GC-MS对两种葡萄酒的香气成分对比分析

赵燕飞，王芮东，院 虹，武洋仿

(1.运城学院 理科实验中心；2.运城学院 应用化学系，山西 运城 044000)

葡萄(学名：Vitisvinifera L.)为葡萄科葡萄属木质藤本植物，它是世界上最古老的果树树种之一，全世界约95%的葡萄集中在北半球上。葡萄的品种有很多，其中赤霞珠(Cabernet Sauvignon)别名解百纳、解百纳索维浓、苏味浓，是有君王之尊的红色葡萄品种；长相思(Sauvignon Blanc)别名白苏维翁、苏维浓、缩维浓，是一种颇受欢迎的白色葡萄。将葡萄作为原料酿造成葡萄酒，是葡萄的一种重要的加工方式。品种差异是葡萄酒差异特征的主要来源，香气成分是评价各类酒质量好坏的重要因素之一，是酒类产品的最主要的检测指标之一。由于品种造就的香气差异不仅仅来源于每个单一个体，更多的是每个成分之间的叠加、协调、抑制等作用下形成的。这些不同含量的香气成分以各自细微具体的差异形成了不同品质和口感的葡萄酒[1-4]。

随着现代科技的发展，气相色谱法—质谱法联用仪(GC-MS)以其有效分离各种挥发性成分并鉴定其结构的优势，成了香气成分鉴定分析的重要技术[5-7]，特别在黄酒、葡萄酒、荔枝酒等酒类测定香气的成分应用中极为广泛。M.Jose’Go’mez-M1’guez[8]将西班牙萨雷马新干白葡萄酒中的71种挥发性物质进行了定量分析。郭松年等[9]人对不同年份赤霞珠干红葡萄酒香气成分进行检测，发现其主要香气成分以酯类、醇类和有机酸类为主。本文以赤霞珠和长相思葡萄酒为研究对象，通过GC-MS对香气成分进行检测，分析讨论二者香气成分和含量的不同对其口感的影响。

1. 材料和方法

1.1 材料和设备

实验用的长相思和赤霞珠葡萄酒均为市场购买。长相思，原产地：智利，酒精度：12.5%；赤霞珠，原产地：加拿大，酒精度：13.0%；二氯甲烷：分析纯，天津市瑞金特化学品有限公司；无水硫酸钠：分析纯，天津市恒兴化学试剂制造有限公司。

仪器设备：Agilent 790A-5975C GC-MS联用仪，美国安捷伦科技有限公司；RE-2000A有机相旋转蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂。

1.2 香气成分提取

采用液-液萃取装置，取40 mL样品于分液漏斗中，依次加入二氯甲烷30 mL、20 mL、20 mL,混合均匀，分三次萃取，合并有机相；新品无水硫酸钠干燥后蒸发浓缩至2～3 mL；微孔滤膜过滤，供GC-MS分析。

1.3 分析条件

色谱条件：DB-FFAP毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；采用程序升温：40 ℃稳定5 min，然后以6 ℃/min升到240 ℃稳定5 min；进样量：1 μL；分流比：10 ∶1；进样口温度：270 ℃；载气：He；流速：1 mL/min。

质谱条件：EI电离源；电子能量：70 eV；离子源温度：230 ℃；四极杆温度：150 ℃；溶剂延迟：4 min；增益系数：1；质量扫描范围：50～300 amu。

1.4 香气成分数据处理

通过NIST 2008谱库检索得到数据，以峰面积归一化法对各组分的相对含量进行计算。

2. 结果与分析

图1和图2分别为长相思和赤霞珠葡萄酒香气成分的GC-MS总离子图。长相思葡萄酒中共检测出40种组分，其中香气成分占97.620%，主要为醇类(14.876%)、羧酸类(12.034%)、酯类(62.394%)、烃类(7.252%)等，其中含量较高的有甲酸异戊酯(33.153%)，丁二酸单乙酯(14.465%)，乳酸乙酯(4.611%)，马来酸二乙酯(4.416%)。

图1 长相思葡萄酒香气成分GC-MS总离子图

图2 赤霞珠葡萄酒香气成分GC-MS总离子图

赤霞珠葡萄酒中共检测出28种组分，香气成分占99.670%，主要为醇类(50.962%)、酯类(38.736%)、羧酸类(5.339%)、烯类(3.415%)等，其中含量较高的有2，3-丁二醇(33.414%)，乳酸乙酯(16.120%)，苯乙醇(14.995%)，丁二酸单乙酯(13.219%)。表1是两种葡萄酒中检测到的具体挥发性成分。

表1 长相思和赤霞珠葡萄酒中检测到的挥发性成分

类别化合物名称分子式分子量保留时间/min相对百分含量%长相思赤霞珠长相思赤霞珠醇类苯乙醇C8H10O12224.49023.4108.91914.995异丁醇C4H10O746.069-2.822-正丙醇C3H8O604.573-1.159-对羟基苯乙醇C8H10O213839.9441.6951.0540.421正己醇C6H14O10213.3249.9700.7850.5113-甲硫基丙醇C4H10OS10621.006-0.137-2,3-丁二醇C4H10O290-5.772-33.647二十七烷醇C27H56O396-34.116-1.004十九醇C19H40O284-32.053-0.384总计14.87650.962酮类3-羟基-2-丁酮C4H8O28811.5367.9980.1700.8932H-吡喃-2,6(3H)-二酮C5H4O311225.943-0.312-总计0.4820.893其他对叔戊基苯酚C11H16O16436.682-0.128-1,3-丙二醇单乙醚C5H12O210413.816-0.293-N-异戊基乙酰胺C7H15NO12923.723-0.161-四氯乙烯C2Cl41664.146-6.059-正二十烷C20H4228225.992-0.155-二十一烷C21H4429627.585-0.201-二十二烷C22H4631029.114-0.220-正三十一烷C31H6443630.584-0.159-二十四烷C24H5033831.993-0.291-十八烷烯C18H36252-35.386-1.077环二十烯C20H40280-37.304-0.293角鲨烯C30H50410-42.392-2.045-C14H20O204-40.059-0.265总计7.8343.680

经过数据比对，赤霞珠葡萄酒总的香气成分含量略多于长相思葡萄酒。赤霞珠葡萄酒中醇类含量最高(50.962%)，其次是酯类(38.736%)、酸类(5.339%)；长相思葡萄酒中酯类含量最高(62.394%)，其次是醇类(14.876%)、酸类(12.034%)。其中长相思葡萄酒中酯、酸类的总含量明显高于赤霞珠葡萄酒中的含量，如图3。赤霞珠葡萄酒中醇、烯类的总含量高于长相思葡萄酒。另外，在长相思葡萄酒中还存在少量的酚类(0.128%)、醚类(0.293%)、胺类(0.161%)，但在赤霞珠葡萄酒中并没有检测到。

图3 长相思和赤霞珠葡萄酒香气成分对比图

在两种酒中都检测到一些共有的成分(赤霞珠葡萄酒中含量 ∶长相思葡萄酒中含量)，如醇类中有正己醇(0.511 ∶0.785)、苯乙醇(14.995 ∶8.919)、对羟基苯乙醇(0.421 ∶1.054)；酯类中有4-羟基丁酸乙酰酯(1.513 ∶ 0.833)、丁二酸二乙酯(3.586 ∶1.634)、马来酸二乙酯(0.291 ∶4.416)、丁二酸单乙酯(13.219 ∶14.465)、乳酸乙酯(16.120 ∶4.611)、邻苯二甲酸单(2-乙基己基)酯(0.810∶0.386)；酸类中有棕榈酸(1.782 ∶1.075)、乙酸(0.888 ∶2.789)、己酸(0.280 ∶2.035)、硬脂酸(0.638 ∶0.478)；酮类中有3-羟基-2-丁酮(0.893 ∶0.170)。其中苯乙醇、4-羟基丁酸乙酰酯、丁二酸二乙酯、乳酸乙酯、棕榈酸、硬脂酸、3-羟基-2-丁酮等物质在赤霞珠葡萄酒中的含量明显多于长相思葡萄酒中。

葡萄酒中醇类是酵母酒精发酵过程中的产物，大多数在低浓度时可以促使葡萄酒香气更为复杂，浓度过高时则会加剧葡萄酒中不愉快的气味和粗糙感[10-12]。如:苯乙醇具有独特的香味，呈玫瑰香、紫罗兰香、茉莉花香等多种风味[13]。

葡萄酒中的酸类，主要起助香、呈香的作用，也是影响酒体口感和后味的主要物质；酯类主要来源于葡萄果实、低碳脂肪酸与醇类结合生成，且绝大多数酯类具有果香味和花香气味[14]。这些在不同程度上会起到增长酒香的作用[15]。如：丁二酸二乙酯有一种令人愉悦的香味，增加了葡萄酒的口感与后味。3-羟基-2-丁酮具有令人愉快的奶香气，同时它也是酒类调香中的一个极其重要的物质，天然存在于葡萄酒中。

赤霞珠葡萄酒中苯乙醇含量比长相思葡萄酒中多6.076%，在感官鉴评时赤霞珠葡萄酒的呈香物质更为浓郁、厚重、刺激，有玫瑰香的果香、刺激的醇味，体现了苯乙醇的典型气味；长相思葡萄酒中是清新果香味，是由青草香味的正己醇、青苹果味的正己酸乙酯；凤梨、梨香、花香味的辛酸乙酯；果香、梨香味的癸酸乙酯[16]等果香味的物质共同决定了长相思葡萄酒独特的清新果香味口感。

3. 结论

本文通过溶剂萃取浓缩获得酒中的挥发性成分，利用GC-MS检测长相思葡萄酒和赤霞珠葡萄酒中的香气成分并进行对比。测试结果表明：长相思葡萄酒中检测出40种组分，香气成分占97.620%，其中醇类有6种，酯类有14种，酸类有9种，烷烃类有6种，酮类有2种，酚类醚类胺类各1种。赤霞珠葡萄酒中共有28种组分，香气成分占99.670%，其中醇类有6种，酯类有11种，酸类有6种，烯类有3种，酮类等成分有2种。长相思葡萄酒中还存在少量的酚类、醚类、胺类，赤霞珠葡萄酒中含有的烯类物质，这些成分的共同贡献下造就了两种葡萄酒特有的风味。