左家综合试验站
路文鹏
摘 要：以吉林省主栽的8个山葡萄品种为研究对象，主要通过顶空-气相色谱-LAV（Laboratory Analytical Viewer）联用法定性定量检测烈酒的香气成分，并进行香气成分分析和建模验证。结果表明，8个品种的葡萄蒸馏酒中共检测到33种香气成分，其中醇类、酯类物质的含量较高。通过对香气成分的分析，可发现香气成分含量最高的是北国红，其次是28号、北冰红，对香气物质贡献比较大的是异戊醇、异丙醇和乙酯类物质；通过主成分建模分析可以发现，在香气综合得分中，28号烈酒得分最高（0.6036），其次是北冰红（0.4696）、北国红烈酒（0.3177），说明这3个品种的山葡萄酿造蒸馏酒的香气物质含量更高、香味更加浓郁。
关键词：山葡萄；葡萄烈酒；香气物质；主成分分析
葡萄烈酒，又叫葡萄蒸馏酒，是指以新鲜葡萄浆果或果汁为原料，经过发酵、蒸馏、贮存而成的饮料酒，是21世纪初兴起的一个新酒种。我国对葡萄烈酒的研究处于起步阶段，适合酿造葡萄烈酒的本土栽植的葡萄品种少，因此，寻找适合本土种植、具有中国特色的酿酒葡萄品种是葡萄酒酿造业的基础。山葡萄是我国东北地区土生土长的葡萄种，我国将山葡萄用于酿酒行业已有70多年的历史。与欧亚种（Vitis vinifera）相比，山葡萄具有酸度高、单宁含量高、干浸出物含量高的特点，这些组分和含量与加工制品的品质密切相关。除此之外，山葡萄浆果成熟时，具有低糖、弱香气等特点。这些特点正好符合酿造烈酒对葡萄原料的要求。为了选出一个或几个适合本土种植的、酿造优质葡萄烈酒的葡萄品种，研究选择了东北地区主栽的8个山葡萄品种（如表1），对蒸馏酒的理化指标、香气物质等进行综合分析比较，为山葡萄烈酒的酿造提供数据支撑。
1 材料与方法
1.1 材料
供试山葡萄品种8个，种植在吉林省集安市麻线乡，种植株行距为1.0m×2.5m，篱架式。
1.2 方法
1.2.1 采样、酿造、蒸馏方法
采样：结合各品种山葡萄的成熟期与上一年吉林省集安市的气候条件，采样进行酿酒试验，每个品种选10棵树，分别从葡萄树上、中、下随机摘取3穗葡萄，取样量为15kg。
酿造：采回的山葡萄挑去病果、烂果后，留3穗葡萄考种并测山葡萄汁的各理化指标，其他进行人工去梗、破碎，加入安琪活性干酵母MST（250mg/kg）于20L的玻璃发酵罐中带皮发酵7天，发酵温度设定为18℃。
蒸馏：发酵结束后的葡萄醪用12L的帝伯仕小型实验室用蒸馏器进行带皮渣蒸馏，流程如图1。
陈酿：将装瓶的蒸馏酒，放置在10~20℃、恒湿、阴暗条件下密封保存。
1.2.2 山葡萄果实的性状及理化指标的测定方法
取1.2.1中留的3穗用来考种的葡萄样品，依次测定以下指标：
穗重：分别用电子秤称其重量，再求平均值，
粒径：每穗葡萄随机取10粒，用数显游标卡尺测量果粒的直径，然后取其平均值，
出汁率：测完上述指标后的葡萄，称重后破碎挤汁，分别记录破碎前后的重量，出汁率的计算如公式（1）
出汁率（%）=（葡萄汁质量/葡萄质量）×100. ....（1）
酒精度的测定：使用密度瓶法
还原糖的测定：硫酸-蒽铜比色法(以葡萄糖计）；
滴定酸的测定：氢氧化钠滴定法(以酒石酸计）；
1.2.3 香气物质的测定方法
采用顶空- 气相色谱- LAV（Laboratory Analytical Viewer）联用法对烈酒的挥发性有机物进行测定。
取1ml酒样，每个样重复3次，置于20mL顶空瓶中，加入10μl20ppm 4-甲基-2-戊醇（内标），60℃孵育10分钟后进样。定量分析公式如下：
各香气成分质量浓度（μg/L）=（各组分的峰体积×内标样质量浓度（μg/L ））／内标样峰体积
2 结果与分析
2.1 不同葡萄品种果实性状比较
由表2 可知， 8 个山葡萄品种中， 2 8 号的穗重最重，为3 3 7 . 8 g ， 左山一的平均穗重最小， 为9 4 . 9 8 g ；28号的粒径也最大， 为16.37mm， 接着是北国蓝（13.87mm） 、北冰红（136.63mm），最小的是双优（13.10mm）；出汁率最大的是左优红，为73.0%，接着是双优（69.0%）、28号（68.6%）、北国红（68.5%），左山一的出汁率是最低的，为57.2%。北冰红的还原糖含量为189.83g/l，显著高于其他品种，双优的还原糖含量仅为115.83g/l，低于其他品种；滴定酸的含量最高的是左山一（28.18g/l），接着是北国蓝（27.43g/l），北冰红的滴定酸含量最低， 为10.40g/l；糖酸比较高的是北冰红（18.25）、左优红（11.86）、北国红（10.65）、双红（10.21），北国蓝（6.09）、左山一（5.05）的糖酸比最低。总体看来，北冰红、左优红、北国红、双红偏甜，口感更甜美，北国蓝、左山一偏酸，果实风味更强。
2.2 不同葡萄发酵期间可溶性固形物的变化
由图2可得，8种葡萄的可溶性固定物在发酵期间都成下降趋势，从第5天开始趋势线趋于平缓，可溶性固形物不再下降。酒精发酵结束后，左优红的可溶性固形物最高（7.4），双优最低（4.9）。
2.3 不同品种葡萄发酵原酒的理化指标
由表3可知，北国红发酵原酒的残糖含量（3.233±0.26）显著高于其他品种，北国蓝原酒的残糖含量（1.008±0.09）显著低于其他品种。左山一发酵原酒的滴定酸含量（16.51±0.32）显著高于其他品种，北国红发酵原酒的滴定酸含量（7.55±0+31）显著低于其他品种。北冰红的酒精度（11.14）显著高于其他品种，双优的酒精度（6.68）显著低于其他品种。
2.4 不同品种烈酒香气成分比较
由表4可知：香气成分总含量最高是北国红，为20416.5μg/L，接着依次为28号、北冰红，含量分别为16869.79μg/L、16406.33μg/L，左优红的香气成分含量最低，为13896.76μg/L。
8 个山葡萄品种中， 醇类物质含量最高的是左山一， 为10170.47μg/L，占总香气成分的66.69%，其中含量最高的是异戊醇，为4685.84μg/L，占醇类物质的46.1%。其他品种中异戊醇也均最高，2-甲基-1-丙醇、正己醇等含量相对较高。
酒样中共检测出16种酯类物质，其中乙酯类10种，其他酯类6种，酯类物质含量最高的是北国红，为7297.42μg/L，占北国红总香气含量的36.22%，其中己酸乙酯的含量最高，为4273.19μg/L，接着是28号（5580.76μg/L），明显高于其他几个品种。
酒样中共检测出5 种酮类物质，其中丙酮的含量是最高的，可高达酮类物质的71%。北国蓝的乙酸含量最高，为885.83μg/L，接着是28号、双优、北国红。
2.4.1 香气成分建模验证分析
首先将检测到的33种香气成分分为酯类（X1）、醇类（X2）、醛类（X3）、酮类（X4）、酸类（X5）5个类型，以8种不同山葡萄品种蒸馏酒的5类挥发性香气成分为指标构成8×5的矩阵，使用SAS软件进行分析。不同山葡萄品种蒸馏酒中5类香气成分的特征值及贡献率见表5，主成分因子载荷矩阵见表6。
由表5可知，前3个主成分的累计方差贡献率达到93.73%，可以有效解释所有变量的信息，故可以将这3个主成分作为香气数据分析的有效成分。同时根据3个主成分的特征向量，可以用Z1、Z2、Z3这3个新的综合指标来代替5种香气成分，进行综合评价，以下是8个不同葡萄蒸馏酒香气物质的线性关系。
Z 1= － 0 . 4 3 4 4 X 1+ 0 . 5 0 4 6X2+0.5503X3+0.4743X4－0.1699X5Z2=0.5046X1+0.3963X2－0.3447X3+0.4210X4+0.7105X5Z3=0.8764X1+0.1798X2+0.3306X3+0.1308X4－0.2707X5式中：Z1、Z2、Z3分别代表主成分综合值8个不同葡萄品种蒸馏酒进行综合分析，结果见表7。主成分Z1、Z2、Z3从不同方面反映了8种不同品种烈酒的香气成分，但若只采用其一，则难以对烈酒进行综合评价。因此，可用Z1、Z2、Z3在方差贡献率作为权重数，计算主成分因子的权重，公式如下：主成分因子权重=因子贡献率/选择因子累计贡献率由表5计算得主成分因子1、2、3的权重分别是0.498、0.366、0.135。然后对Z1、Z2、Z3加权，得到不同山葡萄品种的烈酒挥发性香气成分的综合得分（Z），公式如下：
Z=0.498Z1+0.366Z2+0.135Z3由表7知，第1主成分综合得分排在前两位的是28号烈酒和北国红烈酒（1.3228和1.2829），第2主成分综合得分排在前两位的是左山一烈酒和北冰红烈酒（1.4520和1.1387），第3主成分综合得分最高的是北国蓝烈酒（1.2321）。在香气综合得分中，得分越高香气越浓郁， 2 8 号烈酒得分最高（0.6036），接着是北冰红（0.4696）、北国红烈酒（0.3177），说明这3个品种的整体香气质量优于其他品种。这与对香气成分含量分析的结果是类似的。
3 结论
本研究从8种山葡萄蒸馏酒中共检测到33种香气成分，包括16种酯类，8种醇类，5种酮类，3中醛类，1种酸类，其中酯类、醇类物质的含量较高，贡献比较大的是异戊醇、异丙醇和乙酯类物质，表现为菠萝、青苹果、草莓、青草、香蕉等香气类型。通过对香气成分的分析，可发现香气成分含量最高的是北国红，其次是28号、北冰红；通过对香气物质进行主成分建模分析可以发现，在香气综合得分中，28号烈酒得分最高（0.6036），其次为北冰红（0.4696）、北国红烈酒（0.3177），说明这3个品种的山葡萄酿造蒸馏酒的香气物质含量更高、香味更加浓郁。本研究对主栽山葡萄品种蒸馏酒的香气成分做了初步探讨，并为山葡萄蒸馏酒的后续研究提供了一些参考依据。