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贺兰山东麓产区不同地块对酿酒葡萄果实香气物质的影响

2022-12-22任小彤

食品科学 2022年22期
关键词:游离态赤霞珠结合态

彭 婧,任小彤,韩 晓,王 军,何 非,*

(1.中国农业大学食品科学与营养工程学院,葡萄与葡萄酒研究中心,北京 100083;2.中国农业大学 农业农村部葡萄酒加工重点实验室,北京 100083)

我国幅员辽阔,地质地貌、气候等条件复杂多样,适宜酿酒葡萄栽培的区域甚广。葡萄浆果的品质受其品种特性,当地气候条件、土壤条件、地形条件及修剪整形方式等因素的影响,而气候条件、土壤条件对葡萄品质有着决定性的作用[1]。赵磊等[2]对沙城和宁夏产区的‘赤霞珠’和‘美乐’葡萄酒香气的研究结果表明,产地因素对葡萄酒香气物质的影响最大,品种因素次之。同样,有研究表明,在气候、土壤和品种中,以气候对果实的成分和果实品质的影响最大,土壤其次,品种最小[1]。在我国葡萄种植及葡萄酒酿造产区众多,如新疆、宁夏、甘肃等西北产区,及京津冀和山东等东部产区[3]。近年来,宁夏贺兰山东麓产区的影响力和市场竞争力不断提升,酿造优质葡萄酒的潜力越来越受到关注。2021年5月,国家农业农村部、工业和信息化部、宁夏回族自治区人民政府联合发布了《宁夏国家葡萄及葡萄酒产业开放发展综合试验区建设总体方案》的通知,旨在将宁夏贺兰山东麓建设成为产品质量更高、核心竞争力更强、品牌影响力更大、产业融合度更深、对外开放力度更大、生态环境更好的现代化葡萄及葡萄酒产业集聚区[4]。宁夏贺兰山东麓产区作为我国新兴著名葡萄酒产区,位于宁夏黄河冲击平原和贺兰山冲积扇之间,属温带干旱气候,年平均气温8.5 ℃,昼夜温差10~15 ℃,日照时数约3 032 h/年,年降雨量180~200 mm,平均无霜期约为150 d,干旱少雨,日照充足,是种植优质酿酒葡萄的产区[5]。

“产区决定风格”[6],在传统葡萄酒生产国家,优质高端的小产区葡萄酒对风土有严格的要求,如品种的选择、气候、土壤等小产区的地域性风土特征。例如,在西班牙,大多数的葡萄园面积很小且气候差异不明显,品种和栽培措施也采取了统一标准,但不同地块的葡萄产量却有着很大的差异,这可能是由土壤的差异造成的[7]。而在我国,由于葡萄酒产业发展的历时相对比较短,小产区划分处于发展中阶段,这就使酿造小产区葡萄酒、挖掘小产区葡萄酒风格成为非常有潜力的葡萄酒产业发展方向之一[8]。

其中,香气是贡献葡萄酒风格的重要因素之一。香气是衡量葡萄及葡萄酒品质的重要标准,其种类、含量以及各物质之间的相互作用对产地风格及品种典型性具有决定性作用[9-10]。香气物质通过刺激人体的嗅觉和味觉器官,从而对葡萄酒品质做出客观的评价,便于指导葡萄栽培及葡萄酒酿造,进而提高葡萄酒品质[11]。葡萄酒中的香气物质根据来源,分为葡萄果实本身具有的品种香、发酵过程产生的发酵香和陈酿过程产生的陈酿香[12]。目前,在葡萄及葡萄酒中已报道的香气成分大约有1 300多种,其组成和含量因品种和风土的不同而存在差异,质量浓度在pg/L到mg/L不等[13],主要有萜烯类、降异戊二烯类、C6/C9类、醛酮类、醇类、酯类、酸类和苯环衍生物等。这些化合物通常以有直接贡献的挥发性游离态,和不具挥发性、但能在酸解或酶解作用下转化为游离态香气物质的间接贡献的糖苷结合态2种形式存在,是葡萄果实中潜在的香气物质。葡萄果实中香气物质的组成及含量受到多种因素的影响,包括葡萄品种[14]、生态条件[5]和栽培管理措施[15]等。有研究发现,因葡萄品种和风土的不同,香气物质的构成和比例呈现较大差异,而对同一品种而言,风土是影响葡萄果实香气物质组成和含量最重要的因素之一[16]。

近年来,国内外关于不同产区之间果实品质差异的研究较多,对宁夏贺兰山东麓产区酿酒葡萄及葡萄酒风土特色的挖掘也不少。但宁夏贺兰山东麓产区面积巨大,近年来已经根据行政区域将其划分为石嘴山、贺兰、银川、永宁、青铜峡和红寺堡6个子产区,但对于子产区下的小产区,乃至地块对酿酒葡萄和葡萄酒香气的影响仍报道甚少。

本研究以宁夏贺兰山东麓产区4个地块的2个酿酒葡萄品种‘赤霞珠’和‘霞多丽’成熟期果实为实验材料,采用气相色谱-质谱联用技术,结合正交偏最小二乘判别分析(orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA)的方法,对其游离态和结合态香气物质的组成和含量进行分析,研究不同小产区的风土条件对不同酿酒葡萄果实香气物质积累的影响,以期能够为贺兰山东麓产区提供香气谱数据库,并为精准调控小产区酿酒葡萄果实的香气品质,推动小产区葡萄酒风格挖掘,进一步提高葡萄酒的香气品质提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

本实验于2020年在宁夏贺兰山东麓产区志辉源石酒庄和仁益源酒庄的4个葡萄园进行。葡萄的基本栽培信息如表1所示。4个地块的整修方式均为“厂”字形,即改良VSP型[17],自根苗,结果带位于地面上60 cm,采用短枝修剪,留梢量为12~15 支/株,留果量为1~2 果穗/新梢。每个生长季共灌溉5次,分别在萌芽、开花、座果、转色期和采收前,每次灌溉量为150 m3/ha。病虫害处理及施肥量由当地标准而定,其他处理均采用常规田间管理。有研究表明,3 a生(第1次结果)葡萄浆果的总可溶性固形物的含量显著低于其他树龄,此后趋于稳定,而葡萄果实总白藜芦醇和葡萄果实品质不受树龄影响[18]。本研究所用实验样品均为非3 a生葡萄浆果,树龄差异不大且均处于盛果期。有研究表明葡萄园栽培的株行距对浆果成分和葡萄及葡萄酒质量的影响较小或没有影响[19-20]。本研究所选葡萄植株的株行距也较为接近,因而可忽略其影响。叶幕高度会影响葡萄园微气候,进而对葡萄和葡萄酒的品质产生影响,过度降低叶幕高度可以降低可溶性固形物与可滴定酸之比[21]。本研究所用叶幕高度均可充分保证葡萄果实成熟,因而其影响很小。

表1 基本栽培信息Table 1 Basic viticultural information

本研究在2020年果实商业采收期(E-L38)采集不同地块和不同品种酿酒葡萄果实样品。每个样品设置3个生物学平行,每个平行选取3 行,每个生物学平行于行间采用“S”字形随机选择长势一致的15 株葡萄树。每株葡萄树选取2个果穗,每个果穗采用“五点取样法”,选取果穗的“上-中-下-前-后”,兼顾果穗的曝光面及背光面,使样品具有代表性。样品的采集选择当天上午10点之前温度较低时进行,选择无物理性损伤、发育正常的果实,每个生物学重复采集300 粒浆果,使用放置冰袋及冰盒的泡沫箱暂存,快速运回实验室,其中一部分用于理化指标的测定,另一部分使用液氮进行速冻,保存在-40 ℃冰箱中,用于后期相关指标的检测。

氢氧化钠、氯化钠、葡萄糖、无水甲醇、无水乙醇、二氯甲烷、柠檬酸、十二水磷酸氢二钠(均为分析纯) 北京蓝弋化工产品有限公司;酒石酸(分析纯) 天津市津科精细化工研究所;聚乙烯吡咯烷酮) 美国Sigma-Aldrich公司;D-葡萄糖酸内酯 上海Sangon Biotech公司;糖苷酶AR2000荷兰DSM Food Specialties公司。

1.2 仪器与设备

FA2004型电子天平 上海舜宇恒平科学仪器有限公司;BSA223S型分析天平(精度0.000 1 g)、PB-10型pH计赛多利斯有限公司;PAL-1型电子糖度计 日本ATAGO公司;FD-1C-50型冷冻干燥机 北京博医康实验仪器有限公司;S63300HBT型超声波清洗仪 上海冠特超声仪器有限公司;TDL-5-A型低温离心机 上海飞鸽仪器有限公司;Poroshell 120 EC-C18色谱柱(150 mm×3.0 mm,2.7 m)、6890 GC-5975B MS气相色谱-质谱联用仪美国安捷伦科技有限公司;HP INNOwax毛细管柱(60 m×0.25 mm,0.25 μm) 美国J&W Scientific公司;Cleanert PEP-SPE固相萃取柱(150 mg/6 mL)天津博纳艾杰尔科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 气象数据的采集

通过中国气象数据网(http://data.cma.cn/)采集气象数据,选取离实验地最近的观测点,计算2010—2020年葡萄自萌芽期至采收期期间(每年4月1日—9月30日)的月平均温度、月平均降水总量和2020年的日最高温、日最低温和日降雨量等主要气象指标。金山、华西、志辉和高家闸距离气象站的距离分别为30.1、22.5、20 km和16.8 km。

1.3.2 土壤样品的采集和测定

每个地块随机选取3个土壤采样点,除去地表覆盖物和杂质,每个取土点在行间距离葡萄植株40 cm处取土,深度分别为0~30、30~60 cm和60~90 cm,剔除植物残体、石块等杂物,并用速封袋装好,送至北京市农林科学院检测中心进行土壤相关指标的测定,包括:全氮、全磷、全钾、有机质含量、土壤pH值、土壤电导率(electrical conductivity,EC)、土壤阳离子交换容量(cation-exchange capacity,CEC)和土壤颗粒大小。

1.3.3 果实基本理化指标测定

从每个平行的样品中随机选取100 粒果实,称质量,记录百粒质量。添加50 mL的蒸馏水于200 mL的量筒中,记录量筒中水的刻度L₀,再将100 粒果实倒入量筒中,记录刻度L1,果实的百粒体积L=L1-L₀。压碎果实使果汁充分流出,分别利用手持式折光仪和pH计测定果汁的可溶性固形物含量和pH值,利用滴定法测定可滴定酸含量。其中葡萄汁的可滴定酸、pH值和可溶性固形物等的测定参照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[22]。

1.3.4 香气物质的提取

游离态香气物质的提取参照陈为凯[23]的方法。每个样品设置3个生物学重复,每个生物学重复取60 g左右的葡萄果实,去梗后准确计算质量,并记录果粒数,在研钵中加入液氮捣碎,使用镊子取出果实中的葡萄籽,加入0.5 gD-(+)-葡萄糖酸内酯,然后放入被液氮冷冻过的打粉机中,加入适量液氮进行低温粉碎,将果粉置于离心管中,4 ℃条件下静置4 h,待葡萄粉融化之后离心得到澄清葡萄汁,取5.00 mL放入称有1.00 g NaCl的香气小瓶中,加入10 μL 4-甲基2-戊醇溶液(内标,1.001 8 mg/mL)进行游离态香气物质的检测。

糖苷结合态香气物质的提取采用固相萃取技术[24]。采用固相萃取技术提取葡萄果实结合态香气物质,固相萃取柱活化后加入2 mL样品,用水洗脱,去除糖、酸等低分子质量极性化合物;加入5 mL二氯甲烷,去除游离态香气物质;加入20 mL色谱级甲醇,将糖苷结合态香气物质洗脱至50 mL圆底烧瓶中。将溶有结合态香气物质的甲醇溶液置于旋转蒸发仪上,于30 ℃旋转蒸干,加入5 mL柠檬酸/磷酸氢二钠缓冲液(0.2 mol/L,pH 5)重新溶解,转移至新离心管中,加入100 μL糖苷酶AR 2000(100 mg/L),置于40 ℃培养箱中16 h以水解糖苷态香气物质,反应结束后用于糖苷结合态香气物质的检测。

酶解:分别向提取液中加入100 μL质量浓度为100 g/L的AR 2000糖苷酶溶液(以上述柠檬酸-磷酸缓冲液为溶剂进行配制),于37 ℃下酶解16 h。

利用固相微萃取-气相色谱-质谱方法对香气物质进行检测分析[25]。依次向15 mL样品瓶中加入(1.00±0.01)g NaCl,5 mL样品(上述澄清葡萄汁或糖苷酶解液)及10 µL内标(1.001 8 g/L的4-甲基-2-戊醇溶液),迅速用带聚四氟乙烯隔垫的盖子密封。将样品瓶置于CTCPAL自动进样装置上,通过磁力加热40 ℃搅拌30 min,将活化后的顶空固相微萃取头(50/30-μm聚二甲基硅氧烷/碳筛/二乙烯苯)插入样品瓶顶空部分,40 ℃加热搅拌30 min进行萃取。萃取完成后,萃取头立即转移至气相进样口进样[26]。

1.3.5 香气物质的检测和分析

气相色谱-质谱检测条件:19091N-136 HP-INNOWax Polythylene Glycol毛细管柱(60.0 m×0.25 mm,0.25 μm);载气为高纯氦气(纯度>99.999%);流速1.0 mL/min;进样口温度250 ℃;模式为不分流;解吸时间8 min;电子电离源;电离能量70 eV,离子源温度230 ℃;四极杆温度150 ℃;质谱接口温度280 ℃;质量扫描范围30~350 u;升温程序:柱箱初始温度50 ℃,保持1 min,然后以3 ℃/min升温至220 ℃,保持5 min[27]。

定性:根据各物质的保留时间、保留指数及质谱信息,与NIST标准谱库进行对比定性。

定量:采用外标法进行定量。根据葡萄果实的糖酸,配制葡萄汁模拟液(7 g/L酒石酸、200 g/L葡萄糖、体积分数1%乙醇溶液,用NaOH溶液调节pH值至3.4),对已有标准品的物质,以乙醇溶解,混合为标准品母液,用葡萄汁模拟液将母液稀释为多个质量浓度梯度,在相同的萃取条件及气相色谱-质谱条件下进行香气分析,作标准曲线,以对样品中的香气物质进行定量分析。对于没有标准品的物质,利用具有相同的官能团或相同相似碳原子数的标准品进行相对定量分析[23]。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2016软件对实验数据进行计算;通过SPSS 22.0(IBM,USA)进行单因素方差分析(Duncan,P<0.05)。采用Origin8.5(Origin Lab,USA)、Simca 14.1和GraphPad Prism 8.0.2进行作图分析。

2 结果与分析

2.1 气象数据结果

2020年,葡萄在生长季的有效积温为1 851.3 ℃,2010—2020年葡萄生长季的平均有效积温为1 859.1 ℃。结合图1a、b,2020年的月平均气温和降雨量变化在近11 a的范围之内,是该产区的典型年份,表明2020年可以代表贺兰山东麓产区的正常气候。对2020年4月1日—9月30日的气象数据进行分析,结果如图1c所示。日平均温度在2020年7月27日和7月28日达到最高温度38.9 ℃,日平均最低气温在4月中下旬达到-1.3 ℃。

在相同的坐标下,气候在空间上会发生不同尺度的变化,海拔、坡度、曝光程度、离山距离和风等因素的局部变化会影响大气下层的对流交换,诱发气候发生一系类变化[28-29]。金山地块相比于其他3个地块而言与贺兰山的距离更近,更容易受山上冷气流的影响,即金山的气候相比于其他3个地块的气候可能较为凉爽,高家闸地块离山的距离最远,温度可能相对更加温暖。

图1 宁夏贺兰山东麓产区气象信息Fig. 1 Meteorological data for the eastern foothill of Helan Mountain

2.2 不同地块的土壤数据

2.2.1 不同地块土壤质地分析

土壤类型对葡萄植株的生长和葡萄、葡萄酒的品质有很大的影响。前人通过对土壤类型与葡萄植株生长和葡萄果实、葡萄酒品质之间的关系进行探究,结果表明,砂土和黏土生长的葡萄所酿的葡萄酒品质更高[30]。

对不同地块的土壤质地进行分析,结果如图2所示。4个地块的土壤质地都属于砂壤土,高家闸地块的土壤质地相比于其他3个地块更靠近于砂质黏壤土,志辉地块的土壤质地相比于其他3个地块更靠近于砂土。即与高家闸地块相比,志辉地块的土壤质地中有更高含量的砂土。

图2 不同地块土壤质地信息Fig. 2 soil texture information of different parcels

2.2.2 不同地块的土壤指标分析

对不同地块的土壤参数进行测定、分析,结果如表2所示,不同地块土壤中全氮含量从高到低依次为:高家闸>金山>志辉>华西;全磷含量从高到低依次为:志辉>华西>高家闸>金山;全钾含量从高到低依次为:志辉>金山=华西>高家闸;有机质含量由高到低依次为:高家闸>华西>志辉>金山。4个地块的pH值均大于8,均属于碱性土壤。

CEC,即土壤胶体所能吸附各种阳离子的总量,CEC的大小代表了土壤可能保持的养分数量,即保肥性的高低[31]。EC值是测定土壤水溶性盐的指标,而土壤水溶性盐是表层土壤中可被植物迅速利用的矿质营养的一个重要指标,是判定土壤中盐类离子是否限制作物生长的因素[32]。4个地块中,高家闸和金山地块的CEC值显著高于其他2个地块,即土壤保肥性能更好。

表2 4个地块土壤信息Table 2 Information of soil from four parcels

进一步对4个地块的土壤参数进行OPLS-DA模型分析,结果如图3所示。根据图3A可以看出,4个地块可以从总方差的53.9%进行分离。将高家闸地块与其余3个地块进行分离的物质主要为有机质、全氮含量和CEC值。将金山地块与其他3个地块区分的主要物质为EC值。

图3 不同地块土壤的OPLS-DA模型分析Fig. 3 PLS-DA model analysis of soil from different parcels

2.3 地块对葡萄果实基本品质的影响

如表3所示,不同地块的‘赤霞珠’和‘霞多丽’的果实出汁率并无显著差异(P>0.05)。所有地块葡萄果实的可溶性固形物含量介于23.30~26.97°Brix之间,其中,志辉地块‘赤霞珠’果实的可溶性固形物含量最高,可滴定酸最低。在‘霞多丽’葡萄果实中,志辉地块的果实百粒质量、百粒体积和可滴定酸含量显著高于高家闸地块,结合图2,志辉地块相比于高家闸地块,其土壤质地更靠近砂土,而有研究表明,在砂土上生长的葡萄果实体积大,糖度低,酸度较高,尤其是苹果酸。此结果与前人实验结果规律一致[33-34]。

表3 葡萄果实的基本理化信息Table 3 Basic physiochemical indexes of grapes

2.4 不同地块香气物质的分析

在3个地块的‘赤霞珠’葡萄果实中共检测到了70种游离态香气物质和59种结合态香气物质,将香气物质进行分类,结果如表4所示。C6/C9化合物含量在所有样品中占比最大。在‘赤霞珠’的游离态香气中,金山地块葡萄果实香气中的C6/C9、酯类、醇类和降异戊二烯类化合物的含量显著高于其他2个地块,醛酮类物质含量显著低于其他2个地块;在‘赤霞珠’的结合态香气中,C6/C9类化合物含量在3个地块的葡萄果实香气含量中无显著差异,金山地块的葡萄果实香气中的酯类和降异戊二烯类化合物含量显著高于其他2个地块。

在2个地块的‘霞多丽’葡萄果实中共检测到78种游离态香气物质和59种结合态香气物质,将香气物质进行分类,其中游离态香气物质分为8 类,结合态香气物质分为7 类,结果如表4所示。在‘霞多丽’游离态香气中,C6/C9化合物含量在2个地块的果实香气中无显著差异,志辉地块的葡萄果实香气中的苯类、醛酮类和萜烯类化合物含量显著高于高家闸地块;在‘霞多丽’结合态香气中,志辉地块的葡萄果实香气中的C6/C9化合物含量显著高于高家闸地块,而萜烯类和酯类化合物含量在高家闸地块的葡萄果实香气含量中更高。

其原因可能是3个地块相比,金山地块的‘赤霞珠’葡萄果实成熟进程最快,志辉地块的葡萄果实成熟最慢,过快的成熟进程往往使葡萄浆果中含有较多的C6/C9化合物,此外,在葡萄的成熟期,金山地块的气候相比其余3个地块受到贺兰山冷气流的影响较大,气温相对较低,而有研究表明,在葡萄成熟之前,一定程度的低温可以使葡萄果实和葡萄酒有更高含量的C6/C9化合物香气物质[35-36];在3个地块的土壤中,金山地块的全氮含量最高,葡萄植株可吸收利用的氮含量可能较多,而有研究表明,叶面施氮可以提高‘丹魄’葡萄果实香气中的酯类和醇类物质的含量[37];在对‘黑比诺’进行的一项氮肥实验中,Yuan Fang等[38]观察到,低氮状态与葡萄酒中的低含量的β-大马士酮有关;Suklje等[39]对澳大利亚2个产区(奥兰治和滨海沿岸产区)6个地块‘西拉’葡萄酒进行香气物质检测,发现有133种化合物在2个产区之间表现出明显趋势,凉爽产区葡萄酒中单萜、倍半萜、绿色气味化合物、降异戊二烯等品种香更多。

表4 不同地块对‘赤霞珠’和‘霞多丽’果实香气物质浓度的影响Table 4 Effect of parcels on the concentrations of aroma compounds in‘Cabernet Sauvignon’ and ‘Chardonnay’ berries

图4 ‘赤霞珠’和‘霞多丽’果实游离态和结合态香气物质基于不同地块的OPLS-DA模型分析Fig. 4 OPLS-DA plots for free and bound aroma compounds in‘Cabernet Sauvignon’ and ‘Chardonnay’ berries from different parcels

进一步结合OPLS-DA模型分析,识别不同地块葡萄果实中的香气差异物质,结果如图4所示。在‘赤霞珠’游离香气物质中(图4a),2个主成分解释了总方差的83.2%。第1主成分将金山地块与其他2个地块分开,占总方差的68.1%,这表明金山地块的香气物质组成与其他2个地块存在显著差异,且形成差异的主要化合物为降异戊二烯类。第2主成分区分了华西和其他2个地块,占总方差的15.1%。在‘赤霞珠’结合香气物质中(图4b),将志辉和金山2个地块分离的主要化合物为酯类和少量降异戊二烯类化合物,将华西地块和其余2个地块区分的化合物主要为醛酮类和少量C6/C9类化合物。

对2个地块的‘霞多丽’葡萄果实中香气物质的含量进行OPLS-DA。在‘霞多丽’游离香气物质中(图4c),2个主成分解释了总方差的83.9%,将2个地块较好地区分开,志辉地块的游离态香气物质更加丰富,且将2个地块分开的主要化合物为少量萜烯类化合物。在‘霞多丽’结合香气物质中(图4d),2个主成分解释了总方差的78.4%。高家闸地块的结合态香气物质更加丰富,酯类、C6/C9类和少量降异戊二烯物质的差异将2个地块分开。Xie Sha等[40]对2014年和2015年中国5个产区(山东烟台、陕西泾阳、宁夏玉泉营、新疆五家渠、云南德钦)的气象数据进行采集,对‘赤霞珠’葡萄果实的香气物质进行检测,发现大马士酮、β-紫罗兰酮、己醛、2-己醇、(Z)-3-己烯醇和(E)-2-己烯醇可能可以用于区分不同地区葡萄浆果。

表5 通过OPLS-DA模型识别的主要差异香气化合物Table 5 Primary differential aroma compounds identified as biomarkers by the OPLS-DA model

变量投影重要性(variable importance in projection,VIP)是OPLS-DA模型变量的权重值,可用于衡量各组分积累差异对各组样本分类判别的影响强度和解释能力,通常VIP值大于1为常见的差异代谢物筛选标准[50];香气活性值(odour activity value,OAV)是评价葡萄及葡萄酒中挥发性成分对香气贡献大小的一个常规指标,通常由挥发性成分的浓度除以其感官阈值得到[51-54]。

通过OPLS-DA模型识别不同地块的主要差异化合物(即VIP>1的化合物)(表5),结合葡萄香气值汇总信息,结果如表6所示。在‘赤霞珠’葡萄果实香气差异化合物中,金山地块的果实中的游离态(E)-2-己烯醛、(Z)-3-己烯-1-醇的香气物质含量显著高于其他2个地块;对于OAV而言,金山地块葡萄果实游离态香气中的(E)-2-己烯醛、(Z)-3-己烯-1-醇的OAV在3个地块中最高,结合表5可知,金山地块的‘赤霞珠’葡萄果实中的生青味显著高于其余2个地块。在‘霞多丽’葡萄果实香气差异化合物中,志辉地块的‘霞多丽’果实中的游离态(E)-2-己烯醛、β-大马士酮以及结合态辛酸乙酯的香气物质含量显著高于高家闸地块,同时,志辉地块葡萄果实游离态香气中的(E)-2-己烯醛、β-大马士酮以及结合态香气中的辛酸乙酯的OAV显著高于高家闸地块,参照表5可知,志辉地块的‘霞多丽’葡萄果实中的生青味、花香和果香更加浓郁。

整体而言,金山地块的‘赤霞珠’果实香气差异化合物中的C6/C9类化合物浓度显著高于其他2个地块;志辉地块的‘霞多丽’果实香气差异化合物中,游离态C6/C9类和降异戊二烯类化合物浓度显著高于高家闸地块。在一定程度上,C6/C9化合物主要为葡萄酒提供‘青草味’,这通常被认为葡萄酒不成熟的标志[55-56];酯类物质主要呈果香味,能够使葡萄和葡萄酒中各种香气物质平衡、融洽;萜烯类和降异戊二烯类物质为果实和葡萄酒主要带来怡人的果香和花香,是葡萄酒中品种香的主要成分,对葡萄酒的香气有很大的贡献[57]。结合OAV结果,金山地块的‘赤霞珠’葡萄果实香气特征中的生青味更加突出。可能原因:金山地块的土壤中的CEC值高,土壤保肥性能好,而有研究表明,在一定程度上,土壤中的CEC值越高,其葡萄果实和葡萄酒中的风味物质更加突出、可滴定酸的含量更高[58];有机质含量低,保水能力低的土壤上生产出的葡萄其酿制的葡萄酒多酚、香气含量更高[59];金山地块的赤霞珠成熟进程最快,过快的成熟进程往往使得葡萄浆果中含有较多的C6/C9化合物。志辉地块的‘霞多丽’果实香气中,有更高的花香、果香和生青味,其原因可能是志辉地块相比于高家闸地块,其土壤质地中砂土含量更高,而有研究表明,与其他质地的土壤相比,在砂土上生长的酿酒葡萄果实中含有更高含量的C6/C9化合物,此结果与前人结果中的规律一致[32-33]。Slaghenaufi等[60]对意大利2个地理保护标志(卢加纳和维蒂奇诺)的13 款白葡萄酒进行游离态和结合态香气物质检测,结果表明,2种葡萄酒可通过萜烯类、芳香族类、高级醇、C6醇和降异戊二烯等物质进行区分。在一项对德国莱茵高产区‘雷司令’葡萄的研究中,浆果和葡萄酒的感官特性同样受到葡萄园名称(地块)、酒庄和年份的影响[61-62]。

表6 不同地块‘赤霞珠’和‘霞多丽’果实中差异香气物质含量和OAV分析Table 6 Concentrations and OAVs of differential aroma compounds in‘Cabernet Sauvignon’ and ‘Chardonnay’ berries from different parcels

3 结 论

采用气相色谱-质谱联用技术对贺兰山东麓产区4个地块的2个酿酒葡萄品种成熟期果实的游离态和结合态香气物质进行分析,发现2个品种的酿酒葡萄在不同地块的葡萄果实香气物质的组成和含量上存在显著差异,其中,C6/C9、酯类、降异戊二烯类和萜烯类化合物是不同地块的葡萄果实香气中存在差异的主要化合物。在‘赤霞珠’果实香气中,存在差异的香气物质为游离态(E)-2-己烯醛、(E)-2-己烯-1-醇、己醛、(Z)-3-己烯-1-醇、甲酸辛酯与结合态(Z)-3-己烯-1-醇、柠檬烯、β-香茅醇、月桂酸乙酯、辛酸乙酯和香叶基丙酮。在‘霞多丽’果实香气中,存在差异的物质为游离态(E)-2-己烯醛、己醛、乙酸己酯和β-大马士酮与结合态辛酸乙酯、巴豆酸香茅酯、柠檬烯和甲酸辛酯。志辉地块的‘霞多丽’葡萄果实比高家闸地块的‘霞多丽’葡萄果实有更多的花香、果香和植物味,具有更高的香气潜力。金山地块的‘赤霞珠’果实香气中的生青味更加突出。对不同地块葡萄果实香气组成的差异性分析,可以为宁夏贺兰山东麓产区小产区的划分提供一定的科学依据。

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