加强工艺对‘北玫’葡萄酒品质的影响

焦红茹，谢春梅，刘爱国*

（1.宁夏葡萄酒与防沙治沙职业技术学院，宁夏银川 750199；2.酩悦轩尼诗夏桐（宁夏）酒庄有限公司，宁夏黄羊滩 751600）

受有效积温、降水等条件限制，我国大部分葡萄酒产区葡萄生长期难以达到8个月，致使果实含糖量积累受到限制，大多不具备生产天然甜型葡萄酒的生态条件。宁夏作为世界酿酒葡萄生长最佳产区之一，葡萄酒品质已得到广泛认可，是继河北昌黎、山东烟台之后，我国第三个葡萄酒地理标志产区[1]。该产区土壤条件好，多为冲积平原，土质以淡灰壤土、沙壤土、砾石土为多[2-5]，昼夜温差大，是比较适宜的葡萄生长区，所产葡萄天然含糖量较高。但对于天然甜型葡萄酒的研究和规模化生产还处于较低水平，没有形成产区较成熟的工艺。

‘北玫’属于抗寒性较强的红色酿酒葡萄品种，是中国科学院植物研究所北京植物园以‘玫瑰香’为母本、山葡萄为父本杂交选育而成[6]。该品种在华北地区冬季栽培不埋土可安全越冬，并能正常生长结果，且含糖量高，是我国气候条件下生产特色葡萄酒的优良品种[7-10]，目前全国栽植面积超过720 hm2，即使在潮湿多雨的南方地区也表现出良好的抗病性[11]。研究发现，在宁夏产区‘北玫’葡萄可溶性固形物含量在20.4%～25.4%、滴定酸在9～13 g·L-1、出汁率为77.70%，成熟期一般在9月下旬[12]。基于‘北玫’在宁夏产区表现出高糖高酸的特点，可用其酿造加强型利口酒、波特酒等特型酒。目前，很多文献对‘北玫’酿酒葡萄的生长特性和常规酿酒工艺进行了研究，但以‘北玫’为对象，在加强型葡萄酒工艺研究及品质检测方面还鲜有报道。

本文以宁夏贺兰山东麓产区玉泉营农场的‘北玫’葡萄为试材，采用不同加强工艺进行酿造、澄清且短期陈酿后获得原酒，通过FOSS葡萄酒快速分析仪测定常规理化指标、顶空固相微萃取结合GC-MS定性定量分析其香气组分、组建品尝小组评价其感官质量，初步探索加强工艺对‘北玫’葡萄酒品质特征的影响，为宁夏产区生产加强型葡萄酒提供技术参考，对丰富宁夏产区‘北玫’葡萄的生产特性和葡萄酒产品多样性具有实际指导意义。

1 材料与方法

1.1 材料

酿酒葡萄原料：‘北玫’来源于宁夏贺兰山东麓产区玉泉营酿酒葡萄基地。树龄为9年，株行距1.0 m×3.0 m，高单篱架栽培，冬季不埋土。2021年‘北玫’葡萄成熟采摘时的基本理化指标为还原糖282.43 g·L-1、总酸7.56 g·L-1、糖酸比37.38、pH 3.53。

酿酒辅料：本土酵母CECA、果胶酶、偏重亚硫酸钾均购于上海鼎堂辅料有限公司；高度精馏白兰地：80%（Vol、下同），购于云南省弥勒发财酒类销售部。

1.2 仪器与设备

FOSS 葡萄酒快速分析仪，日本岛津公司；顶空固相微萃取-气质联用仪SPME-GC-MS（型号7890B+5977A），美国 Agilent 公司；MPS多功能样品前处理平台，德国 Gerstel 公司；50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相萃取纤维，美国Sigma-Aldrich Supelco公司；EYELA N-1100型旋转蒸发仪，上海爱朗仪器有限公司；DHG-9123A型电热鼓风干燥箱，上海齐欣公司；pH计，上海雷磁仪器厂；万分之一天平；电子天平（BS210S）。

1.3 方法

1.3.1 工艺设计

分选葡萄（穗选）→除梗破碎→入罐（添加SO2、果胶酶）→冷浸渍（4～6 ℃，5 d）→添加酵母（回温）→启动发酵→测定酒精度→*白兰地加强处理+冷冻（0～4 ℃）+SO2（60 mg·L-1）→自然澄清/过滤 →低温保存→品质分析（陈酿3个月）。

白兰地加强处理：共设计3组处理方式M0：发酵未启动，直接加强处理；M1：启动发酵酒精度达3%（Vol），加强处理；M2：启动发酵酒精度达8%，加强处理。

加强处理指采用80%的精馏葡萄白兰地少量多次加强处理至目标酒精度17%。

1.3.2 葡萄酒理化指标检测

采用FOSS葡萄酒快速测定仪测定样品中酒精度、挥发酸、总酸、总糖、苹果酸等指标。

采用分光光度计法测定样品的颜色。计算如下：

色度＝A420nm+A520nm+A620nm

色调＝A420nm/A520nm

1.3.3 葡萄酒香气成分HS-SPME-GC-MS分析

G C 条 件：选 用S H-R x i-5 S i l M S 色 谱柱（3 0 m×0.2 5 m m×0.2 5 μ m）；检测器及进样口的温度分别为230 ℃和250 ℃；升温程序：40 ℃保持3 min，然后以2 ℃·min-1升至140℃，然后以7.5 ℃·min-1升至270 ℃，保持6 min；载气为高纯氦气（99.999%）；色谱柱流量为1.78 mL·min-1，不分流进样。

MS条件：电子轰击离子源（EI）；电离能量为70 eV；离子源温度230 ℃；传输线温度270 ℃；全扫描模式，质量扫描范围为30～450 m·z-1。

HS-SPME条件：准确量取3 mL待测葡萄酒样于装有磁力搅拌转子的15 mL顶空瓶中，加入20%（即0.6 g）的NaCl，同时再加入5 μL4-辛醇内标溶液，即刻旋紧顶空瓶瓶盖。将装有待测酒样的顶空瓶置于磁力加热搅拌器工作台上，于45 ℃恒温条件下平衡15 min，然后将已活化好的65 μm PDMS/DVB固相微萃取纤维头插入顶空瓶内，注意调整好萃取纤维头与酒样之间的距离，避免接触到液面，于45 ℃恒温条件下萃取45 min。完成后取出萃取头立即插入GC-MS进样口解析5 min，同时启动仪器进行数据采集。

1.3.4 葡萄酒香气成分定性定量分析

定性分析：采用气相色谱-质谱-计算机联用仪分析鉴定。分析结果运用计算机谱库美国国家标准技术研究所（NIST）14.L进行初步检索和分析，将3次平行测定结果进行比对，以相同或相近保留时间为准，找出重复出现并且匹配度较高的物质，再结合文献进行人工谱图解析，最终确定挥发性物质的各个化学成分。

定量分析：采用内标法进行定量分析，挥发性物质含量计算公式如下：

挥发性物质含量=(内标物质含量/内标物峰面积)×组分峰面积

1.3.5 感官质量分析

葡萄酒感官质量分析采取感官评价方法进行。由15名从事葡萄酒酿造、品评工作的技术人员（含教师）组成感官评价小组，年龄在25～40岁。品尝室室温控制在20℃，在标准葡萄酒品尝杯中倒入酒样60 mL左右，感官评价小组对酒样进行感官分析，一次分析3个酒样，编码盲品3轮（即重复3次）。对品尝表中可感知的感官特征用5点标度法量化。香气特征和味感特征的最终量化强度是综合感官评价小组对这一特征的使用频率和强度率，用几何平均数表示，具体量化方法如下：

感官特征量化采用5点标度法，即以0～5之间的整数表示感受到的特征强度，MF是综合某一特征的使用频率F和感官特征强度率I的信息，计算公式如下：

F，某一特征打分值大于0的品尝小组成员人数占总体品尝小组成员的百分数（%）；I，某一特征分值平均数占最大分值（5分）的百分数（%）。

1.4 数据处理

使用Excel 2007进行数据整理，采用Minitab15进行单因素方差分析（ANOVA）、绘制图表。

2 结果与分析

2.1 不同加强工艺处理‘北玫’葡萄酒的理化指标

不同加强工艺处理‘北玫’葡萄酒的各项理化指标见表1。从表1可以看出：3种加强工艺处理对挥发酸、苹果酸的影响无显著性差异；M0与M1、M2相比较，对酒精度、总酸、pH、柠檬酸、酒石酸以及色度、色调的影响存在显著性差异，但M1、M2之间无显著性差异。3种加强工艺处理对总糖的影响表现出显著性差异。

表1 不同工艺处理的加强葡萄酒理化指标分析Table 1 Analysis of physicochemical indexes of enhanced wine by different processes

2.2 不同加强工艺处理‘北玫’葡萄酒的香气成分

不同加强工艺处理的‘北玫’葡萄酒样SPME-GC-MS检测分析结果见表2。共有42种香气成分被检出，相对含量为0.4～0.8 mg·L-1，各处理酒样香气化合物总质量浓度在1.65～1.91 mg·L-1。其中，主要香气成分由酯类、醇类、酮类、酸类、醛类和微量的萜烯类物质组成。

表2 ‘北玫’不同加强工艺处理的葡萄酒香气成分Table 2 Aroma compounds of 'Beimei' wine grape treated by different strengthening processes

酯类物质方面，M0、M1、M2处理中分别占各自香气总组分的70.56%、72.00%、72.03%。酯类对酒样的水果香气有很大贡献，主要表现为香蕉、香橙、玫瑰、青草、草莓、哈密瓜、蜂蜜等香气。其中，对于乙酸异戊酯香气组分含量，3个处理间存在显著性差异；对于正己酸乙酯香气组分含量，M0、M1处理间存在显著性差异，但与M2处理相比无显著性差异；对于乙酸苯乙酯含量，M0处理与M1、M2处理相比，存在显著性性差异，而M1、M2则表现为无差异；对葵酸乙酯含量，M0、M1处理间存在显著性差异，M2处理则未检出；对于月桂酸乙酯分含量，M1处理与M0、M2处理均存在显著性差异，而M0、M2间则表现为无显著性差异。

酸类物质方面，3个处理中分别占香气总组分的2.62%、2.82%、2.85%。均检测出辛酸、癸酸和月桂酸香气组分，其中M2处理的月桂酸和辛酸含量最高，三者表现出显著性差异，而癸酸则为M1处理含量最高。

醇类物质方面，3个处理中共检测出11种香气组分，其中M2加强处理中醇类物质的检出含量占比最高为19.86%，除异戊醇在3个处理之间表现出两两之间的显著性差异外，其他10种组分则未表现出处理间的显著性差异，可以看出不同加强工艺处理对醇类香气组分的影响并不明显。

醛酮类3个处理中共检测出6种醛类和5种酮类香气成分。醛类分别是异戊醛、癸醛、月桂醛、十一醛、壬醛和肉豆蔻醛，M0、M1、M2处理占比为0.40%、0.42%、0.51%，6种醛类物质仅在M2处理中均被发现。酮类主要是大马士酮、大马酮、苯乙酮、紫罗兰酮和香叶基丙酮，M0、M1、M2处理占比为3.57%、2.25%、3.58%，同样在M2处理中含量最高。

另外，还有α-萜品烯和2-莰烯在M1、M2两个处理中被检出，含量分别占0.34%和0.36%，M0加强处理中未检测出。综上所述，3个加强处理的‘北玫’葡萄酒在陈酿初期香气表现上有所不同，M2所得酒样具有更加丰富的香气组分，更多的表现出玫瑰、柠檬、香蕉、梨、紫罗兰、薄荷、油脂、杏仁等复杂的果香和花香气味，其中醛酮类化合物更加丰富。

2.3 不同加强工艺处理‘北玫’葡萄酒的感官质量

本研究中葡萄酒样品感官质量采用标准葡萄酒香气和口感术语表示，特征强度用15名品尝员对某一特征的使用频率和强度均分的几何平均数表示[13-16]。

不同加强工艺处理‘北玫’葡萄酒香气特征量化见表3，香气特征主成分分析见图1、图2。不同加强处理‘北玫’葡萄酒香气共提取5个主成分，累计贡献率为98.9%，其中主成分1贡献率是73.2%，主成分2的贡献率是11.9%，因此，前两个主成分可以解释85.1%的总方差。3种加强工艺处理的葡萄酒样在香气表现上有较明显的区域分布特征，M2处理所得酒样主要集中在PC1正向端，玫瑰、紫罗兰、青苹果、梨、香蕉、橙子的香气，以及PC2正向端的杏仁、蜂蜜及油脂类香气，香气积累上明显优于M0、M1。

图1 香气特征前两个主成分上不同处理相关指标分值分布图Figure 1 Aroma characteristic distribution of different processing indicators in the first two PCs

图2 前两个主成分上香气特征相关指标分值图Figure 2 Aroma characteristic index distribution in the first two PCs

表3 不同加强处理‘北玫’葡萄酒香气特征MF值Table 3 MF value of aroma characteristics of 'Beimei' wine under different treatments

不同加强工艺处理‘北玫’葡萄酒口感特征量化见表4，口感特征主成分分析见图3、图4。不同加强处理‘北玫’葡萄酒口感共提出5个主成分，累计贡献率为99.8%，其中主成分1贡献率是89.9%，主成分2的贡献率是6.2%，因此，前两个主成分可以解释96.1%的总方差。3种加强工艺处理的葡萄酒样在口感特征上有明显的区域分布特征，M2处理所得酒样主要集中在PC1、PC2正向端，在PC1正向端主要表现出甜味、酸味、平衡饱满的酒体及整体的平衡和协调性；在PC2正向端表现出良好的浓郁度、圆润度和平衡性，口感特征明显区别于M0、M1，且表现优良。

图3 口感特征前两个主成分上不同处理相关指标分值分布图Figure 3 Taste characteristic distribution of different processing indicators in the first two PCs

图4 前两个主成分上不同处理口感特征相关指标分值分布图Figure 4 Distribution of taste characteristic index in the first two PCs

表4 不同加强处理‘北玫’葡萄酒口感特征MF值Table 4 MF of Aroma feature list of 'Beimei' wine under different treatments

3 讨论与结论

本研究设计的3个‘北玫’加强工艺均对酒样的理化指标、颜色、香气组分及感官质量产生了影响，但在启动发酵后酒精度8%时加强处理表现最好，且香气占比醇类、酸类、醛酮类均检测为最高，口感特征值和综合评价最优。由此可见，在加强工艺上，发酵启动后加强处理与发酵启动前直接加强相比较，对葡萄酒的酒精度、色度有显著提升作用，色调会随着色度的升高而呈现下降的趋势，这与先前的报道一致[17-19]。也就是说酒精度越高越利于花色素的溶解，随着酒精度增大，在发酵过程中可形成单宁-花色苷缩合物类物质，稳定提升葡萄酒的颜色，同时在陈酿3个月期间色度值变化总体呈上升趋势，色调值呈下降趋势。伴随着发酵的进行对葡萄酒加强处理会使醇、脂、醛、酮、酸及萜烯类香气组分含量升高，且对葡萄酒香气产生正面影响。研究认为，当高级醇含量≤300 mg·L-1，可增加葡萄酒香气的复杂度[20]；醛酮类物质主要在酒精发酵以及陈酿阶段产生，为葡萄酒提供玫瑰、柑橘、紫罗兰、杏仁及油脂香气特征[21-22]，α-萜品烯和莰烯也主要在发酵后加强处理中被检出，给葡萄酒带来柠檬香气，有柔和清凉的气味特征[23]。通常在葡萄酒陈酿过程中还会继续发生复杂的生物化学反应，葡萄酒的香气也将会持续性发生变化[24]。鉴于加强型葡萄酒的品质受原料、气候、土壤、工艺、陈酿等诸多因素的影响，特别是陈酿方式、时间会对葡萄酒的感官品质产生重要影响。因此，对‘北玫’加强型葡萄酒工艺的研究还需要跟随陈酿期继续进一步追踪。

本研究旨在依托宁夏贺兰山东麓优质葡萄酒产区的天然条件，探索抗寒性较强的‘北玫’葡萄的加工特性，探索加强型葡萄酒的工艺路线，对丰富宁夏产区葡萄酒产品的多样性具有指导意义。