香气质量，同时也可在一定程度上避免过多的酚类物质进入白葡萄酒中，从而也降低葡萄酒的氧化程度。

冷冻技术在果蔬贮藏中被广泛应用，但在对葡萄果皮物质的浸提方面尚未得到研究。本实验拟通过冷冻、解冻葡萄果粒来破坏白葡萄果皮细胞和组织，促使葡萄果皮中的有益成分更多、更快地溶入到葡萄酒中，使葡萄酒的香气多样浓郁、口感更加醇厚、质量风格更突出。同时，本实验还设计了不同的葡萄冷冻温度，旨在寻找最佳冷冻温度，达到在低能耗的条件下得到较好的葡萄酒香气效果的目的。

1 材料与方法

1.1 材料、菌种与试剂

供试材料为2013年西北农林科技大学官村葡萄园的白色酿酒葡萄品种爱格丽（Ecolly），于1998年由西北农林科技大学通过欧亚种内轮回选择法选育得到。

白葡萄酒酿酒酵母（Zymaflore X16） 法国Laffort公司。

氢氧化钠、邻苯二甲酸氢钾（分析纯）、五水合硫酸铜、酒石酸钾钠 广东光华科技股份有限公司；二氧化硫（6%） 陕西省矿物化工所；果胶酶、澄清剂（鱼胶、交联聚乙烯吡咯烷酮、膨润土按一定比例混合） 法国Laffort公司。

1.2 仪器与设备

手持糖量计 上海淋誉贸易有限公司；HH147U四通道温度表 美国Omega公司；85-2数显恒温磁力搅拌器 杭州仪表电机有限公司；TurboMatrix 350热解析仪 美国铂金埃尔默公司；Finnigan Trance GC ultra气相色谱（gas chromatography，GC）仪、Finnigan DSQ质谱（mass spectrometry，MS）仪 美国赛默飞世尔科技公司；DB-Wax色谱柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）美国安捷伦公司；4 ℃医用冷藏箱 澳柯玛医疗器械有限公司；－40 ℃低温冷冻冰箱 中科美菱低温科技股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 低温处理方法

选取成熟度良好的、无病害的爱格丽葡萄果穗，剔除烂果、粒选后的果粒分别在温度为16、4、－8、－20、－32 ℃条件下进行处理，各处理组葡萄果粒质量分别为11.074、9.990、9.585、8.225、9.665 kg，分别将冰箱调整到－8、－20、－32 ℃后，放入去除果梗的葡萄粒，用HH147U四通道温度测定仪监测葡萄果粒中心温度，当温度测定仪上4 个温度都显示达到指定温度后立即取出冷冻好的葡萄，直接放入4 ℃冷藏冰箱中自然解冻，解冻过程中同样用HH147U四通道温度测定仪检测温度，当温度显示达到4 ℃后取出备用。

取出不同处理组的葡萄果粒进行手工破碎，并添加50 mg/L的SO2和20 mg/L的果胶酶，4 ℃冷浸渍12 h后挤汁，在葡萄汁中加入20 mg/L的SO2和0.5 g/L的澄清剂，继续在4 ℃冰箱澄清12 h后，分离沉淀，葡萄汁的温度恢复到室温后加入0.2 g/L活化的干性酵母Zymaflore X16，启动发酵，发酵过程中对葡萄酒的比重和温度进行监控，发酵温度控制在25 ℃左右，当比重降低到0.992～0.996且残糖含量小于2 g/L时，转罐、加50 mg/L的SO2终止发酵。按照自然澄清的方式对葡萄酒进行澄清处理，贮藏6 个月后测定葡萄酒香气。对照采用未经冷冻处理的葡萄原料按照实验室干白葡萄酒小容器酿造工艺酿制。

1.3.2 葡萄酒香气成分的测定

采用搅拌棒吸附萃取法（stir bar sorptive extraction，SBSE）提取葡萄酒香气成分：取10 mL酒样加入含有2 g NaCl的小瓶中，然后再加入50 μL 2-辛醇内标物和搅拌子，放于85-2数显恒温磁力搅拌器上振荡1 h，然后进样到热解析仪中。提取完成后，先用蒸馏水冲洗搅拌棒，再用吸水纸吸干放入气相色谱-质谱联用（GC-MS）仪的样品固定器。每个样品重复提取2 次。

Turbo Matrix 350热解析仪分析条件：以He为载气，脱附流速设为45 mL/min，加热阀温度设为245 ℃，脱附管温度为270 ℃，脱附15 min。传输线温度为255 ℃。冷阱捕集温度设为－30 ℃，以40 ℃/min升温至255 ℃（二级解吸冷阱温度）。出口分流比为3∶1，进样He流速为1 mL/min。

GC条件：DB-WAX色谱柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm），以He为载气，流速设为1 mL/min。柱温升温程序为40 ℃保持3 min，随后以4 ℃/min升温至160 ℃，7 ℃/min升温至230 ℃，在此温度保持8 min。连接杆温度设为230 ℃。

MS条件：全扫描范围为33～450 amu，每秒扫描1 次。以EI+为电离源，离子源温度设为230 ℃，电子能量设为70 eV，灯丝流量设为0.2 mA，检测器电压350 V。

数据图谱分析：实验数据处理由Xcalibur软件系统完成。

挥发性物质（含酸类、醇类和酯类物质）的定性：未知化合物经计算机检索，同时与NIST2002谱库相匹配。用峰面积归一法和内标物2-辛醇来定量计算出各化学成分的含量。

1.3.3 葡萄酒感官质量的评定

感官质量评定主要对葡萄酒的外观、香气和口感等方面进行感官分析，由8 名经过感官培训的品尝小组成员在西北农林科技大学葡萄酒学院二楼品尝室进行，每个品尝成员按照100 分制分别对5 个酒样进行打分评定。用SPSS 19.0软件对结果进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 基本理化指标

注：总酸含量以酒石酸计；挥发酸含量以醋酸计；同列小写字母不同表示差异显著（P＜0.05）。

由表1可知，不同温度处理组葡萄酒的还原糖含量均在2 g/L以下，－32 ℃处理组的葡萄酒的总酸含量显著升高，挥发酸含量均在0.5 g/L以下（符合GB 15037—2006《葡萄酒》要求）［20］，没有发生破败，且不同处理对挥发酸含量的影响不显著。随着处理温度的降低，葡萄酒干浸出物的含量有所升高。以上结果表明，经低温处理的葡萄原料与常规方法酿制的酒样均符合国家标准GB 15037—2006，无氧化等不良现象。

2.2 低温处理葡萄浆果的温度曲线

由图1可知，－8、－32 ℃处理组的葡萄果粒初始中心温度在10 ℃左右，但是－20 ℃处理组的葡萄在摘粒过程中时间过长，因此果粒中心温度上升到了20 ℃，但对实验结果的影响在可接受误差范围内。爱格丽葡萄果粒中心温度从10 ℃下降到－8 ℃所需时间大约为12 h，而从20 ℃下降到－20 ℃大约需要13 h，从8 ℃降低到－32 ℃大约需要9 h；从－20 ℃回温到4 ℃大约需要5 h，从－32 ℃回温到4 ℃左右大约需要9.5 h，－8 ℃处理组爱格丽葡萄果粒的回温曲线由于温度计记录时间差为1 s，因此升温至4 ℃的数据有部分丢失。葡萄果粒温度与冰箱温度差值越大，温度改变越快，葡萄果粒中心温度接近冰箱温度时，变化趋于平缓。

2.3 葡萄酒香气成分分析

表 2 不同温度处理下爱格丽干白葡萄酒香气成分及含量Table 2 Changesin aromacomponentsof drywhite wine made fromEcollygrapeswith different cold treatments编号 保留时间/min 香气成分 阈值/ （μg/L）［21-23］感官描述［21-23］香气成分含量/（μg/L）16 ℃ 4 ℃ －8 ℃－20 ℃－32 ℃1 3.42 乙酸乙酯 7 500 甜果味 659.7 487.0 537.2 445.7 391.2 2 5.47 乙酸异丁酯 1 600 柔软的，苹果、香蕉味 47.8 68.3 55.7 3 5.97 丁酸乙酯 20 酸水果，草莓，水果香 188.6 195.2 205.0 163.7 131.1 4 8.36 乙酸异戊酯 30 香蕉，甜水果 3 390.5 1 619.0 3 093.7 3 893.0 3 075.9 5 10.66 异戊醇 30 000 指甲油，威士忌 143.3 1 279.6 208.0 912.3 977.0 6 11.21 正己酸乙酯 5 青苹果，花香，紫罗兰 1 473.8 1 710.5 1 645.6 2 542.0 2 098.4 7 12.10 乙酸己酯 670 愉悦的果香，梨、樱桃 53.7 106.7 334.5 504.9 463.5 8 14.34 正己醇 1 000 甜葡萄 42.4 79.6 76.6 119.2 9 15.14 辛酸甲酯 100～400 柔软的，苹果皮，圆润的 46.6 48.8 10 16.63 辛酸乙酯 2 果香，菠萝、梨，花香 5 031.8 3 064.0 4 282.2 6 027.6 5 405.7 1117.00 正庚醇 2 500 55.4 1217.61 7-辛烯酸乙酯 62.4 13 19.20 芳樟醇 25 麝香、花香、果香 84.7 79.9 108.6 104.5 93.8 14 19.47 1-辛醇 120 玫瑰花，浓郁的柑橘味 57.5 47.8 15 21.16 癸酸乙酯 200 果香，脂肪味 2 343.9 1 017.7 2 789.7 3 694.6 3 308.3 1621.46 辛酸-3-甲基丁酯 48.3 1721.56 1-壬醇 600 青草味 56.1 18 21.85 丁二酸二乙酯 6 000 清淡的果香，酒精味 164.4 68.0 171.0 156.7 235.0 19 22.13 反式-4-癸烯酸乙酯 蜡香、梨香，有皮革味 1 587.4 2 689.2 2 172.4 4 286.5 2 540.1 20 23.41 （2-甲基）3，7-二甲基-6-辛烯丙酸酯109.9 90.5 2123.49 乙酰水杨酸甲酯 66.5 103.3 22 24.23 乙酸苯乙酯 250 令人愉悦的花香 2 646.9 1 407.5 2 920.4 2 667.3 2 645.2

续表2

由表2可知，在爱格丽干白葡萄酒中共检测出了61 种香气成分，其中包括12 类品种香气和49 类发酵香气。不同处理组爱格丽干白葡萄酒中香气成分的种类是不同的，分别为正常工艺组（16 ℃）39 种，其中品种香气6 种，发酵香气33 种；4 ℃处理组43 种，其中品种香气9 种，发酵香气34 种；－8 ℃处理组45 种，其中品种香气8 种，发酵香气37 种；－20 ℃处理组40 种，其中品种香气9 种，发酵香气31 种；－32 ℃处理组41 种，其中品种香气11种，发酵香气30 种。－8 ℃处理组的香气成分种类最多，但含量却不是最高的。冷冻处理能够明显提高爱格丽干白葡萄酒中酯类香气的含量，如正己酸乙酯、乙酸己酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、反式-4-癸烯酸乙酯、月桂酸乙酯的含量显著增多，尤其是－20 ℃冷冻处理组的效果最明显。－20 ℃冷冻处理主要增强了葡萄酒的花香和果香，其中正己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、大马士酮的香气活性值显著提高。某些酸类如棕榈酸、正十五酸、肉豆蔻酸、辛酸的含量显著下降。选取对爱格丽干白葡萄酒香气贡献较大的27 种香气成分进行了主成分分析（principal component analysis，PCA），提取出的前两个主成分对整体方差的贡献分别是40.2% 和35.1%。香气成分大都集中在PC1的正半轴，－8、－20、－32 ℃处理组处在香气密集的区域。由图2可知，－20 ℃处理组主要处于发酵香气密集的区域，－32 ℃处理组主要处于品种香气密集的区域。因此，－20 ℃低温处理对葡萄酒的发酵香气影响较大，而－32 ℃低温处理对葡萄酒的品种香气影响较大。

2.4 葡萄酒感官分析

对不同处理组的爱格丽干白葡萄酒品尝评定结果见表3。16、－8、－20 ℃处理组的爱格丽干白葡萄酒的品评得分间无显著差异，优于4、－32 ℃处理组的酒样，其中－8 ℃处理组的爱格丽干白葡萄酒品评得分最高。

注：同行小写字母不同表示差异显著（P＜0.05）。

由图3可知，爱格丽干白葡萄酒中的香气主要是花香、果香、动物气味和烧焦味。－20 ℃冷冻处理增强了爱格丽干白葡萄酒的花香、果香、烧焦味及动物味，是香气最为复杂浓郁的处理组；－32 ℃冷冻处理明显增加了葡萄酒的花香、果香，但香气类型较单一；－8 ℃低温处理后，葡萄酒中各类香气都有所增强，但增加的幅度都比较小。4 ℃低温处理后，葡萄酒中花香、果香香气成分的含量都较低，香气特征不明显，且浓郁度差。

3 讨 论

白葡萄酒的传统酿造工艺是利用葡萄纯汁进行发酵，葡萄皮中的芳香物质不能进入葡萄酒中，导致部分白葡萄酒中香气较弱。姚路畅［24］和张红娜［25］对冷冻处理的葡萄果皮进行了透射电子显微镜观察，结果表明，发酵前对整粒葡萄的低温处理可以破坏葡萄细胞的组织结构，使得细胞破裂。低温处理有利于细胞内萜烯类等香气物质的溶出，增强了白葡萄酒中花香和果香；同时无味的结合态萜烯类物质在酒精发酵过程中被酸解和酶解成有味的游离态的芳香物质［5］，丰富了葡萄酒的发酵香气。低温处理提高了葡萄酒的香气物质含量和种类，使白葡萄酒的香气更加浓郁复杂。

冷冻处理不同于冷浸渍过程，冷浸渍是在低温（4 ℃）条件下长时间浸渍提取，冷冻则是利用低温（－8～－32 ℃）处理，直接破坏果皮细胞结构，致使细胞壁层断裂，增加细胞膜通透性，使得细胞中的香气成分进入葡萄酒中。冷冻过程中，温度和冷冻速度是破坏细胞结构的关键因素［26］。速冻是在－35～－40 ℃的环境中，在30 min内快速通过－1～－5 ℃的最大冰晶生成带，在40～120 min内将食品95%以上的水分冻成冰，即食品中心温度达到－18 ℃以下［27］。分析图1中的－32 ℃处理组温度曲线可知2 h内葡萄果粒的中心温度不能达到－18 ℃，因此本实验的低温处理达不到速冻水平，而是通过冻结膨胀现象，拉开细胞之间的结合面，挤破细胞膜［27］，从而增加细胞膜透性，使果皮细胞中的芳香物质溶入葡萄汁中，丰富葡萄酒的香气物质。

本实验选用的酿酒葡萄是陕西杨凌地区的爱格丽品种，可能因为气候原因导致了葡萄成熟度不够，葡萄酒的质量不高，品尝员对葡萄酒的认可度较低，评分均处在同一区段，没有充分体现出低温处理对葡萄酒口感的影响。

本实验结果表明，发酵前的低温处理能够提高葡萄酒的香气质量，其中－20 ℃处理对爱格丽干白葡萄酒香气的影响最大，效果最好，与姚路畅［24］和张红娟［28］等的研究结果一致；而－8 ℃处理组的葡萄酒香气物质种类最多，感官评价结果最好，因此－8 ℃低温处理方法更经济、实用，可在一定程度上使葡萄酒的香气更加浓郁。

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DOI:10.7506/spkx1002-6630-201613013 10.7506/spkx1002-6630-201613013. http://www.spkx.net.cn

中图分类号：TS261.2

文献标志码：A

文章编号：1002-6630（2016）13-0071-06

收稿日期：2015-07-06

基金项目：陕西省农业科技创新与攻关项目（2015NY019）；西北农林科技大学试验示范站科技创新与成果转化项目（XNY2013-64）

作者简介：李娜娜（1989—），女，硕士研究生，主要从事葡萄工程学研究。E-mail：930490747@qq.com

*通信作者：杨继红（1975—），女，副教授，博士，主要从事葡萄工程学研究。E-mail：yangjihong@nwsuaf.edu.cn

Effect of Cold Treatment of Grapes on Aroma Components of Ecolly Dry White Wine

LI Nana1， WANG Hua1，2， TANG Guodong1， YANG Jihong1，2，*
（1.College of Enology， Northwest A&F University， Yangling 712100， China；2.Viti-viniculture Experiment Station （Heyang） of Northwest A&F University， Heyang 715300， China）

Abstract:Objective: To seek the optimum cold treatment for Ecolly grapes for aroma enhancement in Ecolly dry white wine.Methods: Ecolly grapes were treated at temperature gradients of 4，-8，-20， and-32 ℃ （16 ℃ was used as control），respectively before winemaking in small containers according to the grape wine making technical specifications， and physical and chemical analyses of the finished wines were done.Aroma components of the wines were extracted by stir bar sorptive extraction （SBSE） for qualitative and quantitative analysis by thermal desorption-gas chromatography-mass spectrometry.Principal component analysis （PCA） was utilized to analyze the aroma components through SPSS 19.0 software.Eight trained sensory panelists evaluated the sensory quality of these dry white wine samples.Results: Low temperature treatment caused an increase in the kind and amounts of aroma components in wine.Conclusion: Low temperature treatments at either-8 or-20 ℃ can significantly improve the quality of wine aroma by enhancing its aroma intensity to some extent.

Key words:Ecolly grape； aroma components； cold treatment； sensory evaluation