香气是白葡萄酒的重要品质指标，差异化的特征香气是构成不同品种指纹特性的重要表征，且能反映出不同产区的风土特性，如长相思具有黑醋栗芽苞（俗称猫尿味）、夏布利产区霞多丽具有典型青苹果和青柠香气、雷司令的典型汽油香气等[1]。葡萄酒的香气分三类，白葡萄酒的典型果香及花香往往来自于一类品种原料香气和二类发酵香，陈酿的白葡萄酒具有更复杂的陈酿香气[2-4]。
气相色谱-质谱联用（gaschromatography-massspectrometry，GC-MS）法是分析挥发性成分的重要方法，结合质谱数据库和保留指数进行物质定性，使用外标法或内标法进行定量[5-7]。挥发性成分定量结果与该物质的香气阈值比得到香气活性值（odor activity value，OAV），依据OAV值的高低鉴定天然产物中活性香气成分及特征香气物质，进而分析样品的香气特征[8]。
桂葡3号葡萄是一种白色鲜食酿酒兼用型葡萄新品种，由广西农科院葡萄与葡萄酒研究所选育的“金香（Vitis vinifera×Vitis labrusca）”芽变品种，2014年通过广西农作物品种审定委员会审定。该品种平均果粒质量4～5 g，成熟时果皮呈黄绿色，在广西已实现一年两收栽培，可溶性固形物含量，一季果为17%～21%，二季果为19%～23%[9]，可鲜食，也可用于酿造白葡萄酒和白兰地[10-11]。本研究团队前期进行了桂葡3号葡萄浆果香气成分（品种香气）的研究，表明桂葡3号浆果主要以果香、脂香、青香和玫瑰香味主体香韵，香气浓郁清新，十分愉悦，有酿造具有南方特色优质白葡萄酒的潜质[10]。近年来以桂葡3号为试验原料，开展了干白葡萄酒、白兰地、皮渣蒸馏酒[10-11]的酿造工艺和香气变化规律研究。本研究采用顶空-固相微萃取结合气相色谱-质谱联用（GC-MS）结合香气活性值（OAV）开展桂葡3号干白葡萄酒挥发性成分、特征香气成分分析和香气特性鉴定工作，为进一步研究南方一年两收栽培模式下白葡萄酒的风格特性差异提供支撑，为研发南方风土特征的特色白葡萄酒奠定理论基础。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
葡萄原料：2016年6月30日采摘广西农科院葡萄与葡萄酒研究所南宁市明阳双季葡萄示范基地，酿造批次处理量2 000 kg。
葡萄酒酿酒酵母QA23：法国Lalvin 拉弗德公司；2-辛醇（100 μg/mL，纯度≥99.5%）：美国Aldrich公司；正构烷烃混标C6～C26：美国Supelco公司。其他试剂均为国产分析纯。
1.2 仪器与设备
固相微萃取手柄、50/30 μmDVB/CAR/PDMS萃取头：美国Supelco公司；SCION SQ 456-GC气相色谱-质谱联用仪：美国BRUKER公司；DB-WAX色谱柱（30m×0.25mm×0.25 μm）：美国Agilent公司。
1.3 试验方法
1.3.1 干白葡萄酒酿造工艺流程及操作要点[12]
葡萄采收→除梗破碎→压榨取汁→发酵→陈酿→灌装→瓶储→干白葡萄酒
操作要点：选择完全成熟、果皮呈黄绿色、可溶性固形物＞18%、无机械伤、无病虫害的桂葡3号葡萄原料进行采收。2 h内运输至酿造实验室，16 ℃条件下冷却4～6 h，降低田间热。使用除梗破碎机进行除梗破碎，采用水囊压榨机（4 kg水压力）进行压榨取汁，倒入干白专用发酵罐，按照添加量200 mg/L接入法国白葡萄酒酵母QA23，按12%vol酒精度补充发酵汁含糖量；20 ℃条件下控温发酵，每天测定发酵酒液比重和残留还原糖，待比重下降到0.993，还原糖＜4 g/L，即判定为酒精发酵终点；酒精发酵结束后进行一次倒灌，进入后发酵阶段（20 ℃，1个月），再进行一次倒灌，除去底部酒泥，进入罐储陈酿阶段（20 ℃，3个月）；装瓶，进行瓶储（20 ℃，6个月）；瓶储结束后进行感官评定、理化指标测定和挥发性成分分析。
1.3.2 葡萄酒的理化检测
葡萄酒感官指标分析，由本研究所组成感官评价小组，依据国标GB 15037—2006《葡萄酒》中感官要求项目进行。
葡萄酒理化指标分析测定依据国标GB/T 15038—2006和《葡萄酒、果酒通用分析方法》规定的方法执行。
1.3.3 葡萄酒挥发性成分GC-MS分析
顶空固相微萃取：吸取10 mL酒样置于20 mL顶空瓶中，将75 μm CAR/PDMS萃取头老化后插入样品瓶顶空部分，吸附30 min（45 ℃）后取出插入气相色谱进样口，于250 ℃解吸3 min，同时启动仪器采集数据。
GC-MS分析条件：DB-WAX色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；载气为氦气（He）；流速0.8 mL/min，不分流进样；进样口温度：250 ℃；升温程序为：40 ℃保持3 min，以5 ℃/min升至90 ℃，再以10 ℃/min升至230 ℃，保持7 min；电子电离（electronic ionization，EI）源，电子能量70 eV，离子源温度200 ℃，扫描范围30～500 u。
1.3.4 数据分析方法
定性定量方法：结合质谱和保留指数（retention index，RI）对桂葡3号干白葡萄酒挥发性成分进行定性分析，其中质谱分析结果与工作站美国国家标准技术研究所（national institute of standards and technology，NIST）和Wiely数据库进行比对定性使用C6～C26正构烷烃混标，以相同条件进行GC-MS分析，利用其保留时间按照线性方程计算各挥发性成分的保留指数RI，具体计算方法参考文献[13]，利用内标法对被检测成分进行半定量。
活性和特征香气成分：挥发性成分的OAV值计算方法参考文献[13]。对OAV值＞0.1的挥发性成分进行统计，OAV＞0.1成分为活性或潜在活性香气成分，具有较高OAV值的构成特征香气成分，具有突出的香气贡献率。
2 结果与分析
2.1 感官及理化指标结果分析
葡萄酒的感官分析对于判定酿造过程及葡萄酒品质至关重要，主要包括外观、香气、滋味等方面。理化指标是评价葡萄酒质量的基本依据，主要包括酒精度、总糖（残糖）、酸度、干浸出物、挥发酸、单宁、酚类等，其形成主要决定于葡萄品种、生长环境、葡萄酒的酿造及陈酿工艺[14]。桂葡3号干白葡萄酒基础感官及理化指标分析结果分别见表1和表2。
表1 桂葡3号干白葡萄酒感官分析结果
Table 1 Sensory evaluation analysis results of Guipu No.3 dry white wine
从表1可看出，瓶储6个月桂葡3号符合新鲜干白葡萄酒的基本特征，具有干净的外观、优雅的香气和、醇正清爽的口感和一定的回味。香气特征主要表现为热带水果的风味，能反映出该品种果实带有的特征果香[10]。感官分析中葡萄酒未呈现氧化、还原及其他不愉悦的气味，说明葡萄酒酿造工艺条件和储藏条件控制良好，葡萄酒呈现健康良好状态。
表2 桂葡3号干白葡萄酒理化指标结果
Table 2 Physical and chemical indicators results of Guipu No.3 dry white wine
注：总糖以葡萄糖计，总酸以酒石酸计，挥发酸以乙酸计。
从表2可看出，总糖（残糖）＜4 g/L，说明发酵彻底，葡萄酒类型为干型；酸度偏低，可能造成不利于长期陈酿；酒体骨架偏轻，酸度偏低是南方热区夏季葡萄的普遍特点。挥发酸符合国标GB 15037—2006限量；总二氧化硫符合农业行业标准NY/T 274—2014《绿色食品葡萄酒》限量标准；干浸出物含量符合国家标准，但偏低，可能由于果实糖度不足，发酵过程中补糖引起；单宁、酚较低，说明干白葡萄酒呈现清爽口感。总体来说，桂葡3号干白葡萄酒质量指标和安全指标符合葡萄酒国家标准，优点是果香浓郁、口感清爽，不足是酒体轻盈、陈酿能力不足，适宜新鲜消费。
2.2 挥发性成分结果分析
利用气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术分析桂葡3号干白葡萄酒的挥发性香气成分，得到的总离子色谱图见图1，挥发性成分种类和含量见图2，定性定量及香气特征参考描述结果见表3。
图1 桂葡3号干白葡萄酒挥发性成分GC-MS分析总离子色谱图
Fig.1 Total ion chromatogram of aroma components in Guipu No.3 dry white wine analysis by GC-MS
如图2所示，桂葡3号干白葡萄酒挥发性成分中共包括醇类、酯类、醛酮类、酸类及其他五大类，挥发性成分总量是32 107.8 μg/L，其中，醇类物质含量是4 629.7 μg/L，酯类物质含量是25 984.4 μg/L，醇类物质和酯类物质占了种类和含量的90%以上，可能是构成桂葡3号干白葡萄酒香气特征的重要挥发性成分。醛酮类物质含量为212.5 μg/L，酸类物质含量为1 133.5 μg/L，其他物质含量为147.7 μg/L。
图2 桂葡3号干白葡萄酒挥发性成分种类和含量
Fig.2 Types and contents of volatiles components of Guipu No.3 dry white wine
表3 桂葡3号干白葡萄酒挥发性成分分析结果
Table 3 Analysis results of volatile components of Guipu No.3 dry white wine
续表
注：a表示挥发性组分在DB-WAX柱的保留指数值。
如表3所示，经定性定量分析，桂葡3号干白葡萄酒共鉴定出43种挥发性成分，包括醇类9种、酯类25种、醛、酮类3种、酸类2种，其他类4种。醇类物质作为仅次于酯类物质的重要挥发性成分，含量达14%，主要来源于葡萄酒中的葡萄发酵、氨基酸转化及亚麻酸降解物的氧化。葡萄酒中醇类化合物的浓度对香气有很大影响，形成葡萄酒特有的香气特征，尤其是一些高级醇，它们来源于酵母代谢，当质量浓度＜400 mg/L时，就使葡萄酒具有典型的香气和复杂的风味[15]。在桂葡3号干白葡萄酒中，醇类物质含量最高的是异戊醇，达3 752.6 μg/L，占醇类物质含量的80%以上，是桂葡3号干白葡萄酒重要的特征香气成分，它赋予酒香蕉香、醇香。含量较高的是异丁醇和苯乙醇，但是由于它们的阈值（7 000 μg/L和1 400 μg/L）较高，可使葡萄酒呈现低浓度的甜香及玫瑰花香、蔷薇香气。
酯类成分是桂葡3号干白葡萄酒最主要和重要的挥发性成分，在种类和含量上均占绝对优势，酯类物质占了种类的50%以上，含量占了80%以上。共检测出的27种酯类成分，含量较高的分别是辛酸乙酯、癸酸乙酯、乙酸乙酯、己酸乙酯、乳酸异戊酯、乙酸己酯、L（-）-乳酸乙酯等，结合本研究团队前期对桂葡3号浆果品种香气的分析结果，癸酸乙酯、己酸乙酯均是构成桂葡3号浆果的特征活性香气成分，且己酸乙酯是桂葡3号浆果中OAV值最高的，构成了其重要的特征香气成分，具有青苹果味、果香、草莓香、茴香的香气特征[10]。桂葡3号干白葡萄酒中这2种酯类成分大多来源于桂葡3号浆果的香气成分；其他酯类则是在酒精发酵过程中产生的构成该品种干白葡萄酒的品种特征香气，它们赋予该葡萄酒玫瑰的花香、丰富的果香、乳香及坚果香。
醛酮类物质共检测出3种，3-羟基-2-丁酮具有奶油、脂肪味，5-羟甲基糠醛具有扁桃香味。酸类物质共检出2种，C6～C10脂肪酸常给葡萄酒带来不好的风味，但是它们可以抑制一些芳香酯的水解，对于葡萄酒香气化合物的平衡至关重要[16]。桂葡3号葡萄酒中脂肪酸含量偏低，均未超过其嗅觉阈值。其他类物质共有四种，是葡萄酒中的微量化合物，属于葡萄酒潜在气味化合物，具有烟熏味和木头味。
2.3 桂葡3号干白葡萄酒活性和特征香气成分分析
表4 桂葡3号葡萄酒挥发性成分香气活性值分析
Table 4 Odor activity values analysis of volatile component of Guipu No.3 dry white wine
根据表3中的数据结果，结合香气阈值计算各物质的香气活性值（OAV），结果见表4所示。结果表明，分析鉴定出的桂葡3号干白葡萄酒43种挥发性成分中，共有13种贡献作用的挥发性香气成分，其中酯类8种、醇类4种和辛酸。酯类和醇类是构成桂葡3号葡萄酒香气特征的主要成分类别，这些物质部分来源于葡萄原料的品种香气，形成该品种葡萄酒的品种特征性，另一部分来源于发酵陈酿过程，表征桂葡3号干白葡萄酒的陈酿潜力。根据香气活性值的大小，依次排序，具有较高的OAV值（OAV＞100）的分别是：己酸乙酯、乙酸乙酯、癸酸乙酯、乙酸己酯、辛酸乙酯，OAV值最大的己酸乙酯主要来源于桂葡3号葡萄浆果[10]，是一种典型的食用香料，具有令人愉悦的水果香气[23]。含量次之的乙酸乙酯具有醚香、甜香、菠萝香，构成了桂葡3号干白葡萄酒酯香的重要物质。1＜OAV值＜100的壬酸乙酯、异戊醇构成了桂葡3号干白葡萄酒活性香气成分，其中异戊醇是唯一OAV值＞1的醇类物质，具有突出的香气贡献率，构成其醇香、醚香、香蕉香的特征香气。0.1＜OAV值＜1的辛醇、辛酸甲酯、乙酸苯乙酯、辛酸、苯乙醇、松油醇等是桂葡3号干白葡萄酒潜在活性香气成分。这13种挥发性香气成分共同构成了桂葡3号干白葡萄酒以青苹果、菠萝、柑橘为主的果香，以玫瑰为主的花香和油脂等香气特征。综合分析，桂葡3号干白葡萄酒特征香气成分中，主要为一类和二类香气物质，表现为葡萄酒样品香气特征相对单一，香气复杂层次有欠缺，该品种的陈酿香气形成规律需开展进一步研究。
3 结论
本研究采用GC-MS对桂葡3号干白葡萄酒的挥发性成分进行定性定量分析，并进行活性和特征香气成分进行分析，初步鉴定该品种白葡萄酒的典型香气特征。桂葡3号干白葡萄酒特征香气成分有：己酸乙酯、乙酸乙酯、癸酸乙酯、乙酸己酯、辛酸乙酯，另有壬酸乙酯、异戊醇等活性香气成分和辛醇、辛酸甲酯、乙酸苯乙酯、辛酸、苯乙醇、松油醇等潜在活性香气成分，构成了以青苹果、菠萝、柑橘为主的果香，以玫瑰为主的花香和油脂等香气特征。特征香气来源上既保留了该品种浆果丰富典型的品种香，又具有发酵过程产生的二类香气特征。结合感官和理化指标分析结果，初步判定桂葡3号葡萄酒适宜新鲜消费，具备浓郁丰富的香气品质，适宜南方消费者及饮食配餐需求，不具备深度陈酿的潜力，今后本团队将继续就结合态香气成分及陈酿过程中香气特征变化规律进行深入研究。
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