葡萄酒香气物质的研究方法进展

葡萄酒香气物质的研究方法进展熊月丰，吴文惠*

（上海海洋大学食品学院，上海201306）

摘要:香气是葡萄酒的首要感官质量指标，同时也是评价酒质优劣的关键性指标。葡萄酒香气组成非常复杂，受很多因素的影响，但是香气物质的种类和含量对葡萄酒的风味起着决定性作用。在葡萄酒香气物质的研究方法中，仪器分析法可以准确检测和分析葡萄酒中的香气物质组成。感官分析法可以记录葡萄酒对人的主观刺激，包括感官上的感受及精神层面的愉悦。简单介绍了葡萄酒中的香气及呈香物质，重点综述了仪器分析法和感官分析法以及它们在葡萄酒香气物质研究中的应用现状，并对其局限性做出了一定的探讨，最后对国内研究中仪器分析与感官分析的联合应用做出了展望。关键词：葡萄酒；香气物质；仪器分析；感官分析中图分类号：TS262.6；TS207.3；TS201.2文献标识码：B

CurrentAdvancesintheMethodsofWineAromaXIONGYue-Feng,WUWen-Hui*

（CollegeofFoodScienceandTechnology,ShanghaiOceanUniversity,Shanghai201306,China)Abstract:Thearomaofthewineistheprimarysensoryqualityindicators,andalsothekeytoevaluatethevinosity.Thecompositionofthearomaisverycomplicatedandisinfluencedbymanyfactors,butthevarietyandcontentofthearomasubstanceplayadecisiveroletotheflavorofthewine.Intheresearchmethodsofthewinearoma,instrumentalanalysismethodcanaccuratelydetectandanalyzethecompositionofwinearoma.Winesensoryanalysiscanrecordonhumansubjectivestimuli,includingspiritualfeelingsandsensorypleasure.Thispaperbrieflydescribesthearomaandaroma-producingsubstances,focusesonthesummaryofinstrumentalanalysisandsensoryanalysismethodsandtheirapplicationstatusintheresearchofwinearoma,alsomakingadiscussiontotheirlimits.Finally,makeprospectinthecombinationofthesensoryanalysisandinstrumentalanalysisindomestic.Keywords:wine;aromasubstance;instrumentalanalysis;sensoryanalysis随着我国经济的发展和人民健康意识的增强，葡萄酒作为健康酒精饮品的定位已被广泛认可，同时进口葡萄酒开始迅速涌进中国市场。香气是葡萄酒的首要感官质量指标，同时也是葡萄酒品质的决定性因素。不同葡萄酒中香气成分在的含量、比例以及平衡关系的差异性构成了葡萄酒的不同风格和地域特征[1]。葡萄酒的化学研究至今已有半个世纪，在1958年Bayer等首次利用气相色谱检测葡萄酒中的香气物质[2]。19世纪和20世纪初，葡萄酒香气物质的研究集中于影响葡萄酒品质的缺陷物质或不良气体[3]。随着发酵技术的改进，缺陷物质得到了很好的控制。于是在20世纪中期，研究者们对不同品种，不同类型葡萄酒有特殊感官贡献的化学物质进行重点研究[1]。

对葡萄酒香气物质的研究，可以为国内优质葡萄、葡萄酒质量评价系统的建立提供非常重要的实验依据和数据支持。葡萄酒香气物质组成复杂[4]，致使研究方法多种多样[5],一般可分为仪器分析法和感

官分析法两大类，它们能够检出对葡萄酒风味影响至关重要的微量或痕量物质，同时可以评价物质对对应香气的贡献[6]，但是由于香气物质与人嗅觉感官的复杂性,致使香气研究依然存在相应的问题。本

收稿日期：2014-07-07作者简介：熊月丰（1991-），男，江西宜春人，上海海洋大学在读硕士研究生，Email:yuefengeric@163.com*通讯作者：吴文惠，教授，博士生导师。上海海洋大学食品学院水产品加工及贮藏工程系海洋药物教研室主任。

文章编号:1002-8110（2014）05-0023-06第41卷第5期2014年9月酿酒LIQUORMAKINGVol.41.№.5Sep.，2014

23文首先简单介绍了葡萄酒中的香气及呈香物质，然后重点综述了仪器分析法和感官分析法以及它们在葡萄酒香气物质研究中的应用现状，并对其局限性做出了一定的探讨，最后对国内研究中仪器分析与感官分析的联合应用做出了展望。1葡萄酒中的香气物质目前普遍认为这一类对葡萄酒香气有突出贡献的挥发性成分具有较低的嗅觉阈值，较高的含量。它们按照不同的来源分为三大类：(1)一类香气或品种香气，直接来自葡萄浆果，在浆果成熟期间形成；(2)二类香气或发酵香气，在发酵期间产生，受到发酵工艺、酿酒微生物和发酵环境等因素影响；(3)三类香气或陈酿香气，是前两类香气物质在陈酿过程中发生化学转化的结果，陈酿过程在贮藏罐木桶和酒瓶中进行[7]。1.1品种香气突出的果品香是葡萄酒重要的品质特征，品种香气主要来源于葡萄浆果，葡萄园的生态环境例如温度、日照、年降雨量等条件的影响对浆果化合物挥发性成分有非常重要的影响，而土壤生态和栽培的方法对品种香气成分相比环境因素具有更大的影响[8]。来自葡萄浆果的香气物质造成了葡萄酒的品种特异性，它们主要来源于葡萄的果皮，以糖甙或与氨基酸键合的结构与外果皮细胞液泡结合，部分挥发性成分则以自由态存在于果皮中[9]。1.1.1品种香气中的相关化合物在第一类香气中，对葡萄酒中的萜烯类化合物研究较为深入。张明霞[10]等指出萜烯类化合物不仅具有浓郁的香气，同时它的感觉阈值相对较低，会给麝香葡萄酒带来一种天然的玫瑰花香气。萜烯类化合物的前体物质在葡萄成熟期时形成，主要以糖甙的形式存在于浆果的果皮中，发酵时期在糖苷酶的作用下水解释放，形成独特香味[11]。葡萄酒中普遍存在C13-去甲类异戊二烯化合物，这种化合物含有萜烯功能团，具有较低的嗅觉阈值，它对白葡萄酒和红葡萄酒的香气都有很重要的作用。它的含量受气候，光照以及浆果成熟度的影响，也与基因作用相关。这类物质主要包括β-紫罗兰酮(紫罗兰花香)、β-大马酮(果香、玫瑰香)、β-紫罗兰醇(果香和花香)、3-O-β-紫罗兰酮(番茄味)[12]。吡嗪类物质是一类由氨基酸分解形成的含氮的杂环化合物[11]。其中的2-甲氧基-3-异丁基吡嗪

(IBMP)是最早在葡萄酒中被检测出来的物质。同时也是葡萄酒中含量最高的物质，其在水中的嗅觉阈值是2ng/L，赋予了葡萄酒典型的草本味，是赤霞珠、长相思葡萄酒中典型的品种香气成分[13]。

1.2发酵香气酒精发酵过程中，葡萄糖被酵母菌分解成酒精和二氧化碳时产生很多的副产物，这些副产物具有挥发性气味，构成了发酵香气[7]。发酵过程中会产生

高级醇、醛类和酯类物质，其中酯类物质能够提供主要的葡萄酒基础香气[14]。这些挥发性物质的含量

多少取决于发酵工艺、酿酒条件和酿酒酵母遗传特性等因素[9]。葡萄酒的果香气味主要来自含量较高

的乙酸酯和脂肪酸酯，重要的物质包括乙酸乙酯(凤梨)、乙酸异戊酯(香蕉)、辛酸乙酯(水果和脂肪)、己酸乙酯(苹果，水果)、丁酸乙酯(苹果)和乙酸苯乙酯(玫瑰，蜂蜜，番茄)[9]。

1.3陈酿香气葡萄酒在陈酿过程中，品种香气和发酵香气会逐渐被陈酿酒香替代，这会使得葡萄酒的香气变得协调浓厚。陈酿香气的最大影响因素是储存环境，在橡木桶中陈酿和在不锈钢桶中陈酿，葡萄酒有不同的香气演化过程。在橡木桶中陈酿，一些特有成分会渗入到葡萄酒中，给葡萄酒带来层次丰富的香气，陈酿过程中氨基酸和醇类物质氧化，微生物生成乙基酚的反应，吸附作用，以及乙醛和多酚的缩合反应，这些反应都影响陈酿期间挥发性成分的含量[15]。葡萄酒在瓶储陈酿过程中可能产生高含量水

平的二甲基硫醚(DMS)，含量较高的DMS对香气质量有负面影响，但具体影响也是因酒而异，如白葡萄酒中高含量的DMS会带给酒玉米和糖浆味[16]。

2葡萄酒香气的研究方法2.1仪器分析法感官分析法虽然应用广泛，但是其中人为的主观因素会导致分析结果的重复性和再现性较差，因此仪器分析法成了一个重要研究途径。它不仅可以定性定量分析检测样品，同时具有非常好的重复性，可以用于葡萄酒香气质量评价、品种和年份鉴别[17]。随着现代仪器的智能化和精确化，检测范围会

更广泛，定量会更加精确，为葡萄酒的感官分析提

第五期2014酿酒24熊月丰，等：葡萄酒香气物质的研究方法进展第五期2014

供强有力的数据支撑。2.1.1气相色谱—质谱联用气相色谱技术不但可以定性葡萄酒中香气物质，还可以精确分析组分，同时还可以偶联多种检测仪器。质谱仪可以分析香气物质的元素信息，分子量、分子结构等重要信息，以此可以极好的定性定量葡萄酒中的有机分子物质。早在1995年，Garciajares[18]等就利用气相色谱联合质谱技术（GC-MS）对加利西亚白葡萄与附近产区所产白葡萄酒进行了分析鉴定，结果发现了它们香气物质的种类和含量都存在较大的差异。近些年来，GC-MS技术的作用更加突显出来，已经成为了葡萄酒香气研究最重要的手段之一。胡博然[19]等以GC-MS仪器作为主要的检测工具，首次检测并鉴定了四个葡萄品种果实及该品种干红葡萄酒和干白葡萄酒中挥发性香气成分的种类和含量，同时通过动态跟踪的方式研究了葡萄酒在发酵过程、转罐、瓶贮及在陈酿储存期间相关香气成分的变化规律。实验结果认为GC-MS检测分析香气成分精确度高，利用气相色谱检测出的相对含量达到10-10水平，准确性好，同时质谱仪谱图为计算机质谱库提供联机自动检索，方便快捷，重现性好。同时，利用GC-MS还可以检测出香气化合物的立体异构现象，为香气感官分析提供了可靠的数据基础。但是，该实验仅是对香味成分、相对含量进行检测，在葡萄与葡萄酒香气研究中，很有必要对所检测香气成分如水果气味，烟熏气味等做嗅觉的感观香气分析，判别香气成分的感官阈值和风味特征，这样才会具有实际意义和说服力。所以，这也在一定程度上表现出了仪器分析法的缺陷性。气相色谱—质谱联用通常和顶空固相微萃取技术相结合，对葡萄酒进行分析检测。在测定葡萄酒中具有潜在毒性的氨基酸甲酯含量时，先采用顶空固相微萃取的方法进样分离，再使用气相色谱偶联质谱法进行分析。也让SPME-GC-MS法成为了氨基酸甲酯国际权威机构指定的标准检测方法[20]。2.1.2气相色谱—嗅觉测量技术GC-O(气相色谱-嗅觉测定法)是将气相色谱的分离能力与人类鼻子的灵敏性相结合，对气味活性成分进行有效分析的方法[21]。具体方法是在气相色谱柱末端安装一个分流口，使分离出的挥发性物质进入嗅闻端。其中人的鼻子是作为检测器，用于描述香味特征，记录挥发性物质的作用强度、持续时间，同时通过稀释倍数法来辨别香气物质。但是该方法在香气成分的结构分析上不能满足研究的需要，这是它的一个大的缺陷。研究者们通过该技术和质谱仪的进一步联用，解决了这一难题。因此GC-O/MS(FID)现已较为广泛地应用于食品风味研究当中，具有非常好的应用前景。范文来[22]等应用气相色谱-嗅觉测定法研究烟台产区的蛇龙珠葡萄酒，发现香气强度最大的化合物为:β-大马酮和3-甲基丁醇。国内的张青[23]综述了GC-O在食品风味分析中的应用现状，其中也包含了在红酒风味分析中的广泛应用，运用大量实例说明了GC-O是一种在筛选葡萄酒中活性气味物质的方面行之有效的仪器分析手段。2.1.3嗅觉人机互动系统—电子鼻电子鼻可以识别特征香气，通过气敏感列阵产生的气味信号，信号传递到预先建立起的模拟分析系统，辨别出特征香气物质。它是在原有数据库的基础上，将产生的各种不同的气味信号与库内数据对比，进行辨别。作为气味的嗅觉模拟分析系统，一个样品不需预处理，测定时间极短，有效地避免了香气成分的破坏，它和气相色谱法相比有着明显的操作简便快捷的优点[24]。电子鼻可以快速检测葡萄