不同酿酒酵母对马瑟兰干红葡萄酒品质的影响

马瑟兰（Marselan）是赤霞珠（Cabernet Sauvignon）与歌海娜（Grenache）杂交培育的酿酒葡萄品种，既继承歌海娜的高温适应性，又兼具赤霞珠典型风味，具有优良的性状[1]。马瑟兰于2001年引入中国[2]，已在怀来、烟台等多产区规模化栽培[3]。采用马瑟兰酿造的葡萄酒色泽深邃、酒体平衡、单宁柔滑[4]。

葡萄酒的芳香特征是其质量的重要指标之一，这些芳香物质源自葡萄原料的品种香、发酵过程产生的发酵香及陈年阶段形成的陈酿香[5]。平衡复杂的香气关乎消费者偏好与酒品价值[6]，目前已从葡萄酒中鉴定出1 300余种芳香物质，其中400余种源自发酵阶段[7]。酵母菌能产生大量的挥发性化合物，是影响葡萄酒香气的最重要因素之一[8]。胡苑等[4]以烟台产区主栽的马瑟兰酿酒葡萄为实验原料，选用CECA、CEC01、Selectys La Raffinee及WET137共4种商业酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）菌株分别发酵制备干红葡萄酒，采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）技术对4款干红葡萄酒中香气种类和含量进行测定，并用香气活性值（odor activity value，OAV）法对特征香气成分进行评价，结果表明，马瑟兰干红葡萄酒中共检测出39种挥发性物质，菌株CECA发酵的干红葡萄酒香气含量最高，其果香和奶油香OAV远高于其他3种酿酒酵母，有利于生产香味浓郁复杂的干红葡萄酒。苗丽平等[5]以酿酒葡萄品种马瑟兰为原料，选取4种商业酿酒酵母（71B、BDX、K1、D254）进行单一发酵或混合酿造马瑟兰干红葡萄酒，通过HS-SPME-GC-MS对其香气成分进行分析，结果从不同酿酒酵母酿制的马瑟兰干红葡萄酒中共检测到79种挥发性风味物质，其中混合酵母酿制的酒样中高级醇、乙酸酯和脂肪酸含量普遍比单一酵母酿制的酒样高，混合酵母更有利于生产香气复杂浓郁的葡萄酒。目前，国内外已针对商业酵母、野生酵母及混合酵母体系对葡萄酒挥发性香气物质影响进行了大量研究，然而，现有研究多以赤霞珠、西拉等葡萄品种为主 [9-14]，针对新疆地区马瑟兰葡萄酿造葡萄酒的挥发性香气成分研究较少。

本研究以马瑟兰葡萄为原料，选取4种酿酒酵母（XR、XPURE、F15和CECA）发酵干红葡萄酒，采用常规方法及HS-SPME-GC-MS分别对4种酒样的基本理化指标及挥发性风味成分进行测定，并进行感官评价，考察不同酿酒酵母对马瑟兰干红葡萄酒品质的影响，为筛选适宜该产区特点的优良酵母提供科学依据，从而提升马瑟兰干红葡萄酒的整体品质。

1 材料与方法

1.1 菌株、材料与试剂

马瑟兰葡萄（糖度235.00 g/L、总酸质量浓度7.10 g/L）2024年采购于新疆吐哈盆地。

酿酒酵母XR 法国诺盟Lamothe-Abiet集团；酿酒酵母XPURE、F15 法国LAFFORT公司；酿酒酵母CECA 安琪酵母股份有限公司。

氢氧化钠（分析纯）天津市鑫铂特化工有限公司；无水碳酸钠（分析纯）天津市致远化学试剂有限公司；福林酚试剂（分析纯）北京索莱宝科技有限公司；偏重亚硫酸钾（分析纯）福晨（天津）化学试剂有限公司；没食子酸标准品（纯度≥98%）上海源叶生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

PAL-1手持糖量计日本爱拓公司；PHS-3C pH计上海仪电科学仪器股份有限公司；BS214D分析天平北京赛多利斯仪器系统有限公司；MHP-250恒温培养箱上海赫田科学仪器有限公司；T500F紫外-可见分光光度计北京普析通用仪器有限责任公司；Orbitrap Exploris GC 240质谱仪美国Thermo Fisher Scientiﬁc公司；SSM 1820全二维调制器雪景电子科技（上海）有限公司；50/30 μm DVB/CAR/PDMS SPME头上海安谱实验科技股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 马瑟兰干红葡萄酒工艺流程及操作要点

工艺流程：马瑟兰葡萄→穗选→除梗→粒选→破碎→SO2处理→加入果胶酶→接种酵母→发酵→固液分离→调硫→澄清→成品。

操作要点：挑选成熟度8成以上、表面无腐烂破损的新鲜马瑟兰葡萄，除梗破碎后装入2 L发酵罐中，装料量为1.5 L，添加60 mg/L偏重亚硫酸钾、40 mg/L果胶酶，接种200 mg/L活化后的活性干酵母（按1∶10（g/mL）将活性干酵母加入蒸馏水中，于35 ℃温水中活化30 min），置于（25±3） ℃条件下发酵7 d，当比重为0.990～0.996时判定发酵结束，将葡萄汁和葡萄皮渣分离后添加30 mg/L的偏重亚硫酸钾（以葡萄酒计），澄清后得到马瑟兰干红葡萄酒。

1.3.2 基本理化指标的测定

乙醇体积分数的测定：参考GB 5009.225—2023《食品安全国家标准酒和食用酒精中乙醇浓度的测定》[15]；可滴定酸度（总酸）、酸碱度（pH值）和残糖量的测定：参考GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[16]；总酚含量的测定：采用福林酚试剂比色法[17]；单宁的测定：采用福林-丹尼斯法[18]。

由10名（5女5男，年龄19～25岁）持有专业品酒师资格证书的人员组成感官评定小组，从外观、香气、口感以及品种典型性4个维度对马瑟兰干红葡萄酒进行感官评价（总分100分），并绘制雷达图，具体评价标准见表1[19]。

1.3.4 挥发性风味物质测定

采用HS-SPME-GC-MS测定干红葡萄酒样中的挥发性风味成分[20]，并查阅各挥发性风味物质在水或乙醇中的阈值[20-26]，计算挥发性风味物质的相对气味活度值（relative odor activity value，ROAV），其计算公式如下：

式中：Ci为该成分在样品中的相对含量/%；Cmax为香气体系中贡献最大组分的相对含量/%；Ti为该成分感官阈值/（μg/L）；Tmax为体系中主要贡献组分的感官阈值/（μg/L）。

1.4 数据处理

每个实验重复3次，采用Excel 2019和SPSS Statistics 27软件分析处理数据并进行主成分分析（principal component analysis，PCA），结果用-表示；使用Origin 2021软件绘图。

2 结果与分析

2.1 不同酿酒酵母发酵马瑟兰干红葡萄酒样基本理化指标分析

由表2可知，4个酒样的残糖量不大于4.00 g/L，乙醇体积分数不小于7%，均符合GB 15037—2006《葡萄酒》中干红葡萄酒的要求。此外，不同酿酒酵母菌株发酵酒样的基本理化指标存在一定差异，其中，菌株XR发酵酒样中的残糖量（3.70 g/L）最低，单宁质量浓度（0.74 g/L）较高，说明菌株XR适合酿造干型葡萄酒；菌株XPURE发酵酒样的乙醇体积分数（12.80%）和pH值（3.61）均最高，总酚质量浓度（2.28 g/L）较高，说明菌株XPURE适合追求高乙醇体积分数、口感平衡的酿造需求；菌株F15发酵酒样残糖量（4.00 g/L）、总酸质量浓度（6.27 g/L）及花色苷质量浓度（0.72 g/L）最高，说明菌株F15适合酿造偏好酸甜感更鲜明的葡萄酒；菌株CECA发酵酒样中总酚质量浓度（2.31 g/L）最高，单宁质量浓度（0.74 g/L）也较高，说明菌株CECA利于提升葡萄酒色泽稳定性和风味复杂度。综上，不同酿酒酵母发酵的马瑟兰干红葡萄酒风格特征不同。

2.2 不同酿酒酵母发酵马瑟兰干红葡萄酒样挥发性风味成分分析

2.2.1 挥发性风味成分组成

由表3可知，从酒样中共检出88种挥发性风味物质，包括醇类24种、酯类41种、酸类12种、萜烯8种、酮类2种和酚类1种。其中56种为各酒样共有的挥发性风味物质。

醇类物质是构成葡萄酒香气的重要成分[27]。除苯乙醇外，大多醇类物质可能带来刺鼻气味，对酒香产生负面影响[28]。当醇类物质的质量浓度大于300 mg/L时被描述为溶剂、杂醇的味道，而质量浓度小于300 mg/L时能够为葡萄酒贡献果香、花香和复杂度[29]。由表3可知，4种酿酒酵母发酵酒样中共检出24种醇类化合物，共有醇类物质13种，其中正己醇、异丁醇和2,3-丁二醇相对含量较高。菌株XR和F15发酵酒样中的正己醇相对含量（4.58%、4.28%）较高，为葡萄酒带来椰果的香气。4个葡萄酒样中异丁醇相对含量接近，具有溶剂香和醇香，是酒中主要的挥发性风味物质[30]。菌株XR、XP和CECA发酵酒样中2,3-丁二醇相对含量较为接近，2,3-丁二醇是双乙酰在发酵后期经还原反应形成的产物[31]，说明这3种酵母对双乙酰的还原效率相似。此外，苯乙醇在菌株CECA发酵酒样中相对含量（1.30%）最高，具有玫瑰花和蜂蜜的香味。

酯类化合物主要由酸与醇通过脱水缩合反应形成，具有芳香气味，赋予酒体丰富的层次[32]。由表3可知，从4种酿酒酵母发酵酒样中共检出41种酯类物质，包括29种共有物质。不同菌株发酵酒样中酯类物质的相对含量差异明显，其中菌株XR、XP、F15发酵酒样中的辛酸乙酯相对含量较高（20.46%、19.80%、18.52%），贡献果香与白兰地香；菌株XR、XP发酵酒样中的己酸乙酯和乙酸异戊酯相对含量突出，呈果香、茴香及白兰地香；菌株F15发酵酒样中的月桂酸乙酯等物质含量最高，贡献奶油、花香及水果清香。

酸类物质影响葡萄酒协调性与口感，少量酸类物质可带来奶酪味与柔顺感[33]。由表3可知，从4种酿酒酵母发酵酒样中共检出12种酸类物质，包括己酸、乳酸等8种共有酸类物质。其中，菌株F15、CECA发酵酒样中酸类化合物的相对含量较高。菌株XR、XP发酵酒样中的己酸相对含量（3.68%、2.92%）最高，赋于酒样干酪香；菌株F15发酵酒样中的L-乳酸相对含量（7.02%）最高，赋予酒样黄油、奶油香；菌株CECA发酵酒样中的丙酮酸相对含量（4.77%）最高，赋予酒样酸味与焦糖香。

醛酮类物质气味阈值较低，少量即可增添葡萄酒香气复杂性[20]。由表3可知，4个葡萄酒样中共检出2种酮类物质，其中菌株XP发酵酒样中未检出酮类物质；菌株XR、F15、CECA发酵酒样中的(E)-3-戊烯-2-酮相对含量分别为0.21%、0.06%、0.09%，菌株F15发酵酒样中的3-羟基-2-丁酮相对含量仅为0.1%，其具牛奶、奶油香。萜烯类物质多呈花香、甜水果香。从葡萄酒样中共检出8种萜烯类物质，菌株F15、CECA发酵酒样中的芳樟醇和大马士酮相对含量较高，赋予酒样紫丁香、玫瑰花香；β-紫罗酮仅存于菌株CECA发酵酒样（0.06%），具有木质、浆果香；松油醇仅存在于菌株XP、F15发酵酒样中，具有松香、柑橘香。此外，从酒样中仅检出2,4-二叔丁基苯酚1种酚类物质，其在菌株XR发酵酒样中的相对含量（1.12%）最高。

基于88种挥发性风味成分的相对含量对不同马瑟兰干红葡萄酒样进行PCA。由图1可知，PC1的方差贡献率为42.1%，PC2的方差贡献率为29.7%，前2个PC的累计方差贡献率为71.8%，说明前2个PC能代表71.8%的挥发性风味原始信息，模型可靠。4种酒样位于不同象限，菌株CECA、XR、XP、F15发酵酒样分别位于第1、2、3、4象限，说明4种酒样的挥发性风味存在差异，其中，菌株XR发酵酒样的主要挥发性香气化合物为正己醇、异丁醇等，具有椰果、白兰地及浓郁果香；菌株XP发酵酒样的主要挥发性香气化合物为辛酸乙酯、乙酸异戊酯等，呈香蕉、草莓、甜水果及白兰地香；菌株F15发酵酒样的主要挥发性香气化合物为L-乳酸、月桂酸乙酯等，呈黄油、奶油、花香及果香；菌株CECA发酵酒样的主要挥发性香气化合物为乙酸乙酯、丙酮酸等，赋予菠萝、奶酪、玫瑰及蜂蜜香。

2.2.3 关键挥发性香气物质

香气成分对酒体风味的贡献不仅取决于其在酒体中的绝对含量，还需结合其香气阈值（即能够被感知的最低浓度）进行综合评价。ROAV用于评估挥发性成分对酒体香气的贡献，其大小代表各挥发性成分对样品整体风味的贡献大小，可以快速、准确地筛选出酒体中的关键香气化合物[34]。一般地，ROAV＞10为特征性香气组分，1＜ROAV≤10为关键芳香成分，0.1≤ROAV≤1为重要芳香物质[35]。基于文献[36-39]中的阈值计算得到31种挥发性风味物质的ROAV，结果见表4。在4种酒样中，辛酸乙酯的ROAV最高，展现出最为显著的风味贡献作用。以ROAV＞10为筛选标准，筛选出3种共有的特征性香气组分，包括2种酯类化合物（辛酸乙酯、己酸乙酯）、1种萜烯类化合物（大马士酮）。这些化合物具有花香、果香和甜香等特征，为4种酒样的香气形成具有显著贡献。此外，关键芳香成分（1＜ROAV≤10）仅有1种，为丁酸乙酯，存在于菌株XP发酵酒样中；重要芳香物质（0.1＜ROAV≤1）共8种，其中癸酸乙酯、芳樟醇和己酸4种酒样中的共有物质，乙酸乙酯和辛酸仅在于菌株CECA发酵酒样中，菌株XR、F15和CECA发酵酒样中包含苯乙醇和丁酸乙酯，乙酸苯乙酯仅在菌株XR和F15发酵酒样中存在，这些物质对酒样的香气具有一定的修饰作用。

2.3 不同酿酒酵母发酵马瑟兰干红葡萄酒样感官评价

由图2可知，菌株XR、XP、F15和CECA发酵酒样的感官评分分别为81、81、91分及82分，其中菌株F15发酵酒样的感官评分最高。在外观方面，菌株XR、XP、F15和CECA发酵酒样均呈紫红色，菌株CECA发酵酒样的澄清度略低。在香气方面，菌株F15发酵酒样最好，香气浓郁纯正；在口感方面，菌株F15和CECA发酵酒样相比XR和XP发酵酒样更醇厚协调、口感愉悦、回味绵长。在典型性方面，相比于菌株XR发酵酒样，菌株XP、F15和CECA发酵酒样的典型性较好、结构完整，有其酿造干红葡萄酒的典型性风格。综上，菌株F15发酵的马瑟兰干红葡萄酒的外观、香气、滋味和整体评价均高于其他3个酒样，更适合酿造马瑟兰干红葡萄酒。

3 结论

采用4种酿酒酵母（XR、XPURE、F15和CECA）分别发酵马瑟兰干红葡萄酒，在理化指标方面，4种酒样间理化指标存在一定差异，但均符合GB 15037—2006中干红葡萄酒的要求。在挥发性风味物质方面，通过HS-SPME-GC-MS从4种酒样中共检出88种挥发性风味物质，包括醇类24种、酯类41种、酸类12种、萜烯类8种、酮类2种和酚类1种，其中酯类和醇类物质相对含量较高；4种酒样共有的挥发性香气物质为56种，根据ROAV筛选出辛酸乙酯、己酸乙酯和大马士酮3种共有的特征性香气组分（ROAV＞10）；在此基础上，通过PCA发现，不同酒样间的挥发性风味物质存在差异。在感官评价方面，4种酒样在感官品评上各具特色，但菌株F15发酵酒样在外观、香气、口感以及典型性上优于其他3种酒样，感官评分最高（91分）。本研究为新疆产区优良酵母的选择提供了科学依据，有利于提升新疆产区马瑟兰干红葡萄酒的酒体品质，酿造香气丰富复杂的葡萄酒。

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