甘肅天然葡萄酒酵母菌株的香氣成分分析

甘肅天然葡萄酒酵母菌株的香氣成分分析

香散因素是決定葡萄酒風(fēng)格和類型的主要因素之一，也是葡萄酒質(zhì)量測定的重要指標(biāo)之一。葡萄酒的質(zhì)量和風(fēng)格首先取決于葡萄品種、葡萄原料產(chǎn)區(qū)的氣候、土壤等自然因素,其次才取決于與自然條件相適應(yīng)的栽培技術(shù)、采收成熟度、釀造工藝等人為因素。葡萄酒的香味主要由葡萄品種固有的而且在釀造過程中保留下來的香味物質(zhì),以及葡萄酒發(fā)酵和陳釀過程中產(chǎn)生的香味物質(zhì)組成,很大程度上由葡萄所含的果香物質(zhì)決定。長期以來,人們一直在強(qiáng)調(diào)不同葡萄品種間香氣成分種類和含量的差異以及發(fā)酵工藝的不同對其釀造葡萄酒風(fēng)格與質(zhì)量有顯著影響,但對生態(tài)環(huán)境、原產(chǎn)地酵母菌株對地域特色葡萄酒作用的研究報道較少。赤霞珠是釀造紅葡萄酒的最佳品種之一,目前在我國十幾個省廣泛種植。甘肅和山東是我國葡萄及葡萄酒的主產(chǎn)區(qū),對2個產(chǎn)區(qū)葡萄及葡萄酒的比較研究,探討酵母菌株和生態(tài)環(huán)境因子對葡萄及酒質(zhì)香氣形成的影響,這對赤霞珠葡萄選擇最佳栽培區(qū)及對我國葡萄酒地方特色的差異及形成的研究有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究以采自甘肅武威黃羊鎮(zhèn)和山東煙臺的赤霞珠葡萄為原料,分別用分離自甘肅的2株野生酵母菌株釀造干紅葡萄酒,通過對葡萄汁及酒樣香氣成分的氣相色譜-質(zhì)譜分析,比較了不同產(chǎn)區(qū)赤霞珠葡萄果香和酒香成分的差異及不同酵母菌株對葡萄酒發(fā)酵香的影響,為確立不同原產(chǎn)地葡萄酒的感官風(fēng)味評價體系提供科學(xué)依據(jù)。1材料和方法1.1供試菌株及菌株供試葡萄品種為赤霞珠果實(shí),2007年10月分別采自甘肅武威黃羊鎮(zhèn)和山東煙臺,其還原糖含量測定值分別為185g/L和182g/L;可滴定酸為7.65g/L和7.70g/L。供試菌株為2006年分離自甘肅嘉峪關(guān)宏豐葡萄基地土樣的GS13F和天水甘谷杏園土樣的GS38A,現(xiàn)保藏于山東輕工業(yè)學(xué)院。用2地赤霞珠葡萄分別釀造干紅葡萄酒。1.2方法1.2.2gc-ms分析樣品制備:為研究酵母對發(fā)酵香的貢獻(xiàn),對原料進(jìn)行了發(fā)酵前滅菌,且發(fā)酵后香氣測定在發(fā)酵第30d完成,以避免陳釀香對結(jié)果的干擾。重點(diǎn)對赤霞珠葡萄汁及其釀造的4個酒樣進(jìn)行分析。香味提取過程:取100mL樣品,經(jīng)8000r/min離心5min,上清液轉(zhuǎn)入分液漏斗中,同時加入40mL的二氯甲烷混勻,間歇性混合萃取3次,靜置12h后將有機(jī)相轉(zhuǎn)入1.5mL離心管,于12000r/min離心10min,取下層透明有機(jī)相再用無水硫酸鈉脫水后,供GC-MS分析。檢測儀器為島津GC-MS-QP2010,DB-5MS型毛細(xì)管柱:30m×0.25mm×0.25μm。色譜條件:進(jìn)樣口溫度為260℃,柱溫起始溫度50℃,保留時間2min,以5℃/min升溫至240℃,保留2min;載氣為He,恒流1mL/min;柱前壓53.5kPa,分流比10∶1。質(zhì)譜條件:電離方式EI,電離電壓70eV,離子源溫度200℃,連接桿溫度250℃。數(shù)據(jù)分析:樣品的離子圖譜中展示了主要的揮發(fā)性物質(zhì)(前20~25種),其中呈香物質(zhì)列于附表。2結(jié)果與分析2.1c-ms總離子圖譜赤霞珠果汁及與酵母菌株發(fā)酵所得酒樣GC-MS總離子圖譜見附圖。各組分質(zhì)譜經(jīng)計算機(jī)譜庫(NISTO2版本)檢索及資料分析,檢出的主要香氣成分見附表。2.2分析氣體成分2.2.1煙臺香氣成分由表1看出,赤霞珠葡萄汁巴氏殺菌后,采自武威的主要香氣成分有8種,主要是鄰苯二甲酸二甲酯(68.48%)和鄰苯二甲酸二乙酯(10.05%),呈芳香型;采自煙臺的主要香氣成分也有8種,主要是鄰苯二甲酸二甲酯(46.62%)和2-苯乙醇(7.69%),也呈芳香型。但其種類和含量有很大的差異,前者酯類物質(zhì)檢出了5種(86.01%)、醇類1種(1.81%)、酚類2種(2.74%),醚類和酸類未檢出;后者酯類檢出了4種(48.60%)、醇類1種(7.69%)、醚類2種(1.80%),酸類1種(0.27%),酚類未檢出。這種差異是由兩地不同的生態(tài)環(huán)境條件造成的,這種葡萄原料地域性差異是鑄就不同“原產(chǎn)地葡萄酒”的首要條件。2.2.2不同產(chǎn)地葡萄酒中固有的香氣成分包括酒樣和酒體表1結(jié)果表明,同一葡萄原料以不同酵母菌株釀造干紅時,2種酒樣中香氣成分的種類和含量有較大的差異。來自武威的原料以菌株GS13F釀造時,酒樣中共檢出14種香氣成分,其中酯類9種,占81.42%,主要為乙酸異戊酯(27.54%)、鄰苯二甲酸二甲酯(26.54%);醇類2種,占5.71%;酸類1種,占1.57%;酚類2種,占2.16%。所有的香氣成分中,葡萄汁中固有的成分有6種,占37.80%;發(fā)酵香8種,占53.06%。以菌株GS38A釀造時,酒樣中共檢出9種香氣成分,其中酯類5種,占46.97%,主要為鄰苯二甲酸二甲酯(29.94%);醇類2種,占34.86%,主要為2-苯乙醇(31.40%);酸類1種,占2.02%;酚類1種,占2.04%,其中,葡萄汁中固有的成分有6種,占82.43%;發(fā)酵香2種,僅占3.46%。來自煙臺的原料以菌株GS13F釀造時,酒樣中共檢出11種香氣成分,其中酯類6種,占46.87%,主要為乙酸異戊酯(39.60%);醇類2種,占12.04%;醚類1種,占3.88%;酸類1種,占6.88%;酚類1種,占4.54%。所有的香氣成分中,葡萄汁中固有的成分有6種,占11.51%;發(fā)酵香5種,占62.76%。以菌株GS38A釀造時,酒樣中共檢出9種香氣成分,其中酯類4種,占16.15%,主要為鄰苯二甲酸二甲酯(9.39%);醇類2種,占76.09%,主要為2-苯乙醇(75.24%);醚類1種,占2.44%;酸類2種,占0.45%。所有的香氣成分中,葡萄汁中固有的成分有6種,占93.50%;發(fā)酵香3種,占1.63%。對同一菌株來說,不同產(chǎn)地葡萄酒的香氣成分種類和含量也有差別。以GS13F發(fā)酵不同產(chǎn)區(qū)葡萄所得酒的香氣成分主要為發(fā)酵香(分別為武威65.14%,煙臺88.51%),而以GS38A發(fā)酵不同產(chǎn)區(qū)葡萄所得酒的香氣成分以果香為主(分別為武威82.43%,煙臺93.50%)。綜上,同一種原料用不同的菌株釀造時,其葡萄汁中固有的香氣成分在酒樣中保留的種類數(shù)相同,但其含量因原料和菌株的不同而有極顯著的差異;發(fā)酵香的種類和含量因菌株的不同而有明顯的差異。不同產(chǎn)區(qū)原料用相同的菌株釀造時,酒樣中香氣成分的種類和含量有高度的相似性。結(jié)果表明,葡萄酒香氣成分的種類和含量很大程度上由葡萄本身所含的香味物質(zhì)決定,而在釀造過程中不同的酵母菌株對葡萄酒香氣成分的種類和含量的貢獻(xiàn)值也顯著不同。所以在葡萄酒的生產(chǎn)中選擇優(yōu)良的葡萄酒酵母如同選擇葡萄品種最適生態(tài)區(qū)一樣有重要的現(xiàn)實(shí)意義,這對特色產(chǎn)地葡萄酒風(fēng)格形成尤為重要。3不同葡萄品種葡萄酒中香氣成分分析2產(chǎn)地葡萄汁固有的香氣成分均僅檢測出8種,可能與巴氏消毒過程中部分痕量香氣物質(zhì)的揮發(fā)有關(guān)。供試酒樣從接菌到測定在30d內(nèi)完成,檢出的香氣成分除果香外,主要為發(fā)酵香,陳釀香可忽略不計。重點(diǎn)比較了武威和煙臺2個產(chǎn)區(qū)赤霞珠葡萄香氣成分種類和含量的差異,以及葡萄酒香氣成分中葡萄品種固有的且在釀造過程中仍繼續(xù)存留在酒中的香味物質(zhì)及不同菌株發(fā)酵香的種類和含量的差異。附表列舉的香氣化合物是在離子流圖譜中前20~25種之間的主要香氣物質(zhì),非香氣成分和微量香氣組分被省略,以便于分析葡萄品種果香及酵母發(fā)酵香的種類、含量與葡萄酒香型的關(guān)系。測定結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩產(chǎn)區(qū)赤霞珠葡萄香氣成分的種類和含量有很大差異,發(fā)酵香的種類和含量因菌株不同也有顯著差異。香氣物質(zhì)種類的共性與個性、主體香氣成分的含量及呈香類型、感官閾值的綜合效應(yīng),構(gòu)成不同單品種葡萄酒風(fēng)味的相似性與典型性。不同葡萄品種是影響干紅葡萄酒香氣的最主要因素,由于品種間發(fā)酵香氣前體物含量差別很大,因此,同樣的發(fā)酵工藝條件也會釀造出香氣成分明顯不同的葡萄酒。而在不同生態(tài)栽培區(qū)同一葡萄品種的果香成分同樣具有較大差異,以至于在同一發(fā)酵工藝下生產(chǎn)的葡萄酒中存在著整體香氣成分種類、含量上的顯著差異。眾多葡萄品種在不同的氣候、土壤類型中便產(chǎn)生了葡萄繁雜的香氣類型。氣候、土壤等生態(tài)因子是決定葡萄品種香氣質(zhì)量的自然因素,與自然因素相適應(yīng)的葡萄品種決定了葡萄酒果香特征,其中氣候因素通過影響葡萄漿果的品質(zhì)對葡萄酒的類型和質(zhì)量起到修飾作用,研究不僅表明了采自2個生態(tài)區(qū)的葡萄原料,而且不同酵母菌株與葡萄酒中香氣成分