李悅,張薇,裴辰玉,陳新峰,姜茜茜,王彥博,楊婷婷,鐘寶
(吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院,吉林吉林132101)
北冰紅山葡萄(Beibinghong of Vitis amurensis),為雙子葉植物綱葡萄科葡萄屬山葡萄新品種,是以左優(yōu)紅作母本,山歐F2代葡萄84-26-53作父本,進(jìn)行種間雜交,從F5代中選育出來的抗寒、釀酒新品種[1-2]。北冰紅山葡萄酒是采用9月下旬采摘的鮮葡萄為原料,經(jīng)發(fā)酵釀制而成的,其顏色醇厚、口味柔和,其單體酚、花色苷、香氣成分都優(yōu)于同類酒品,是新型山葡萄酒中的優(yōu)秀代表之一[3]。頂空固相微萃取技術(shù)(solidphase microextraction,SPME)與其它萃取技術(shù)相比,可以最直接、最大限度的萃取樣品中的化合物,并且可以直接供氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)進(jìn)行分析,張岱等采用頂空固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)測(cè)定了赤霞珠干葡萄的香氣成分[4];張會(huì)寧采用靜態(tài)頂空氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀,分析了不同年份葡萄酒的香氣差異[5];Fan W L等采用氣相色譜法,分析了洋河大曲酒中的香氣化合物[6];孔程仕采用靜態(tài)頂空萃取與氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù),測(cè)定分析了干型葡萄酒中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)[7];李二虎等采用GC-MS技術(shù)及相對(duì)面積規(guī)劃法對(duì)干型葡萄中的香氣成分進(jìn)行了定性和定量分析[8];王華等介紹了氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用在葡萄酒香氣測(cè)定中的應(yīng)用[9];陶永勝等采用固相微萃取技術(shù)/GC-MS聯(lián)用技術(shù)測(cè)定檢測(cè)了中國霞多麗干白葡萄酒的香氣特征[10]。以上研究顯示出該技術(shù)具有簡(jiǎn)潔、高效的特點(diǎn)。加利福尼亞大學(xué)感官化學(xué)家Ann C.Noble將葡萄酒香氣成分劃分為3個(gè)區(qū)域,一級(jí)區(qū)域12個(gè)味道,二級(jí)區(qū)域29個(gè)味道,三級(jí)區(qū)域120個(gè)味道,并以輪盤圖的形式體現(xiàn),稱為“葡萄酒香氣輪盤圖”,是評(píng)價(jià)、劃分葡萄酒香氣類型的重要參考依據(jù)[11-14]。
北冰紅山葡萄作為東北地區(qū)山葡萄酒的優(yōu)質(zhì)資源之一,目前對(duì)其研究尚處起步階段。本試驗(yàn)采用SPME/GC-MS聯(lián)用技術(shù)對(duì)北冰紅山葡萄酒香氣成分進(jìn)行測(cè)定,分析香氣成分的種類、含量,描述香氣特征,并采用葡萄酒香氣輪盤對(duì)酒的香氣類型進(jìn)行劃分,可以為北冰紅山葡萄的遺傳性狀及山葡萄酒的品質(zhì)鑒定提供科學(xué)數(shù)據(jù)。
北冰紅山葡萄2017年9月采自吉林省通化市柳河縣葡萄酒研發(fā)中心,山葡萄種植基地。葡萄酒由吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院吉林省釀造技術(shù)工程研究中心釀造,酒齡3個(gè)月。
Agilent5975-6890N 氣質(zhì)聯(lián)用儀(GC-MS)、DBWAXETR色譜柱:美國安捷倫公司;CAR/PDMS-100 μL固相微萃取萃取頭:西格瑪奧德里奇(上海)貿(mào)易有限公司;GOODSPE-2000小型全自動(dòng)固相萃取儀:上??普苌萍加邢薰?。
1.3.1 葡萄酒中香氣成分頂空固相微萃取
在參考張會(huì)寧等的方法基礎(chǔ)上,取酒樣5 mL,置于萃取瓶中封蓋,放在磁力加熱攪拌器上,在進(jìn)樣溫度60℃,平衡時(shí)間40 min,解析時(shí)間1.5 min,解析溫度250℃條件下進(jìn)行萃取。
1.3.2 GC-MS分析條件
在參考Fan W L等的方法基礎(chǔ)上,設(shè)定GC-MS測(cè)定條件。
色譜條件:進(jìn)樣口溫度為270℃,柱溫箱起始溫度為50℃,保留時(shí)間2.00 min,以8.00℃/min升溫至260℃保留 12 min;載氣 He,流速 1.0 mL/min;進(jìn)樣量為 1 μL/min。
質(zhì)譜條件:電離方式EI,電離電壓70 eV,離子源溫度為200℃,連接桿溫度為250℃。
應(yīng)用MSD ChemStation Build 237工作站,依據(jù)1.3條件,對(duì)北冰紅山葡萄酒進(jìn)行香氣成分測(cè)定,得到的總離子圖如圖1所示。
圖1 北冰紅山葡萄酒香氣成分總離子圖Fig.1 Beibinghong of Vitis Amurensis wine fragrant elements total ion diagram
圖1為北冰紅山葡萄酒香氣成分總離子圖,依據(jù)色譜保留時(shí)間、質(zhì)譜檢查信息,經(jīng)NIST2008圖譜檢索對(duì)葡萄酒中香氣成分進(jìn)行定性分析,共檢測(cè)出36種香氣物質(zhì)。具體見表1。
表1 北冰紅山葡萄酒香氣成分表Table 1 Beibinghong of Vitis Amurensis wine fragrant elements table
由表1可知,北冰紅山葡萄酒中共檢測(cè)到7種醇類化合物,分別為乙醇、丙醇、異丁醇、異戊醇、2-甲基-1-丁醇、正己醇、苯乙醇。23種酯類化合物,分別為乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、異丁酸乙酯、乙酸異丁酯、2-甲基丁酸乙酯、異戊酸乙酯、乙酸異戊酯、2-甲基丁基乙酸酯、正己酸乙酯、乙酸己酯、丁二酸二乙酯、辛酸乙酯、壬酸乙酯、丙烯酸異冰片酯、癸酸乙酯、月桂酸乙酯、十四酸乙酯、9-十六碳烯酸乙酯、棕櫚酸乙酯、亞油酸乙酯、亞麻酸乙酯、硬脂酸乙酯。3種酮類化合物,分別為紫羅蘭酮,大馬酮、乙基環(huán)戊烯醇酮。1種醛類化合物為苯甲醛。2種烯烴類化合物,分別為2-莰烯、1,1,6-三甲基-1,2-二氫萘。
根據(jù)GC-MS分析結(jié)果,及查閱相關(guān)文獻(xiàn),對(duì)36種香氣物質(zhì)進(jìn)行分析,確定每種香氣成分的含量及香味特征,具體如表2所示。2-莰烯、1,1,6-三甲基-1,2-二氫萘、亞麻酸乙酯。堅(jiān)果味占4.696%,主要為苦杏仁味,主要物質(zhì)為苯甲醛、月桂酸乙酯。
表2 36種香氣物質(zhì)含量及特征分析Table 2 36 kinds of fragrant elements type content and characteristic describe
由表2可知,酒精清香味和辣味含量最高,達(dá)34.393 mg/L,主要成分為乙醇,強(qiáng)烈的蘋果皮、菠蘿皮味含量最低,為0.064 mg/L,主要物質(zhì)為2-甲基丁酸乙酯。根據(jù)加利福尼亞大學(xué)感官化學(xué)家Ann C.Noble的葡萄酒香氣輪盤,并查閱相關(guān)文獻(xiàn),對(duì)表2中的36類香氣描述進(jìn)行香氣類型劃分,結(jié)果見圖2。
圖2 北冰紅山葡萄酒香氣輪盤Fig.2 Beibinghong of Vitis Amurensis wine the Aroma Wheel
如圖2所示,北冰紅山葡萄酒中的香氣類型共劃分為果香味、花香味、刺鼻味、化學(xué)味、焦糖味、堅(jiān)果味6大類。其中酒精味、果香味和焦糖味,是北冰紅山葡萄酒的主要味道。刺鼻味所占比例最大,達(dá)到48.111%,其主要味道是酒精味及微辣味,是酒的主要味道,主要物質(zhì)為乙醇、丙醇、異丁醇、異戊醇、2-甲基-1-丁醇。果香味所占比例為20.907%,其主要為莓果類的覆盆子味,柑果類的圓柚味,果樹類的蘋果味、李子味,熱帶水果類的香蕉味、菠蘿味、椰子味,主要物質(zhì)為乙酸乙酯、丙酸乙酯、異丁酸乙酯、乙酸異丁酯、2-甲基丁酸乙酯、異戊酸乙酯、正己醇、乙酸異戊酯、2-甲基丁基乙酸酯、正己酸乙酯、壬酸乙酯、丙烯酸異冰片酯、大馬酮、癸酸乙酯、乙基環(huán)戊烯醇酮。焦糖味所占比例為16.315%,主要為蜂蠟味、奶油味、黃油味,其主要物質(zhì)為十四酸乙酯、9-十六碳烯酸乙酯、棕櫚酸乙酯、亞油酸乙酯、硬脂酸乙酯?;ㄏ阄墩?.445%,主要為玫瑰香味及紫羅蘭香味,其主要物質(zhì)為苯乙醇、丁二酸二乙酯、紫羅蘭酮?;瘜W(xué)味占4.226%,主要為刺激性味道的乙醇味及酯類味道,主要物質(zhì)為乙酸己酯、
1)經(jīng)過GC-MS測(cè)定,從北冰紅山葡萄酒樣中,共檢測(cè)出36種香氣物質(zhì),其中醇類物質(zhì)7種,酯類物質(zhì)23種,酮類物質(zhì)3種,醛類物質(zhì)1中,烯烴類物質(zhì)2種。
2)酒精味、果香味、焦糖味是北冰紅山葡萄酒的主要味型,其次是花香味、堅(jiān)果味、化學(xué)味。在酒樣中未檢測(cè)出葡萄莖梗的植物味道,可能原因一是山葡萄的品種較好,二是山葡萄酒釀制過程中,采用人工脫梗、破碎,葡萄梗去除較為徹底,同時(shí)葡萄籽損壞較少,所以葡萄莖梗的植物味道沒有檢測(cè)出來。
3)通過試驗(yàn)檢測(cè),北冰紅山葡萄酒所體現(xiàn)出來的香氣成分,為第一輪的品種香氣和第二輪的釀造工藝產(chǎn)生的香氣,第三輪陳釀老熟的香氣沒有體現(xiàn),這說明山葡萄酒的香氣成分與山葡萄品種本身的特性有關(guān),同時(shí)也受到加工工藝的影響。
4)前人研究表明,其母本左優(yōu)紅山葡萄酒具有典型的品種香氣,已測(cè)定的香氣物質(zhì)有62種,其中醇類24種、酯類18種、萜烯類7種、酮類2種、酸類6種、醛類2種、酚類3種,主體香氣味道為酒精味、蘋果香味、花香味、熱帶水果香味、蜜糖香味、乳酪香味、黃油香味等[15],其父本山歐F2代葡萄所釀制的葡萄酒已測(cè)定的香氣成分有38種,其中醇類19種、酯類6種、羰基類2種、酸類5種、酚類2種、其他4種,成酒形成愉快的香氣,以酒精味、果香味、香蕉味、苦杏仁味、蘋果味、青草味為主[16]。歐洲品種赤霞珠干紅葡萄酒中含有35種香氣化合物,其中醇類有8種,酸類有9種,酯類物質(zhì)14種,其它物質(zhì)4種[17]。北冰紅山葡萄酒與其與母本、父本及歐洲山葡萄品種所釀制的山葡萄酒相比,保留了特有的香氣成分外(如母本酒中的異戊醇、紫羅蘭酮等),也形成了新的香氣(如9-十六碳烯酸乙酯等)??傮w來講,北冰紅山葡萄酒的優(yōu)點(diǎn)在于,構(gòu)成酒體香味框架的醇類物質(zhì)減少,酯類物質(zhì)增加,酸類物質(zhì)沒有檢出,這表明,北冰紅山葡萄酒與母本、父本及歐洲山葡萄酒相比,口感相對(duì)柔和,果香濃郁。不足之處在于酒樣中檢測(cè)出微量2-莰烯,此類化合物具有塑料類物質(zhì)的味道,具體形成原因,有待進(jìn)一步試驗(yàn)測(cè)定。