辽东栎和蒙古栎心材挥发性成分分析

牛见明，张 波,*，吴娟弟，安双弟，马朝玲，史 肖，韩舜愈,*

（1.甘肃农业大学食品科学与工程学院，甘肃省葡萄与葡萄酒工程学重点实验室，甘肃省葡萄与葡萄酒产业技术研发中心，甘肃 兰州 730070；2.兰州中检科测试技术有限公司，甘肃 兰州 730070）

橡树，又名栎树，属壳斗科（Fagaceae）栎属（QuercusL.）植物，生长于欧洲、亚洲和北美洲等地区，是北温带常见的一种硬木[1]。橡树因其独特的木质结构和丰富的芳香物质，常被用于加工成木桶参与葡萄酒的酿造生产。研究发现，在利用橡木桶酿造和贮藏葡萄酒的过程中，葡萄酒经历了氧化还原、橡木物质浸渍溶解等一系列复杂的物理、化学及生物化学过程[2-3]。橡木中存在的香气物质和单宁成分不仅赋予葡萄酒典型的橡木风味特征，还可改善葡萄酒的口感和颜色品质[4-5]。因此，橡木桶被誉为葡萄酒的家园，是酿造与成熟葡萄酒的摇篮。

经统计，目前全世界的橡木种类约有250多种，常用于葡萄酒生产的橡木主要有3 种，分别是产于欧洲的卢浮橡（Quercus sesiliflora）和夏橡（Q. robur），以及产于美国的美洲白橡（Q. alba）[6]。其中卢浮橡纹理紧密，富含较多的芳香物质和大量的单宁成分，普遍用于橡木桶的制作。而夏橡虽可提取较高的酚类物质，但芳香化合物含量有限（只有卢浮橡的1/3），且纹理较粗，质地疏松，故不是较为理想的制桶树材。相比欧洲橡木，美洲白橡质地紧密少孔，富含丰富的浸填体、单宁以及椰香类芳香物质，因此常用于陈酿型干红葡萄酒的贮存[7-9]。然而随着葡萄酒产量的不断增长，上述橡木资源的需求也逐年增加。同时，橡木桶存在生产成本高、使用期限短、生产效率低等缺点，使寻找和开发传统橡木替代资源的研究势在必行。

我国约有栎属（QuercusL.）植物51 个种，其中可用于葡萄酒生产的主要有蒙古栎（Q. mongolicaFisch）和辽东栎（Q. liaotungensisKoidz），具体分布于我国东北长白山至大兴安岭一带，以及暖温带落叶林区，面积约为796.79万 hm2，占我国栎属植物的49.50%[10-12]。研究发现，蒙古栎和辽东栎属于白橡类（Q. fabriHance），其木质结构与美国、法国橡木相差较大，但在强度和硬度上无明显差异[13]。电子显微镜扫描结果显示，辽东栎木质纹理清晰、质地紧实、浸填体丰富。此外，2 种国产橡木还含有丰富的纤维素（约占41%～44%）、半纤维素（约占21%～25%）、木质素（约占24%～30%）和单宁（约占9%～16%）等物质[14-16]。进一步研究发现，辽东栎和蒙古栎在挥发性成分的种类和含量上也相差较大。纵观已有的研究成果不难发现，尽管目前有关橡木产品的研究较多，但大多集中在欧美橡木资源方面，而对于国产橡木制品特性，特别是挥发性香气成分的研究鲜有报道。

因此，本实验拟采用液液萃取-气相色谱-质谱（liquid-liquid extraction-gas chromatography-mass spectrometry，LLE-GC-MS）联用方法，对上述2 种国产橡木进行挥发性成分测定，并以法国橡木为对照，分析比较国产橡木与法国橡木的香气成分差异，以期为国产橡木在葡萄酒中的应用提供一定的理论支撑和数据参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

法国橡木（Q. acutissimaCaruth）、蒙古栎（Q.mongolicaFisch）、辽东栎（Q. liaotungensisKoidz）分别购自日照红上实业有限公司和烟台神马包装橡木桶公司。以上材料均为中度烘烤（（200±10）℃，30 min）的橡木心材木片，在检测前将木片粉碎、混合并过20 目筛后待用。

邻香草醛、γ-己内酯、3,4-二甲基苯酚、2-辛醇（均为色谱级） 美国Sigma公司；酒石酸、氯化钠、酒石酸氢钾（均为分析纯），无水乙醇、二氯甲烷（均为色谱纯） 天津市科密欧化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

PHS-3C pH计 上海雷磁有限责任公司；TRACE 1310气相色谱仪、ISQ型单四极杆质谱仪 美国Thermo Scientific公司；DB-5色谱柱（60 m×2.5 mm，0.25 μm）美国Agilent公司；H2050R台式高速冷冻离心机 长沙湘仪离心机仪器有限公司；SHA-B水浴恒温振荡器天津市赛得利斯实验分析仪器制造厂；MGS-HEAT氮吹仪 日本Eyela公司；ABSON涡旋仪 艾布森生命科学设备有限公司。

1.3 方法

1.3.1 橡木香气物质的浸提

利用实验室已优化的乙醇溶液浸提法对橡木心材中香气成分进行提取。具体操作如下：橡木心材木片粉碎后过20 目筛，准确称取10 g橡木粉于250 mL的三角瓶，加入100 mL 50%乙醇溶液（98%乙醇、3.8 g/L酒石酸、1.11 g/L酒石酸氢钾，调pH值至3.2）。密封后于水浴摇床中振荡浸提，水浴温度60 ℃，振荡速率130 r/min，12 h后抽滤分离，收集滤液。将橡木粉按照上述浸提方式进行第2次提取，最后将2 次收集的滤液混合，并稀释至乙醇体积分数10%后于4 ℃冰箱中保藏待测。实验重复3 次。

1.3.2 橡木香气物质的萃取

准确称取5 g氯化钠于50 mL的离心管中，加入20 mL橡木心材提取液，并加入混合内标（邻香草醛，20 μL 104.40 mg/L；γ-己内酯，200 μL 100.70 mg/L；3,4-二甲基苯酚，150 μL 51.35 mg/L和2-辛醇，180 μL 81.06 mg/L）振荡混匀。向离心管中加入5 mL二氯甲烷，振荡混匀，4 ℃、10 000 r/min离心10 min后，收集下层有机相，将上层水相在相同条件进行第2次萃取并离心后，合并2 次萃取后的有机相，添加1.5 g无水硫酸钠干燥，氮吹浓缩至1 mL，用0.22 μm有机系微孔过滤膜过滤至2 mL的进样小瓶，进行GC-MS分析，进样量为1 μL，实验重复2 次。

1.3.3 GC-MS分析

GC条件：DB-5色谱柱（60 m×0.25 mm，0.25 μm）；气相色谱进样口温度250 ℃，载气为氦气，流速2 mL/min；进样量1 μL，不分流进样；升温程序：初温50 ℃，以7 ℃/min升至120 ℃，保持5 min，再以2 ℃/min升至200 ℃，最后以10 ℃/min升至240 ℃，保持20 min。

MS条件：电子电离源；电子能量70 eV；离子源温度230 ℃；质量扫描范围m/z25～350。

定性分析：采用质谱全离子扫描图谱。根据化合物的保留指数（retention index，RI）、NIST-11、Wiley及香精香料谱库检索对比进行定性分析。谱库比对时要求匹配度大于800，RI按式（1）计算：

式中：n和n+1分别为目标物出峰前后正构烷烃碳原子数；tn和tn+1分别为相应正构烷烃的保留时间/min；t为未知物在气相色谱中的保留时间（tn＜t＜tn+1）/min。

定量分析：采用内标法进行半定量分析，按式（2）计算：

1.4 数据处理与分析

利用Microsoft Office Excel 2010和Origin 2018软件对实验所得数据进行基本处理和作图，使用IBM SPSS Statistics 20.0软件进行多因素方差分析（Duncan法，P＜0.05），并对香气数据进行主成分分析（principal components analysis，PCA）和热图分析，香气物质含量结果均以表示。

2 结果与分析

2.1 3 种橡木树种中挥发性化合物的测定

如图1所示，利用GC-MS方法，从3 种橡木试材中鉴定出105 种挥发性物质，主要包括24 种酚醛类、18 种挥发性酚类、14 种呋喃类、5 种内酯类和44 种其他类等。其中辽东栎中共定性出88 种化合物，具体为19 种酚醛类、17 种挥发性酚类、12 种呋喃类、5 种内酯类、35 种其他类，与对照的法国橡木（共检出79 种，包括20 种酚醛类、15 种挥发性酚类、10 种呋喃类、3 种内酯类、31 种其他类）相比，有68 种为相同物质。实验在蒙古栎检测到77 种挥发性物质，主要为20 种酚醛类、15 种挥发性酚类、10 种呋喃类、3 种内酯类、29 种其他类，比对照的法国橡木少2 种共同组分。研究认为，橡木的香气成分与其品种[17]、产地[18]以及采取的加工方法[19-20]等因素有关。对比本实验数据可以看到，尽管不同的树种在挥发性物质数量上较为接近，但还是存在一定的差别，特别是在各橡木试材的挥发性物质含量方面，结果显示辽东栎所含香气物质含量最多（75 113.03 μg/kg），法国橡木次之（70 940.18 μg/kg），蒙古栎最少（52 967.62 μg/kg）。同时，比较各类别挥发性物质发现，2 种国产橡木的呋喃和内酯类组分与法国橡木相比，含量分别比后者低42.39%～61.76%（辽东栎）和36.00%～41.91%（蒙古栎），但是辽东栎在挥发性酚类以及酚醛类含量却明显高于法国橡木（16.79%～19.54%）和蒙古栎（31.08%～39.58%），表现出显著的差异（P＜0.05）。

图 1 3 种橡木树种挥发性物质的总离子流图（A）和含量（B）Fig. 1 Total ion current chromatograms (A) and contents (B) of volatile components in three oak species

2.1.1 呋喃类

表 1 3 种橡木树种中呋喃类化合物Table 1 Furan compounds identified in three oak species

呋喃类物质是橡木中一类重要的化合物，主要来源于橡木烘烤过程中半纤维素的热降解，具有烘烤香气，许多食品中含有的烘烤香气大多都来源于此类化合物[21]。由表1可以看出，从3 种橡木材料中分别检测出10 种（法国橡木）、12 种（辽东栎）、10 种（蒙古栎）呋喃类化合物，除常见的糠醛、糠醇、5-甲基糠醛等[16]，实验还鉴定出2-乙氧基四氢呋喃、2,5-二乙氧基四氢呋喃、4-羟基二氢-2(3H)-呋喃3 种化合物，其含量占呋喃类香气物质总量的0%～4.53%。由表1可知，呋喃类香气物质含量在3 种供试样品中相差较大，其中法国橡木的呋喃类化合物含量明显高于辽东栎和蒙古栎，分别是后者的1.74 倍和1.72 倍，这一结果与周双等[16]的报道相似。从检测到的14 种呋喃类物质含量上看，糠醛、5-甲基糠醛、2-糠醛缩二乙醇、5-羟甲基糠醛等香气化合物含量相对较高（占总呋喃类物质的9.41%～32.56%），为橡木中主要的化合物[16]，但这些物质在不同橡木样品间却表现出明显的含量差异（P＜0.05）。通常来说，糠醛主要是由木质中半纤维素的戊糖单元转变而来，具有烤面包气味和坚果香[17]。同时，其与乙醇的缩合反应还可形成2-糠醛缩二乙醇，因此被认为是橡木中重要的挥发性物质[7]。实验检出的5-甲基糠醛和5-羟甲基糠醛由橡木纤维素中的己糖转化得到，两者均具有烤面包、杏仁气味，也被认为是影响橡木质量的挥发性成分[16]，但由于这2 种化合物阈值相对较高，单独在葡萄酒中气味表现较差，因此主要通过协同效应增强酒体的橡木特征[21-22]。此外，实验还检测到糠醛的还原性产物糠醇。研究发现，糠醇在烘烤和未烘烤的橡木中含量相对较少，主要是通过陈酿环节由微生物转化而来，但因其具有焦糖、烤面包的香气特征[21]，也被认为是呋喃类最重要的化合物，对橡木风味以及葡萄酒香气有较大的贡献。

2.1.2 挥发性酚类

挥发性酚类物质主要来源于橡木高温烘烤过程中木质素的降解，它对包括葡萄酒在内的各种食品和饮料有独特的气味[29]。由表2可知，辽东栎中挥发性酚类化合物的种类和含量均多于法国橡木和蒙古栎。与前者相比，法国橡木和蒙古栎中挥发性酚类物质含量分别下降了16.79%和31.08%，且3 种橡木的挥发性酚类物质总量之间均具有显著性差异（P＜0.05），这与前人[16]研究结果吻合。由表2可知，实验测得愈创木酚及其烷基衍生物（4-甲基愈创木酚、4-乙基愈创木酚、4-丙基愈创木酚）共计4 种，其中愈创木酚和4-乙基愈创木酚在辽东栎中含量较高，分别是法国橡木的1.30 倍和1.10 倍，是蒙古栎的1.07 倍和1.43 倍。但辽东栎中4-甲基愈创木酚和4-丙基愈创木酚的含量却相对有限，较法国橡木低48.48%和72.28%。文献显示，愈创木酚多具有烟熏和烘烤气味，其甲基、乙基和丙基类衍生物则基本表现为辛香气息，可赋予葡萄酒明显的橡木香气特征[29]。实验还得到乙烯基类愈创木酚1 种（4-乙烯基愈创木酚），其通常在陈酿阶段由酒中的羟基肉桂酸类物质（阿魏酸等）脱羧生成[30]，但Gomez等[31]研究发现，橡木本身也含有这类物质，这与本实验结果相吻合。对照表2数据发现，3 种橡木试材中4-乙烯基愈创木酚的含量在60.12～84.33 μg/kg之间，且不同品种间具有明显的含量差别（P＜0.05）。感官描述表明，4-乙烯基愈创木酚的气味受浓度影响较大，当含量在40 μg/kg之内时，常具有丁香、坚果和香子兰气味。但当含量超过40 μg/kg后，则表现出皮革、动物、马厩及医药等不良气味[26,29-30]。实验从供试材料中还鉴定出丁香酚类物质3 种，分别为丁香酚、顺式-异丁香酚、反式-异丁香酚，其主要在橡木烘烤过程由木质素降解产生。此外，橡木本身也少量含有这些物质，因此是橡木中常见的挥发性化合物[30-31]。由表2可知，具有甜香、木香、焙烤及水果气味的反式-异丁香酚在丁香酚类物质中含量较高，基本维持在267.15～343.58 μg/kg水平，较丁香酚高出75.68%～83.05%。而其顺式类似物则仅在法国橡木中检出，可能主要是由品种及产地差异造成的，但其能否成为区分国产和法国橡木的判断物质，还需进一步研究。比较各丁香酚类物质在不同树种间的含量发现，辽东栎所含的丁香酚在供试材料中最高，分别是法国橡木和蒙古栎的1.18 倍和1.34 倍。同时，实验还检测出2,6-二甲氧基苯酚等双甲氧基苯酚类物质，具有烟熏香味[32]，对葡萄酒的香气具有积极贡献。

2.1.3 酚醛类

表 3 3 种橡木树种中酚醛类化合物Table 3 Phenolic aldehyde compounds identified in three oak species

与挥发性酚类物质一样，酚醛类物质也是橡木在烘烤过程中由木质素热降解产生。其含量一般随着烘烤程度的增加而呈上升趋势，并赋予葡萄酒浓郁的香草气味[31]。从表3可以看出，本实验共检测出酚醛类物质24 种，其中法国橡木20 种、蒙古栎20 种、辽东栎19 种，但辽东栎中酚醛类物质总量却显著高于法国橡木和蒙古栎（P＜0.05）。由表3可知，实验检出的香草醛、丁香醛在3 种橡木中含量相对较高（占酚醛类总量的2.94%～13.60%），其中辽东栎中含量最高，分别是法国橡木的1.80～3.70 倍，蒙古栎的2.69～3.29 倍。有报道显示，香草醛不仅来源于橡木烘烤过程，而且还可能来自原木中木质素的水解，由于其具有典型的香草和香子兰气味[33]，且在乙醇溶液中的感官阈值较低（仅为60 μg/L），对葡萄酒的香味有较大的贡献，因此被认为是橡木中重要的香气物质。而丁香醛主要是在木材烘烤过程中由木质素分解产生，且含量与烘烤程度呈正相关。由于该类物质具有木味、香草和苦杏仁气味，因此也被认为是橡木的特征香气。由表3可知，丁香醛在3 种供试橡木中的含量相对较高（2 515.01～6 759.87 μg/kg），但因其有较大的阈值（50 000 μg/L），故通常是通过叠加或协同作用影响葡萄酒的香气[26,33]。同时，实验还检出香草醛与丁香醛的氧化产物香草酸和丁香酸，这2 种化合物均具有涩味，在陈酿过程中对葡萄酒的风味和口感有重要意义。此外，实验还检出松柏醇、反式-芥子醇等双甲氧基酚类物质。而芥子醇和松柏醇形成的共聚体在烘烤过程中解聚并氧化还可形成相应的醛类化合物（松柏醛和芥子醛）[34-35]。对照本实验，从供试样品中也检测到该类物质，分别占酚醛类总量的22.20%～31.05%（松柏醛）和22.39%～44.72%（反式-芥子醛），推测这可能与木质素结构中含有较多的双甲氧基酚类前体物有关[33]。另外，实验还检出酚酮类物质，如3,4-二甲氧基苯乙酮、姜酮、香草乙酮、4-羟基-3-甲氧基苯丙酮、1-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-1-丁酮以及乙酰丁香酮共6 种，其中香草乙酮在辽东栎中含量较高，分别是法国橡木和蒙古栎的1.52、2.24 倍。研究发现，香草乙酮主要是碳水化合物热降解的产物，具有香兰素及橡木的芳香气味[26]。除香草乙酮外，其他酚酮类物质在3 种供试样品中含量也相对较高。文献显示，酚酮类物质主要来源于橡木在风干和烘烤过程中木质素的降解，其含量受烘烤程度的影响最为明显[16]，但它们对于风味的贡献少有报道，还需进一步研究。

2.1.4 内酯类

由表4可知，辽东栎的内酯类香气物质种类最多，但含量较低。而法国橡木和蒙古栎中虽种类相当，但前者含量最高，分别是辽东栎和蒙古栎的2.61 倍和1.56 倍，表现出明显的差异（P＜0.05）。在所检出的内酯类物质中，顺式-/反式-橡木内酯由于具有桃子、花香、橡木和椰子的特征香气，可赋予葡萄酒优雅的椰子香气和橡木香气，被认为是橡木重要的香气物质，也是葡萄酒橡木桶陈酿的标志[36]。由表4可知，3 种橡木中顺式-橡木内酯的含量均明显高于其反式结构（较反式类似物高出74.36%～83.35%），这一检测数据与已有报道[37]的反式结构含量较高的规律有所不同。有研究认为，顺式-/反式-橡木内酯的比例可作为区分法橡和美橡品种的判断依据[7]。对照本实验结果发现，供试橡木的顺式/反式比例依次为3.90（辽东栎）、4.70（蒙古栎）和6.01（法国橡木），此结果与李晓兰等[10]的报道相异。研究表明，内酯含量除与橡木自身含量有关外，也可来源于烘烤过程中的脂肪酸氧化。所以推测产生本实验差异的原因可能是烘烤环节内酯类物质挥发或炭化造成的。当然，橡木品种、产地等因素对其含量积累也有重要影响。因此，具体的比例特征和差异原因还需进一步分析。

表 4 3 种橡木树种中内酯类化合物Table 4 Lactone compounds identified in three oak species

2.1.5 其他类

由表5可知，3 种供试样品中其他类香气物质共检测到44 种，包括9 种醛类、10 种酮类、8 种酸类、10 种酯类、2 种烯类、4 种醇类和1 种酚类。其中辽东栎中香气物质种类最多，含量最高，分别是法国橡木和蒙古栎的1.09 倍和1.23 倍。在检测到的醛类物质中，乙缩醛、己醛二乙缩醛、壬醛、十二醛等表现水果香、花香气味，并且其含量在个别样品中相对较高，用于陈酿将对葡萄酒的香气有较大贡献。相比于醛类物质，酮类物质的含量相对较低（未检出～255.60 μg/kg），如2-甲基-2-环戊烯酮、1-羟基-2-丁酮等仅在辽东栎中检出，其中1-乙酰氧基-2-丙酮相对于其他酮类物质具有较高的含量（最高达255.60 μg/kg），这一结果与周双等[16]研究结果一致。有机酸中棕榈酸和硬脂酸类物质的含量较高（分别为2 351.62～3 579.83 μg/kg和3 103.00～4 480.46 μg/kg）。尽管癸酸乙酯、乙酰乙酸乙酯、异戊酸香叶酯等具有果香味的酯类化合物含量较低，但其种类较多，因此可增加香气的复杂性。同时，实验还检出具有焦糖烘烤味的烯醇化合物麦芽酚，主要由橡木纤维素中的己糖在加热条件下产生[9]，因其具有烘烤、焦糖和蜂蜜等香气特征，常被认为是橡木中重要的香气化合物，对橡木风味以及葡萄酒香气有积极的贡献。由表5可知，辽东栎所含该类物质在所用供试木材中含量较高，分别是法国橡木和蒙古栎的1.02 倍和2.70 倍。

表5 3 种橡木树种中其他类化合物Table 5 Other compounds identified in three oak species

2.2 PCA和热图分析

结合各数据分析，同时参考已报道的文献资料[38-42]，并综合考虑各挥发性物质的含量及阈值水平等因素，对3 种橡木试材中检出的挥发性化合物进行筛选，挑选出共同含有且含量较高的24 种物质（表6）进行PCA和热图分析。

表 6 3 种橡木树种中主要香气成分Table 6 Main volatile components identified in three oak species

图 2 3 种橡木树种中挥发性物质的PCA（A）和热图分析（B）Fig. 2 PCA plot (A) and heat map (B) of volatile compounds in three oak species

因橡木心材中的香气成分极其复杂，为直观体现样品间香气物质差异，故对其进行PCA（图2A），以特征值为1进行因子抽提，得到PC1和PC2解释总方差分别为50.554%和36.157%，基本能反映原始数据的变异信息。从图2A可以看出，PC1正半轴主要反映了C5（松柏醛）、C20（丁香酸）、C4（丁香醛）、C2（香草醛）等具有香草和香子兰香味较浓郁的香气物质，其负半轴则主要反映了具有花果香、内酯等香气物质情况，如D4（反式-橡木内酯）、D5（顺式-橡木内酯）等。PC2正半轴上主要分布着C7（反式-芥子醛）、E44（麦芽酚）、B5（4-乙基愈创木酚）、B3（4-甲基愈创木酚）等具有花果香、焦糖、烟草香等物质信息，这些挥发性化合物对于葡萄酒香气品质提升具有重要作用，而PC2负半轴上分布的香气信息较少。另外，由图2A可知，3 个样品在PC1、PC2所形成的二维平面上能被明显区分，其中辽东栎在PC1和PC2上得分均较高，这一区域主要反映挥发性酚类、酚醛类香气物质信息，表明利用辽东栎酿造的葡萄酒可能具有浓郁的香草、香子兰、杏子等花果香味。法国橡木在PC1负半轴与PC2正半轴得分较高，此区域主要代表呋喃类香气物质，因而推测使用该橡木酿造的葡萄酒可能烘烤味、焦糖香浓郁，但香气品质单一。蒙古栎在PC2负半轴上得分较高，而在PC1负半轴上得分较低，表明所酿葡萄酒可能存在香气特点不突出的缺陷。

为进一步探讨3 种橡木心材中的香气成分特点，将表6所列香气物质进行热图分析（图2B）。图中红色越深表示化合物含量越高，蓝色越深表示含量越低。由图2B可知，3 种橡木心材中的香气成分有明显差异（根据热图分析可分为法国橡木以及蒙古栎和辽东栎两大类）。同时，不同香气物质从上至下可初步聚为I（B3～D5）、II（C5～E44）和III（B8～B11）三类。经数据分析可知，第I类主要以B3（4-甲基愈创木酚）、B12（4-丙基愈创木酚）、A2（糠醛）、A6（5-甲基糠醛）、A13（5-羟甲基糠醛）等具有花果香、焦糖香的物质为主，与法国橡木相比，辽东栎和蒙古栎中此类物质的含量相对较少。此结果与PCA结果相同。第II类主要以松柏醛、香草酸、丁香醛等具有木香、香草和香子兰气味的物质为主，相比于辽东栎，法国橡木和蒙古栎中这类物质的含量较低。而分析以丁香酚、香草醛、丁香酸等为代表的第III类后发现，法国橡木中这类香气物质含量低于2 种国产橡木。

综合PCA和热图分析可知，法国橡木中呋喃类化合物A2（糠醛）、A6（5-甲基糠醛）、A13（5-羟甲基糠醛）的含量较高，这些成分将使所陈酿的葡萄酒产生烘烤、焦糖的感官特性。而国产橡木中挥发性酚类及酚醛类物质含量较高，可能会使所酿葡萄酒具有浓郁的花果香味特征。相比于法国橡木，国产橡木辽东栎中呈花香、果香物质含量丰富，因此推测辽东栎陈酿葡萄酒的潜力较大，更适合作为国产橡木替代树种开发，但其对葡萄酒的陈酿潜力程度还需进一步研究。

数百年来，橡木作为贮酒容器的制作材料，在生产上被广泛使用。而大量的生产实践表明，葡萄酒在橡木桶陈酿过程中，经氧化还原、酯化、缩合、聚合等反应，将有利于酒体的自然澄清，提高颜色稳定性，降低酒体苦涩感。同时，木材中的某些化学成分会通过浸渍作用溶入到酒中，从而赋予葡萄酒特殊的香气，增加其口感的复杂性，明显改善葡萄酒的品质[2]。特别是国际葡萄与葡萄酒组织授权以后，橡木制品在欧洲已成为葡萄酒生产过程中合法的添加辅料，使各国酿酒师对其的使用与日俱增，并出现了如橡木桶板、橡木块、橡木片、橡木颗粒、橡木屑（粉）以及橡木萃取液等形式。另外，随着经验的积累和科技的进步，一些其他树种，如栗木（Castanea sativa）、樱桃木（Prunus avium）、洋槐木（Robinia pseudoacacia）、白蜡木（Fraxinus excelsior和F. vulgaris）等也被相继的研究和开发[7]，作为橡木材料的替代资源在葡萄酒生产中予以应用。纵观这些报道，科研人员多是通过测定木材本身的风味成分，或是利用其加工后的产品分析替代物对葡萄酒带来的品质改变，依据相同或相似的物质及含量判断其与当前常用橡木的差别，推测其可能的应用潜能。分析和研究的方向多是对葡萄酒品质提升有积极作用的化合物，对其中可能存在产生负面影响的物质目前鲜见报道，而这些物质的产生途径和形成机理，以及对葡萄酒等产品影响的研究更是有限。因此，这些内容将成为研究国产橡木工作中亟待解决的问题，需要进一步深入研究。

3 结 论

本实验测定分析了国产橡木辽东栎、蒙古栎与法国橡木在挥发性香气物质的差异。结果表明：从国产和法国橡木样品中共鉴定出105 种挥发性物质，主要为酚醛类、挥发性酚类、呋喃类、内酯类和其他类等组分。其中辽东栎中挥发性香气物质的种类最多、含量最高，法国橡木次之，蒙古栎样品中香气物质种类最少、含量最低。比较各组分挥发性物质发现，辽东栎在挥发性酚类、酚醛类香气物质含量方面高于法国橡木和蒙古栎，法国橡木中呋喃类和内酯类物质含量高于辽东栎和蒙古栎。

PCA和热图分析结果表明，法国橡木与糠醛、5-甲基糠醛、5-羟甲基糠醛等具有烘烤、焦糖味的香气物质有较高的相关性。国产辽东栎与愈创木酚及其衍生物、香草醛、丁香醛、香草酸、丁香酸等具有甜香、花果香、香草、香子兰香味的香气物质有较高的相关性，但蒙古栎的香气特点不突出。因此推测辽东栎可适合作为国产橡木替代树种进行开发。