酿酒葡萄品种改良岗位
唐晓萍团队
摘 要：葡萄酒的香气成分对葡萄酒的感官品质有重要作用，不同浓缩温度的酿造工艺对葡萄酒香气有关键影响，比较炼白葡萄酒在不同浓缩工艺下葡萄酒理化指标和香气物质差异，为当地生产高品质葡萄酒提供理论依据。利用顶空固相微萃取和气相色谱－质谱联用技术对‘龙眼’葡萄在三种浓缩工艺下酿造的炼白葡萄酒进行香气成分检测，结果表明：三种浓缩工艺下，酿造的炼白-3挥发酸含量最低；测得炼白-3葡萄酒中醇类、酯类、酸类、醛类和萜烯化学香气成分含量均大于其他两种浓缩工艺炼白葡萄酒中的含量，且含量超过阈值的6种酯类物质在炼白-3中含量均最高；具有水果香和植物香的香气活力总值在炼白-3中的值也高于其两种炼白。通过降低浓缩温度并加抗氧化剂，可以有效的提高所酿造的炼白葡萄酒的品质。
关键词：龙眼；炼白；香气
龙眼葡萄( V．vinifera L ．cv．Longyan )是我国古老的栽培品种，果实呈紫红色，酸甜爽口，是鲜食葡萄佳品，也是酿造高级白葡萄酒的主要原料，被郭沫若先生誉为“北国明珠”。我国在国际上获得首枚干白葡萄酒金牌就是由‘龙眼’葡萄酿造，被欧美酿酒专家誉为“典型的东方美酒”。近几年，越来越多的国外葡萄品种引入我国，对我国传统品种造成很大的冲击。清徐在唐朝就开始生产炼白葡萄酒，有悠久的酿造工艺和历史特色，通过具有本地特色酿造工艺酿制的炼白葡萄酒，深获大众喜好。所谓炼白，就是葡萄榨汁后，用砂锅熬煮浓缩后发酵。1949年，清徐炼白葡萄酒曾被调入北京，专供开国大典。
香气是葡萄酒感官评价的重要指标，也是影响葡萄酒品质的关键因素。靳国杰等对‘霞多丽’干白葡萄香气质量研究发现，温度对葡萄酒的香气有重要影响，低温有利于甜果香的积累。崔艳等对‘玫瑰香’葡萄酒不同处理温度发现，-2℃处理葡萄原酒可获得高品质的低醇甜白葡萄酒。王沙沙等通过不同工艺酿造‘关口’干白葡萄酒发现，改善发酵前浸渍处理，可以有效的提高葡萄酒香气，提高葡萄酒的品质。传统的炼白浓缩工艺为砂锅熬煮，温度可达100℃，对葡萄汁中香气成分破坏严重，通过引进新设备以及改良浓缩工艺，降低浓缩温度，可以有效的保护葡萄汁中香气物质，降低葡萄汁氧化程度。目前国内外尚未有对炼白葡萄酒酿造工艺的报道，且未见对‘龙眼’炼白葡萄酒香气研究。本研究通过对炼白葡萄酒三种浓缩工艺下香气成分进行比较研究，以期为改良炼白葡萄酒浓缩工艺，提高炼白葡萄酒的品质，为酿造地方特色高品质葡萄酒提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
试验材料为‘龙眼’葡萄，栽培于山西省清徐县马峪乡，为16年生植株，常规管理，架势为倾斜式单龙蔓“厂字形”立架栽培，株行距为0.8 m×2.5 m。于2018年9月完全成熟后由山西省清徐葡萄酒有限公司采样酿造。
试剂：氢氧化钠、碳酸钠、亚硝酸钠、氯化铝、醋酸钠、氯化钾、甲醇、乙醇、正丁醇等均为分析纯，单宁酸、儿茶素、乙醇、4-甲基-2-戊醇为色谱醇。
1.2 仪器与设备
气相色谱- 质谱联用（GCMS）型号为7890-5975B，生产厂家为美国安捷伦公司（Agilent）；SPME萃取头（PDMS/CAR/DVB）型号为50/30μm，生产厂家为北京华尔博科技有限责任公司；毛细管柱型号为HP-INNOWAX，生产厂家为美国 J&W 公司。
1.3 试验方法
1.3.1 三种炼白浓缩工艺
炼白-1为传统浓缩工艺，充分成熟的‘龙眼’葡萄原料，果穗除去病果、脏果、烂果，将当天采回来的葡萄进行脱梗去青粒，对脱梗后的葡萄粒进行快速破碎并过滤后，加50ppm亚硫酸混合倒入砂锅100℃高温熬炼浓缩后发酵；炼白-2将破碎并过滤后葡萄汁，加50ppm亚硫酸后入低温浓缩设备75℃浓缩。炼白-3将破碎并过滤后葡萄汁，加50ppm亚硫酸并加少量抗氧化剂后入低温浓缩设备75℃浓缩。
1.3.2 果实性状调查
葡萄果实参照《果树种质资源描述符》进行果实主要性状的描述试验。
1.3.3 葡萄酒理化指标测定
根据GB/T 15038-2006对葡萄酒理化指标进行检测。采用Folin-Ciocalteu法测定总酚和单宁含量；通过氯化铝比色法测定总类黄酮；采用香草醛-盐酸法测定；采用正丁醇-盐酸比色法测定原花色素含量；采用 pH 值示差法测定花色苷含量。
1.3.4 果实挥发性香气物质的测定
取葡萄酒样5 mL于样品瓶中，加入1 g NaCl、磁力转子和10 μL内标（4-甲基-2-戊醇）后，立刻盖上拧紧样品盖放磁力搅拌加热台上，在40℃条件下保持30 min后，将活化好的SPME萃取头插入样品瓶上部（距离液面1 cm）。在40℃下吸附30 min后，将萃取头立即插入气相色谱进样口，在250℃温度下解析8 min。
气相色谱-质谱条件：毛细管柱为60 mm×0.25 mm×0.25 μm，载气为高纯氦气，流速为1 mL/min，手动进样，不分流。程序升温为50℃下1 min后，以3℃/min升温到220℃，保持5 min。质谱接口温度为280℃，离子源温度为230℃，电离的方式为EI，电离能是70 eV，扫描范围为20 350 u。
1.3.5 统计分析
香气物质通过标准谱库检索NIST 11定性。数据分析采用Excel2010软件，通过0riginpor 9.0软件进行作图。
2 结果与分析
2.1 ‘龙眼’葡萄果实性状和品质分析
‘龙眼’葡萄果实在完全成熟时果皮呈紫红色，如表1，‘龙眼’葡萄平均穗重为652 g，果穗紧密度为中，且果梗长为0.76 cm，使得果粒可以较为充分的着色，其平均粒重为6.12 g，每粒葡萄中含有1-3粒种子。如表2，该葡萄出汁率较高，固酸比为26.54，且其总酚、总类黄酮、黄烷醇含量较高，适合用做酿酒葡萄，而其单宁和花色苷含量较低，因而可以酿造白葡萄酒。
2.2 三种不同工艺炼白葡萄酒理化指标分析
三种工艺下炼白酒精度差异不大，炼白-1酒度为11.50度，炼白-2和炼白-3的酒度均为11度，发酵终止后炼白-3的残糖最高为126.34g•L-1，比炼白-1高6.99%。挥发酸为炼白-3最低，分别比炼白-2、炼白-3低60%、200%。炼白-1的干浸出物含量较炼白-2、炼白-3高。游离硫具有抗氧化和杀菌防腐的作用，在发酵终止后，在炼白-3中的游离硫含量最高，为21.78 mg•L-1。
2.3 三种浓缩工艺下炼白葡萄酒香气物质分析
2.3.1 三种工艺炼白不同化学成分香气比较
三种不同浓缩工艺下酿造的炼白葡萄酒，在不同化学香气类别上存在明显差异，如图1所示，其中主要呈花香和水果香的萜烯及降异戊二烯类在炼白-3中的含量均是炼白-1和炼白-2的三倍多。且在酸类香气物质上炼白-3分别比炼白-2、炼白-1高93.18%、122.37%。在醇类香气上，三种浓缩工艺下的葡萄酒差异不大，炼白-3的醇类香气含量为134.95 mg•L-1，比炼白-1高3.39mg•L-1。酯类和醛类香气物质也表现在炼白-3中含量最高，挥发酚类香气物质在炼白-1中含量最高。
2.3.2 三种浓缩工艺下炼白葡萄酒香气阈值比较
为了从众多香气物质中找出对气味贡献较大的物质，对三种浓缩工艺下炼白葡萄酒中香气活性值（OAV）进行了计算，OAV ＞1表明该物质含量超过了其阈值，OAV值越大表明其对香气的影响越大。
三种炼白葡萄酒葡萄酒中主要呈香物质的OAV值及其阈值、气味描述见表4，三款酒中共有19种香气物质含量大于其阈值。具有玫瑰香、天竺葵香叶醇阈值为30μg，在炼白-3中含量最高，且超过阈值，比其他两种炼白高4μg左右。含量超过阈值的6种酯类物质均在炼白-3中含量最高，其中具有香蕉香的乙酸异戊酯在炼白-3中的含量分别是炼白-2、炼白-1的3.99倍和1.78倍。
具有青苹果、香蕉的己酸乙酯在炼白-1中未检测到。具有脂肪、奶酪香的乙酸在炼白-1中含量最高，比炼白-3高206.92 μg。在炼白-2和炼白-3中检测到具有青椒香的2-甲氧基-3-异丁基吡嗪，在炼白-1中未检测到。
2.3.3 三种浓缩工艺下炼白葡萄酒中不同香气类别OAVs值比较
将各香气物质按其气味特征进行分组，将每一气味特征类似的物质归为一组，并计算该组的OAV值总和，根据以检测出香气物质的气味特征将其分为5种主要香气类别，如图2所示。在三种浓缩工艺下水果香、植物香、花香的OAVs较高，其中炼白-3的水果香含量分别比炼白-1、炼白-2高29.26%、16.44%。在炼白-3中植物香OAVs为505.06，也高于其他两中浓缩工艺的炼白。水果香OAVs在炼白-1中含量最高，比炼白-3高4.41。化学香的OAVs值在炼白-3中最高，是炼白-2 OAVs值的2.30倍。脂肪香OAVs在炼白-2和炼白-3中差异不明，其中炼白-3的脂肪香OAVs比炼白-1高35.33%。
3 讨论
酿酒葡萄果穗的重量、紧密度以及果粒的大小、种子数等是其酿造葡萄酒品质的决定因素。葡萄果实中的酚类物质含量受品种特性和环境因子等因素影响，其中品种是影响果实中酚类物质的主要内在因素。果粒小其相对果皮占比大，使得葡萄所含花色苷、单宁。黄酮等物质含量高，且对葡萄酒的香气有很大影响。其中黄烷醇物质是葡萄酒中重要的苦味及涩味成分，可使葡萄酒更饱满更有骨架感。本研究中‘龙眼’葡萄果粒小，种子数多，是酿酒兼鲜食品种，且测得果皮中酚类物质含量较高。总酸含量对葡萄酒的风味有很大的影响，崔艳等对低温结合超声波工艺酿造低醇甜白葡萄酒的研究表明，低酸高醇会使葡萄酒平淡无味，且总糖高也会使得葡萄酒酸甜不平衡。本研究中通过加温浓缩发酵的葡萄酒酒度在13度以上，且糖含量在100g/L以上，总酸含量8.3 g/L以上使得葡萄酒糖度、酸度和酒精度平衡协调。
葡萄酒中香气差异是由挥发性化学物的种类、含量及其感官阈值间相互作用决定，蒋宝等在对黄土高原地区3个酿酒葡萄果实香气分析中共测得29种香气成分，其中香气成分中醇类物质种类和含量在3个品种中均是最高。王雪薇等对新疆产区不同品种葡萄酒香气成分分析表明10个品种葡萄酒中的酯类和醇类香气成分占总香气成分的三分之一左右。与本研究中三种浓缩工艺下炼白葡萄酒中酯类、醇类香气占比相似，且以酯类为主。对陈酿米酒的检测发现其中有33种香气物质OAV值大于1 ，本研究中三种浓缩工艺下炼白葡萄酒香气共有19中物质超过其阈值，主要呈花香和水果香。酿酒葡萄果实在发育过程中具有生青味的的吡嗪类香气物质会随着果实的成熟迅速下降，在炼白-2和炼白-3中检测到2-甲氧基-3-异丁基吡嗪，可能与采收时间有关。Margaux Cameleyre等对葡萄酒中2-甲基乙酸丁酯对葡萄酒果香的影响表明，2-甲基乙酸丁酯与黑莓果实和香蕉味有关，且即使在低于阈值浓度下，该化合物也能改变所研究基质中果香的感觉。蒋宝等利用各物质的香气OAVs，分析出2种地型下的‘赤霞珠’葡萄酒香气骨架基本一致。本试验中通过对不同气味特征的香气OAVs分析，得出三种浓缩工艺下酿造的葡萄酒香气上存在差异。