发酵温度及果实成熟度对北红葡萄酒香气的影响.pdf
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1、第 44 卷 第 3 期 Vol.44 No.3 2023 年 9 月Sept.2023农 业 科 学 研 究Journal of Agricultural Sciences发酵温度及果实成熟度对北红葡萄酒香气的影响马小英,单守明(宁夏大学 葡萄酒与园艺学院,宁夏 银川 750021)摘要:以宁夏银川市平吉堡现代农业示范园区种植的北红葡萄为材料,采收成熟度为S1(可溶性固形物质量分数为 25%)、S2(可溶性固形物质量分数为 28%)、S3(可溶性固形物质量分数为 31%)的果实,分别在发酵温度 T1(20)、T2(24)、T3(28)下发酵,15 d后收集上清液于4 冰箱冷藏保存备用。结果表
2、明:不同成熟度果实穗质量、10粒质量、纵径及横径均为S2最大,S3次之;可滴定酸质量比以S1最大,S3次之;总酚、单宁质量比以S3最大,S2次之;总糖质量比、糖酸比以S3最大,S2次之。成熟度为S3的果实无辛辣、生青等气味,且果实的花香、果香比成熟度为S1、S2的果实更浓郁。当发酵温度一定时酒样中的可滴定酸、挥发酸质量比随着果实成熟度的增长而增加,当果实成熟度为S3时酒样中的可滴定酸、挥发酸质量比更高。使用不同成熟度果实酿造的酒样中可滴定酸与挥发酸的质量比变化趋势不同,当果实成熟度为S1、S2时,酒样中可滴定酸与挥发酸的质量比随着发酵温度的增加先下降后升高,在T1时最高;当果实成熟度为S3时酒
3、样中可滴定酸与挥发酸的质量比随着发酵温度的升高而下降,在T1时最高。酒样中的香气物质主要有辛酸乙酯、乙酸乙酯、己酸乙酯、癸酸乙酯、乙酸异戊酯、异戊醇、苯乙醇、香叶醇、芳樟醇、正辛醇等。随发酵温度的升高果香、花香先减小再增大,当发酵温度为T3时,酒样中的果香、花香显著高于T1下发酵的酒样,同时酒样中的化学、脂肪等气味物质减少。关键词:葡萄酒;成熟度;发酵温度;香气中图分类号:S663.1 文献标志码:A葡萄采收时果实的成熟度对果实品质有潜在的影响,这直接关系到果农的经济收益1。葡萄酒在发酵过程中,温度对葡萄酒的品质有重要作用,在发酵过程中控制适宜的温度可以改善葡萄酒的品质,提高其市场竞争力。因此
4、,研究葡萄果实成熟度及葡萄酒发酵温度对于指导适时采收与提高葡萄酒酿造工艺水平具有重要意义。本试验以贺兰山东麓葡萄产区北红葡萄为材料,对不同成熟度葡萄的品质及其在不同发酵温度下酿造的葡萄酒的香气物质等指标进行测定,筛选适用于北红葡萄的发酵温度,以期为提高葡萄酒品质提供一定的理论依据或技术指导。1材料与方法1.1材料与试剂试验材料为宁夏银川市平吉堡现代农业科技示范园种植的北红葡萄(8 a生,厂字架形,叶幕高度为1.5 m,每株果穗数基本一致)。1.2试验设计当葡萄果实的可溶性固形物质量分数分别达到25%(S1)、28%(S2)、31%(S3)时进行采收。采收后分别在20 (T1)、24 (T2)、
5、28 (T3)的温度梯度下发酵(表1)。1.3采样方法采样时间为9月中旬至10月下旬。采样方法:随机选取葡萄植株,分阶段采摘可溶性固形物质量分数达到25%、28%、31%的果实约30 kg。各处理随机选取果实5080粒,以液氮速冻,研磨粉碎,放入-80 冰箱保存备用。其余果实破碎后在不同温度下发酵,15 d 后收集上清液于 4 冰箱冷藏保存备用。文章编号:1673-0747(2023)03-0051-07收稿日期:2023-02-03基金项目:宁夏自然科学基金项目(2020AAC03093)作者简介:马小英(1996),硕士研究生,主要从事葡萄与葡萄酒酿造工艺研究。通信作者:单守明,教授,主要
6、从事葡萄与葡萄酒酿造工艺研究,电子邮箱:。第 44 卷 农业科学研究1.4测定项目及方法百粒质量:电子天平;果实纵、横径:游标卡尺;可溶性固形物:手持折光仪;可溶性总糖:蒽酮硫酸比色法2;可滴定酸:NaOH滴定法;总酚:Folin-Ciocalteu 法3;丹宁:Folin-Denis法3;挥发酸:NaOH滴定法(以乙酸计);香气:参考李涛等4的方法,略加改动,采用顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱联用法(HS-SPME-GC-MS)结合香气活性值(OAV)的方法测定。1.5气相色谱质谱(GC/MS)条件试验所用气相色谱-质谱联用仪为 GCMS-QP2010(日本岛津公司)。色谱柱为HP-5MS
7、 30 m0.25 mm0.25 m,载气为氦气,流速为1.5 mL/min,手动进样;柱温箱的升温程序:35 保持5 min,然后以4/min 的速度升温至120,保持2 min,再以10/min的速度升温至230,保持8 min。汽化室温度为250,不分流进样模式。离子源温度为200,离子能量70 eV,电离方式EI,检测器电源350 eV。1.6定性分析将未知物图谱与NIST98谱库进行比对并初步鉴定,再结合保留时间、参考文献、质谱离子图进行定性分析。1.7定量分析采用内标法相对定量,具体公式如下:Wi=Ms AiAs Mo。式中:Wi为挥发性物质质量比(mg/kg);Ms为内标物质量(
8、g);Ai为挥发性物质峰面积;As为内标物峰面积;Mo为发酵酒样品量(mL)。2结果与分析2.1不同成熟度果实的生长和品质指标2.1.1 不同成熟度果实的生长指标 不同成熟度果实的基本生长指标如表2所示。各成熟度果实的穗质量、10粒质量、果实纵径及横径大小均依次为S2、S3、S1;S2的果实穗质量显著高于 S1,S3与 S1、S2间无显著差异;各成熟度果实的10粒质量存在显著差异;S1的果实纵径显著低于S2、S3,S2、S3之间无显著差异;S2的果实横径显著高于S1,S3与S1、S2间无显著差异。2.1.2 不同成熟度果实的品质指标 不同成熟度果实的品质指标如表3所示。各成熟度果实的可滴定酸质
9、量比大小依次为S1、S3、S2,无显著差异;单宁和总酚质量比大小均依次为S3、S2、S1,其中S1、S2显著低于S3,S1与S2间无显著差异;总糖质量比和糖酸比大小均依次为S3、S2、S1,其中S3显著高于S1,S1、S3与S2间无显著差异。2.2不同成熟度果实的香气指标2.2.1 果实香气物质种类及质量分数 如表 4 所示,在葡萄果实中共检测出24种香气物质,根据化学式结构和香气特征可分为酯类、醇类、酸类、醛酮表1试验处理处理T1S1T1S2T1S3T2S1T2S2T2S3T3S1T3S2T3S3发酵温度/202020242424282828果实可溶性固形物质量分数/%25283125283
10、1252831表2不同成熟度果实的基本生长指标成熟度S1S2S3穗质量/g115.371.28b154.8318.45a136.434.09ab10粒质量/g14.530.63c28.750.88a21.811.17b果实纵径/mm11.770.66b13.680.45a13.280.61a果实横径/mm11.370.54b13.731.00a12.590.73ab注:同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著。表3不同成熟度果实的品质指标成熟度S1S2S3可滴定酸/(mgg-1)2.070.11a1.950.08a2.050.05a总酚/(mgg-1)7.250.53b11.102.43a1
11、4.400.91a单宁/(mgg-1)3.340.55b4.360.71b6.140.07a总糖/(mgg-1)2 321.43137.22b2 656.20228.06ab3 105.24153.73a糖酸比185.3310.65b258.8430.49ab328.4418.48a注:同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著。52第 3 期马小英等:发酵温度及果实成熟度对北红葡萄酒香气的影响类、其他5类,其中醇类物质最多,有12种,其次是酯类物质,有8种,酸类、醛酮类、其他类相对较少。如表5所示,S1成熟度的葡萄中酯类香气物质占 总 量 的 11.244%;醇 类 香 气 物 质 占 总
12、量 的84.533%;酸类香气物质占总量的2.831%;醛酮类香气 物 质 占 总 量 的 0.436%;其 他 类 香 气 物 质 占0.956%。S2成熟度的葡萄中酯类香气物质占总量的5.860%;醇类香气物质占总量的91.556%;酸类香气物质占总量的1.082%;醛酮类香气物质占总量的0.792%;其他类香气物质占0.710%。S3成熟度的葡萄中酯类香气物质占总量的7.645%;醇类香气物质占总量的90.815%;酸类香气物质占总量的0.776%;醛酮类香气物质占总量的0.303%;其他类香气物质占0.461%。2.2.2 葡萄果实中香气物质的活性值(OAV)如表6所示,不同成熟度果实
13、中共有的香气物质主要有辛酸乙酯、乙酸乙酯、己酸乙酯、癸酸乙酯、乙酸异戊酯、月桂酸乙酯、异戊醇、苯乙醇等,具有花香和果香的特征。随着成熟度的增长,逐渐呈现出浓郁的花香与果香,同时果实中的生青、辛辣气味物质逐渐减少。表4葡萄果实香气物质质量分数化合物种类酯类醇类酸类醛酮类其他化合物香气成分辛酸乙酯乙酸乙酯己酸乙酯癸酸乙酯丁二酸二乙酯乙酸异戊酯月桂酸乙酯十六酸乙酯乙醇异戊醇苯乙醇月桂醇异丁醇正己醇(2S,3S)-(+)-2,3-丁二醇丙醇苯甲醇正辛醇甘油正丁醇辛酸醋酸2,5-二甲基苯甲醛2-甲基四氢噻吩保留时间/min30.48136.64534.10227.59022.80135.48825.01
14、325.98433.90129.88916.55620.64832.54927.61418.63633.75815.56624.4318.67731.79814.81120.03720.42713.043质量分数/%S15.962 517 0783.819 885 1802.958 877 7863.491 643 0082.491 275 7111.160 816 9001.493 097 2240.777 937 99860.903 384 99039.833 150 34035.490 761 95023.700 146 0902.429 299 1171.598 829 6200.75
15、8 343 9820.344 625 1000.562 588 8150.337 039 1400.507 567 0950.095 427 6974.940 853 2640.638 277 9650.858 554 9791.883 423 516S22.098 627 3886.151 380 1842.183 457 8100.674 620 1411.106 325 4382.101 856 6880.149 309 7220.618 599 996132.035 133 50038.766 569 91032.056 056 66021.992 056 6401.776 931 6
16、332.733 465 1761.937 509 8100.626 915 6630.903 933 6790.236 120 1272.388 412 7020.229 487 4401.449 984 6301.336 001 1382.039 279 5131.827 628 626S31.840 918 2704.420 699 3012.009 203 9210.495 672 7870.934 879 2034.768 546 9200.398 276 3770.691 648 77475.708 419 81048.222 759 51038.772 198 7200.459 3
17、95 0911.887 128 6311.650 702 4590.945 626 5180.249 119 3650.286 583 0610.125 984 74616.352 885 2700.180 938 6311.238 151 7320.342 014 4890.616 915 8010.936 229 030表5不同成熟度葡萄香气种类及其质量分数占比%成熟度S1S2S3酯类11.2440.057a5.8600.058c7.6450.056b醇类84.5330.033c91.5560.057a90.8150.067b酸类2.8310.112a1.0820.033b0.7760.0
18、34c醛酮类0.4360.015b0.7920.032a0.3030.033c其他化合物0.9560.015a0.7100.023b0.4610.001c注:同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著。53第 44 卷 农业科学研究2.3葡萄酒的理化指标2.3.1 发酵温度对酒样中酸类物质积累的影响 如图1所示,发酵温度相同时,酒样的可滴定酸、挥发酸质量比大小均依次为S3、S2、S1。可见,当发酵温度一定时,随着果实成熟度的增长,酒样中酸类物质质量比也逐渐增加。果实成熟度相同时,不同发酵温度对酒样中酸类物质积累的影响不同,当果实成熟度为S1、S2时,随着发酵温度的升高,酒样中酸类物质质量比先下
19、降后上升,质量比大小依次为T1、T3、T2;当成熟度为S3时,酒样中酸类物质质量比随发酵温度的升高而降低,质量比大小依次为T1、T2、T3。不同处理的酒样中酸类物质质量比大小 依 次 为 T1S3、T1S2、T2S3、T3S3、T3S2、T1S1、T2S2、T3S1、T2S1,其中 T1S3 显著高于 T1S1、T2S1、T2S2、T3S1、T3S2、T3S3,T1S2显著高于T1S1、T2S1、T2S2、T3S1,T2S3显著高于T2S1、T2S2、T3S1。2.3.2 发酵温度对酒样中总酚与单宁积累的影响 如图2所示,相同发酵温度下,不同成熟度果实酒样中总酚的积累不同,当发酵温度为T1时,
20、酒样中总酚质量比随果实成熟度的增长而增加,质量比大小依次为S3、S2、S1;当发酵温度为T2、T3时,随果实成熟度的增长酒样中总酚质量比先上升后下降,质量比大小依次为S2、S3、S1。当果实成熟度相同,不同发酵温度对酒样中总酚积累的影响不同,当果实成熟度为S2、S3时,随着发酵温度升高酒样中总酚质量比先降低再升高,质量比大小依次为T1、T3、T2;当果实成熟度为S1时,随发酵温度升高酒样中总酚质量比先升高再降低,质量比大小依次为T2、T1、T3。不同处理的酒样中总酚质量比大小依次为 T2S3、T1S3、T1S2、T3S2、T2S2、T3S3、T2S1、T1S1、T3S1,其中 T1S2、T1S
21、3、T2S2、T2S3、T3S2、T3S3 显 著 高 于T1S1、T2S1、T3S1。如图2所示,当发酵温度相同,不同成熟度果实所酿造的酒样中单宁质量比大小依次为 T1S3、T1S2、T1S1,T2S3、T2S2、T2S1,T3S2、T3S3、T3S1;当表6果实主要香气的活性值分析化合物辛酸乙酯乙酸乙酯己酸乙酯癸酸乙酯丁二酸二乙酯乙酸异戊酯月桂酸乙酯异戊醇苯乙醇异丁醇正己醇2,3-丁二醇丙醇苯甲醇正辛醇辛酸乙酸2,5-二甲基苯甲醛阈值600750014200200 000308330 0001 0004 0008 00012 0002015200 0005002 0002 100OAV值S
22、10.3020.0187.2070.4810.0101.3730.4490.0390.5870.0190.0100.0100.0100.0100.0100.1460.010.01S20.106 770.030 15.333 50.093 10.0102.496 30.124 40.038 60.531 10.0140.0100.0100.0100.0100.0100.042 90.013 30.019 8S30.0930.0214.8960.0680.015.6460.1200.0480.6410.0100.0100.0100.0102.2300.0100.0180.0100.010香气描述柑
23、橘香菠萝香、清漆、油脂香草莓香、苹果香果香、脂肪气味水果清香果香、香蕉香果香、花香醇香、醚香、香蕉香玫瑰香、花粉香熔剂气味、生青气味草本植物气味、青草气味黄油气味、乳酪气味酒精气味、果香果香、花香茉莉香、柠檬香奶油气味醋酸气味苦杏仁气味、樱桃香、坚果香香气类型11、4、511、5111、21、423、4351、41、21、2541注:代表果香;代表花香;代表植物气味;代表化学气味;代表脂肪气味;代表香料气味。543210c da bc da ba b ca b cb c db c db c db c daaddddddT 1 S 1 T 1 S 2 T 1 S 3 T 2 S 1 T 2 S
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