段丽丽 - 戢得蓉 - 周凌洁 ng- 杨晓仪 - 唐菊莲 -an

(四川旅游学院，四川 成都 610100)

酒花为大麻科葎草属多年生蔓性草本植物，主要分布在新疆、四川等地[1-2]。酒花是啤酒酿造中重要的原料之一，能赋予啤酒清新的苦味和独特的芳香[3-4]。近年来，对酒花应用的研究主要集中在啤酒[5-6]、面包[7-8]、饮料[9-10]和口香糖[11]等领域，还未见关于酒花在葡萄酒中应用的相关报道。

顶空固相微萃取(headspace solid-phase micro extraction，HS-SPME)是一种能较真实反映样品挥发性成分基本组成的提取技术，相比静态顶空法具有快捷灵敏、样品用量少、选择性与重复性好等特点[12-13]。目前，顶空固相微萃取结合气质联用技术已普遍用于葡萄酒香气成分的研究中，如：陈明等[14]使用HS-SPME对样品香气化合物进行萃取，然后用GC-MS对比分析了蛇龙珠葡萄酒在发酵前后的香气化合物变化；刘琨毅等[15]采用顶空固相微萃取—气质联用技术对川南地区的不同品种葡萄的柑橘—葡萄酒香气化合物进行了检测，通过比较分析筛选出了夏黑葡萄最适于柑橘—葡萄酒的酿造；冷慧娟等[16]采用HS-SPME结合GC-MS技术对经超声波不同时间处理后的赤霞珠葡萄酒香气成分进行了剖析，发现处理后样品中苯乙醇和乙酸乙酯等酯类的相对含量增加。

试验拟以玫瑰香葡萄为原料酿造葡萄酒，并将4种不同酒花(哈拉道、捷克萨兹、卡斯卡特、西姆科)运用到葡萄酒的酿造中，采用HS-SPME技术提取酒花葡萄酒中的香气成分，用GC-MS检测不同种类酒花葡萄酒挥发性香气成分的变化，并通过主成分分析(principal component analysis，PCA)和聚类分析(clusteranalysis，CA)剖析不同种类酒花对玫瑰香葡萄酒挥发性香气成分的影响，旨在为衍生酒花应用产业链提供新思路和科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

酒花：哈拉道(HLA)、捷克萨兹(JKA)、卡斯卡特(KSKTA)、西姆科(XMA)，河南省帕洛丁贸易有限公司；

葡萄：玫瑰香，成都金满堂农业开发有限公司；

葡萄酒—果酒专用酵母RW：湖北安琪生物技术公司。

1.2 仪器与设备

75 μm手动萃取头：CAR/PDMS型，上海箐仪化工材料有限公司；

GC-MS联用仪：SQ680型，美国铂金埃尔默股份有限公司；

电磁炉：WK2102型，美的集团有限公司；

粉碎机：MY-50型，广州市扬鹰医疗器械有限公司；

数显恒温水浴锅：HH-1型，常州智博瑞仪器制造有限公司；

专用磁力加热搅拌装置：PC-420D型，湖南力辰仪器科技有限公司；

电子天平：FALLC4N型，常州市衡正电子仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 酒花葡萄酒的工艺流程

酒花→煮沸→冷却→过滤

王文表示，今年3月 ，第五届澜湄国家电力企业高峰会在中国广西南宁召开主题为“互联互通合作共赢”，云南电网公司与湄公学院合作的专业技术交流项目正是该高峰会的有效实践和积极响应。下一步，澜湄各国电力企业将在更广领域与更深层次加强电力合作，共同携手推进澜湄国家的电网互联互通，打造互利共赢的良好局面。

↓

葡萄清洗→破碎→发酵瓶→接入酵母→前发酵→除糟→后发酵→澄清→过滤→装瓶

分选新鲜、无腐烂、无病虫害且成熟度好的玫瑰香葡萄，4种酒花溶液添加浓度均为1.3 g/L，以不添加酒花的葡萄酒为对照组(KB)。详细酿造方法见文献[17]。

1.3.2 酒花葡萄酒香气成分的提取 采用HS-SPME法。根据文献[18]，修改如下：准确吸取4 mL不同酒花葡萄酒的酒样，置于15 mL固相微萃取样品瓶中，加入0.5 g NaCl以促进香气成分挥发，加盖密封，于40 ℃水浴中平衡10 min，将已活化的萃取头插入样品瓶上，萃取吸附40 min后拔出。当样品萃取平衡后，缩回纤维头，吸附后的萃取针头迅速插入气相色谱进样口，推出纤维头于230 ℃解吸5 min，GC-MS分析。

1.3.3 酒花葡萄酒的香气成分分析

(1) GC条件：载气为He；流速0.97 mL/min；不分流；升温程序为40 ℃保持5 min，以6 ℃/min升温至230 ℃并保持6 min。

(2) MS条件：离子EI源；离子源温度230 ℃；扫描范围(m/z)30.00～500.00；离子能量70 eV；灯丝流量0.2 mA；接口温度250 ℃。

1.4 分析方法

1.4.2 聚类分析 参照文献[21]，将5种酒样经GC-MS分析得出香气成分导入SPSS 21.0数据处理软件，利用组间连接法，以欧氏距离的平方为度量标准，对4种不同种类的酒花葡萄酒的香气成分的相似性进行系统聚类分析。

1.5 数据统计与分析

对采集到的香气成分质谱图通过计算机检索[22-23]，与NIST和Wiley谱库提供的标准质谱图对照以及人工解析进行确认，正反匹配度>80(最大值为100)的作为鉴定结果，兼顾保留时间等参数对部分组分进一步分析，采用峰面积归一法定量，并用Excel 2010、SPSS 21.0分析数据并制图。

2 结果与分析

2.1 4种酒花葡萄酒的香气成分

由图1可知，添加了4种酒花葡萄酒香气成分的保留时间主要集中在20～30 min，KB葡萄酒的主要集中在10～20 min，说明添加酒花葡萄酒香气成分的结构与KB葡萄酒的不同，而添加4种酒花葡萄酒的香气成分的结构较为相似，但也存在差异。物质的结构、官能团不同，表现出的香气类型及阈值也不同[24]，因此不同酒花葡萄酒表现出了不同的香气特点。

由表1可看出，在KB酒样中检测到16种挥发性香气成分。添加KSKTA、JKA、XMA、HLA 4种酒花的酒样分别检出香气成分20，17，16，14种。说明KSKTA、JKA、XMA 3种酒花的添加能使葡萄酒的香气成分种类增加。而不同酒花增加的香气成分又各不相同，丁酸-2-甲基丁酯仅在HLA酒样中检测到，丁酸甲酯、醋酸乙烯酯、正辛醇、橙花醇仅在KSKTA酒样中检测到，由于橙花醇是酒花中重要的香气成分之一[25]，说明KSKTA酒花的特征香气成分在葡萄酒中得以保留，其他酒花葡萄酒中未检出该物质，可能是发生了化学转化。β-金合欢烯仅在XMA酒样中检出，新戊醇、β-甲基乙酰丙酸仅在JKA酒样中检出。香气成分的共性与个性共同构成了风味的相似性与典型性[26]。综上可知，通过酒花的添加能使葡萄酒产生其他的香气成分，香气成分种类随酒花不同而有差异。

表1 不同酒花葡萄酒挥发性成分分析结果†

† “-”表示未检出。

贡献酒花香气最重要的物质——里那醇和香叶醇[27]，虽然在4种酒花葡萄酒中均未检测出，但两者的转化产物α-松油醇和香茅醇在4种酒样中的相对含量均明显增加，可能是发酵过程中产生的酸和酶使得酒花原有的挥发性成分发生了化学转换[28]。说明这两种酒花原本的特征香气成分对葡萄酒的香气贡献影响较明显，但最终呈现的香气特性还需要结合相关阈值进行进一步分析。

醇类是酵母在酒精发酵过程中利用氨基酸或糖代谢产生的次级产物，构成酒类的主体香气成分[29]。适宜的醇类物质浓度可将酯类物质香气凸显出来，使得香气更为协调。由图2可知，酒花的加入会减少葡萄酒的醇类物质，其具体原因有待进一步研究。HLA、KSKTA、XMA、JKA 4种酒样醇类物质的相对含量分别为41.15%，44.27%，36.59%，28.91%，共有醇类物质有1-戊醇、苯乙醇、α-松油醇。少量醇类能够赋予果酒优雅的香气，如苯乙醇具有玫瑰和花粉的香味，是酒样主体香气成分之一。

图1 5种酒样挥发性成分的总离子流程图

图2 不同酒花葡萄酒香气分类相对含量比较

酯类赋予葡萄酒浓郁的果香[30]，对酒的主体香型及风格影响极大[31]。由图2可知，与KB酒样相比，4种添加酒花酒样的酯类物质含量明显增加，说明酒花的加入能丰富葡萄酒中的酯类物质。HLA、KSKTA、XMA、JKA 4种酒样酯类物质的相对含量分别为11.68%，12.35%，11.94%，8.60%。XMA、KSKTA、HLA 3种酒样中存在6种共有的酯类物质，其中乙酸戊酯赋予葡萄酒菠萝清香、乙酸异戊酯赋予葡萄酒香蕉气味，6种酯类物质共同构成XMA、KSKTA、HLA 3种酒样的典型香味。

萜烯类化合物由微生物通过二磷酸异戊烯生物合成途径合成[32]，通常具有果香、花香、树叶、木头、种子以及根茎等气味[33]。由图2可知，相较空白组，萜类成分的相对含量在加入酒花的样品中得到了明显的提升。HLA、KSKTA、XMA、JKA 4种酒花葡萄酒样品的萜类物质相对含量分别为27.63%，26.22%，21.99%，21.46%。酒花的主要香气来自于萜类[34-35]，加入酒花后的葡萄酒萜类物质含量明显增加，说明酒花葡萄酒样品增加的萜类物质可能来自于酒花本身。而添加不同酒花的酒样检测出的萜类物质也不完全相同，橙花醇只在KSKTA酒样中检出，赋予葡萄酒蔷薇花香；(+)-玫瑰醚仅在KSKTA和JKA酒样中检出，且在这两种酒样中的含量存在显著差异(P<0.05)，赋予葡萄酒清甜花香。

2.2 主成分分析

根据香气成分检测分析得出30个香气成分指标，使用数据分析软件SPSS 21.0对其进行主成分提取，最终结果见表2，主成分载荷矩阵见表3。由表2可知，共提出4个主成分，累计贡献率为100.000%，其中40.242%的贡献率是主成分1的，30.626%的贡献率是主成分2的，故前两个主成分可以解释70.868%的总方差。

如图3所示，5种葡萄酒样品具有明显的区域分布特征，HLA、KSKTA、XMA 3种酒样较为靠近，其特征香气成分为乙酸戊酯、丁酸-2-甲基丁酯、丙酸正丙酯、丁酸甲酯、正己酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸苯乙酯、醋酸乙烯酯、芳樟醇、苯乙醇、α-松油醇、香茅醇、橙花醇、β-金合欢烯，这些成分具有水果香、菠萝香、草莓香、花香、玫瑰香、辛辣味、蔷薇花香等香气；JKA酒样的特征香气成分为丁酸乙酯、新戊醇、4-甲基-1-戊醇、正辛醇、β-甲基乙酰丙酸、(+)-玫瑰醚，这些成分具有香蕉、苹果、柑橘、橙皮、花香等香气；KB酒样的特征香气成分为丙酸异戊酯、1-戊醇、4-羟基-2-丁酮、二乙二醇丁醚，这些成分具有杏仁、菠萝、青草、苦杏仁、樱桃、坚果香等香气。沿着PC1方向，KB酒样与4种酒花酒样相距较远，即添加了酒花的酒样与空白对照香气成分差异较大；沿着PC2方向，JKA酒样与HLA、KSKTA、XMA 3种酒样相距较远，推断JKA酒样与三者差异较大，而HLA、KSKTA、XMA 3种酒样的香气相似。

表2 提取4个主成分的方差解释

表3 主成分载荷矩阵

2.3 聚类分析

聚类方法为组间联接[36]，相似的被聚为一组，分析结果见图4。由图4可知，当间距为25时，5个酒样被聚成两类。第1类为添加了酒花的4个酒样，说明4种酒花葡萄酒在香气成分含量上具有相似性。第2类为KB酒样，说明添加了酒花的葡萄酒在香气上与空白对照组存在不同。当间距为5时，5个酒样中HLA、XMA、KSKTA 3种酒样被聚在一起，说明三者香气种类及含量类似，该结果与主成分分析保持一致。

V1～V30. 乙酸戊酯、丁酸-2-甲基丁酯、丙酸正丙酯、丁酸甲酯、丙酸异戊酯、丁酸乙酯、乙酸异戊酯、正己酸乙酯、丁二酸二乙酯、辛酸乙酯、乙酸苯乙酯、醋酸乙烯酯、新戊醇、1-戊醇、4-甲基-1-戊醇、正己醇、正辛醇、芳樟醇、苯乙醇、α-松油醇、香茅醇、橙花醇、2,3-己二醇、β-甲基乙酰丙酸、4-羟基-2-丁酮、5-甲基-4-庚烯-3-酮、二乙二醇丁醚、(+)-玫瑰醚、蒈烯、β-金合欢烯

图3 不同酒花葡萄酒中挥发性香气化合物PCA图

Figure 3 PCA graphs of aroma compounds in different hops wine

图4 聚类分析谱系图

3 结论

利用HS-SPME结合GC-MS对添加4种不同酒花的葡萄酒的挥发性成分进行了定性定量分析。结果表明KSKTA、JKA、XMA 3种酒花加到葡萄酒中，能使葡萄酒产生更多的挥发性香气成分，HLA酒花的加入使得葡萄酒挥发性成分种类减少。其中HLA、KSKTA、XMA 3种酒样的香气存在相似性。

在葡萄酒中添加这4种酒花，葡萄酒香气成分种类发生了一定变化，且特征香气成分也因酒花的不同而异。鉴于葡萄酒的主体香气还受香气成分自身阈值的影响，因此在葡萄酒中加入酒花后对其主体香气的影响还需进一步研究。