干化葡萄酒品质的比较及挥发性成分的GC-MS分析

付丽霞，张惠玲*，齐晓琴，刘建花，李金鹏

(宁夏大学农学院，宁夏银川750021）

干化葡萄酒品质的比较及挥发性成分的GC-MS分析

付丽霞，张惠玲*，齐晓琴，刘建花，李金鹏

(宁夏大学农学院，宁夏银川750021）

以宁夏贺兰山东麓地区赤霞珠葡萄为原料，采用3种不同方法进行干化处理，而后接种酵母进行干化葡萄酒的酿造，用顶空-固相微萃取（HS-SPME）气质联用技术（GC-MS）分析比较了干化葡萄酒的挥发性风味物质的差异。结果表明，与鲜酿的葡萄酒相比，干化葡萄酒中总酚含量最高增加了2.47%，单宁含量最高增加了3.54%，花色苷含量最高增加了0.033 g/L；鲜酿的葡萄酒中检测的挥发性风味物质有36种，3种干化葡萄酒中检测到的挥发性风味物质分别有38、40、37种，酯类物质的含量最大提高了9.95%。

干化葡萄酒；品质比较；气质联用法

干化葡萄酒是酿酒葡萄经过晾制后再接种酵母发酵而形成的一种葡萄酒，也叫麦秆葡萄酒（straw wine）或葡萄干葡萄酒（raisin wine）[1]。干化葡萄酒晾制条件必须要在气候干燥的环境中进行，否则容易使葡萄发霉。宁夏地区气候干旱，积温高、降水少，为葡萄的干化处理提供了得天独厚的环境条件，使葡萄浆果在晾制过程中能够保证品质，地域特性适合于酿造干化葡萄酒。本实验对不同干化处理后的葡萄进行葡萄酒的酿造工艺研究，对比干化葡萄酒的品质，并与未经干化处理的鲜酿赤霞珠葡萄酒挥发性成分进行对比，寻找最佳酿造工艺，以期将干化葡萄酒的酿造技术应用于宁夏葡萄酒的实际生产当中，并加以推广。

1 材料和方法

1.1 材料和试剂

宁夏贺兰山东麓地区赤霞珠葡萄，果实无病虫害、无腐烂变质；亚硫酸（食品级）：陕西芳草地工贸有限责任公司；葡萄酒专用活性干酵母、乳酸菌：法国Lamothe-Abiet公司；果胶酶（7 500 PGNU/g）：丹麦Novozymes公司。

1%HCl-甲醇、福林-丹尼斯（Folin-Denis，F-D）、福林酚（Folin-Ciocalteu，F-C）、没食子酸、单宁酸：天津市大茂化学试剂厂；以上试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

GCMS-QP2010气相色谱-质谱（gas chromatographymassspectrometry，GC-MS）联用仪：日本岛津公司；手动固相微萃取（solid phase microextraction，SPME）装置：美国Supelco公司；DF-Ⅱ数显集热式磁力搅拌器：常州爱华仪器制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 葡萄干化处理方法

葡萄采收后放于塑料筐中，每筐放1层，分别放置在室内、室外进行干化处理，干化场所通风状态良好，每天对果实的品质进行观察，确保果实无腐烂、无霉变、无污染，必要时可适当地喷洒亚硫酸（食品级）进行防腐处理[2]，当葡萄的品质达到酿造要求（可溶性固形物含量≥30%）时进行除梗压榨、入罐发酵。3种不同干化处理方法为晒制（处理1，室外）、暗光低温阴制（处理2，室内）、室内散光常温阴制（处理3，室内）。

1.3.2 葡萄酒的酿造

干化葡萄酒的酿造：以干化处理后的葡萄为材料，在宁夏大学农学院完成干化葡萄酒的单酿实验。葡萄原料拣选、除梗破碎后入罐（600 L），添加1 mL/L的6%亚硫酸，40 mg/L果胶酶，于10℃条件下浸渍7 d，浸渍结束后添加0.2 g/L酵母，于25～28℃条件下进行酒精发酵，期间定时测定葡萄酒温度、比重，并压帽；当比重均＜0.996，还原糖含量在4 g/L左右时进行皮渣分离，倒罐澄清，接种乳酸菌进行苹果酸-乳酸发酵[3-5]。发酵结束后取样测定。同时将酒入橡木桶陈酿。

鲜葡萄酒酿造：采用同批葡萄，不经过干化处理，采摘后直接酿造，工艺条件与上相同，发酵结束后取样测定，对比分析。

1.3.3 测定方法[6-8]

总酚：福林酚法；单宁：福林-丹尼斯法。

总花色苷：以矢车菊-3-葡萄糖苷计。采用pH示差法，用移液管吸取2 mL酒样，分别用pH为1.0[0.2 mol/L KCl∶0.2mol/LHCl=25∶75，V/V]和pH为4.5[0.2mol/LNaAc·3H2O∶0.2 mol/L HAc=1∶1，V/V]的缓冲液稀释至20 mL，混匀，以2 mL蒸馏水加18mL相应缓冲液作空白，在波长510 nm和700 nm处测定OD值[8]。

挥发性风味物质的检测：挥发性风味物质的提取采用顶空固相微萃取（headspace solid phase microextraction，HS-SPME）技术，取一个20 mL顶空瓶，用移液枪加入5 mL待分析的葡萄汁或葡萄酒，加入2.0 g NaCl，于40℃恒温磁力搅拌器上平衡10min，插入CAR/DVB/PDMS纤维头40℃吸附30 min，GC解吸5 min，用于GC-MS分析[9-15]。

气相色谱条件：色谱柱为DB-5MS（30 m×0.25 mm× 0.25 μm），程序升温：40℃保持2 min，以5℃/min的升温速度升至120℃，再以8℃/min的升温速度升至230℃，保持10 min。载气为He，体积流量为1 mL/min，进样口温度为250℃。

质谱条件为：电子电离源（electronic ionization，EI），电子能量为70 eV，灯丝电流为0.20 mA。检测器电压为350 V。扫描范围为20～450 m/z，离子源温度为200℃。

定性定量分析：利用美国国家标准技术研究所（national institute of standards and technology，NIST）.107标准谱库自动检索各组分质谱数据，根据化合物的结构特征，与NIST谱库中标准化合物的图谱进行比较判别化合物类型，并根据挥发性风味物质的总离子流色谱图计算香气化合物的百分含量。

2 结果与分析

2.1 干化处理对葡萄酒酚类物质的影响

由图1可以看出，葡萄浆果采摘后进行干化处理后再进行葡萄酒酿造，葡萄酒中的总酚、单宁和花色苷含量整体要比鲜酿的葡萄酒要高，处理1（即室外晒干）的效果最好，总酚、单宁、花色苷含量均最高，各处理对品质的影响达到了显著的水平。与鲜酿的葡萄酒相比，处理1、处理2、处理3的总酚含量增加了2.47%、0.775%和2.18%；单宁含量增加了3.54%、2.00%和2.02%；花色苷含量增加了0.033 g/L、0.023 g/L和0.03 g/L。葡萄酒中的酚类物质与葡萄酒的品质关系十分密切，决定着葡萄酒的结构感和圆润度，而酚类物质的含量除了与葡萄品质品质有关，同时还与酿造方式有关，研究结果表明，在葡萄原料一致的情况下，干化处理可以显著影响葡萄酒中多酚类物质的含量。

图1 不同处理对葡萄酒总酚(A)、单宁(B)、花色苷(C)含量的影响Fig.1 Effects of different treatments on total phenol(A),tannins(B), anthocyanins(C)contents in wine

2.2 干化处理对葡萄酒中挥发性风味物质的影响

由表1可以看出，4种葡萄酒总共检测出了98种挥发性风味物质。

鲜酿的葡萄酒中检测的挥发性风味物质有36种，其中酯类化合物为15种，醇类6种，羰基类化合物7种，其他类化合物为8种；挥发性风味物质按含量的多少排序依次为乙酸戊酯（32.52%）、乙酸己酯（11.63%）、丁酸丁酯（10.2%）、异戊醇（6.55%），辛酸乙酯（5.78%）。

3种干化葡萄酒中检测到的挥发性风味物质分别有38、40、37种。

图2 不同处理的葡萄酒挥发性成分GC-MS分析总离子流色谱图Fig.2 Total ion chromatogram of aroma compounds of wine with different treatments analysis by GC-MS

处理1的酒样中酯类化合物为14种，醇类6种，羰基类化合物6种，其他类化合物为12种；按挥发性风味物质含量排序依次为乙酸戊酯（35.66%）、乙酸己酯（13.63%）、酞酸二乙酯（7.14%）、异戊醇（5.18%）、癸酸乙酯（4.14%）；

表1 葡萄酒中主要香气成分及相对含量Table 1 Aroma components and their relative contents of wine

续表1

处理2的酒样中酯类化合物为16种，醇类10种，羰基类化合物9种，其他类化合物为5种；按照挥发性物质含量多少排序为乙酸戊酯（34.72%）、乙酸己酯（10.16%）、酞酸二乙酯（7.68%）、辛酸乙酯（5.46%）、2-甲基戊醇（4.55%）；

处理3的酒样中酯类化合物为17种，醇类8种，羰基类化合物6种，其他类化合物为6种；挥发性风味物质按照含量的多少排序为己酸戊酯（33.75%）、乙酸己酯（12.75%）、丁酸丁酯（11.3%）、辛酸乙酯（6.95%）、己酸异戊酯（5.64）、异戊醇（4.88%）。

酯类：鲜酿的葡萄酒中酯类物质的含量为73.74%，3种干化处理的酒样的酯类含量依次为73.4%、72.48%和81.08%，酯类物质的含量最大提高了9.95%。

可以看出本次酿造的葡萄酒中，挥发性风味物质中酯类物质占主体，对葡萄的香气贡献也较大。酯类物质都是构成酒的香气成分的重要物质，特别是构成了葡萄酒的苹果、菠萝、梨、芒果等水果香气，使得葡萄酒的果香浓郁，口感圆润。在处理1和处理3的葡萄酒酒样中出现了异戊酸丁酯，而在鲜酿的葡萄酒中没有发现，异戊酸丁酯的香味特征是香蕉香香气和干酪香味。

醇类：鲜酿葡萄酒中的醇类物质的含量为14.84%，3种干化处理的葡萄酒中的醇类物质含量依次为18.1%、15.08%和13.59%，醇类物质主要有异戊醇、1-癸醇、正己醇、壬醇等，异戊醇是每个葡萄酒中所共同有的，但是，干化处理后的异戊醇含量由鲜酿的6.55%分别降低为5.18%、4.88%，异戊醇在一定程度上是构成酒的香味物质，但它也是导致饮后容易“上头”的主要物质，尽量减少异戊醇的产生，说明干化处理有益于降低异戊醇的产生。

羧酸类：羧酸类的物质在葡萄酒中检测到的并不多，分别为4-甲基辛酸、烯丙基丙二酸和5-甲基己基-2-丁烯酸，且含量也很少，可能是固相微萃取时萃取头对酸类物质的吸附能力比较弱。

羰基类：羰基类化合物对葡萄的香气在一定范围内有积极作用。与鲜酿的葡萄酒相比，干化葡萄酒中出现了壬醛（0.26%，处理3），癸醛（0.59%，处理2），beta-紫罗酮（0.32%，处理2；0.16%，处理3）等鲜酿葡萄酒中没有的物质，壬醛具有微甜的蜜蜡香和花香气息，有柑橘香味；癸醛有似甜橙、柠檬、以及玫瑰的后韵；β-紫罗兰酮有紫罗兰香味。这些物质虽然含量低，但对葡萄酒的香气都有一定的贡献作用。

其他物质：在葡萄酒中还捡测到了烷烃、烯烃和少量的呋喃化合物，如乙基苯、1-己烯、二苯并呋喃等，这些物质在葡萄酒中的含量非常低，可能来源于葡萄本身，它们大多碳链较长，呈味能力差，对风味的贡献小。

3 结论

从葡萄酒中影响葡萄酒品质的重要质量指标上看，干化处理后葡萄浆果的改变对葡萄酒品质的影响很大，对酒的整体结构与风味都起着积极作用。在干化葡萄酒中的含量要高于鲜酿的葡萄酒，其中处理1中的含量最高，总酚含量增加了2.47%，单宁含量增加了3.54%，花色苷含量增加了0.033 g/L这使得干化葡萄酒的口感厚重、结构感强，色泽浓郁。

从构成葡萄酒香气物质的挥发性成分上看，干化葡萄酒中的芳香物质的种类和含量都有所增加，特别是酯类物质的含量最大提高了9.95%，异戊酸丁酯、β-紫罗兰酮、壬醛、癸醛等质是鲜酿葡萄酒中没有的，这些都对葡萄酒的香气具有积极的贡献作用，使得干化葡萄酒果香、花香浓郁，风味独特，因为异戊酸丁酯具有香蕉香香气和干酪香味，β-紫罗兰酮具有紫罗兰香味。香气物质的含量决定了葡萄酒的优雅度和风味，总体来说，干化处理对葡萄酒的香气也有积极作用，使香气成分更加复杂多样。

因此，探索干化葡萄酒的生产工艺对改善葡萄酒品质具有重要意义。

[1]曹芳玲.赤霞珠干酒优化工艺及质量控制研究[J].保鲜与加工，2016（6）：107-110.

[2]莫燕霞，殷居易，顾晓俊，等.葡萄酒有机酸研究现状及应用展望[J].食品工业科技，2015，36（6）：380-384.

[3]刘娜.贺兰山东麓产区威代尔冰葡萄酒生产工艺的研究[D].银川：宁夏大学，2015.

[4]白智生，火兴三，陈兴忠，等.高档干化葡萄酒产区和品种的选择[J].天津农业科学，2012（2）：126-129.

[5]李华.利口葡萄酒和蜜甜尔的酿造[J].葡萄栽培与酿酒，1993（2）：28-32.

[6]周广志.枸杞酒发酵对类胡萝卜素的变化影响研究[D].银川：宁夏大学，2015.

[7]中华人民共和国国家质量监督检验总局，中国国家标准化管理委员会.GB 15037—2006葡萄酒[S].北京：中国标准出版社，2006.

[8]黄学春.调亏灌溉对酿酒葡萄光合作用及果实生长发育的影响研究[D].银川：宁夏大学，2014.

[9]王琦.枸杞发酵酒类胡萝卜素降解对香气影响的研究[D].银川：宁夏大学，2015.

[10]孔程仕.干型葡萄酒挥发性风味物质GC-MS研究[D].青岛：青岛科技大学，2013.

[11]王玉峰.葡萄酒香气影响因素的研究[D].济南：山东轻工业学院，2010.

[12]牛云蔚.樱桃酒的特征风味及品质调控研究[D].无锡：江南大学，2012.

[13]董婕.不同副梢处理对酿酒葡萄“蛇龙珠”果实品质及光合作用的影响[D].银川：宁夏大学，2015.

[14]朱丹实.葡萄采后软化机制及风味劣变的研究[D].沈阳：沈阳农业大学，2014.

[15]王玉峰.葡萄酒香气影响因素的研究[D].济南：山东轻工业学院，2010.

Comparison of quality and volatile components of dried grape wine analysis by GC-MS

FU Lixia,ZHANG Huiling*,QI Xiaoqin,LIU Jianhua,LI Jinpeng
(College of Agriculture,Ningxia University,Yinchuan 750021,China)

Using Cabernet Sauvignon grape in East Helan Mountain Area in Ningxia as raw material,after processed with three different drying methods,yeast was inoculated to make dried grape wine.The differences of volatile flavor substances in dried grape wines were analyzed and compared by HS-SPME-GC-MS.The results showed that compared with fresh grape wine,the highest total phenol content in dried grape wine was increased by 2.47%,the highest tannin content was increase by 3.54%,and the highest anthocyanin content was increased 0.033 g/L in dried grape wine.36 kinds of volatile flavor compounds were detected in fresh grape wines and 38,40 and 37 kinds of volatile flavor compounds were detected in the three dried grape wines,respectively,the highest esters content increased by 9.95%.

dried wine;quality comparison;GC-MS

O657.7

0254-5071（2017）02-0166-05

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.02.036

2016-09-13

宁夏回族自治区科技支撑计划项目

付丽霞(1991-)，女，硕士研究生，研究方向为微生物发酵。

*通讯作者：张惠玲(1963-)，女，教授，硕士，研究方向为微生物发酵。