昌黎产区不同成熟度赤霞珠葡萄所酿酒香气成分比较1.doc

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1、精品论文大集合昌黎产区不同成熟度赤霞珠葡萄所酿酒香气成分比较1陶永胜，董辉，李华 西北农林科技大学葡萄酒学院，陕西杨凌 (712100) Email：lihuawine摘 要：【目的】研究确定昌黎产区赤霞珠葡萄原料合理的采摘成熟度。【方法】选择具有不同 含糖量的葡萄原料（含糖量分别为 Brix17.0、Brix19.0、Brix20.6、Brix22.0）进行酿酒实验，拟 用所酿酒香气成分来比较确定该品种合适的采摘成熟度。香气成分采用二氯甲烷液液萃取， 萃取液真空浓缩后经气相色谱质谱联用仪（GC-MS）检测分析，得到香气成分的半定量数据。【结果】香气成分分析结果得到 50 种香气成分，Brix

2、20.6 葡萄所酿酒含有最高含量的香气成分。不同类别香气成分的比较分析表明，Brix20.6 葡萄所酿酒含有最高含量的高级醇、酯类化合物， 适中含量的有机酸和呋喃类化合物，理论上推测 Brix20.6 所酿酒具有更为浓郁的果香、花香特 点，并且其奶香、巧克力、焦糖等的香气特点与主要的果香和花香特点能够协调与平衡。【结论】根据不同成熟度葡萄所酿酒香气成分分析结果推测昌黎产区赤霞珠葡萄最佳的酿酒技术成熟度在 Brix20.6 左右。 关键词：赤霞珠；葡萄酒；香气成分；成熟度；昌黎 中图分类号：TS 262.6 文献标识码：A0. 前言【本研究的重要意义】葡萄酒香气是葡萄酒质量的重要组成部分，它是决

3、定消费者是否购 买葡萄酒的重要因素。欧亚种酿酒葡萄（Vitis vinifera）能够在成熟时表现出其独特的品种香气， 该类香气是年轻葡萄酒的典型香气特点1。葡萄酒的香气受多种因素影响，如品种、生态条件、 栽培措施、原料成熟度及酿酒措施等。在特定产区，同品种条件下，原料的成熟度是葡萄酒香 气成分的主要影响因素2。【前人研究】赤霞珠（Cabernet Sauvignon）原产于法国波尔多地区，是世界著名的酿酒葡 萄品种，在我国主要葡萄酒产区均有大面积栽培。国外很多研究表明该品种酒在多个产区除表 现出复杂的果香和花香外，还有吐司、木头、烟熏、烤肉和青草味等多种香气特点3-6。在葡萄 酒的整个生产过

4、程中，葡萄园被誉为“第一车间”，而葡萄原料的成熟度及其质量又是葡萄酒质 量和风格的“第一要素”。葡萄原料的成熟度是原料采摘时的主要评价指标，目前在我国葡萄酒工业 生产中，普遍采用可溶性固形物含量作为原料成熟采摘的评价手段，因为其测定简单、评价可靠， 便于交流2,7。昌黎产区是我国四大原产地域葡萄酒产区之一，赤霞珠葡萄是主要的酿酒葡萄品种， 赤霞珠栽培面积占境内葡萄栽培面积的 728，根据产区特点合理确定葡萄原料的采摘成熟度是葡 萄酒质量的最优化体系的第一步，但目前作者并未见有关该产区赤霞珠葡萄成熟度选择的客观评价 研究报道。【本研究切入点】本研究以昌黎产区赤霞珠葡萄为研究对象，拟通过不同成熟度

5、葡萄所酿酒香 气成分的比较分析，确定该产区赤霞珠葡萄合理的采收成熟度。【拟解决的关键问题】拟将客观的 香气成分定量数据与葡萄酒的感官香气特点联系起来分析比较，通过不同成熟度葡萄所酿酒的香气 成分的感官特点，理论上预测最佳成熟度葡萄所酿酒的整体香气特点。1本课题的到国家自然科学基金（30571281）的资助。- 8 -1. 实验部分1.1 葡萄原料葡萄品种为赤霞珠，葡萄原料 2006 年采自中粮长城华夏葡萄酿酒有限公司昌黎县城东关葡 萄园。原料采摘时以可溶性固形物含量表示的成熟度分别为 Brix17.0、Brix19.0、Brix20.6、 Brix22.0。1.2 酿酒工艺葡萄原料除梗破碎后输

6、入 500L 不锈钢罐，加入 SO2 40mg/l，浸渍 24 h 后添加酵母菌启动发酵， 酒精发酵温度控制在 25-30。酒精发酵结束后葡萄酒转罐分离，不添加 SO2，启动苹果酸乳酸发 酵，保持温度在 18-20。苹果酸乳酸发酵结束后葡萄酒再次转罐分离，添加 SO2 75 mg/L，保持 在 15条件下贮藏，随后葡萄酒进行正常的转罐、稳定处理工艺步骤。所用供试酒样均未进行橡木 桶陈酿。1.3 化学试剂与仪器设备1.3.1 标准溶液2-辛醇，43mg/L（乙醇溶液），在酒样中加入 25l，在酒样中浓度为 1.075mg/l3,4,-二甲基苯酚，2g/L（乙醇溶液），在酒样中加入 50l，在酒样

7、中浓度为 1.00mg/l1.3.2 其它试剂 无水硫酸钠、二氯甲烷（分析纯，双蒸后使用）1.3.3 仪器设备电子天平（1/1000, 1/100000）、旋转蒸发仪、气相色谱质谱联用仪（Finnigan Trance GCultraDSQ。1.4 香气成分萃取方法滤纸过滤酒样，取过滤后的酒样 100ml，加入 25l 的 2-辛醇溶液和 50l 的 3,4,-二甲基苯 酚溶液，然后用 50、30、20ml 的二氯甲烷连续进行萃取，合并有机相，有机相用适量无水硫酸 钠脱水处理，在旋转蒸发仪上浓缩至 5ml，供 GC-MS 分析。1.5 GC-MS 分析色谱柱：DB-Wax柱（30m0.32mm

8、 i.d., 0.25 m 膜厚, J&W (Folsom, USA).）；载气: He，流速，1ml/min。升温程序: 40 保持3 min, 然后以4 /min速率升至 160 ,至230，在230保持8 min。连接杆温度，230。注射器温度，250 .再以7/min速率升质谱条件为：EI+电离源，离子源温度为 230，电子能量为 70eV，灯丝流量为 0.20 mA。 检测器电压为 350V。扫描范围为 33450 amu，扫描速率 1 次/s。1.6 定性与定量方法定性：MS 检测峰采用 GC-MS 随机所带 NIST2.0 谱库和 Willey 谱库检索法定性，准确定性 依据是匹

9、配度大于 800 的物质（最大值为 1000）。定量：采用内标法进行半定量，即检测物浓度等于定性物质峰面积与内标物峰面积之比乘以内标物浓度。计算公式如下：化合物浓度化合物峰面积 内标物浓度（mg / L） 内标物峰面积注：高级醇、有机酸、酯类等直连化合物以 2-辛醇为内标物计算，具有苯环、呋喃环等带 环化合物以 3,4,-二甲基苯酚为内标物计算。2. 结果与分析不同成熟度赤霞珠葡萄所酿干红葡萄酒中的香气成分及其含量见表 1。共检测出 50 种香气 成分，其中 Brix17.0、Brix19.0、Brix20.6 和 Brix22.0 葡萄所酿酒中分别检出 40 种、39 种、45 种 45 种

10、香气成分，香气成分总含量依次为 51.240、41.407 、57.390 和 28.110 mg/L。香气化合 物包含高级醇、化学酯、有机酸、呋喃类化合物等几种化学类别，以高级醇和化学酯类化合物 含量和数量最多。比较分析可见，Brix20.6 葡萄所酿酒含有最多的总体香气成分含量和香气成 分数量。图 1 比较了不同种类香气化合物的含量，不难看出，因为含有最高含量的高级醇和化 学酯，所以 Brix20.6 葡萄所酿酒总体香气成分含量最高。表 1 不同成熟度赤霞珠葡萄所酿干红葡萄酒香气成分Table 1 Aroma compounds of wines made from grapes with

11、 different maturityNo.保留时间化合物 Compounds 含量 Contents(mg/l) RT(min.) Brix17.0 Brix19.0 Brix20.6 Brix22.015.771-丙醇 1-propanol0.0390.0230.0970.03827.05异丁醇 isobutyl alcohol1.0700.6321.3100.70037.742-丙烯-1-醇 2-propen-1-ol0.04048.671-丁醇 1-butanol0.4980.0470.0570.024510.56异戊醇 isopentanol8.66010.00010.7009.26

12、0612.013-甲基-3-丁烯-1-醇 3-methyl-3-buten-1-ol0.004715.431-己醇 1-hexanol0.1380.0650.0980.076815.74(E)-3-己烯-1-醇(E)-3-hexen-1-ol0.0130.0040.0090.002916.073-乙氧基-1-丙醇 3-ethoxyl-1-propanol0.0110.0040.1830.0051016.47(Z)-3-己烯-1-醇(Z)-3-hexen-1-ol0.0060.0030.0021118.691-庚醇 1-heptanol0.0190.0091221.112,3-丁二醇 2,3-b

13、utanediol0.3920.4620.5070.1971328.211,3-丙二醇 1,3-propanediol0.1841430.25苯甲醇 phenymethyl alcohol0.8561.0501.3800.2651531.05苯乙醇 phenyethyl alcohol21.50013.70019.5006.5801648.8对羟基苯乙醇 4-hydroxy-benzeneethanol0.6591.8501.8500.248合计 sum33.83627.84235.93817.410百分比 sum%66.0367.2462.6261.94酯类 esters111.54己酸乙酯

14、 ethyl hexanate0.0190.0150.0140.012214.03乳酸甲酯 methyl lactate0.0150.0110.0570.008314.82乳酸乙酯 ethyl lactate3.7303.2205.8802.680418.05辛酸乙酯 ethyl octanate0.0910.1020.1860.176高级醇 high alcohol520.37DL-3-羟基-丁酸乙酯 ethyl DL-3-hydroxy butyrate0.0250.0380.0240.016621.94乳酸异戊酯 isoamyl lactate0.0400.0170.0520.03372

15、3.78琥珀酸甲酯乙酯 methyl ethyl succinate0.0160.0030.0300.012824.92琥珀酸二乙酯 diethyl succinate1.8601.6202.5001.679926.771,3-丙二醇二乙酸酯0.0361033.85DL-苹果酸二乙酯 Diethyl DL-malate0.1010.0700.1040.0201135.932-羟基-3-甲基-琥珀酸二乙酯0.2580.2040.2580.059Diethyl 2-hydroxy-3-methyl succinate1237.66肉桂酸乙酯 ethyl connamate0.0481338.55琥

16、珀酸单甲酯 monomethyl succinate0.0300.0150.0570.0081438.93琥珀酸单乙酯 ethyl hydrogen succinate7.6305.2009.3604.6721542.21香草酸乙酯 ethyl vanillate0.0350.0410.019合计 sum13.81510.54918.5639.478百分比 sum%26.9625.4832.3433.72有机酸 organic acids120.88丙酸 propanoic acid0.0130.0220.006221.79异丁酸 isobutyric acid0.0410.0590.0610

17、.053323.55丁酸 butyric acid0.0290.0060.0310.016424.74异戊酸 isovaleric acid0.0860.0490.1000.114529.5己酸 hexanoic acid0.1570.1980.1600.108634.21辛酸 octanoic acid0.1460.1600.1240.110合计 sum0.4590.4720.4750.401百分比 sum%0.901.140.831.43呋喃类118.46糠醛 furfural0.0170.0040.0530.002223.212(3H)-二氢呋喃酮 2(3H)-dihydrofuran1

18、.4401.7501.1100.246324.49糠醇 furfuryl alcohol0.1280.0220.0600.011432.095-丁基-4-甲基-2(3H)-二氢呋喃0.0970.016533.555-butyl-dihydro-4-methyl-2(3H)-furan3-羟基-4,4-二甲基-2(3H)-二氢呋喃0.1400.0200.0530.014636.893-hydroxy-4,4-dimethyl-2(3H)-dihydrofuran5-O-四氢呋喃-2-甲酸乙酯0.5200.3560.3400.053Ethyl 5-O-tetrahydro-2-furancarbo

19、xylate合计 sum2.3422.1521.6310.325百分比 sum%4.575.202.841.16其他 others112.843-羟基-2-丁酮 3-hydroxy-2-butanone0.1160.0610.003213.152-辛酮 2-octanone0.011315.392-羟基-3-戊酮 2-hydroxy-3-pentanone0.006428.524-O-甲基-甘露糖 4-O-methyl-mannose0.1190.1630.1010.258526.073-甲硫基-1-丙醇 3-methiol-1-propanol0.2130.1130.3550.219636.

20、094-乙基苯酚 4-ethyl-phenol0.2640.090741.935-O-吡咯-2-甲酸乙酯0.0760.1150.176ethyl 5-O-pirronidinecarboxylate合计 sum0.7880.3910.7830.496百分比 sum%1.540.941.361.77总计 total51.24041.40757.39028.110注：含量数据是三次重复的平均值。Note: Data is the mean of triplicates.浓度Contents(mg/L)40Brix17.0 Brix19.0 Brix20.6 Brix2235302520151050

21、高级醇 High alcohol 酯类 Esters 有机酸 Organic acids 呋喃类 Furans 其他 Others图 1. 不同种类香气成分的含量比较Fig. 1. The contents comparison of different chemical groups2.1 高级醇本研究共检测出供试酒样中 16 种高级醇，含量占总体香气成分含量的 65左右，Brix20.6葡萄所酿酒高级醇含量最到。含量较高的是苯乙醇、异戊醇、异丁醇、2,3-丁二醇，1-己醇等。2.2 酯类供试葡萄酒中共检测出15种酯类化合物, 其含量占总体含量的30左右。本研究结果中，酯类 大致可以分为三个

22、部分，乙醇酯类、乳酸酯类、琥珀酸酯类及其他。2.3 有机酸共检测出6种有机酸，其中己酸和辛酸含量最高。与高级醇和酯类化合物相比，有机酸含量 很低，仅占总体含量的1左右，不同成熟度葡萄所酿酒有机酸含量差别不大。2.4 呋喃类呋喃类化合物是赤霞珠葡萄酒重要的一类香气成分，因为它们表现出的香气是不同于上述果香、 花香、奶香的另一类香气特点。本研究共检测出供试葡萄酒中6种呋喃类化合物，它们的含量占总体 香气成分含量的3左右。由表1可见，随着葡萄原料含糖量的升高，所酿酒种呋喃类化合物含量大 体呈下降趋势。2.5 其他难以归入以上4类化合物的香气成分列入其他这一类。主要是一些挥发性直链酮类、杂环化合物、

23、含硫化合物及挥发性酚类。酿酒工艺中SO2的使用会产生挥发性的含硫化合物，本研究仅检测出3- 甲硫基-1-丙醇一种。挥发性酚类仅检测出少量的4-乙基苯酚。3. 讨论异丁醇、异戊醇、苯乙醇和 1-丙醇等高级醇是酵母菌厌氧代谢过程中的副产物，它们也可 以通过相应氨基酸的分解代谢产生9,10。高级醇是葡萄酒香气成分中的含量最多的化学类别，它 们常常赋予葡萄酒新鲜醇香和花香。苯乙醇具有玫瑰花香，异丁醇、异戊醇具有清新醇香，己 醇具有青草香，2,3-丁二醇有奶制品的香气特点等9,12。本研究显示，Brix20.6 所酿酒含有最高 含量的高级醇，必然表现出较为浓郁的酒香和花香特点。丰富的酯类化合物是葡萄酒香

24、气复杂的主要原因，不同来源的酯类化合物香气表现各具特色， 己酸乙酯具有青苹果、草莓和茴香的气息，辛酸乙酯具有菠萝、梨的水果香气，它们在新鲜葡萄酒 水果香气的重要贡献者，低温发酵过程有利于此类香气成分的产生11；乳酸酯类含量较多，它们大 部分在苹果酸乳酸发酵过程中产生，具有奶制品风味和干果香气9,10；琥珀酸酯类含量较多，它们 是乳酸菌活动的结果，因此在红酒中含量较高，它们赋予葡萄酒清新的水果香气，因为阈值很高， 所以一般它们很难在红酒中表现出香气2,9；其他酯类包括肉桂酸乙酯和香草酸乙酯等，它们具有香 料气息。本研究结果显示供试葡萄在含糖量达到 Brix20.6 时采摘所酿酒酯类化合物含量最高

25、，理 论上推测其香气更浓郁。高含量的有机酸会带给葡萄酒酸涩，甚至腐败味，但是它们在葡萄酒中适当的浓度有利于 维持葡萄酒的酯类平衡，防止芳香型的酯类化合物水解丢失13，本研究供试酒样中有机酸差别 不大，难以作为选择葡萄成熟度的标准。合适浓度的呋喃类化合物赋予葡萄酒可可豆、巧克力、桃、焦糖等的芳香14-17，但较高浓度会 带来咖喱味、烟熏味和木头味等18-21。本研究表明，随着葡萄成熟的增加，所酿酒中呋喃类化合物 总体含量降低，它们表现的香气强度也应该随之减弱，为了使这一类香气与果香、花香、奶香等其 他香气类型协调，Brix20.6 可以作为葡萄技术成熟时的采摘标准。含硫化合物在四个成熟度葡萄所酿

26、酒中大体含量相当，说明酿酒工艺一致。挥发性酚类是葡萄酒橡木香气的主要贡献者，如丁子香酚、愈创木酚、4-乙基苯酚等化合物20,22。本研究中的供试酒样 未进行橡木桶陈酿，所以仅检测出少量的 4-乙基苯酚。因为该类化合物含量较少，没有特别的整体 香气特点，因此在选择酿酒原料合适成熟度的过程中几乎没有作用。4. 结论本研究选择昌黎产区赤霞珠葡萄四个成熟阶段的葡萄原料，进行酿酒实验，通过新酒中的香气 成分的比较，提出该产区赤霞珠葡萄合理的技术成熟含糖量标准。结果显示，在葡萄含糖量分别为 Brix17.0、Brix19.0、Brix20.6和Brix22.0时，所酿酒中香气成分总量以Brix20.6所酿

27、酒最高，同时 该成熟度葡萄所酿酒含有最高含量的高级醇、酯类化合物，合理含量的有机酸和呋喃类化合物， 理论上推测Brix20.6所酿酒具有更为浓郁的果香、花香特点，并且其奶香、巧克力、焦糖等的香 气特点与主要的果香和花香特点能够协调与平衡。本研究后续工作需要对供试酒样进行感官分 析，为客观的香气成分分析结论提供实际的感官数据基础。参考文献1 贺普超. 葡萄学. 北京:中国农业出版社,1999, 58He P C. Viticulture. Beijing:China Agriculture Press, 1999, 582 李华,王华,袁春龙,王树生. 葡萄酒工艺学. 北京:科学出版社,2007

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42、(712100)Abstracts【Objective】The aim is to make certain the appropriate maturity of picking for Cabernet Sauvignon grapein Changli County. 【Method】Four grape materials with different maturities were selected to making wine. The maturity of grape was expressed by dissoluble solid contents. They have t

43、he maturities of Brix17.0,Brix19.0, Brix20.6 and Brix22.0, respectively. Aroma components in wines were compared to select bestmaturity. Aroma compounds were analyzed by Liquid Extraction-Gas Chromatography-Mass Spectrometry (LE-GC-MS). Aroma components were extracted by dichloromethane firstly. Then collected dichloromethane was concentrated in vacuum condition for analyzing by GC-MS. Finally, aromacomponents identified by GC-MS were semi- quantified with internal standards. 【Result】50 aromacompounds were detected in sample wines. The w