游蘊(yùn)竹，張亞蕾，楊薇熹，張 波，范雪梅，李 進(jìn)，石 英，段長(zhǎng)青，蘭義賓*

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院 葡萄與葡萄酒研究中心，北京 100083；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部葡萄酒加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；3.甘肅省葡萄酒產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)中心，甘肅 蘭州 730070；4.貴州茅臺(tái)酒廠（集團(tuán)）昌黎葡萄酒業(yè)有限公司，河北 秦皇島 066600；5.山東省釀酒葡萄與葡萄酒技術(shù)創(chuàng)新中心，山東 煙臺(tái) 264000）

香氣是葡萄酒的重要感官品質(zhì)之一，決定著產(chǎn)品的風(fēng)格與典型性，是決定葡萄酒產(chǎn)品感官品質(zhì)的主要因素之一[1]。葡萄酒中香氣物質(zhì)種類復(fù)雜，按照來源主要分為品種香、發(fā)酵香、陳釀香[2]；而按照香氣物質(zhì)結(jié)構(gòu)主要有酯類、醇類、脂肪酸類、醛類、酮類、萜烯類、揮發(fā)性酚類、內(nèi)酯類、呋喃酮類、苯環(huán)化合物類和含硫化合物等[3]。葡萄酒香氣的組成及含量受到葡萄酒原產(chǎn)地風(fēng)土的影響，包括了氣候、地質(zhì)、土壤等自然因素和栽培管理措施、釀造工藝等人為因素，這些因素在葡萄生長(zhǎng)過程及葡萄酒發(fā)酵過程中影響物質(zhì)的合成和轉(zhuǎn)化，從而影響葡萄酒的風(fēng)格與品質(zhì)，不同產(chǎn)區(qū)的風(fēng)土條件造就了不同個(gè)性特征的葡萄酒[4]。

中國(guó)幅員遼闊，經(jīng)度范圍為73°33′E至135°05′E，東西跨度大，地勢(shì)西高東低，呈階梯狀分布，地形地貌豐富，氣候類型復(fù)雜多變。新疆天山北麓產(chǎn)區(qū)、甘肅河西走廊產(chǎn)區(qū)、寧夏賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)、河北碣石山產(chǎn)區(qū)、山東膠東半島產(chǎn)區(qū)由東至西分布，風(fēng)土差異大，葡萄酒風(fēng)格迥異[5]。近年來，關(guān)于各個(gè)產(chǎn)區(qū)葡萄酒香氣的研究豐富，有研究報(bào)道了我國(guó)各產(chǎn)區(qū)內(nèi)葡萄酒的香氣物質(zhì)和感官差異，如新疆不同產(chǎn)區(qū)‘赤霞珠’干紅葡萄酒香氣品質(zhì)的研究[6]、河西走廊基于多個(gè)品種干紅葡萄酒香氣特征研究[7]、賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)‘赤霞珠’和‘美樂’干紅葡萄酒香氣典型性研究[8]以及子產(chǎn)區(qū)香氣特征差異研究[9]，以及碣石山四個(gè)子產(chǎn)區(qū)‘赤霞珠’干紅葡萄酒香氣特征差異研究[10]、膠東半島產(chǎn)區(qū)不同品種干紅葡萄酒香氣差異研究[11]，也不乏多個(gè)大產(chǎn)區(qū)間單品種和多品種干紅葡萄酒香氣特征比較研究[12-15]。此類研究中，東西部產(chǎn)區(qū)間香氣差異性與氣象因子的關(guān)聯(lián)分析較少。由于缺乏氣象因子與葡萄酒關(guān)鍵香氣物質(zhì)的關(guān)聯(lián)分析，無(wú)法明晰葡萄酒香氣品質(zhì)形成的規(guī)律和影響因素，難以科學(xué)有效地通過生產(chǎn)技術(shù)和管理方法實(shí)現(xiàn)葡萄酒風(fēng)味的精準(zhǔn)調(diào)控。

本研究收集了天山北麓產(chǎn)區(qū)、賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)、河西走廊產(chǎn)區(qū)、碣石山產(chǎn)區(qū)、膠東半島產(chǎn)區(qū)共43款‘赤霞珠’和‘美樂’干紅葡萄酒。采用頂空固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）和固相萃取-氣相色譜三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用（solid phase extraction-gas chromatography-triplequadrupoletandemmassspectrometry，SPE-GC-QqQ-MS/MS）技術(shù)檢測(cè)干紅葡萄酒的香氣物質(zhì)成分及含量，使用偏最小二乘-判別分析（partial least squaresdiscriminant analysis，PLS-DA）明確各產(chǎn)區(qū)干紅葡萄酒香氣特征，并利用單因素方差分析判別其關(guān)鍵揮發(fā)性組分的差異，進(jìn)一步通過皮爾遜相關(guān)性分析明確氣象因子對(duì)葡萄酒關(guān)鍵香氣物質(zhì)積累的影響。以期發(fā)揮各產(chǎn)區(qū)自然資源優(yōu)勢(shì)，挖掘產(chǎn)區(qū)風(fēng)格，生產(chǎn)獨(dú)具地域特色的優(yōu)質(zhì)干紅葡萄酒。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 葡萄酒樣品

本研究收集了河西走廊產(chǎn)區(qū)（HX）、天山北麓產(chǎn)區(qū)（TS）、賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)（HL）、膠東半島產(chǎn)區(qū)（JD）、碣石山產(chǎn)區(qū)（JS）的‘赤霞珠’和‘美樂’干紅葡萄酒，2022年不同產(chǎn)區(qū)葡萄酒樣品信息及理化指標(biāo)見表1。

表1 葡萄酒樣品信息及理化指標(biāo)Table 1 Information and physicochemical indexes of wines samples

1.1.2 化學(xué)試劑

葡萄糖、酒石酸、氯化鈉、氫氧化鈉、無(wú)水硫酸鈉、檸檬酸和磷酸氫二鈉（均為分析純）：北京藍(lán)弋化工產(chǎn)品有限公司；甲醇、乙醇、二氯甲烷（均為色譜純）：美國(guó)霍尼韋爾公司；D-葡萄糖酸內(nèi)酯、聚乙烯基吡咯烷酮（polyvinyl pyrrolidone，PVPP）、C6～C30正構(gòu)烷烴、香氣標(biāo)準(zhǔn)品：美國(guó)西格瑪奧德里奇公司。

1.2 儀器與設(shè)備

固相萃取柱Cleanert PEP-SPE（500 mg/6 mL）：天津博納艾杰爾科技有限公司；JY10002電子天平：上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；SG3200JST超聲波清洗機(jī)：上海冠特超聲儀器有限公司；FotectorPlus-60全自動(dòng)固相萃取儀：廈門?？萍瘓F(tuán)股份有限公司；UGC-24C氮吹儀：北京優(yōu)晟聯(lián)合科技有限公司；SPME萃取頭DVB/CAR/PDMS：美國(guó)Supelco公司；7890-5975B氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀、7890B-7000D三重四極桿氣質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)：美國(guó)安捷倫科技有限公司；CTC CombiPAL autosampler多功能自動(dòng)進(jìn)樣器、CTC PAL RSI85多功能自動(dòng)進(jìn)樣器：瑞士思特斯分析儀器有限公司；HPINNOWAX氣相色譜柱（60 m×0.25 mm，0.25 μm）、HP-5MS色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）：美國(guó)J&W Scientific公司。

1.3 方法

1.3.1 氣象數(shù)據(jù)

通過國(guó)家氣象信息中心-中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)[16]收集了河西走廊產(chǎn)區(qū)、天山北麓產(chǎn)區(qū)、賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)、膠東半島產(chǎn)區(qū)、碣石山產(chǎn)區(qū)的2000-2017年全年氣象數(shù)據(jù)，包括光照時(shí)數(shù)、晝夜溫差、平均溫度和降雨量；2000-2014年全年光合有效輻射數(shù)據(jù)來源于中國(guó)光合有效輻射重構(gòu)數(shù)據(jù)集[17]。

1.3.2 干紅葡萄酒香氣物質(zhì)的測(cè)定

（1）揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的測(cè)定

干紅葡萄酒中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)采用頂空固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（HS-SPME-GC-MS）技術(shù)測(cè)定[18-19]。

SPME萃取頭采用2 cm 50/30 μm DVB/CAR/PDMS，采用CTC CombiPAL autosampler多功能自動(dòng)進(jìn)樣器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的頂空固相微萃取。20 mL 玻璃樣品瓶中加入5 mL葡萄酒樣品、1.5 g NaCl 和10 μL 內(nèi)標(biāo)（4-甲基-2-戊醇，質(zhì)量濃度1.008 6 g/L），然后迅速用帶有聚四氟乙烯隔墊的蓋子擰緊。樣品瓶首先在40 ℃加熱槽中振蕩30 min，振蕩速度為500 r/min，然后將已活化的SPME萃取頭插入樣品瓶的頂空部分，在40 ℃條件下下繼續(xù)振蕩30 min后，取出SPME萃取頭，立即插入氣相色譜進(jìn)樣口，進(jìn)樣口溫度為250 ℃，熱解吸8 min。

GC色譜條件：色譜柱為HP-INNOWAX毛細(xì)管柱（60m×0.25 mm×0.25 μm），載氣為高純氦氣（He）（＞99.999%），流速為1.0 mL/min；采用不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣口溫度為250 ℃。柱溫箱的升溫程序：起始溫度為50 ℃，保持1 min，然后以3 ℃/min的速率升溫至220 ℃，保持5 min。質(zhì)譜條件：電子電離（electronic ionization，EI）源，電子能量70 eV，離子源溫度230 ℃，四級(jí)桿溫度150 ℃，輔助加熱器溫度250 ℃，質(zhì)量掃描范圍為30～350 amu。每個(gè)樣品進(jìn)行兩個(gè)獨(dú)立重復(fù)。

定性定量方法：通過比較保留指數(shù)（retention index，RI）和使用AMDIS獲得的美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所（National Institute of Standards and Technology，NIST）11 MS數(shù)據(jù)庫(kù)中的揮發(fā)性參考標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)譜，確定了香氣物質(zhì)類別。每種香氣標(biāo)準(zhǔn)品的校準(zhǔn)曲線是根據(jù)10個(gè)梯度的模擬酒溶液進(jìn)行分析后，通過目標(biāo)化合物的峰面積與內(nèi)標(biāo)的峰面積之比與每種化合物的濃度之比建立校準(zhǔn)曲線，對(duì)香氣物質(zhì)進(jìn)行定量。

（2）呋喃酮和內(nèi)酯類化合物的測(cè)定

干紅葡萄酒中呋喃酮和內(nèi)酯類化合物測(cè)定采用固相萃取-氣相色譜三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用（SPE-GC-QqQMS/MS）技術(shù)測(cè)定[20]。Cleanert PEP固相萃取柱（500 mg/6 mL）依次用10 mL二氯甲烷、10 mL甲醇和10 mL體積分?jǐn)?shù)為12%的乙醇水溶液進(jìn)行活化。在20 mL葡萄酒樣品中加入10 μL內(nèi)標(biāo)（L-薄荷醇，580 mg/L），以1 mL/min的流速通過萃取柱。然后加入5 mL純水淋洗萃取柱，去除色素、糖和酸等極性物質(zhì)。最后，加入15 mL二氯甲烷洗脫目標(biāo)化合物，收集的洗脫液用適量的無(wú)水硫酸鈉干燥后，采用氮吹濃縮至500 μL后用0.45 μm濾膜過濾。

GC-QqQ-MS/MS分析采用安捷倫7890B-7000D氣相色譜三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀，配備CTC PAL RSI85多功能自動(dòng)進(jìn)樣器，色譜柱為HP-5MS UI超惰性氣相色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）。進(jìn)樣量為1 μL，不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣口溫度為250 ℃。載氣為高純氦氣（He）（＞99.999%），流速為1.0 mL/min。柱溫箱的升溫程序如下：起始溫度為40 ℃，保持1 min；然后以5 ℃/min的速率升溫至160 ℃；最后以30 ℃/min的速率升溫至220 ℃，并保持1 min。每次分析運(yùn)行后，在280 ℃下后運(yùn)行2 min以去除色譜柱中的殘留物。質(zhì)譜采用電子電離（EI）源，電子能量70 eV，離子源溫度230 ℃，輔助加熱器溫度300 ℃，MS1和MS2四極桿溫度為150 ℃。淬滅氣為高純氦氣（He），流速為2.25 mL/min；碰撞氣為高純氮?dú)猓∟2），流速為1.5 mL/min。每個(gè)樣品進(jìn)行兩個(gè)獨(dú)立重復(fù)。

通過比較保留指數(shù)（RI）和AMDIS獲得的NIST 11 MS數(shù)據(jù)庫(kù)中揮發(fā)性參考標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)譜，確定了香氣物質(zhì)類別。每種香氣標(biāo)準(zhǔn)品的校準(zhǔn)曲線是根據(jù)10個(gè)梯度的模擬酒溶液進(jìn)行分析后，通過目標(biāo)化合物的峰面積與內(nèi)標(biāo)的峰面積之比與每種化合物的濃度之比建立校準(zhǔn)曲線，對(duì)呋喃酮和內(nèi)酯類化合物進(jìn)行定量。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

使用Microsoft Excel 2021進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與計(jì)算；使用IBM SPSS Statistics 26進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，所得數(shù)據(jù)統(tǒng)一進(jìn)行單因素方差分析（anaylsis of variance，AVONA）（Duncan檢驗(yàn)，P＜0.05）；使用SIMCA14進(jìn)行偏最小二乘-判別分析（PLS-DA）及繪圖；使用Origin 2022繪制柱形圖和相關(guān)性熱圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同葡萄酒產(chǎn)區(qū)氣象數(shù)據(jù)分析

河西走廊產(chǎn)區(qū)、天山北麓產(chǎn)區(qū)、賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)、膠東半島產(chǎn)區(qū)、碣石山產(chǎn)區(qū)氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析見圖1。

圖1 不同葡萄酒產(chǎn)區(qū)氣象數(shù)據(jù)Fig. 1 Meteorological data of different wines producing areas

由圖1可知，西部的天山北麓產(chǎn)區(qū)、河西走廊產(chǎn)區(qū)和賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)氣候特征較為相似，有較高的光合有效輻射、光照時(shí)數(shù)、晝夜溫差和較低的平均溫度、降雨量，日照充足，較為干旱。其中，河西走廊產(chǎn)區(qū)有最高的光合有效輻射、晝夜溫差和最低的平均溫度，天山北麓產(chǎn)區(qū)有最高的光照時(shí)數(shù)。雖同為溫帶大陸性氣候區(qū)[5]，賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)較其余兩產(chǎn)區(qū)有較低的光合有效輻射、光照時(shí)數(shù)、晝夜溫差和較高的平均溫度、降雨量，氣候更濕潤(rùn)溫和。東部的膠東半島產(chǎn)區(qū)、碣石山產(chǎn)區(qū)光合有效輻射、光照時(shí)數(shù)、晝夜溫差較低，而平均溫度、降雨量較高。這兩個(gè)產(chǎn)區(qū)雖同屬溫帶季風(fēng)氣候區(qū)[5]，但膠東半島產(chǎn)區(qū)光熱水平較低且多雨。

2.2 不同葡萄酒產(chǎn)區(qū)香氣物質(zhì)含量分析

對(duì)天山北麓產(chǎn)區(qū)、河西走廊產(chǎn)區(qū)、賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)、膠東半島產(chǎn)區(qū)、碣石山產(chǎn)區(qū)‘赤霞珠’、‘美樂’干紅葡萄酒的香氣物質(zhì)含量進(jìn)行分析，‘赤霞珠’和‘美樂’干紅葡萄酒中香氣物質(zhì)含量測(cè)定結(jié)果分別見圖2和圖3。

圖2 不同產(chǎn)區(qū)‘赤霞珠’干紅葡萄酒揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量測(cè)定結(jié)果Fig. 2 Determination results of volatile flavor compounds contents in Cabernet Sauvignon dry red wines from different producing areas

圖3 不同產(chǎn)區(qū)‘美樂’干紅葡萄酒揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)測(cè)定結(jié)果Fig. 3 Determination results of volatile flavor compounds in Merlot dry red wines from different producing areas

由圖2可知，‘赤霞珠’干紅葡萄酒中內(nèi)酯、呋喃酮及醛類物質(zhì)含量總體呈現(xiàn)出西部產(chǎn)區(qū)高、東部產(chǎn)區(qū)低的特征，其中處于最西部的天山北麓產(chǎn)區(qū)內(nèi)酯和呋喃酮類化合物顯著最高（P＜0.05）。相反，萜烯類和降異戊二烯類化合物在處于東部的膠東半島及碣石山產(chǎn)區(qū)含量較高，顯著高于河西走廊和賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)（P＜0.05）。此外，其他類物質(zhì)在‘赤霞珠’干紅葡萄酒中的濃度并未表現(xiàn)出明顯的東西部差異（P＞0.05），而是具有一定產(chǎn)區(qū)特色。河西走廊產(chǎn)區(qū)C6類物質(zhì)含量較高，顯著高于天山北麓產(chǎn)區(qū)（P＜0.05），其苯環(huán)化合物及酯類物質(zhì)含量顯著較低（P＜0.05）；賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)樣品中醇類含量較高，其脂肪酸類物質(zhì)含量顯著較低（P＜0.05）。

由圖3可知，‘美樂’干紅葡萄酒中內(nèi)酯、呋喃酮、醛類物質(zhì)在天山北麓產(chǎn)區(qū)含量較高；萜烯、降異戊二烯在膠東半島產(chǎn)區(qū)含量較高，與‘赤霞珠’干紅葡萄酒特點(diǎn)一致。此外，賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)C6化合物含量顯著低于其他產(chǎn)區(qū)（P＜0.05），碣石山產(chǎn)區(qū)苯環(huán)化合物含量顯著低于除賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)的其他產(chǎn)區(qū)（P＜0.05），膠東半島產(chǎn)區(qū)酯類物質(zhì)含量顯著低于賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)（P＜0.05）。

2.3 不同產(chǎn)區(qū)干紅葡萄酒香氣特征分析

為了明確各個(gè)產(chǎn)區(qū)‘赤霞珠’干紅葡萄酒特征香氣物質(zhì)，建立PLS-DA模型，結(jié)果見圖4。并對(duì)通過香氣活性值（odor activity values，OAVs）進(jìn)行定量評(píng)估的關(guān)鍵香氣物質(zhì)進(jìn)行單因素方差分析見表2。香氣活性值是香氣化合物濃度與閾值的比值，能確切評(píng)價(jià)單一香氣成分對(duì)整體香氣的貢獻(xiàn)，一般認(rèn)為OAV＞1的成分能被感知并促進(jìn)葡萄酒的整體香氣，本研究篩選出OAV＞0.1的揮發(fā)性化合物作為關(guān)鍵香氣物質(zhì)。

圖4 不同產(chǎn)區(qū)‘赤霞珠’干紅葡萄酒香氣物質(zhì)偏最小二乘-判別分析的得分圖（A）和載荷圖（B）Fig. 4 Score plot (A) and loading plot (B) of partial least squaresdiscriminant analysis of aroma substances in Cabernet Sauvignon dry red wines from different producing areas

表2 五個(gè)產(chǎn)區(qū)‘赤霞珠’和‘美樂’干紅葡萄酒中關(guān)鍵香氣化合物含量差異分析Table 2 Differential analysis of key aroma compounds contents in Cabernet Sauvignon and Merlot dry red wines from 5 producing areas

由圖4A可知，五個(gè)產(chǎn)區(qū)‘赤霞珠’干紅葡萄酒均得到較好的聚類，東部的膠東半島產(chǎn)區(qū)和碣石山產(chǎn)區(qū)葡萄酒集中在第二象限，說明兩產(chǎn)區(qū)‘赤霞珠’干紅葡萄酒香氣輪廓接近，且區(qū)別于西部三個(gè)產(chǎn)區(qū)。由圖4B可知，東部產(chǎn)區(qū)特征香氣物質(zhì)豐富多樣，有降異戊二烯、萜烯、C6化合物、內(nèi)酯、呋喃酮類、苯環(huán)化合物、高級(jí)醇、酯類和脂肪酸。結(jié)合關(guān)鍵香氣物質(zhì)單因素方差分析，東部產(chǎn)區(qū)里那醇含量顯著高于西部河西走廊產(chǎn)區(qū)和賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)（P＜0.05），為葡萄酒貢獻(xiàn)花香[21]。膠東半島產(chǎn)區(qū)β-大馬士酮含量顯著高于其他產(chǎn)區(qū)（P＜0.05），其閾值極低，對(duì)葡萄酒的香氣有著非常重要的貢獻(xiàn)，為葡萄酒貢獻(xiàn)花香和甜香[22]。碣石山產(chǎn)區(qū)葫蘆巴內(nèi)酯和γ-辛內(nèi)酯含量顯著高于其他產(chǎn)區(qū)（P＜0.05），前者為葡萄酒貢獻(xiàn)甜香、焦糖、咖喱的香氣[23-24]，后者為葡萄酒貢獻(xiàn)果香、椰子和核桃香氣[25-26]。在發(fā)酵產(chǎn)生的香氣物質(zhì)中，東部產(chǎn)區(qū)乙酸苯乙酯和辛酸含量較高，前者貢獻(xiàn)玫瑰花香[27]，后者帶來奶酪味[28]。推測(cè)東部產(chǎn)區(qū)‘赤霞珠’干紅葡萄酒總體香氣輪廓復(fù)雜，以花香、甜香為主。

由圖4亦可知，西部產(chǎn)區(qū)特征香氣物質(zhì)種類多樣，有C6化合物、內(nèi)酯、呋喃酮類、降異戊二烯、萜烯、苯環(huán)化合物、高級(jí)醇、酯類和脂肪酸，推測(cè)總體香氣輪廓以果香、甜香為主。河西走廊產(chǎn)區(qū)葡萄酒集中在第一象限，特征香氣物質(zhì)以酯類為主，此外還有C6化合物、苯環(huán)化合物和高級(jí)醇。結(jié)合關(guān)鍵香氣物質(zhì)單因素方差分析（見表2），河西走廊產(chǎn)區(qū)己醇含量顯著高于其他產(chǎn)區(qū)（P＜0.05），同時(shí)己酸乙酯、丁酸乙酯含量較高，香氣輪廓可能生青味、紅色漿果香突出[21，29]。天山北麓產(chǎn)區(qū)葡萄酒集中于第三象限，特征香氣物質(zhì)種類多樣，有內(nèi)酯、呋喃酮類、萜烯、苯環(huán)化合物、高級(jí)醇、醛類、脂肪酸和酯類。其呋喃酮含量顯著高于其他產(chǎn)區(qū)（P＜0.05），且γ-壬內(nèi)酯、醬油酮、苯乙醇、乳酸乙酯和香茅醇含量較高，香氣輪廓可能甜香、花香和果香突出[21，30-32]。賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)葡萄酒集中于第四象限，特征香氣物質(zhì)以酯類物質(zhì)為主，此外還有內(nèi)酯、高級(jí)醇和醛類。其異戊醇含量顯著高于其他產(chǎn)區(qū)（P＜0.05），且辛酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯含量較高，香氣輪廓可能以紅、黑漿果香為主，伴有奶酪味[33-34]。

為了明確各個(gè)產(chǎn)區(qū)‘美樂’干紅葡萄酒特征香氣物質(zhì)，建立PLS-DA模型見圖5。由圖5A可知，五個(gè)產(chǎn)區(qū)‘美樂’干紅葡萄酒均得到較好的聚類，東西部產(chǎn)區(qū)由第一預(yù)測(cè)主成分區(qū)分。東部?jī)僧a(chǎn)區(qū)葡萄酒集中于第一預(yù)測(cè)主成分負(fù)半軸，‘美樂’干紅葡萄酒香氣輪廓接近。由圖5B可知，東部產(chǎn)區(qū)特征香氣物質(zhì)種類多樣，有降異戊二烯、萜烯、C6化合物、內(nèi)酯、呋喃酮類、苯環(huán)化合物、高級(jí)醇、酯類和脂肪酸。結(jié)合關(guān)鍵香氣物質(zhì)單因素方差分析（見表2），東部產(chǎn)區(qū)香茅醇、β-大馬士酮含量顯著高于河西走廊產(chǎn)區(qū)和賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)（P＜0.05），該產(chǎn)區(qū)的葡萄酒香氣輪廓可能花香、甜香更為突出[22]。此外，碣石山產(chǎn)區(qū)己醇含量較高，可能具有植物味、青草味、生青味[21]。

圖5 不同產(chǎn)區(qū)‘美樂’干紅葡萄酒香氣物質(zhì)偏最小二乘-判別分析的得分圖（A）和載荷圖（B）Fig. 5 Score plot (A) and loading plot (B) of partial least squaresdiscriminant analysis of aroma substances in Merlot dry red wines from different producing areas

由圖5亦可知，西部三個(gè)產(chǎn)區(qū)葡萄酒均分布在第一主成分的正半軸，香氣輪廓接近，且河西走廊產(chǎn)區(qū)和天山北麓產(chǎn)區(qū)葡萄酒主要集中在第一象限，說明兩產(chǎn)區(qū)香氣輪廓相似性較高。西部產(chǎn)區(qū)主要與內(nèi)酯和酯類物質(zhì)相關(guān)，香氣輪廓可能甜香、果香突出。其中天山北麓產(chǎn)區(qū)和河西走廊產(chǎn)區(qū)葡萄酒主要集中于第一象限，香氣輪廓接近，γ-壬內(nèi)酯、呋喃酮、2-甲基丁酸乙酯和異戊醇含量較高，甜香與果香突出，有桃、杏、椰子、焦糖和煮熟的草莓香氣，伴有奶酪味[30，32-33]。賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)葡萄酒集中于第四象限，主要與內(nèi)酯、高級(jí)醇、酯類相關(guān)，里那醇、γ-辛內(nèi)酯、乙酸乙酯和3-甲基丁酸乙酯含量較高，香氣輪廓可能花香、甜香、果香突出[22，30，34-35]。

2.4 干紅葡萄酒特征香氣物質(zhì)形成的解析

產(chǎn)區(qū)氣候差異對(duì)葡萄酒中果實(shí)來源的香氣物質(zhì)積累有較大影響，為進(jìn)一步解析各產(chǎn)區(qū)氣候?qū)Ω杉t葡萄酒特征香氣物質(zhì)形成的影響，選取特征香氣物質(zhì)中源于果實(shí)并形成花香和甜香的萜烯、β-大馬氏酮、呋喃酮和內(nèi)酯類含量數(shù)據(jù)，與各產(chǎn)區(qū)氣象因子進(jìn)行皮爾遜相關(guān)性分析，結(jié)果見圖6。

圖6 氣象因子與‘赤霞珠’（A）和‘美樂’（B）干紅葡萄酒香氣物質(zhì)的相關(guān)性分析Fig. 6 Correlation analysis between meteorological factors and aroma substances in Cabernet Sauvignon (A) and Merlot (B) dry red wines

由圖6可知，‘赤霞珠’和‘美樂’干紅葡萄酒中降異戊二烯類物質(zhì)β-大馬氏酮以及萜烯類物質(zhì)α-萜品醇和香茅醇含量，與降水量和平均溫度呈正相關(guān)，與光合有效輻射、光照以及晝夜溫差呈負(fù)相關(guān)。萜烯類物質(zhì)從葡萄轉(zhuǎn)色開始大量積累，在接近成熟時(shí)含量達(dá)到峰值，隨后略有下降，其積累通常與果實(shí)中糖分積累同步。

WEN Y Q等[42]研究了氣候差異極大的兩個(gè)葡萄酒產(chǎn)區(qū)白麝香葡萄揮發(fā)性化合物的差異，發(fā)現(xiàn)來自降雨量少、日照強(qiáng)度大的產(chǎn)區(qū)漿果游離和糖苷結(jié)合的萜類化合物含量較低，結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子和成熟相關(guān)基因的表達(dá)模式推測(cè)，少雨和強(qiáng)光照環(huán)境促進(jìn)成熟相關(guān)基因的早期表達(dá)，加速果實(shí)成熟，最終限制萜類揮發(fā)物的生成，與本研究結(jié)果一致。但也有研究表明，高溫、充足的日照和水分脅迫有利于萜烯類化合物的形成[43]。降異戊二烯類化合物是類胡蘿卜素降解的產(chǎn)物，類胡蘿卜素的含量主要受果實(shí)發(fā)育階段的調(diào)節(jié)，但溫度、土壤、光照、降雨等環(huán)境因素也影響其含量。ROBINSON A L等[44]研究顯示，來自溫暖或炎熱氣候的雷司令葡萄酒與來自涼爽氣候的雷司令葡萄酒相比，有更高濃度的降異戊二烯類物質(zhì)，而CHEN W K等[45]的研究則顯示，在涼爽氣候區(qū)域β-大馬氏酮及成熟葡萄中的總降異戊二烯類化合物的濃度高于溫暖氣候區(qū)域。BINDON K A等[46]的研究則證明，水分脅迫能夠提高葡萄果實(shí)中類胡蘿卜素和降異戊二烯類物質(zhì)的含量，同時(shí)，TIAN M B等[47]研究了新疆‘赤霞珠’葡萄的果穗微氣候與釀酒葡萄栽培以及葡萄酒的關(guān)系，結(jié)果表明光照促進(jìn)了萜烯和降異戊二烯的積累。環(huán)境因素對(duì)于萜烯和降異戊二烯類化合物的調(diào)節(jié)十分復(fù)雜，尤其是果際微氣候的影響，現(xiàn)有針對(duì)多個(gè)葡萄品種的研究顯示摘葉處理能夠顯著提高葡萄或葡萄酒中萜烯和降異戊二烯類化合物濃度[48-53]。研究表明，植株覆蓋遮光網(wǎng)導(dǎo)致的光合有效輻射降低會(huì)提高葡萄酒中β-大馬士酮含量[54]，但也有行間覆蓋實(shí)驗(yàn)證明減弱葡萄園地面反射的光輻射會(huì)降低‘赤霞珠’果實(shí)中的萜類和降異戊二烯類化合物的含量[55]。由于很難區(qū)分各個(gè)環(huán)境因素，加之栽培管理方式對(duì)果際微氣候的影響，目前無(wú)法徹底明確單一風(fēng)土條件對(duì)萜烯和降異戊二烯積累的影響。

‘赤霞珠’和‘美樂’干紅葡萄酒中呋喃酮含量與光合有效輻射、光照和晝夜溫差呈正相關(guān)，與降水量呈負(fù)相關(guān)。葡萄酒中呋喃酮來源于葡萄果實(shí)中糖代謝、酵母代謝和橡木制品，大量研究證實(shí)在植物中D-果糖-1,6-二磷酸是生物合成這類物質(zhì)的關(guān)鍵前體物[56-57]，其關(guān)鍵酶烯酮氧化還原酶（enone oxidoreductase，F(xiàn)aEO）與果實(shí)成熟進(jìn)程呈正相關(guān)[58]。有研究表明在葡萄果實(shí)過熟過程中和成熟前后的高溫會(huì)導(dǎo)致戊糖或己糖的美拉德反應(yīng)會(huì)增加呋喃酮的濃度[59]。此外，呋喃酮也在酒精發(fā)酵階段通過酵母代謝大量釋放，其濃度與葡萄果實(shí)的干化程度呈正相關(guān)[23]。KOBAYASHI H等[60]研究了四個(gè)地區(qū)'Muscat Bailey A'葡萄酒酒中呋喃酮含量差異，結(jié)果顯示環(huán)境條件的影響并不顯著，而晚收則會(huì)提高最終呋喃酮含量。現(xiàn)有研究中產(chǎn)區(qū)環(huán)境因素對(duì)于呋喃酮類物質(zhì)積累的影響研究較少，需進(jìn)一步探索。

內(nèi)酯類物質(zhì)含量總體呈現(xiàn)出與光合有效輻射、光照、晝夜溫差呈正相關(guān)，與降水量、平均溫度呈負(fù)相關(guān)。大量的研究證實(shí)長(zhǎng)鏈脂肪酸是生物合成內(nèi)酯類物質(zhì)的前體物，據(jù)報(bào)道，植物和微生物中不飽和脂肪酸首先經(jīng)羥基化產(chǎn)生羥基脂肪酸，然后經(jīng)β-氧化、異構(gòu)化和內(nèi)酯化產(chǎn)生內(nèi)酯類物質(zhì)[56]，DE FERRON P等[61]的研究證實(shí)了在葡萄酒中4-氧代壬酸通過釀酒酵母轉(zhuǎn)化為γ-壬內(nèi)酯。FANG Y等[62]研究發(fā)現(xiàn)，葡萄酒中γ-壬內(nèi)酯含量與‘黑比諾’葡萄成熟度呈正相關(guān)，LONGO R等[63]的研究也表明較晚采摘、成熟度更高的‘小味兒多’葡萄釀造的葡萄酒中γ-壬內(nèi)酯含量顯著更高。非生物脅迫如日灼和成熟后期失水引起的葡萄果實(shí)干化也可以增加葡萄果實(shí)和相應(yīng)的葡萄酒中內(nèi)酯類物質(zhì)的濃度[64-67]。風(fēng)土對(duì)于內(nèi)酯類物質(zhì)的影響研究較少，ALLAMY A等[26]研究了同一區(qū)域不同年份葡萄酒香氣物質(zhì)含量，發(fā)現(xiàn)在平均溫度較高的年份C10馬索亞內(nèi)酯和γ-壬內(nèi)酯的濃度較高，但此結(jié)果并未考慮其他氣候因子，環(huán)境因素對(duì)于內(nèi)酯類物質(zhì)積累的影響還需進(jìn)一步研究。

3 結(jié)論

本研究分析了來自西部的天山北麓產(chǎn)區(qū)、賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)、河西走廊產(chǎn)區(qū)和東部的碣石山產(chǎn)區(qū)、膠東半島產(chǎn)區(qū)五個(gè)產(chǎn)區(qū)的‘赤霞珠’和‘美樂’干紅葡萄酒的特征香氣物質(zhì)及其與氣候因子的關(guān)聯(lián)。結(jié)果表明，東部和西部產(chǎn)區(qū)干紅葡萄酒香氣輪廓差異明顯，東部產(chǎn)區(qū)花香與甜香突出，西部產(chǎn)區(qū)甜香與果香突出，來源于果實(shí)的主要差異物質(zhì)是萜烯、降異戊二烯、呋喃酮和內(nèi)酯類化合物。萜烯和降異戊二烯類化合物含量總體呈現(xiàn)出東部產(chǎn)區(qū)高、西部產(chǎn)區(qū)低的特征，與東部產(chǎn)區(qū)較高的降水量和平均溫度和較低的光合有效輻射、光照以及晝夜溫差相關(guān)。而內(nèi)酯、呋喃酮類物質(zhì)含量總體呈現(xiàn)出西部產(chǎn)區(qū)高、東部產(chǎn)區(qū)低的特征，與西部產(chǎn)區(qū)較高的光合有效輻射、光照和晝夜溫差和較低的降水量相關(guān)。