‘户太八号’桃红葡萄酒色泽与香气物质分析

陈巧迎，饶博涵，王凌云，张永刚，陶永胜*

（1.陕西国际商贸学院管理学院，陕西西安 712000；2.西北农林科技大学葡萄酒学院，陕西杨凌 712100；3.商洛市特色产业与休闲农业指导中心，陕西商洛 726000；4.陕西丹凤葡萄酒有限公司，陕西丹凤 726200）

‘户太八号’葡萄是西安市葡萄研究所引进的‘奥林匹亚’早熟芽变品种，与其他鲜食品种相比，具有早熟、高产等特点，从萌芽到上市需95～104 d，亩产最高可达3000 kg，果大、饱满、果皮中厚，果实糖度17%～21%，酸度约0.5%[1]。

目前，葡萄酒产品开发是‘户太八号’葡萄深加工的主要方向。梁艳英等[1]研究发现，‘户太八号’冰葡萄酒香气有奶酪、苦杏仁和花香特征。崔长伟等[2]研究得出，‘户太八号’与‘北冰红’葡萄按照3∶1混合酿造起泡葡萄酒的感官质量最优。此外，还有研究[3-4]揭示，酒精发酵产生的果香酯与品种香气物质协同作用产生‘户太八号’桃红葡萄酒较为复杂的香气特点，贮藏期葡聚糖处理有利于延缓果香酯的水解，从而能够较长时间的维持‘户太八号’桃红葡萄酒的香气。然而，当前对‘户太八号’桃红葡萄酒色泽和香气起关键作用的化学物质研究较少，限制了‘户太八号’桃红葡萄酒市场推广和特色产品的开发。

本研究拟通过常规工艺酿造‘户太八号’桃红葡萄酒，通过光谱法分析酒样色泽化合物，采用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）技术定性定量香气物质，并通过气味活性值（Odor active value, OAV）筛选关键香气物质，揭示对‘户太八号’桃红葡萄酒色泽和香气起重要贡献的化学物质，为该品种葡萄酒产品开发和市场推广提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

葡萄原料：‘户太八号’葡萄，分别于2020年8月、2021年8月采自陕西省杨凌农业高新技术示范区曹新庄葡萄园。2020年葡萄原料还原糖165.5 g·L-1、滴定酸4.11 g·L-1（以酒石酸计，下同）；2021年的原料还原糖172.3 g·L-1，滴定酸4.08 g·L-1。

酿酒酵母：Actiflore F33，法国Laffort公司生产。

试验材料：葡萄酒香气物质标准品购于Sigma（上海）贸易有限公司，纯度≥97%。氯化钠、亚硫酸（质量分数为6%，以SO2计）、氢氧化钠、乙醇、酒石酸、碳酸钠等购于四川西陇化工有限公司。

仪器设备：紫外分光光度计（Carry 60，安捷伦科技有限公司）；除梗破碎机（意大利Marchisio公司）；气相色谱-质谱联用仪（QP2020，岛津公司，上海）；固相微萃取装置（SPE-12，北京开源国创科技有限公司），色谱柱DB-WAX毛细管柱（60 mm×0.25 mm×0.25 μm，安捷伦科技有限公司），磁力搅拌器（国华电器有限公司），纯水制备仪（美国Milipore公司）。

1.2 桃红葡萄酒的酿造工艺

将成熟卫生的葡萄原料除梗破碎，添加60 mg·L-1的SO2，置于温控不锈钢发酵罐内（4 ℃）浸渍12 h，待自然回温至18 ℃后，将已活化好的酿酒酵母按照200 mg·L-1进行接种，控制发酵温度20±2 ℃，每天监测温度和比重，当还原糖达到12～20 g·L-1时，降温至4 ℃，保持12 h后，将自流汁和压榨清汁转罐，加入SO260 mg·L-1、山梨酸钾50 mg·L-1终止发酵，满罐贮藏（恒温10～15 ℃）。供试酒样自然澄清15～30 d后，过滤灌装，待测。具体酿造工艺技术路线如图1所示。

图1 葡萄酒酿造工艺技术路线图Figure 1 Technology roadmap of winemaking process

1.3 葡萄酒色泽及相关指标分析

桃红葡萄酒的色泽采用CIELab颜色空间参数（L*：明度、a*：红/绿色调、b*：黄/蓝色调）评价。具体方法：将供试酒样用0.45 μm的水系滤膜进行过滤后，使用0.2 cm石英比色皿，以蒸馏水为对照，紫外分光光度计全波段扫描（380～780 nm），每个样品重复3次。取450、520、570、630 nm波长处测定的吸光度，计算CIELab参数L*、a*、b*。分析方法及葡萄酒色泽可视化表征参考李运奎等[5]的方法。

总花色苷的测定方法：测定酒样520 nm波长下的吸光度，根据标准曲线计算含量。单体花色苷、辅花色苷、聚合花色苷参照Cliff[6]的方法，利用SO2和乙醛对花青素形式的比色效应进行测定。具体方法为：将10%乙醛溶液20 μL加入2 mL酒样中，室温下静置45 min，用1 mm比色皿在520 nm测定吸光度Aacet；取2 mL酒样，加入5%的SO2（w/v）160 μL，用1 mm比色皿在520 nm测定吸光度ASO2；取2 mL酒样，用1 mm比色皿在520 nm测定吸光度A520；每个样品重复3次，代入公式计算。

单体花色苷比例（%）= (A520-ASO2)/Aacet×100

辅花色苷比例（%）= (Aacet-A520)/Aacet×100

聚合花色苷比例（%）=ASO2/Aacet×100

色度、色调的具体测定方法为：以纯水为对照，使用0.1 cm比色皿，取420、520、700 nm处测定的吸光度，代入公式进行计算[6]。

色度=(A520nm-A700nm)+(A420nm-A700nm)

色调=(A420nm-A700nm)/(A520nm-A700nm)

1.4 葡萄酒香气成分的GC-MS分析

分析方法参考Wang等[7]。具体方法：将酒样（2.0 mL）、氯化钠（2.0 g）、蒸馏水（6.0 mL）加入顶空瓶（15 mL）中，放入磁力搅拌子，加入2-辛醇的乙醇溶液（40 μg·L-1）为内标，混匀后在水浴（40 ℃）中搅拌平衡15 min后，插入固相微萃取纤维（DVB/CAR/PDMS：膜厚50/30 μm，长2 cm）吸附30 min。吸附结束后，立即将萃取头在气相色谱进样口（230 ℃）解析5 min，进行GC-MS分析，重复2次。GC进样口采用无分流进样模式，载气为高纯氦气（99.999%），载气流速为1.5 mL·min-1。升温程序：在40 ℃保持3 min，然后以4℃·min-1升温至160 ℃，再以7 ℃·min-1升至220 ℃，在220 ℃保持8 min，总分析时间49.6 min。质谱检测器条件：离子源温度200 ℃，连接杆温度220 ℃，EI源，电子源电压70 eV，全扫描质谱范围25～350 amu，扫描频率每次0.2 s。

定性定量方法：香气物质采用与标准品在相同检测条件下的保留时间、NIST 2017谱库的质谱对比法进行化合物的定性，采用内标-标准曲线法定量，2-辛醇为内标物。

气味活性值（OAV）分析方法：将化合物浓度除以嗅觉阈值得其OAV值。一般认为，OAV＞1的化合物具有气味贡献，0.1＜OAV＜1的化合物具有潜在的气味贡献。

1.5 香气特征感官分析

葡萄酒香气特征感官量化分析采用Tao等[8]的方法进行。葡萄酒感官质量品评小组由30名葡萄酒专业的学生组成，通过54香气系列酒鼻子（Le Nez du Vin®，法国）进行6～8周闻香训练，直至品评小组成员对葡萄酒香气特征辨别定性的误差小于5%。在对酒样进行感官分析时，要求品评员对香气特征的浓度采用“五点标度法”（1：弱，2：较弱，3：中等，4：较强，5：强）进行量化，感官分析样品重复2次。某一感官特征的最终量化强度值综合品尝小组成员对该特征词汇的使用频率和强度信息，量化强度值MF计算公式如下：

MF：量化强度值（%）；I：强度平均值（%）；F：使用频率（%）

1.6 统计分析方法

数据平均值和标准差的计算、雷达图的绘制使用Excel 2013（Microsoft，USA），数据统计作图采用Origin 2021（Origin Lab, Northampton，USA）。

2 结果与分析

2.1 ‘户太八号’桃红葡萄酒颜色相关指标分析

本研究对供试酒样的色泽及其相关指标的分析结果见表1。2020年酒样（20ws）和2021年酒样（21ws）中总花色苷分别为196.5 mg·L-1和193.4 mg·L-1，以聚合花色苷和辅花色苷为主。根据CIELab参数对葡萄酒颜色的分级方法，结合计算结果可知，20ws和21ws中表示酒样明亮程度的L*值分别为85.4和86.2，介于80.1～90之间，可以描述为明亮状态。红/绿色调a*值分别为18.2和17.6，介于10.01～20之间，可以描述为淡红色，接近浅宝石红色。黄/蓝色调b*值为0.5和0.6，介于0.01～10之间，可以描述为浅黄色。‘户太八号’桃红葡萄酒的色泽可视化结果如表1中颜色空间特征所示，描述为明亮、淡红、浅黄。

表1 ‘户太八号’桃红葡萄酒的色泽特征指标Table 1 Wine appearance parameters of 'Hutai No.8' rose wine

2.2 ‘户太八号’桃红葡萄酒挥发性成分分析

本研究对供试酒样的香气成分进行了定性与定量分析，共定量出39种香气成分，包括品种香气成分10种，发酵香气成分29种。品种香气物质的GC-MS分析结果见表2。10种品种香气物质中，C6-化合物2种、萜烯类化合物5种、含硫化合物1种、酚酸酯类1种、C13-去甲类异戊二烯化合物1种。两样品中，OAV＞1的品种香气物质有β-大马酮和3-甲硫基-1-丙醇；里哪醇、香茅醇、法尼醇、Z-3-己烯-1-醇、水杨酸甲酯的OAV值介于0.1～1，具有潜在的香气贡献。

表2 ‘户太八号’桃红葡萄酒中品种香气成分Table 2 Varietal aroma compounds in 'Hutai No.8' rose wine

‘户太八号’桃红葡萄酒中发酵香气物质的GC-MS分析结果见表3。29种发酵香气物质中，乙酸酯类4种、脂肪酸乙酯类6种、高级醇10种、其他酯类2种、苯乙基类3种、脂肪酸4种。两年的酒样中，OAV＞1的发酵香气物质有13种。

表3 ‘户太八号’桃红葡萄酒发酵香气成分分析Table 3 Fermentative volatile compounds in 'Hutai No.8' rose wine

高级醇中OAV＞1的成分有4种，分别是异丁醇、异戊醇、1-辛醇、1-辛烯-3-醇。其中异丁醇和异戊醇含量最高。此外，1-辛醇、1-辛烯-3-醇的OAV值均大于1，理论上可以通过嗅觉直接感知。1-壬醇、1-癸醇的OAV值介于0.1～1，对供试酒样的香气特征有潜在的贡献。酯类化合物中，20ws中OAV＞1的香气物质有7种，辛酸乙酯和乙酸异戊酯的气味活性值最大，具有为酒样贡献热带水果和花香等香气特征的潜力；己酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸乙酯、9-癸烯酸乙酯、癸酸乙酯气味活性值均大于1，是果香特征的重要贡献成分。己酸和辛酸是浓度较高的脂肪酸，且OAV＞1，理论上可以通过嗅觉感知。此外，苯乙醇的OAV＞1，是供试酒样花香特征的重要贡献成分，2-乙酸苯乙酯为潜在的气味贡献成分。

2.3 ‘户太八号’桃红葡萄酒感官特征分析

对供试酒样香气特征进行了感官量化分析，结果见图2。根据量化强度值（MF）计算方法和五点标度法的标准，香气特征有无的前提是MF＞0.20，但是香气特征明显的要求是MF＞0.50，即至少50%的品评员认为香气强度中等。热带水果（香蕉、菠萝等）香、小浆果（黑莓、蓝莓等）香、温带酸果类（苹果、梨等）香气、温带甜果类（樱桃、水蜜桃等）香气、花香（玫瑰、紫罗兰等）的MF均在0.60以上，是‘户太八号’桃红葡萄酒主要呈现的香气特征，其次是柑橘类香气。两个年份的酒样中干果类、香料类、发酵类和生青类香气的量化强度值MF均处于0.30～0.40之间，香气特征有所表现，但不明显。

图2 供试酒样感官特征的量化强度值MFFigure 2 Quantitative values MF (%) of aroma traits in wine samples

3 讨论

红葡萄酒颜色的主要贡献物质是花色苷，但花色苷的组成、含量及其聚合度与葡萄品种、成熟状况，以及葡萄酒的酿造工艺等密切相关[16-17]。本研究进行了花色苷组成比例的分析，并通过CIELab颜色空间直观模拟了‘户太八号’桃红葡萄酒的色泽，可描述为明亮、淡红和浅黄特征。

品种香气成分是葡萄酒典型香气特征的重要组成部分，它通常包括萜烯类化合物、C6化合物、C13-去甲类异戊二烯化合物等。萜烯类化合物主要来源于葡萄果皮的次级代谢，为葡萄酒带来清香、柠檬、玫瑰、花香等特征[8,10]。C6化合物以C6-醇为主，主要贡献生青味、草药味等香气特征[9]。常见的C13-去甲类异戊二烯化合物主要有α-紫罗兰酮、β-紫罗兰酮和β-大马酮，它们来源于葡萄果皮中类胡萝卜素的分解，为葡萄酒带来花香、蜂蜜、苹果、干杏的香气特征[9]。本研究中，‘户太八号’桃红葡萄酒中β-大马酮、3-甲硫基-1-丙醇、里哪醇、香茅醇、法尼醇、Z-3-己烯-1-醇、水杨酸甲酯等是主要的品种香气化合物。发酵香气形成于葡萄酒酒精发酵过程，常见的发酵香气包括：高级醇、乙酸酯、脂肪酸、苯乙基类化合物等。有研究表明，当高级醇浓度低于300 mg·L-1时，能够表现出醇香，而浓度超过300 mg·L-1时则会表现出明显的刺激味[18-19]。本研究中，异丁醇和异戊醇是含量较高的两种高级醇，与1-辛醇、1-辛烯-3-醇、1-壬醇、1-癸醇成为主要的高级醇类呈香化合物。酯类化合物是葡萄酒重要的香气化合物，是葡萄酒果香的有力贡献者[8,13]。本研究中，乙酸乙酯、乙酸异戊酯、辛酸乙酯、己酸乙酯、丁酸乙酯、9-癸烯酸乙酯、癸酸乙酯是主要的酯类呈香化合物。脂肪酸浓度在阈值附近时有奶酪味，超过20 mg·L-1时常会给葡萄酒带来脂肪酸败味[13,15]。本研究中，脂肪酸含量适中，己酸和辛酸含量超过其阈值。苯乙基类化合物可以带给酒样愉悦的花香、玫瑰、花粉等香气特征[9-10]，本研究中，苯乙醇和2-乙酸苯乙酯具有气味活性。

由于葡萄酒最终呈现的香气特征，并非各种香气化合物的简单加成，而是嗅觉神经系统对气味分子的捕捉、检测及识别，并通过协同、加成、掩盖等感知相互作用被人体感知[20-22]。所以，本研究对‘户太八号’桃红葡萄酒的香气特征进行了感官量化分析。根据香气强度值（MF）的计算方法，筛选MF值大于0.50的香气特征，得出热带水果、小浆果、温带酸甜果和花香是‘户太八号’桃红葡萄酒主要的香气特征。感官分析结果与香气成分的气味活性分析结果对应。

4 结论

本研究采集陕西杨凌地区两个年份的‘户太八号’葡萄酿造桃红葡萄酒，分析了酒样色泽特征、香气物质和香气特征。研究得出：

（1）‘户太八号’桃红葡萄酒颜色主要贡献化合物是聚合花色苷和辅花色苷，呈现淡红色微偏黄的色泽。（2）品种香气物质中，OAV＞1的气味活性化合物是β-大马酮和3-甲硫基-1-丙醇，OAV在0.1～1的潜在气味化合物有5种，里哪醇、香茅醇、法尼醇、Z-3-己烯-1-醇、水杨酸甲酯。（3）发酵香气物质中，OAV＞1.0的气味活性化合物有13种，乙酸乙酯、乙酸异戊酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、9-癸烯酸乙酯、异丁醇、异戊醇、1-辛烯-3-醇、1-辛醇、己酸、辛酸、苯乙醇。（4）感官量化分析得出，‘户太八号’桃红葡萄酒的主要香气特征为热带水果、小浆果、温带酸甜果和花香。