葡萄酒香气成分复杂多样，主要由葡萄本身特有的香味成分、酵母发酵产生的香味等共同形成[1]。 新酿葡萄酒口味粗糙酸涩、色泽浑浊暗淡，有怪异发酵味，经过长时间自然陈酿，风味口感趋于醇厚柔和，但自然陈酿所需时间过长，储酒橡木桶的老化等因素对酒体风味也有负面影响[2-3]。
为缩短陈酿时间，更快获得葡萄酒陈酿风味，诸如超声波、微波、超高压、红外等催陈技术应运而生[4]。超声波的“空化”效应可提高酒中成分活化能，加速“陈酿”反应，改善葡萄酒风味及色泽。 葡萄酒在超声处理后，酯类含量增加、苦涩味降低、香味均衡、色泽改善、抗氧化能力增强[5-8]。酒中物质从微波提供的电磁场中获得活化能，可加快反应速率促进葡萄酒的成熟[9]。 微波处理后，葡萄酒中多种芳香物质含量增加，风味变得协调醇和，对色泽改善、微生物控制均有积极意义[2，10]。催陈技术的应用可让葡萄酒在短期内获得风味的提升，但不同催陈技术各有优劣，因此不同催陈技术的联合使用正逐步受到研究人员关注。目前国内外葡萄酒复合催陈技术研究主要集中于“微氧-橡木制品复合催陈”、“超高压-橡木制品复合催陈”、“超声-橡木制品复合催陈”等[2]，微波-超声协同应用技术在葡萄酒催陈领域研究较少，但应用于黄酒、米酒等催陈已有报道，张任[11]研究表明，超声微波联合应用工艺对功能性米酒具有催陈效果，可有效提高米酒中自由基清除率；刘雅静[12]对黄酒超声-微波-加压催陈后，其挥发性风味物质与三年陈黄酒相近，对黄酒风味品质改善起到积极作用；菊花米酒经过超声微波联合处理后的口感协调并呈现出花蜜味，丰富了风味物质，可均衡米酒的营养成分[13]。本试验将超声、微波催陈技术联合应用，以未经催陈处理的葡萄酒样品为对照，采用气相色谱质谱仪（GC-MS）检测不同催陈处理条件下葡萄酒样品的挥发性风味成分，并对结果进行主成分分析（principal component analysis，PCA），基于相对气味活度值（relative odor activity value，ROAV）筛选关键风味物质（1＜ROAV＜100），并对结果进行主成分分析（PCA）。旨在考察超声-微波协同催陈处理对葡萄酒风味的影响，探究葡萄酒的最佳催陈工艺，为葡萄酒工业化生产提供数据参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
1.1.1 材料
新酿干红葡萄酒：江苏常熟市售。
1.1.2 化学试剂
氯化钠（分析纯）：上海国药集团化学试剂有限公司。
1.2 仪器与设备
LY-4000W微波-超声协同催陈设备：上海隆誉微波有限公司；SCIONSQ-456-GC气相色谱质谱联用仪：美国布鲁克公司；CAR/PDMS萃取头：杭州陆恒生物科技有限公司；HH.S21-8恒温水浴锅：上海仪天科学仪器有限公司；顶空瓶：广州市信洪贸易有限公司；BSA4202S电子天平：塞多利斯上海贸易有限公司。
1.3 方法
1.3.1 实验方法不同催陈的方式及样品制备
样品（S1）：新酿葡萄酒原浆。
样品（S2）：新酿葡萄酒原浆（S1）在超声功率260 W、微波功率100 W条件下，40 ℃催陈20 min，7 d 后40 ℃催陈20 min。
样品（S3）：新酿葡萄酒原浆（S1）在超声功率260 W、微波功率100 W条件下，40 ℃催陈20 min，7 d 后15 ℃催陈20 min。
样品（S4）：新酿葡萄酒原浆（S1）在超声功率260 W、微波功率100 W条件下，15 ℃催陈20 min，7 d 后15 ℃催陈20 min。
1.3.2 挥发性风味物质测定
取5 mL样品及3 g氯化钠置于20 mL顶空瓶中，萃取头250℃老化30min后插入样品瓶顶空部分，于50℃吸附30min，吸附后的萃取头插入气相色谱进样口，250 ℃解吸3 min，同时启动仪器采集数据。
气相色谱条件：DB-WAX毛细管色谱柱（30m×0.25 mm×0.25 μm），载气为高纯氦气，流量1.0 mL/min。升温程序为起始温度40 ℃，维持2 min后以10 ℃/min的速度升至230 ℃，再以10 ℃/min的速度升至230 ℃，再保持6 min。
质谱条件：电子电离（electronic ionization，EI）源，电子能量70 eV，发射电流1 mA，探测器电压2 000 V，离子源温度230 ℃，四级杆温度150 ℃，全扫描模式，质量扫描范围35～550 amu。
定性定量分析：利用TurboMassVer 6.1.2软件分析色谱图并与美国国家标准技术研究所（National Institute of Standards and Technology，NIST）Library数据库比对，选择匹配度＞800物质进行下一步分析。 采用面积归一化法确定挥发性风味成分的相对含量。
1.3.3 关键性风味物质筛选
通过计算样品中各组分的相对含量与其对应阈值的比值，再将各比值与该样品中最大相对含量的组分相除，可得各个组分的ROAV值。通过比较ROAV值的大小，可知该组分在样品风味中贡献度大小。采用ROAV确定葡萄酒中关键挥发性风味物质（ROAV＞1）。ROAV计算公式如下：
式中：Ci为挥发性风味物质含量，%；Ti为挥发性风味物质的感觉阈值，μg/L；Cmax为挥发性风味物质含量最大值，%；Tmax为含量最大挥发性风味物质的感觉阈值，μg/L。
1.3.4 数据处理与统计分析
采用Excel2016进行制表、绘图。 主成分分析利用UmetricsSIMCA14.1进行数据处理及统计分析、绘图。
2 结果与分析
2.1 葡萄酒陈化前后挥发性物质分析
不同催陈处理葡萄酒挥发性风味物质含量测定结果见表1。由表1可知，四组样品中共检出205种挥发性风味物质，包含醇类48种，酯类65种，酸类22种，醛类17种，醚类4种，酮类10种，酚类12种，其他类27种。S1样品共检测出挥发性风味物质108种，包含醇类30种，酯类33种，酸类18种，醛类9种，醚类1种，酮类5种，酚类8种，其他类4种；S2样品共检测出挥发性风味物质134种，包含醇类33种，酯类44种，酸类15种，醛类10种，醚类2种，酮类6种，酚类8种，其他类16种；S3样品共检测出挥发性风味物质137种，包含醇类35种，酯类42种，酸类19种，醛类12种，醚类1种，酮类7种，酚类10种，其他类11种；S4样品共检测出挥发性风味物质141种，包含醇类33种，酯类48种，酸类16种，醛类11种，醚类4种，酮类8种，酚类9种，其他类12种。
表1 不同催陈处理葡萄酒挥发性风味物质含量测定结果及相对气味活度值
Table 1 Determination results and relative odor activity values of volatile flavor substances contents in wines with different aging treatment
编号 化合物 保留时间/min 阈值[26]12 3 4 5 6 7 8 9 1 0 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43正丁醇2-甲基丁醇正癸醇正庚醇正己醇异辛醇1-壬醇正辛醇蘑菇醇正戊醇3-甲基-1-戊醇4-甲基-1-戊醇异丁醇3-甲硫基丙醇3-乙氧基丙醇叶醇2,3-丁二醇糠醇顺-α,α-5-三甲基-5-乙烯基四氢化呋喃-2-甲醇2-庚醇6-甲基-2-庚醇反-2-己烯-1-醇顺-2-己烯-1-醇2-壬醇2-辛醇顺-2-戊烯-1-醇丙酮醇3-甲基-3-丁烯-1-醇3-己烯-1-醇反-3-己烯醇顺-3-壬烯醇3-辛醇4-庚烯-1-醇2,6-二甲基-5-庚烯-1-醇6-甲基-5-庚烯基-2-醇D-香茅醇对羟基苯乙醇甲基苯甲醇苄醇香茅醇乙醇2-硝基乙醇桉叶油醇7.189 8.206 15.363 11.143 10.226 12.069 14.180 12.932 11.543 8.647 9.858 9.672 7.691 14.915 10.589 10.595 12.884 14.234 11.631 9.722 10.498 10.971 11.035 12.442 11.123 9.791 9.536 8.830 10.418 10.377 14.488 10.772 12.166 14.116 11.716 15.408 21.893 17.089 16.704 14.976 5.204 7.095 7.919 1.400 0.600 0.090 0.023 0 0.150 0.740 0.020 0.050 0.010 0.153 0.007 5 0.820 0.033 1.710 0.100 0.013 100 32 0.100 0.100 0.400 0.231 9 0.359 3 0.082 0.140 0.720 10 0.547 125 1.630 0.110-- - - 2 0.050-0.3 2.546 21 0.046 5 0.620-0.092 1百分含量/%S1 S2 S3 0.194 0.047 0.620 0.058 1.468 0.056 0.024 0.047 0.028 0.013 0.044 0.101 1.190 0.105 0.013 0 0.023 0.031 0.009 00 0 0.131 8.314 0.026 0.056 1.550 0.046 0.022 0 0.022 0.023 0.040 0.022 2.432 0.067 0.013 0.041 0 0.029 0 0.404 00 0.006 0 0.004 00 0.018 0 0.010 0 0.009 0.055 8.031 0 0.071 1.350 0.042 0.046 0.111 0.020 0.021 0.052 0.753 1.154 0.058 0.009 0.050 0.114 0.033 0.009 0.046 0.001 0.004 0.016 0 0.006 0.041 0.019 0.014 00 00 0 000 0.007 0.011 0 0.014 0.001 00 0 0 00 4.360 0.175 0.371 52.029 00 0.019 0 0.009 0.002 0 0.754 0 0.022 0 0.123 0.107 20.548 0.048 0 0.181 0 4.076 0.119 0 22.912 0 0.005 S4 0 8.677 0.121 0.472 1.791 0.095 0.095 0.158 0.034 0.025 0.050 0.018 3.088 0.062 0.013 0.070 0 0.042 0000 0.007 0.013 0.003 0 0.019 00 0 0.085 0.031 0 0.010 0.938 0.162 0.025 0 0.125 0 26.072 1.262 0.004 ROAV S1 S2 S3 S4 00 0 0 0 0.010 0.240 0.090 0.340 0 0.040 0.030 0.100 0 0.210 0 1.270 00 0.010 00 0 0 0 0 0 0.060 0.370 0 0.090 0.250 0 0.060 0.060 0.060 0 0.190 0.030 0.970 0.190 0.020 0.260 0.150 0 0.060 0.040 0.040 0 0.090 0 1.200 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 - - - - 0 0 -00 00 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 - - - - 0 0 - 0 0 0 0.110 0.070 00 0 0.01 00 0 0 0 0 00 0 0 0 - - - - 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 - - - -0.010 0.040 0.510 0 0.280 2.940 0.100-0.380 00 0.030 00-0 0 0 1.020 0.540-0-0-0-0
续表
编号 化合物 保留时间/min 阈值[26]44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88芳樟醇苯乙醇丙二醇反式氧化芳樟醇alpha-松油醇反油酸乙酯邻苯二甲酸二异丁酯醋酸异戊酯吡咯-2-羧酸乙酯丙位辛内酯2,4-己二烯酸乙酯反式-2-丁烯酸乙酯2-糠酸乙酯2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯甲酸叶醇酯2-己烯酸乙酯肉桂酸乙酯3-甲硫基丙酸乙酯3-呋喃甲酸甲酯反3-己烯酸乙酯顺3-己烯酸乙酯5-氧代四氢呋喃-2-甲酸乙酯油酸乙酯乙酸苯乙酯乙酸己酯苯乙酸乙酯香草酸乙酯苯甲酸乙酯琥珀酸二乙酯丁二酸3-甲基丁基乙酯丁二酸乙基甲酯DL-苹果酸二乙酯2-甲基丁酸乙酯2-氧代丁酸甲酯3-羟基丁酸乙酯异戊酸乙酯丁酸异戊酯4-羟基丁酸乙酰酯丁酸乙酯4-羟基丁酸内酯癸酸乙酯邻苯二甲酸二丁酯偶氮二甲酸二乙酯富马酸二乙酯丙二酸二乙酯12.809 17.086 6.835 11.879 14.688 22.376 22.978 6.495 18.786 18.368 12.372 7.262 13.826 16.775 10.710 10.106 19.319 13.138 13.290 9.492 9.413 20.273 22.417 16.072 8.977 15.734 23.948 14.383 14.569 16.931 13.938 18.355 5.334 6.487 12.500 5.602 8.900 14.025 5.075 14.005 13.965 24.732 11.682 14.118 13.231 0.002 4 0.021 16 0.06 0.860--0.918-0.017 9-- -0.014--0.040 0.020-0.500 0.020--0.026 8 0.017 0.013 4 0.990 0.000 11 0.002-- 1 0 0.01-2.500 0.000 069 0.200-0.000 053 100 0.530 0.260-- -百分含量/%S1 S2 S3 0.219 0 0.002 0 0.047 0.051 0.016 0.436 0.004 0 0.047 0 0.017 0 0.022 0.223 4.392 0 0.011 0.055 0.017 0.015 0.882 0.006 0.027 0.025 0.278 4.079 00 00 0.057 0.011 0 0.29 0.007 0 0.032 0 0.015 0.003 0 0 00 00 0 0.005 0.148 0.249 00 0 0 0 00 000 0 0 0.142 0 0.029 0.007 0.052 2.735 0.057 0.066 000 0.017 0.021 0.01 0.102 0 0.042 0.005 0 5.548 0.073 0.023 0.026 00 0.009 00 0.023 0.016 0.180 00 00 0 0.036 0 0.004 0.025 0.622 0.166 0 0.027 0 0.014 0.002 0.008 0 0.094 0.009 0.038 0.005 0.108 2.39 0.086 0.051 0.026 0.132 0 0.012 0.115 0 0.141 0.192 0 0.022 0.019 2.305 0 0.031 ROAV S1 S2 S3 S4 0.352 4.334 S4 3.200 5.360 1.890 2.650 00 3.200 0 00 0.070 0.170 00 0.080 0.067 0 1.504 0.01 0 0.049 0.003 00 - -00 0 - -00 0 - -0.020 0.010 0.020 00 0 0.226 0.002 0.093 0.019 0.009-0 - - - 0 - - 0 00 - - 0 - 0 - - - 0 - - 0-0 - - - 0 - - 0 0.260 0.010 0.060 00 0-0 0 - --0 - - - 0 - - 0 0 - 0 0 - --0 0 - -0.138 0.021 0.064 0.006 0 5.857 0.141 0.016 0.024 0.484 1.504 0.012 0.076 0.002 0 0.412 0.132 0.492 0.018 0 0.010 0.002 0.190 0 0.080 0 16.590 47.980-0 0 - - 0 00 000 0.070 0.020 0.060 00 2.210 0.100 0.010 0.080 0 27.100 32.990 37.670-- 0 0 - 0 0 0 - 0 0 0 0 - - --- 0 0 - 0-- 0-- 0 0.360 0.620-0-0 0.180 46.010 14.170 0-0-0-9.330 00 0 - - -100 00 00 - - -100 0 0.010 0- - -
续表
编号 化合物 保留时间/min 阈值[26]89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133邻苯二甲酸二乙酯月桂酸乙酯9-十六碳烯酸乙酯乙酸乙酯丁二酸单乙酯甲酸辛酯庚酸乙酯十六酸乙酯十六酸甲酯正己酸乙酯己酸甲酯乳酸异戊酯乙酸异丁酯亚油酸乙酯水杨酸甲酯壬酸乙酯十八酸乙酯辛酸乙酯癸酸3-甲基丁酯2-羟基-4-甲基戊酸乙酯戊酸乙酯乳酸乙酯2-羟基丙酸乙酯肉豆蔻酸乙酯反式-3-甲基-4-辛内酯(R)-(+)-香茅酸6-庚酸乙酸苯甲酸丁酸异戊酸月桂酸庚酸己酸癸酸壬酸十八烷酸辛酸十五酸戊酸丙酸异丁酸丙酮酸肉豆蔻酸反式-13-十八碳烯酸21.471 16.313 20.615 2.791 21.529 12.941 9.944 20.370 20.034 8.377 7.618 13.132 4.671 22.793 15.694 12.674 22.160 11.339 16.523 12.687 6.703 10.122 10.142 18.428 16.913 20.304 18.136 11.685 22.172 13.898 14.380 22.359 17.463 16.340 20.524 19.549 25.591 18.527 26.146 15.165 12.829 13.167 12.071 24.610 26.677 3.300 0.002-0.880 6.400-0.240 22 0.003 0.070-0.038 0.450 0.016 0.377 0.5 0.040 5-0.000 58 8- 4 0.000 02--0.013 1 0.000 94 0.001 8 0.005 0.022 0.004 8 0.050 0.120 20 0.005 1 10 0.000 16 0.016 0.040-10-百分含量/%S1 S2 S3 00 0 0.007 00 00 7.538 0.100 0.005 4.734 0.050 00 00 0.048 0.013 1.765 0 0.148 0 0.007 0.022 0.008 3.175 0 0.182 00 00 0.014 0.035 0 0.219 00 1.812 0.014 0.057 0.106 0.027 3.408 0 0.280 0 0.047 0.153 0.404 0.100 0.189 0.035 0.393 0.019 0 0.031 0.063 0 0.036 0.157 7.415 0.018 0.082 0.008 0.016 0.008 3.054 0 0.246 0.093 0 0.001 0 0.008 0.029 0 0.248 0.099 1.477 1.488 0.004 0.016 0.054 0.012 1.953 0 0.329 0 0.023 0.087 0.274 0.045 0.088 0.128 0.278 0.009 00 0 0 0.019 0.654 0.061 0.066 0.009 1.197 0 0.278 0.023 1.371 1.367 0.005 0.017 0.065 0.016 0.042 0.015 0.291 0.058 0.036 0.093 0.363 0.053 0.098 0.093 0.390 0.010 0.007 0 0.074 0 0.021 0.423 S4 0 0.034 0.047 0 0.035 0 0.013 0.079 0.008 4.292 0.008 0.271 00 0.005 0.108 0.014 2.411 0.001 0.352 0.039 1.587 1.577 0.033 0 0.064 0.023 00 0.264 0.059 0 0.090 0.386 0.062 0.086 0.139 0.452 0.011 0.025 00 0.095 0.021 0.694 ROAV S1 S2 S3 S4 0 0 0 0 0.00-0.300 0.00-0.010 0.00-0.150 0.22 0- 0 0 0 0- 0 0 0 0- 0 0 0-0 0 - 0 0 0 20.640 0.810 29.210 18.400 0- 0 0 0 0 0 0- 0 0 0.110 00 0- 0 0 0 0 0 0.030 0.830 0.780 0- 0 0 - 0 0- 0 0 0 0 0 0 0 -0-0-0.140 1.090 0.860 0- 0 0- 0 100 0.640 23.460——--9.200 0 10.450 0 0.330 0.240 2.950 0.070 0.060 0 2.700 0.120 0 0.280 0- 0 0 - - 0 0 00 0 0.050 00 00 0.040 00 3.610 0.420 0 0.050 1.030 0.020 0.010 0 1.140 0 2.010 0.070 0.060 0.090 0 8.550 0.890 0.200 0.120 2.090 0.030 0.020 0 2.110 0 1.210 0 0.050-0 -00 0 0 - 0 --0 -00 - 0 -
续表
编号 化合物 保留时间/min 阈值[26]134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178十一酸10-十一烯酸2-吡咯甲醛椰子醛5-甲基呋喃醛肉桂醛5-羟甲基糠醛苯甲醛2,4-二甲基苯甲醛苯乙醛异戊醛桂皮醛月桂醛乙缩醛糠醛己醛异丁烯醛壬醛辛醛乙二醇甲醚间苯二甲醚甲醚糠基乙醚顺式-5-丁二氢-4-甲基-2（3H）-呋喃酮二氢-3,5-二甲基-2（3H）-呋喃酮2-庚酮2-羟基-3-戊酮2-辛酮3-壬酮3-辛酮甲基庚烯酮3-羟基-2-丁酮苯乙酮2,4,5-三叔丁基苯酚2,4-二叔丁基苯酚4-甲基愈创木酚丁香酚对甲苯酚苯酚2,6-二氯苯酚愈创木酚异丁香酚3-甲酚对乙基苯酚4-乙基愈创木酚21.456 22.046 18.270 18.367 13.268 16.322 22.581 12.655 16.122 14.137 3.153 16.321 14.845 2.807 11.853 5.851 8.073 10.799 9.176 12.714 15.345 5.647 9.228 17.651 7.696 7.592 10.372 9.963 10.317 8.708 10.016 9.397 14.233 14.434 20.862 17.562 19.629 18.804 18.054 19.768 16.554 19.630 18.882 19.687 18.307 10 2.300 65 0.004 5 1.11 0.21 15 0.085 0.2 0.000 005 0.000 35 6 0.033 0.004 9 2.800 0.230 0.025 0.003 1 0.170 0.700 0.0214 303.967 0.011 0.035-0.023 3 0.230 0.033 0.001 3 0.300 0.014 0.058-0.500 0.030 0.000 61 0.000 24 0.021 0.022 0.001 5 0.1 0.000 44 0.021 0.000 03百分含量/%S1 S2 S3 0.011 0.013 0.008 00 00 0 0.055 0 0.015 0.021 0.052 0.01 0.041 0.017 0.013 0.013 0.035 0.016 00 00 0.012 0 0.001 0.007 0 0.010 0.026 0.063 0 0.022 0.007 0.026 0.01 0.001 0 0.003 4.734 0.010 00 00 0.088 0.011 0.009 0 0.007 0.004 0 0.023 0.014 000 00 0 00 00 0.077 0.056 0000 0 0.102 0.379 0.061 0 0.006 0.031 0.061 6.393 00 00 0.001 0.010 0.731 0.031 0 0.323 0 0.008 0.001 0.011 0.001 00 0.002 0.045 0.022 0.002 0 0.005 0.379 0.029 0 0.259 0.012 0 0.001 0.008 0 0.013 0 0.002 0.041 0.02 0.012 0 0.005 0.007 0.451 0.033 2.373 0.235 0.011 0 0.001 0.008 0 0.007 0.007 0.002 0.032 0.019 ROAV S1 S2 S3 S4 0.004 S4 00 00 0 00 0 0.024 0.063 0 0.010 0.008 0.024 0.01 0 0.062 00 0 0 0 0 0 0.160 0.070 0.010 0.010 70.180 000 0 00 0 0 0 00000 00 0 0 0 2.550 25.730 00 55.210 0.080 00 0.010 00 26.670 0.002 0.003 10.818 0.009 0 0.122 0.014 0.809 0.018 0.064 0 0.002 0.024 0.001 0 0.005 0.011 0.303 0.042 0 0.208 0.012 0.007 0.001 0.010 0 0.006 0 0.002 0.045 0.021 00 0 0 00000 0 0 00 0 00 0 0 0 0 1.000 0.120 5.570 0.040 00 0 0 0.010 0.00 000 000 0 00 0.250 0.060 0.0300.080 0.050 0.010 0 0.020 0.020-0 0 0 0-0 0 0 0-0 0 0 0 0.030 0 1.830 0.020-0.020 0 0.460 0.150 0.020 0- 0 0 0 0 0 0 0.020 00 0 0- 0 0 0 0 0 0 0.010 0.160 0.080 25.730 00 0 0.530 0.110 0 0.890 0.020-0.010 0.010 0 0.120 0.010 0 0.130 0 0.130 0.040 17.480 0.050 0 0.280 0.010-0.010 0.010 0.150 0.050 0.010 0 0.050 0 0.060 0.030 9.000
续表
编号 化合物 保留时间/min 阈值[26]179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205松油烯3-氨基丙烯3-蒈烯1-苯基己烷苯并环丁烯十六烷顺式1,2-二甲基环丙烷苯乙烯p-伞花烃十三烷右旋萜二烯月桂烯间二甲苯丁苯戊苯联苯邻二甲苯对二甲苯甲苯1,6-己内酰胺N,N,O-三乙酰羟胺环丁胺2-乙酰基呋喃氮丙啶2-戊基呋喃吲哚甲肼12.085 8.019 8.696 12.504 17.099 13.036 8.197 17.098 8.855 9.384 7.636 7.092 7.546 9.770 11.158 17.979 7.584 6.801 17.093 19.826 2.810 11.634 12.392 7.053 8.371 22.174 5.365 0.085 0.000 018 9.300 0.029-0.500-0.150 7.200 42 0.045 0.112 5 0.180 0.014 6 0.003 3 1.600 1 0.300 0.300-32.500 15.025 2 3.500 0.019 0.040 0.011百分含量/%S1 S2 S3 00 0 0 0.002 00 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.263 0.003 0.001 0.005 0.045 0 4.409 00 0.004 0.022 00 4.105 0.084 6.259 0.001 0.001 0.003 0 0.071 0 0.002 0.006 0 0.006 0.038 0.211 00 0 0 4.007 0.010 00 00 0.056 0.005 00 0 0 00 0 0 0 0.321 00 0.001 0.006 0.010 0.047 5.681 ROAV S1 S2 S3 S4 0.014 S4 0 00 0 100 0.002 0.079 00 0 00 - 0 -0.020 0.002 0.025 1.256 0.001 0 0.015 0.002 00 0 0 - 0 - 0 0 0 0 00 0 0 - 0 - 0 0 0 00 0 0 - 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0.020 0.010 0.140 00 0 00 0 0.010 00 00 0 0 00 0.174 0.005 8.643 0.370 0.010 00 0 0 0 0 0- 0 0 0 0 0 14.260 0- 0 0 0 0 0 0
不同催陈工艺对葡萄酒风味存在影响，导致葡萄酒中高级醇含量及挥发物含量的变化，影响酒体色泽，继而影响其感官品质[15-17]。葡萄酒在自然陈酿过程中，花色苷会降解缩合产生新的风味物质，影响酒体的色泽，而超声的处理会加速这一反应过程[18]。超声过程中高级醇的含量还会降低，影响感官评分[19]。微波高频电磁波通过增强极性分子的旋转来破坏弱氢键的稳定性，导致自由基的形成，有利于不溶性分子的再组合，加快酯化过程，影响葡萄酒感官特性[20]。微波的应用对葡萄酒稳定色泽、丰富香味、协调气味、增强醇厚味有着积极作用[21]，但过度的微波会导致酒中醇含量的降低及不良风味物质的产生。
催陈时的次数及温度对葡萄酒的风味也会产生影响。何琼等[22]陈化2次无花果酒中酯类物质含量增加最多；张滢滢等[23]在40 ℃下催陈后的重蒸馏基酒有效提升酯类芳香物质含量及感官品质。 酒在陈化过程中，酒中酸类物质与醇类物质可结合生成酯类芳香物质，可使酒体风味品质更好[24-25]。
不同催陈处理葡萄酒中各类别挥发性物质数量及占比见图1。由图1可知，未经陈化的葡萄酒样品（S1）中共检出挥发性风味物质108种，陈化后各组葡萄酒样品中挥发性风味物质种类数量均有增加，S2、S3、S4样品中种类数量分别为134种、137种、141种，S4样品经过陈化后挥发性风味物质数量增加最多。 在各种挥发性风味物质中，醇类、酯类、酸类相较于其他挥发性风味物质种类数量较多，是其主要风味物质成分。
图1 不同催陈处理葡萄酒中各类别挥发性风味物质数量（a）及占比（b）
Fig.1 Quantity (a) and proportion (b) of various categories volatile flavor substances in wines with different aging treatment
不同催陈处理葡萄酒中各类别挥发性物质数量韦恩图见图2。由图2可知，S4样品中挥发性风味成分种类最多，S1～S4四组样品中共有的挥发性风味成分有73种，多数为醇类、酯类及酸类物质，共有55种。S4中特有的挥发性风味成分有22种，多于S1（10种）、S2（17种）、S3（15种）。
图2 不同催陈处理葡萄酒中挥发性风味物质数量韦恩图
Fig.2 Wayne's diagram of volatile flavor substances quantity of wines with different aging treatment
微波-超声协同作用下，葡萄酒挥发性风味物质数量均有增加，对于葡萄酒整体风味丰富度的提升具有积极意义，其中在较低温度15 ℃催陈两次后，风味物质数量增加最多，并产生最多新的风味物质成分，在该温度下微波-超声协同催陈可促使更多新的风味物质成分的产生，有助于催陈后葡萄酒特征挥发性风味的形成，但催陈后整体挥发性风味的形成，不仅需要风味物质种类数量的变化，还需观测风味物质对整体特征性挥发风味的贡献度大小。
2.2 关键风味物质的筛选
S1～S4四组样品中共检测出205种挥发性风味物质，主要为醇类、酯类、醛类、酚类等，并利用其组分阈值，计算各组分ROAV值，依据ROAV值的大小，判断各组分对样品整体风味形成的贡献大小。各组分ROAV值最大值为100，各组分的风味贡献度大小与ROAV值大小呈正比，ROAV值越大，风味贡献度越大。一般认为1＜ROAV＜100时，该组分为样品的关键风味物质；0.1＜ROAV＜1时，该组分对样品的整体风味具有重要修饰作用[27-28]。
由表1可知，S1组样品中，筛选出重要风味物质共有15种，关键风味物质共有14种；S2组样品中，筛选出重要风味物质共有8种，关键风味物质共有4种；S3组样品中，筛选出重要风味物质共有23种，关键风味物质共有18种；S4组样品中，筛选出重要风味物质共有12种，关键风味物质共有14种。
在所有挥发性风味物质中，酯类物质数量最多，多呈水果香味、花香[29]，是葡萄酒特征香味的主要贡献者，也是陈酿香味的主要组成，可协调均衡酒体的整体风味[14]。葡萄酒经过陈化后，酯类种类均有不同程度增加，对陈酿风味的形成具有积极意义。 在主要呈香物质中，多以乙酯类物质为主，如乙酸乙酯、丁酸乙酯、琥珀酸二乙酯、己酸乙酯、戊酸乙酯、苯甲酸乙酯等，这类多具有果香味，如乙酸乙酯具有苹果、菠萝香味；己酸乙酯具有青瓜香、甜香味、果香；丁酸乙酯具有水果香、花香味；戊酸乙酯具有水果香、花粉香味等，对葡萄酒特征香味的形成起到积极作用[12，26]。在微波-超声协同催陈系统的作用下，易挥发的酯类物质更容易逸散，小分子更容易吸收外界提供的活化能后被催化结合形成稳定的酯类大分子物质，促使酯类物质含量、数量的增加[30]。
醇类物质在陈化后种类数量也有不同程度提升，对葡萄酒整体风味丰富程度的提升具有积极作用。 醇类物质中高级醇部分源于Ehrlich途径降解[14]，其中醇类物质中ROAV值＞1起主要贡献作用的物质为异丁醇、芳樟醇、苯乙醇等芳香物质，如具有玫瑰、蔷薇香味的苯乙醇；具有玫瑰木香味的芳樟醇[22]。苯乙醇含量的增加可能是在催陈过程中，催化苯丙氨酸转化而来[22]；芳樟醇则可能是原料葡萄中存在的芳香物质引入到酒体中。陈化后醇类含量的增加，可有效促进葡萄酒陈酿香味的形成、风味的提升、感官品质的改善[4]。
酸类、醛类、酮类、酚类物质种类数量在催陈前后变化不大。 葡萄酒中ROAV值＞1起主要贡献作用的有机酸类为辛酸、己酸、乙酸、丁酸、戊酸等。有机酸在葡萄酒风味中可以提供奶酪、脂肪香味，虽然有机酸整体含量较低，但对于葡萄酒提高整体风味的口感、平衡酸碱度起到关键作用[1，31]。有机酸中的酒石酸、苹果酸、柠檬酸主要来源于葡萄，乳酸、琥珀酸、乙酸等有机酸则是葡萄酒自身发酵过程中形成[32]。具备酚羟基的酚类物质也是葡萄酒主要风味组成成分，影响葡萄酒的色泽、涩味及香味，这些酚类物质主要是来源于葡萄的果肉、果皮、种子中。低浓度的酚类物质对葡萄酒整体风味的形成起到积极作用，但浓度过高则会产生不良风味。如低浓度的4-乙基愈创木酚这种挥发性酚类物质，具有烟香、革香味；当其浓度过高时，则会产生腥味、动物味、马厩味等此类不良风味，从而掩盖葡萄酒本身特征香味[1]。 醛酮类物质虽然含量较低，但其阈值低，对整体风味有重要影响。 此类物质主要由葡萄酒自身发酵产生[33]，如有重要贡献作用的苯乙醛就有花香、蜂蜜香[14]。其余烯烃类物质如3-氨基丙烯对葡萄酒整体风味的形成也有不可或缺的作用。
2.3 葡萄酒挥发性风味成分主成分分析
为观察各组样品挥发性风味物质的差异性，以表1中对整体风味有贡献度的风味物质进行主成分分析，可得各组样品挥发性风味物质的主成分分析得分图，结果见图3。对各风味物质成分进行降维分析，提取2个主成分，其中第一主成分的解释方差值为0.475，可解释47.5%原始变量信息；第二主成分的解释方差为0.306，可解释30.6%的原始变量信息；所有样本均处于椭圆线内，不存在强异常值。得分图中在各主成分方向上的远近代表了样品在该主成分上差异性的大小，距离越远，差异性越大[34-36]。 由图3可知，PCA可以有效区分不同催陈处理葡萄酒样品，葡萄酒在微波-超声协同催陈后，其风味有显著变化，不同的催陈方式，对风味会产生影响。葡萄酒原浆（S1）与S2样品相距最远，差异最大，风味变化最显著；样品S3与S1相距较近，该催陈方式对风味的影响较小。 不同温度对葡萄酒风味催陈效果不一，加热会促进酯化反应的进行，提高陈化效率；但低温条件下酒中的物质处于较低能量态，更易从外界获得能量，提高活性水平从而加快反应进程[36]。
图3 不同催陈处理葡萄酒挥发性风味物质主成分分析得分图
Fig.3 Principal component analysis score of volatile flavor substances in wines with different aging treatment
3 结论
本研究利用微波-超声协同催陈技术，探究40 ℃催陈2次、15 ℃催陈2次、40 ℃催陈1次后15 ℃复陈1次对葡萄酒挥发性风味的影响。采用气相色谱质谱仪（GC-MS）检测不同催陈处理条件下葡萄酒样品的挥发性风味成分，并对结果进行主成分分析（PCA），基于相对气味活度值（ROAV）筛选关键风味物质（1＜ROAV＜100），并对结果进行主成分分析（PCA）。结果表明，经过微波-超声催陈后，不同工艺处理的葡萄酒中共检测出205种风味物质，S1～S4样品中分别共检测出挥发性风味物质108种、134种、137种、141种，分别筛选出关键风味物质14种、4种、18种、14种，其中酯类、酸类、醇类是葡萄酒主要呈香物质，微波-超声协同催陈后挥发性风味物质种类均有增加。 对有风味贡献性的成分主成分分析， 共提取2个主成分， 可解释原始信息变量的78.1%，在主成分得分图上，S2与新酿葡萄酒相距最远，挥发性风味差异最大，差异最小的是S3，基于挥发性风味物质PCA可以有效区分不同催陈处理条件下葡萄酒样品。 在超声功率260 W、微波功率100 W条件下，40 ℃催陈20 min，7 d后15 ℃催陈20 min是葡萄酒最佳微波-超声协同催陈技术。微波-超声催陈时的不同温度，对于葡萄酒催陈后挥发性风味物质的产生、变化存在影响，使其具有各自特征性风味，后续可改变微波-超声处理的时间、压强、次数等因素，结合葡萄酒色泽、糖度等理化指标，进一步加深微波-超声工艺应用于葡萄酒催陈的研究。
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