乾紅葡萄酒生產過程中風味質量控制的快速分析方法
2023-06-20 07:10:56 1
乾紅葡萄酒生產過程中風味質量控制的快速分析方法
【專利摘要】本發明涉及一種乾紅葡萄酒中風味物質的分析方法，尤其涉及一種葡萄酒產品質量分析方法。本發明的乾紅葡萄酒生產過程中風味質量控制的快速分析方法，採用靜態頂空萃取法和氣相色譜質譜聯用法對乾紅葡萄酒中相關風味物質進行定性鑑別。通過計算機繪製相應的標準控制圖譜，在乾紅葡萄酒釀造工藝過程的各工序分別採樣，分析，獲取相關風味物質圖譜，通過與標準圖譜比對，可以發現需要進行工藝控制的關鍵點，並在後續生產中採取合適的工藝措施加以控制，有利於生產流程的優化，從而降低生產成本，產生良好的經濟效益，而且乾紅葡萄酒相關風味物質圖譜，還能用於鑑別假冒偽劣產品，保障人民群眾的身體健康，同時產生良好的社會效益。
【專利說明】乾紅葡萄酒生產過程中風味質量控制的快速分析方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種乾紅葡萄酒中風味物質的分析方法，尤其涉及一種葡萄酒產品質量分析方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國人民群眾生活水平的不斷提高及健康飲食觀念的深入人心，幹型葡萄酒已成為風靡全國的健康飲品，尤其是乾紅葡萄酒。
[0003]葡萄中芳香物質是構成葡萄和葡萄酒品質的主要成分，在葡萄酒風格個性和質量方面起著重要作用。葡萄酒中的香味物質種類繁多，包括萜類化合物、脂肪族化合物及芳香族化合物等幾類。它們之間的相互協同、累加以及抑制更使得葡萄酒香氣千變萬化，撲朔迷離。葡萄酒香味物歸納起來有三個來源，即葡萄品種、發酵及陳釀過程。長期以來，乾紅葡萄酒生產過程中對於品質的控制，主要依賴釀酒師的個人經驗，在釀造過程中取樣品嘗，感知酒體風味的變化，並通過對工藝參數的調整，以達到滿意的風味風格。經驗感受屬於模糊概念的範疇，再者原料產地及年份的差別，較難保證產品風味風格的穩定性。
[0004]目前我國乾紅葡萄酒熱銷，產銷量均呈迅猛增長趨勢，但與此同時各葡萄酒生產企業的乾紅葡萄酒產品質量卻是參差不齊，即使同一生產企業的同一產品，其產品質量的穩定性也很難保證，究其原因，除釀酒葡萄原料質量的差別外，釀酒生產工藝過程中，對於品質的控制主要依靠釀酒師的經驗來對主要釀酒工藝參數進行調整，產品的風味風格主要由釀酒師的主觀感受來保證，這是造成產品質量不穩定的主要因素。
[0005]因此，建立葡萄酒中風味物質成分的分析方法對於了解、調控葡萄酒中香氣成分的形成具有重要意義。通過探討酒中風味物質的形成變化規律，實現釀造過程中主要工序重要工藝參數的有效量化監控，可提升乾紅葡萄酒產品質量及穩定性；同時風味物質檢測方法也可應用於新產品開發過程中產品香氣完美度的鑑定，輔助開發高品質香氣的葡萄酒。
[0006]目前國內外均未將乾紅葡萄酒風味物質圖譜應用於生產工藝參數優化及生產工藝條件的控制領域。因此對現有分析技術方法進行改進，或建立綜合、聯機分析技術，簡化樣品處理程序，實現快速分析，提高測定的解析度，結果的可靠性及重複性，獲取全面體現葡萄酒產品質量的相關風味物質圖譜，了解在整個釀造工藝過程中的動態變化規律，對釀造工藝全程實施有效的跟蹤及監控，確保產品質量的穩定性將填補該研究領域的空白。
【發明內容】
[0007]本發明的技術效果能夠克服上述缺陷，提供一種乾紅葡萄酒生產過程中風味質量控制的快速分析方法，其能夠在一定程度上量化產品的風味風格，將其應用於乾紅葡萄酒的工藝控制，達到輔助釀酒師對工藝參數進行調整的決策，可在客觀上保證產品質量的相對穩定。
[0008]為實現上述目的，本發明採用如下技術方案:其採用靜態頂空萃取法和氣相色譜質譜聯用法對乾紅葡萄酒中相關風味物質進行定性鑑別。
[0009]本發明針對乾紅葡萄酒生產過程中風味物質的分析檢測，建立了一種適用於同時測定乾紅葡萄酒中揮發性及非揮發性微量、痕量風味物質的靜態頂空一氣相色譜一質譜聯用(HS-GC-MS)分析方法。該檢測方法可實現乾紅葡萄酒相關風味物質的定性鑑別，並能對典型特徵香氣成分進行準確定量，能夠在一定程度上量化產品的風味風格，將其應用於乾紅葡萄酒的工藝控制，達到輔助釀酒師對工藝參數進行調整的決策，可在客觀上保證產品質量的相對穩定。
[0010]靜態頂空萃取方法:向IOmL頂空瓶中加入2.0g固體NaCl和5mL不稀釋酒樣，平衡溫度為60°C，平衡時間30min。
[0011]氣相色譜質譜條件:色譜條件:載氣，He，恆流，1.6mL/min ;分流比20:1 ;升溫程序:40°C X2min，然後以 5°C/min 上升到 180°C，再以 15°C/min 升至 230°C，保持 5min。進樣 口溫度 250°C，吹掃流量 3.0mL/min ;選定的色譜柱為 Stabilwax30mX0.25mmX0.32 μ m。質譜條件:離子源溫度230°C，接口溫度250°C，質量掃描範圍35m/z — 500m/z。
[0012]相關風味物質的成分含量為
[0013]X1 = yx-4_X /χ jo-3,
[0014]其中X1為樣品中風味成分的質量分數，單位為μ g/L ；f為風味成分校正因子；Ai為樣品中風味成分的峰面積-A為添加於酒樣中內標物質的峰面積；1為添加於酒樣中的內標物的濃度，單位為μ g/L。
[0015]相關風味物質為1-己醇、乙酸異戊酯、癸酸乙酯、苯乙醇、異戊醇、異丁醇、乙酸乙
酯和己酸乙酯。
[0016]本方法快速簡便、靈敏準確，重現性、穩定性良好，能夠確保分析結果的可靠性和可信性，可實現乾紅葡萄酒相關風味物質的定性鑑別，並能對典型特徵香氣成分進行準確定量。應用本發明對高品質乾紅葡萄酒產品相關風味物質圖譜開展研究，結合品酒師的感官品評，可分析出對乾紅葡萄酒感官質量及特徵影響的主要的成份或因素。通過儀器分析結合數學方法，對乾紅葡萄酒相關風味物質圖譜的解析，在產品質量與工藝參數間建立數學關聯，能夠在一定程度上量化產品的風味風格，為傳統上主要依靠人對葡萄酒進行的感官質量品鑑提供分析檢測的質量評價依據。將其應用於乾紅葡萄酒的工藝控制，達到輔助釀酒師對工藝參數進行調整的決策，在客觀上保證了產品質量的相對穩定。
[0017]本發明為乾紅葡萄酒相關風味物質的資料庫的構建和擴充提供了穩定、可靠的數據支持，用於繪製不同風格、品種、產地等紅葡萄酒的指紋，完善葡萄酒感官質量控制的指紋圖譜，可在不同乾紅葡萄酒產品風味物質的典型圖譜領域建立相應的技術標準，用以指導及控制生產工藝過程，為將來利用信息化技術控制葡萄酒質量與風格奠定堅實基礎，促進產業的升級。
[0018]通過計算機繪製相應的標準控制圖譜，在乾紅葡萄酒釀造工藝過程的各工序分別採樣，分析，獲取相關風味物質圖譜，通過與標準圖譜比對，可以發現需要進行工藝控制的關鍵點，並在後續生產中採取合適的工藝措施加以控制，有利於生產流程的優化，從而降低生產成本，產生良好的經濟效益，而且乾紅葡萄酒相關風味物質圖譜，還能用於鑑別假冒偽劣產品，保障人民群眾的身體健康，同時產生良好的社會效益。【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為乾紅葡萄酒釀造工藝流程圖及其採樣點；
[0020]圖2為樣品量單因素試驗結果；
[0021]圖3為離子強度單因素試驗結果；
[0022]圖4為平衡溫度單因素試驗結果；
[0023]圖5為平衡時間單因素試驗結果。
【具體實施方式】
[0024]本發明的乾紅葡萄酒生產過程中風味質量控制的快速分析方法，採用靜態頂空萃取法和氣相色譜質譜聯用法對乾紅葡萄酒中相關風味物質進行定性鑑別。
[0025]本發明提供一種可對釀造工藝全程葡萄酒風味物質進行有效監控的分析檢測方法，採用頂空一氣相色譜質譜聯用法，HS-GC-MS法。釀造工藝流程及取樣點設置:
[0026]紅葡萄酒釀造工藝過程及取樣點設置見附圖1，共設置JG，Jl~J6和WP八個採集點，基本上覆蓋了整個釀造過程的各個工藝環節。每一批次的釀造工藝和設備均完全相同，而且只採用其中一個產區的葡萄原料釀製單品種、產地、年份乾紅葡萄酒。
[0027]頂空萃取法參 數條件:向IOmL頂空瓶中加入2.0g固體NaCl和5mL不稀釋酒樣，平衡溫度為60°C，平衡時間30min。
[0028]主要儀器:氣相色譜質譜聯用儀:島津GCMS-QP20IOPIus ；
[0029]色譜柱:Stabilwax30mX0.25mmX0.32 μ m ；
[0030]GZX — 9023MBE數顯鼓風乾燥箱。
[0031]氣相色譜(GC)條件:
[0032]載氣,He,恆流，1.6mL/min ;分流比 20:1 ;升溫程序:40°C X2min,然後以 5°C/min上升到180°C，再以15°C/min升至230°C，保持5min。進樣口溫度250°C，吹掃流量3.0mL/min。
[0033]質譜(MS)條件:
[0034]離子源溫度230°C，接口溫度250°C，質量掃描範圍35m/z — 500m/z。
[0035]實驗數據處理:採用SPSS13.0統計分析軟體結合Microsoft Excel,根據不同的研究目的，分別對實驗所得原始數據進行方差分析、主成分分析等。
[0036]定性:供試酒樣風味物質根據GC/MS分析得到的各色譜圖，採用NIST譜圖庫檢索，結合相對保留時間，進行風味物質成分定性。
[0037]定量:選擇4-甲基-2-戊醇為內標，採用不同梯度濃度的各主要風味成分標準物質作為標準溶液，以GC-MS分析中各標準物質峰面積與內標峰面積的比值為縱坐標，各標準物質的濃度為橫坐標作標準曲線。取標準曲線斜率為f因子，按如下公式計算得到樣品中各主要風味成分的含量。
J.[0038]X1 = /"x X /x 10.[0039]式中A1——樣品中風味成分的質量分數，單位為μ g/L ；
[0040]f——風味成分校正因子；[0041]A1——樣品中風味成分的峰面積；
[0042]A2——添加於酒樣中內標物質的峰面積；
[0043]I——添加於酒樣中的內標物的濃度，單位為μ g/L。
[0044]確定最佳靜態頂空萃取條件。根據熱力學和動力學原理分析可知，樣品性質、樣品量、平衡溫度、平衡時間、離子強度是影響靜態頂空色譜分析的主要因素。選擇影響因素較大的樣品量、離子強度、平衡時間、平衡溫度作為單因素進行試驗，研究靜態頂空不同參數對香氣成分的影響效果。
[0045](I)樣品量
[0046]頂空樣品瓶中的樣品量對靜態頂空色譜分析具有一定影響，因為它直接決定氣液兩相的分配平衡，從而影響頂空瓶內氣體部分揮發性物質的濃度，從而影響檢測效果。在IOmL頂空瓶中分別加入2mL、3mL、4mL、5mL、6mL酒樣,按照設定的色譜條件進行測定，結果見圖2。隨頂空瓶中樣品量的增加，風味物質的總峰面積增大，樣品量超過5mL時開始減小。因此從試驗需求和樣品需求量綜合考慮，採用5mL作為試驗樣品量。
[0047](2)離子強度
[0048]通常在頂空分析中添加無機鹽(如氯化鈉)可以增強溶液中的離子強度，改變揮發性組分的分配係數，有機物的非極性相對增強並使其在水溶液中的溶解度下降，從而促使有機揮發性成分從溶液中向頂空中揮發，從而增加頂空中被測物質的濃度。這種加鹽能有效的增加頂空瓶內空氣中揮發性物質濃度的現象最先在葡萄酒的文章中被報導的。但是NaCl的加入還會影響樣品基質的黏度，降低分析物的擴散速度，產生鹽的負效應。因此，需對添加NaCl進行優化選擇。試驗取5mL酒樣、平衡時間30min、平衡溫度50°C等條件下，分別添加0g、0.5g、l.0g、l.5g、2.0g、2.5g共6個質量梯度的NaCl進行風味物質的提取效率比較。結果見圖3，頂空瓶內空氣中的揮發性物質的濃度隨著鹽添加量的增加先上升後下降。鹽添加量在2g時，頂空瓶內空氣中的揮發性成分的濃度最高，所以選用2g作為以後試驗鹽的添加量。
[0049](3)平衡溫度
[0050]樣品的平衡溫度與蒸氣壓直接相關，且影響風味物質在氣液兩相中的分配係數。一般來說，溫度越高，蒸氣壓越高，頂空氣體的濃度越高，分析靈敏度就越高。平衡溫度高對低沸點物質分析是有利的，它可以縮短平衡時間。但是過高的溫度可能導致某些組分的分解和氧化(樣品瓶中有空氣)，生成新的物質或者失去某些風味物質。所以，選擇合適的平衡溫度，對靜態頂空色譜分析是極其重要的。試驗選擇300C、40°C、50°C、60°C、80°C 5個水平，在其他條件不變的情況下進行分析，結果見圖4，升高溫度可以增強香氣成分的提取效果，從30°C?50°C時，峰面積隨溫度增幅較快，並在60V時達到頂峰，超過60°C後有下降趨勢。綜合考慮到溫度過高可能會引起葡萄酒香氣物質發生變化，所以將60°C作為最佳平衡溫度。
[0051](4)平衡時間
[0052]平衡時間取決於被測香氣物質組分從樣品基質到氣相的擴散速度。擴散速度越快，分析擴散係數越大，所需平衡時間越少。在實際操作中，攪拌或振蕩樣品在一定程度上可減少平衡時間。由於樣品的性質千差萬別，固定的平衡時間不能適用於所有的樣品分析，需通過試驗，根據待測物的峰面積與平衡時間的關係確定具體的平衡時間，當樣品達到平衡時，平衡時間的延長會使一些性質不穩定揮發性成分發生熱分解、氧化等副反應。試驗選取10min、20min、30min、40min、50min5個水平,樣品量為5mL,固定其他條件下進行分析,結果見圖5。隨著平衡時間增加，風味物質提取效率顯著增加，但是平衡時間超過30min後萃取效率有所下降，所以選擇30min為最佳平衡時間。
[0053](5)正交試驗
[0054]在單因素試驗的基礎上，以頂空瓶中樣品量、平衡溫度、平衡時間、加鹽量為考察因素，選取L9 (34)正交表進行正交試驗，以各風味物質的峰面積之和作為參考指標，篩選最佳的分析條件，試驗結果及極差分析見表1，方差分析見表2。
[0055]表1正交試驗設計及極差分析
【權利要求】
1.一種乾紅葡萄酒生產過程中風味質量控制的快速分析方法，其特徵在於，採用靜態頂空萃取法和氣相色譜質譜聯用法對乾紅葡萄酒中相關風味物質進行定性鑑別。
2.根據權利要求1所述的乾紅葡萄酒生產過程中風味質量控制的快速分析方法，其特徵在於，靜態頂空萃取方法:向IOmL頂空瓶中加入2.0g固體NaCl和5mL不稀釋酒樣,平衡溫度為60°C，平衡時間30min。
3.根據權利要求1所述的乾紅葡萄酒生產過程中風味質量控制的快速分析方法，其特徵在於，氣相色譜質譜條件:色譜條件:載氣，He,恆流,1.6mL/min ;分流比20:1 ;升溫程序:40°C X2min，然後以 5°C/min 上升到 180°C，再以 15°C/min 升至 230°C，保持 5min。進樣口溫度 250°C，吹掃流量 3.0mL/min ;選定的色譜柱為 Stabilwax30mX0.25mmX0.32 μ m。質譜條件:離子源溫度230°C，接口溫度250°C，質量掃描範圍35m/z — 500m/z。
4.根據權利要求1所述的乾紅葡萄酒生產過程中風味質量控制的快速分析方法，其特徵在於，相關風味物質的成分含量為-1I =ZX-lXZXIO ? I其中X1為樣品中風味成分的質量分數，單位為μ g/L ;f為風味成分校正因子夂為樣品中風味成分的峰面積；A2為添加於酒樣中內標物質的峰面積為添加於酒樣中的內標物的濃度，單位為μ g/L O
5.根據權利要求1所述的乾紅葡萄酒生產過程中風味質量控制的快速分析方法，其特徵在於，相關風味物質為1-己醇、乙酸異戊酯、癸酸乙酯、苯乙醇、異戊醇、異丁醇、乙酸乙酯和己酸乙酯。
【文檔編號】G01N30/02GK103901122SQ201210583203
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月28日 優先權日:2012年12月28日
【發明者】劉紅梅, 程江峰, 史銘儡, 段文佳, 劉傑, 邵麗 申請人:青島華東葡萄釀酒有限公司