不同年份、不同葡萄品种葡萄酒品质特征分析研究

齐晓茹,侯丽娟,师 旭,马艳莉,赵 翡,王 颉

(河北农业大学食品科技学院,河北保定 071001)

不同年份、不同葡萄品种葡萄酒品质特征分析研究

齐晓茹,侯丽娟,师 旭,马艳莉,赵 翡,王 颉*

(河北农业大学食品科技学院,河北保定 071001)

为比较不同年份、不同葡萄品种葡萄酒间理化性质及香气成分的差异,对葡萄酒的理化指标及香气物质进行分析测定。结果表明:干白葡萄酒的pH,干浸出物含量、色度、总酚含量显著低于干红葡萄酒,色调显著高于干红葡萄酒(p<0.05);从两种葡萄酒中共鉴定出54种香气成分,鉴定出两种葡萄酒共有香气成分14种,其中酯类物质种类最多,且相对含量最高,为主要呈香物质。不同年份、不同葡萄品种葡萄酒间理化指标、香气种类、主要香气成分及相对含量均有差异。

葡萄酒,理化指标,香气成分,顶空固相微萃取-气质联用,主成分分析

随着特色葡萄酒产业的不断发展壮大,人们对于葡萄酒品质的要求也在不断提高。2015年中国的葡萄酒消费量大概为16亿L。葡萄酒是一种极具风格和个性化的酒精饮料,不同品种、不同地域、不同年份葡萄和不同工艺酿造的葡萄酒均有其显著特征[1]。色度、色调及总酸等作为葡萄酒酚类物质、颜色和风味的重要指标,是科研人员的研究热点。颜色是葡萄酒外观品质最为重要的属性之一[2],色度反映葡萄酒的深浅程度;色调与酒龄密切相关;适当的总酸含量有助于葡萄酒的长期贮存[3]。葡萄酒的香气也是评价葡萄酒质量的重要指标,由于生态条件,品种,葡萄园管理等的不同,使不同的葡萄酒具有不同的风格和味道[4],复杂的香气成分在不同葡萄酒中的存在与否、含量、比例以及平衡关系等差异构成了不同特色和风格的葡萄酒[5]。

目前国内外对于葡萄酒品质特征的研究已经取得了一定的成果,但是对于干红葡萄酒和干白葡萄酒之间品质特征的研究报道较少。本文分析检测了赤霞珠干红葡萄酒和龙眼干白葡萄酒的理化指标,并采用顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术对葡萄酒的香气成分进行了提取分析,为消费者深入了解干红葡萄酒和干白葡萄酒的质量提供了科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

赤霞珠干红葡萄酒 2011～2014年份,葡萄产地及酿造条件均相同,沙城产区怀来龙腾葡萄酒有限公司;龙眼干白葡萄酒 2012～2013年份,葡萄产地及酿造条件均相同,沙城产区怀来龙腾葡萄酒有限公司;实验所用试剂 分析纯,保定万科试剂公司。

STARTER2100型pH计、CP214型分析天平 奥豪斯仪器(上海)有限公司;752型紫外可见分光光度计 上海菁华科技仪器有限公司;7890A-5975C型气相色谱-质谱联用仪 美国安捷伦公司;顶空固相微萃取纤维头 规格50/30 μm DVB/CAR/PDMS,美国Supelco公司;DZKW-C型电子恒温水浴锅 北京光明医疗仪器厂。

表2 葡萄酒其它理化指标

1.2 实验方法

1.2.2 香气成分的测定 固相微萃取条件:取样液7.5 mL于20 mL的钳口瓶中,加入0.5 g NaCl,在40 ℃水浴条件下平衡15 min后,插入已活化好的萃取纤维头,40 ℃水浴条件下顶空吸附40 min,插入GC-MS进样口进行香气成分的分离鉴定[9]。

GC-MS分析条件:使用HP-Innowax(30 m×0.25 mm×0.25 μm)色谱柱,不分流进样,溶剂延迟3 min,解析时间为6 min;柱温:50 ℃保持2 min,以3 ℃/min的升温速度升至80 ℃,保持5 min,再以5 ℃/min的升温速度升至230 ℃,保持6 min。载气为He,流量为1 mL/min,进样口温度为250 ℃,检测器温度为230 ℃。离子源温度为230 ℃,电子能量为70 eV,灯丝流量为0.20 mA。检测器电压为350 V[9]。

定性与定量分析:测定结果用气相色谱-质谱联用仪进行分析鉴定。质谱结果经计算机检索谱库NIST2005进行定性分析(取匹配度70%以上),并参照已发表的质谱资料,确定大部分挥发性化学成分。根据面积归一法计算已定性出的香气物质的相对含量。

1.3 数据统计分析

使用SPSS 17.0软件进行方差分析(ANOVA),选用Duncan多重比较确定数据间的差异,显著水平为p<0.05,每个样品重复测定3次,取其平均值。

2 结果与分析

2.1 葡萄酒理化指标测定

各葡萄酒总酸、总糖、干浸出物的测定结果见表1。由表1可知,2013年干白葡萄酒总酸含量最高,达到9.60 g/L,其他年份的总酸含量无显著差异(p>0.05),总酸含量与葡萄酒的风味有很大关系,总酸含量过高,影响酒的口感,使人感到刺口、酸涩等[10]。2012年干红葡萄酒总糖含量最高,为4.14 g/L。干红葡萄酒中干浸出物含量显著高于干白葡萄酒中干浸出物含量。不同年份的同种葡萄酒中总酸、总糖、干浸出物等含量的差异可能和葡萄产地的气候变化紧密相关。

表1 葡萄酒理化指标

注：同一列中不同字母表示数值差异显著(p<0.05)，表2同。

各葡萄酒pH、色度、色调、总酚的测定结果见表2。由表2可以看出,干白葡萄酒的pH略低于干红葡萄酒,干白葡萄酒的色度显著低于干红葡萄酒(p<0.05),干白葡萄酒的色调显著高于干红葡萄酒的色调(p<0.05),色调数值越低表示葡萄酒越红,越高越呈橙色[8]。不同年份干红葡萄酒之间,总酚含量差异显著(p<0.05)。干红葡萄酒的总酚含量显著高于干白葡萄酒中总酚的含量(p<0.05)。

2.2 葡萄酒中香气物质的测定

2.2.1 干红葡萄酒香气种类及相对含量比较分析 干红葡萄酒香气种类及相对含量分析比较结果见表3。采用HS-SPME-GC-MS对2011～2014年份的赤霞珠干红葡萄酒中的香气成分进行提取分析,共鉴定出45种香气成分,包括酯类23种,醇类8种,酸类4种,酚类2种,醛类2种和烃类4种其他种类化合物2种;酯类和醇类香气化合物的相对含量较高,种类较多,构成干红葡萄酒的主体香气成分。从4个酒龄的干红葡萄酒中鉴定出共有香气成分16种,包括酯类9种,醇类3种,酸类3种,酚类1种;酯类物质中辛酸乙酯，琥珀酸二乙酯的相对含量较高；乙酸，己酸，辛酸在4个年份干红葡萄酒中均被检出，且在酸类物质中相对含量较高，为干红葡萄酒的主要酸类物质;2011～2014年干红葡萄酒中异戊醇的相对含量分别为37.15%、25.86%、53.48%、28.27%,在所有的香气物质中含量最高。

表3 GC-MS分析葡萄酒中的香气成分的相对含量(%)

续表

注：低含量香气组分和非呈香成分均未列出。

2.2.2 干白葡萄酒香气种类及相对含量比较分析 干白葡萄酒香气种类及相对含量分析比较结果见表3。采用HS-SPME-GC-MS对2012、2013年份的龙眼干白葡萄酒中的香气成分进行提取分析,共鉴定出37种香气成分,其中酯类18种,醇类3种,酸类5种,醛类1种,酚类1种,烃类4种，其他化合物5种;2个酒龄的干白葡萄酒共有香气成分23种,包括酯类13种,醇类1种,酸类4种,醛类1种,酚类1种,烃类3种;2012～2013年酯类物质的相对含量分别为67.09%、66.17%,醇类物质的相对含量分别为24.36%、2.88%,酸类物质的相对含量分别为6.11%、7.98%,烃类物质的相对含量分别为1.51%、21.65%,醛类物质只鉴别出糠醛,酚类物质只鉴别出2,4-二叔丁基苯酚,醇类物质和烃类物质的相对含量差别较大,由于气候等环境因素,不同年份的葡萄酒香气物质种类及含量会出现差别,酯类香气化合物的相对含量较高,种类较多,构成干白葡萄酒的主体香气成分。

2.2.3 两种葡萄酒香气种类及相对含量比较分析 由表3可知,从两种葡萄酒中检出14种共有香气成分,其中酯类9种,醇类1种,酸类3种,酚类1种,分别为正己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸甲酯、癸酸乙酯、琥珀酸二乙酯、月桂酸甲酯、月桂酸乙酯、十四酸乙酯、棕榈酸乙酯、苯乙醇、乙酸、己酸、辛酸、2,4-二叔丁基苯酚;苯甲醇只在干红葡萄酒中检出。酯类物质种类最多,且相对含量最高。酯类是具有芳香性气味的挥发性化合物,是构成酒香的主要物质,在各种类型的酒中起重要作用,是使酒体香气浓郁的主要因素[11]。

图1 两种葡萄酒香气成分数量的比较Fig.1 Comparison of volatiles numbers in two different grape wines

两种葡萄酒的香气物质种类比较结果见图1。从干红葡萄酒中检测出45种香气成分，从干白葡萄酒中检测出37种香气成分；干红葡萄酒中酯类和醇类物质的香气数量明显高于干白葡萄酒。干白葡萄酒中酸类和其他香气化合物种类高于干红葡萄酒。

2.2.4 两种葡萄酒香气成分的主成分分析 主成分分析是用少数的线性组合来解释整体数据变化,使数据之间的差异更加形象的展现出来[12]。对两种葡萄品种葡萄酒中54种香气成分的特征香气成分进行主成分分析,舍去对葡萄酒特征香气贡献不大的香气因子,最后剩余14种香气成分构成整个原始数据的主成分。由SPSS 17.0进行统计分析,其结果见表4及表5。

表4 两种葡萄酒香气成分主成分分析结果

由表4、表5分析结果可以看出,共确定了三个主成分,累计贡献率达92.17%,两种葡萄酒香气物质主成分分析的特征向量得出三个主成分的具体表达形式:

F1=0.315X1+0.266X2+0.214X3-0.232X4+0.379X5+0.057X6+0.136X7+0.209X8-0.163X7-0.376X10-0.238X11+0.292X12+0.355X13-0.290X14;

F2=-0.232X1+0.328X2+0.377X3-0.007X4+0.022X5+0.414X6-0.384X7+0.375X8+0.388X9+0.126X10+0.079X11+0.184X12-0.146X13-0.095X14;

F3=0.199X1+0.024X2+0.111X3+0.512X4+0.172X5+0.143X6+0.151X7+0.122X8+0.022X9-0.052X10-0.571X11-0.321X12-0.104X13+0.393X14。

表5 两种葡萄酒香气物质主成分分析的特征向量

第一主成分中起代表作用的是己酸乙酯,琥珀酸二乙酯,苯乙醇,辛酸;第二主成分中起代表作用的是辛酸乙酯,癸酸甲酯,月桂酸甲酯,月桂酸乙酯,十四酸乙酯,棕榈酸乙酯;第三主成分中起代表作用的是癸酸乙酯,乙酸,己酸,2,4-二叔丁基苯酚。

3 结论

对不同年份、不同葡萄品种葡萄酒的品质特征进行了分析研究。从分析结果来看,干白葡萄酒的pH、干浸出物、总酚含量显著低于干红葡萄酒,色调显著高于干红葡萄酒。两种葡萄酒共鉴定出54种香气成分;分别从不同酒龄的干红葡萄酒中共检出45种香气成分,从不同酒龄的干白葡萄酒中共检出37种香气成分;鉴定出两种葡萄酒共有香气成分14种,分别为正己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸甲酯、癸酸乙酯、琥珀酸二乙酯、月桂酸甲酯、月桂酸乙酯、十四酸乙酯、棕榈酸乙酯、苯乙醇、乙酸、己酸、辛酸、2,4-二叔丁基苯酚,酯类物质种类最多,且相对含量最高,为主要呈香物质。实验为深入研究贮藏时间对葡萄酒品质的影响奠定基础,为我国葡萄酒的贮藏及其生产实践提供了科学依据。

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Research of quality characteristics in grape wines from different aging vintages,grape varieties

QI Xiao-ru,HOU Li-juan,SHI Xu,MA Yan-li,ZHAO Fei,WANG Jie*

(College of Food Science and Technology,Agricultural University of Hebei,Baoding 071001,China)

In order to compare wines from different years,different grape varieties between physicochemical properties and aroma components,the physicochemical index and aroma substances were determined. The results showed that the dry wine pH,dry extract,chromaticity values,total phenolic content was significantly lower than that of dry red wine,dry red hue was significantly higher than that of wine(p<0.05). 54 kinds of aroma components were identified from two wines and 14 kinds of them were both detected in two samples,esters had most species,and the highest relative content,and was the main aroma. In different years,varieties of grape wine aroma types,main aroma components and relative content were different.

wine;physicochemical index;aroma components;HS-SPME-GC-MS;PCA

2016-10-08

齐晓茹(1992-),女,硕士研究生,研究方向:酒类香气成分分析,E-mail:1091491757@qq.com。

*通讯作者:王颉(1959-),男,博士，教授,研究方向:农产品加工及贮藏,E-mail:wj591010@163.com。

河北省科技计划项目(16236802D-2)。

TS207.3

A

1002-0306(2017)09-0285-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.09.046