J. Future Foods：地域驱动的葡萄酒香气差异：中国不同产区4个品种葡萄酒香气特征的形成机制

地域驱动的葡萄酒香气差异：中国不同产区4个品种葡萄酒香气特征的形成机制

期刊：Journal of Future Foods（10.6）

发表日期：2025年9月

 

 

研究摘要

 

本研究选取中国三大优质葡萄酒产区的4个葡萄品种，通过分析挥发性物质与感官特征，系统阐述品种与产区的互作对葡萄酒香气多样性的影响。受日照时间长、降水量低的环境条件影响，贺兰山东麓产区的丹菲特葡萄酒以及西部产区马瑟兰葡萄酒的萜类物质含量更高。意大利雷司令表现出明显的产区分化特征，其中胶东半岛产区样品中绝大多数萜类物质的浓度达到最高。贺兰山东麓霞多丽葡萄酒的发酵香气更为突出，天山北麓霞多丽则品种香气表现更强。挥发性物质的产区差异造成葡萄酒香气风格不同：西部红葡萄酒花香更为浓郁；胶东半岛的意大利雷司令香气表现最为充沛；天山北麓霞多丽带有浓烈的花香与蜂蜜香气。此外，气候因子对红、白葡萄酒品种香气的影响存在差异。该研究结果可为我国不同产区的葡萄品种适栽性研究提供重要参考。

 

 

研究背景

 

香气是评价葡萄酒品质的核心指标，对葡萄酒典型性以及消费者接受度具有重要影响。品种香气主要来源于葡萄果实，是决定葡萄酒品种特征与产区特色的关键组分。葡萄品种与产区环境的相互作用，在葡萄酒香气轮廓的形成中起到关键作用。当葡萄种植在适宜的环境条件下，品种自身的特色可以充分展现，从而酿造出品质优异、风格突出的葡萄酒。

萜类物质是一类重要的品种香气物质，在玫瑰香、丹菲特、意大利雷司令等品种中尤为突出。常见的游离单萜包括芳樟醇、香叶醇、β‑香茅醇、橙花叔醇以及α‑松油醇，这类物质感官阈值低，可为葡萄酒带来花香与柑橘类香气。萜类物质的浓度与组成比例，受葡萄品种和栽培产区的显著影响。各类单萜的比例不仅可以区分不同葡萄品种，还可以判别同一品种的产地来源。

中国已成为全球主要葡萄酒生产国之一，培育出胶东半岛、新疆、宁夏等多个优质葡萄酒产区，各产区拥有独特风土，产出风格迥异的葡萄酒。已有研究证实，我国东、西部产区在葡萄生长周期、风味物质含量、葡萄酒风格方面均存在显著差异，这种地域差异在葡萄酒品种香气上体现得尤为明显。现有研究大多聚焦单一品种在不同产区的表现，但不同产区、不同品种之间萜类物质积累差异背后的潜在机制，仍有待进一步解析。

 

材料与方法

 

2.1.葡萄酒样品

2023年，共收集了12份葡萄酒样品，包含四种单品种干型葡萄酒（丹菲特、马瑟兰、雷司令和霞多丽）和三个葡萄酒产区（天山山脉北麓产区NFTM、贺兰山东麓产区EFHM以及胶东半岛产区JP）。根据地理位置，EFHM和NFTM产区被归类为西部葡萄酒产区。而JP则被归类为东部葡萄酒产区。

 

2.2.气象监测

这些地区的气象数据，包括温度、降水量和日照时间等，通过位于葡萄园气象监测站的传感器和仪器进行持续监测。2023年5月至10月期间，这些地区的降水量、平均日温度、日温差以及日照时间等数据均显示在图1和表S1。

 

2.3.理化与挥发性物质检测

 

2.4.感官分析

 

结果与讨论

 

3.1.气象数据

胶东半岛（JP）产区葡萄生育期总降水量达454.7 mm，是贺兰山东麓（EFHM）与天山北麓（NFTM）产区的3‑9倍，降水集中在6‑7月。EFHM总降水量整体偏低，但8月转色期降水量达到峰值89.1 mm，分别为NFTM、JP的2倍、33倍。NFTM的降水主要集中于6月（36.3 mm），后续月份降水量急剧下降。此外，JP日均气温为22.81℃，比贺兰山东麓、NFTM高出约2℃（图1B）。图1C可见，JP昼夜温差显著低于另外两个产区，平均仅8.5℃。图1D为平均日照时长，EFHM与NFTM日照时间更长，JP平均仅8 h，EFHM日均日照可达10.07 h，5‑8月的生长前期与转色关键期日照优势尤为突出。

气象数据表明，JP、NFTM、EFHM三个产区气候差异显著。JP降水量大、日均温度高、昼夜温差偏小，NFTM与EFHM气候条件相近，降水量少、昼夜温差大。按照Koppen-Geiger体系划分，JP属于季风影响下的亚热带湿润气候，EFHM为冷半干旱气候，NFTM属于冷半干旱或冷荒漠气候。

 

 

3.2.葡萄酒基础理化组成

表S2列出葡萄酒基础理化指标，包含酒精度、甘油、残糖、总酸与pH。EFHM产马瑟兰、霞多丽酒精度最高，JP样品酒精度最低。与之相反，丹菲特、意大利雷司令在JP酒精度最高，EFHM次之，NFTM最低。甘油含量变化趋势大体与酒精度一致，霞多丽例外，其在EFHM与JP甘油含量更高。马瑟兰、霞多丽在NFTM、EFHM总酸更高，丹菲特与意大利雷司令则在JP总酸更高。pH方面，丹菲特不同产区间波动很小，维持在3.4‑3.5，其余3个品种均在EFHM取得最低pH。

 

3.3.香气物质

本研究在12款葡萄酒中共鉴定并定量出123种挥发性物质，依据化学结构分为10大类（表S4）。绝大多数挥发性物质的含量存在显著产区间差异。对各样品香气轮廓开展主成分分析（PCA），结果显示红、白葡萄酒之间香气差异明显（图S2）。由图2A‑B可知，品种带来的香气差异大于产区差异。为解析三大产区挥发性香气物质的差异，本研究按照物质来源（葡萄来源、发酵来源）和化学类别（萜类、C13‑降异戊二烯衍生物、乙酯、乙酸酯等）筛选关键香气物质开展分析。结合各物质感官阈值计算气味活度值（OAV），以此评判各类物质对葡萄酒整体香气的潜在贡献（表S5）。

 

 

3.3.1品种香气

对品种香气物质开展层次聚类并绘制热图（图3），解析不同产区葡萄来源香气轮廓的差异，热图将全部物质划分为4个不同聚类组。

C6醇：共定量5种C6醇（1‑己醇、(Z)‑2‑己烯‑1‑醇、(E)‑2‑己烯‑1‑醇、(Z)‑3‑己烯‑1‑醇、(E)‑3‑己烯‑1‑醇）。红葡萄酒中，西部产区C6醇含量高于JP。其中1‑己醇是占比最高的C6醇，占C6醇总量80%以上，NFTM的1‑己醇含量显著高于EFHM、JP。白葡萄酒C6醇的变化规律并不统一。雷司令中，NFTM样品1‑己醇占比与浓度最高，EFHM样品(E)‑3‑己烯‑1‑醇、(Z)‑3‑己烯‑1‑醇含量更高，JP样品(E)‑2‑己烯‑1‑醇、(Z)‑2‑己烯‑1‑醇含量突出。霞多丽的1‑己醇含量无显著产区间差异，但NFTM样品中(E)‑3‑己烯‑1‑醇与(Z)‑3‑己烯‑1‑醇含量显著更高。

萜类物质：丹菲特、马瑟兰绝大多数萜类物质在EFHM含量更高，雷司令萜类物质则在JP整体最高。霞多丽萜类分布无统一规律，不同萜类分别在NFTM或JP占优势。共检测出28种萜类物质，聚类分为4组。第1聚类包含10种物质，其中β‑香茅醇、柠檬烯气味活度值OAV>0.1，感官贡献突出。JP的雷司令、丹菲特，EFHM马瑟兰萜类物质含量较高。霞多丽存在产区分化：β‑香茅醇以EFHM为高，柠檬烯以NFTM更高。第2聚类包含8种萜类，其中香叶醇、芳樟醇含量与OAV均较高（表S5）。二者表现出明显的地域分布：丹菲特香叶醇在EFHM最高，马瑟兰香叶醇在NFTM积累量是EFHM、JP的1.4‑2.2倍。白葡萄酒萜类在EFHM整体偏低，高峰分别出现在NFTM霞多丽、JP雷司令。芳樟醇方面，EFHM红葡萄酒含量显著更高，丹菲特达13.33±3.38 μg/L，马瑟兰3.25±0.86 μg/L。白品种中，霞多丽芳樟醇峰值出现在NFTM（5.42±1.02 μg/L），雷司令芳樟醇在JP最高（56.13±1.11 μg/L）。第3、4聚类合计11种萜类（如萜品油烯、香茅醛），OAV均小于0.1，香气贡献微弱。

相关性分析显示，红、白葡萄酒萜类物质对气候因子的响应模式存在明显区别（图4）。白葡萄酒萜类物质大多与日照时长、昼夜温差呈负相关，和降水量、日均温度呈正相关。红葡萄酒萜类响应更加分化，柠檬醛的变化规律与白葡萄酒类似，而香叶醇、顺式呋喃芳樟醇氧化物对气候的依赖关系则与之相反。西部EFHM降水适中、日均温低、日照时间最长，因此红葡萄萜类积累水平高，而JP高温高降水，抑制红葡萄萜类合成。值得注意的是，气候因子对白葡萄萜类积累的调控趋势与红葡萄相反。红葡萄生长季EFHM日照时长高于NFTM与JP，这是当地红葡萄酒萜类含量更高的主要原因。而白葡萄果皮缺少花青素这一光胁迫保护物质，EFHM的强太阳辐射，反而会对白葡萄萜类物质积累产生不利影响。

 

 

C₁₃‑降异戊二烯衍生物：本研究鉴定4种：葡萄酒螺烷A、葡萄酒螺烷B、TDN、(E)‑β‑大马酮，分别归属于热图第3、4聚类（图3）。其中(E)‑β‑大马酮OAV最高，达到34.87‑106.17。(E)‑β‑大马酮存在显著产区间差异：EFHM、JP马瑟兰显著高于NFTM，西部产区的雷司令、霞多丽该物质含量显著高于JP。C₁₃‑降异戊二烯衍生物总含量变化趋势大体同上，雷司令例外，其在EFHM、JP总含量均较高，这源于TDN含量提升。除丹菲特以外，其余3个品种TDN平均含量均以JP最高。马瑟兰、意大利雷司令的葡萄酒螺烷A、B在JP、EFHM含量更高。丹菲特除TDN在NFTM仅检出微量（0.68 μg/L）以外，其余物质无显著产区间差异。

相关性分析揭示气候因子与C₁₃‑降异戊二烯衍生物的关联特征（图4）。白葡萄酒中，(E)‑β‑大马酮含量与降水量、日均温度显著负相关，和昼夜温差、日照时长显著正相关。红葡萄酒中该物质与气候因子相关性较弱。其余降异戊二烯衍生物（葡萄酒螺烷A、B、TDN），在红、白葡萄酒中表现规律一致，与降水量、日均温度呈弱正相关，与昼夜温差、日照时长呈负相关。

 

 

3.3.2发酵香气

本研究筛选气味活度值大于0.1（OAV>0.1）的组分，共鉴定得到33种香气活性物质（表S4）。对于丹菲特葡萄酒，大部分发酵香气物质（尤其是酯类）在EFHM产区含量更高（图5）。己酸乙酯（OAV>60）是造成丹菲特产区间香气差异的核心物质，JP、EFHM产区样品中其浓度为NFTM的1.6‑2.8倍。马瑟兰葡萄酒中，大多数OAV＞1的酯类物质，如己酸乙酯、乙酸异戊酯（OAV>10），在西部产区的含量高于JP，2‑甲基丁酸乙酯在EFHM马瑟兰中的气味活度值达到最大值931.32。霞多丽的多数酯类同样在EFHM含量更高，例如2‑甲基丁酸乙酯（OAV为439.72），但己酸乙酯的最高OAV出现在NFTM（370.54），说明不同产区的酯类组成与配比存在差异。意大利雷司令的酯类也呈现类似规律，2‑甲基丁酸乙酯在JP含量最高（OAV为767.97），己酸乙酯则在NFTM浓度最高（OAV为349.45）。

本研究鉴定出4种感官贡献突出的高级醇：苯乙醇、2,3‑丁二醇、异戊醇与异丁醇。丹菲特葡萄酒中，EFHM样品的异丁醇、2,3‑丁二醇含量，是JP和NFTM样品的1.3‑3倍。与之类似，意大利雷司令葡萄酒中，EFHM的异戊醇、异丁醇含量比另外两个产区高1.5‑1.8倍。霞多丽与马瑟兰葡萄酒的异戊醇、苯乙醇均在EFHM达到最高值。己酸、辛酸、癸酸等脂肪酸大多在NFTM葡萄酒中含量最高，EFHM产丹菲特除外。

 

 

3.4.感官轮廓

如图6A‑B所示，红葡萄酒的香气特征包含黑果、红果、紫罗兰、丁香/刺槐花、玫瑰、椴花、西梅干、香料、青草以及药香。白葡萄酒的香气有香蕉、菠萝、柑橘（柠檬、橙子）、苹果、梨、蜂蜜、西番莲、果糖、杏仁、桃子、杏、椴花、玫瑰。各香气属性的感官评分结果见图6C‑F。

定量描述性感官分析（QDA）结果表明，西部EFHM、NFTM产区的红葡萄酒花香强度高于JP产区。西部产区马瑟兰的果香、西梅干香以及蜂蜜香气同样比JP样品更为突出。EFHM与JP的丹菲特香气轮廓相近，黑果与西梅干香气浓郁，感官强度高于NFTM的丹菲特。NFTM霞多丽综合香气表现最强，柑橘/柠檬、桃/杏、花香、青草香特征突出，EFHM霞多丽的蜂蜜、丁香/刺槐花香与NFTM水平接近，JP霞多丽则表现出更加清新的柠檬与水果硬糖香气。雷司令是本研究中产区分化最明显的品种，JP样品各项香气属性得分均更高，花香饱满浓郁，而NFTM、EFHM则以果香为主。葡萄酒香气轮廓的差异来源于挥发性物质组成的不同。图6G‑H结果表明，花香属性得分（红葡萄酒的紫罗兰香，白葡萄酒的丁香/刺槐花香）与芳樟醇、酯类物质呈显著正相关。这说明萜类与其他挥发性物质协同贡献葡萄酒的花香，不同葡萄品种中各类物质的配比各不相同，由此形成独特的香气轮廓。葡萄酒的果香主要由酯类物质贡献。NFTM与JP雷司令的酯类组成存在差异，是两个产区果香风格出现分化的原因。

 

 

结论

 

综上，本研究对国内三大代表性产区的4个葡萄品种葡萄酒开展挥发性组分与感官轮廓分析，结果表明葡萄酒香气同时受葡萄品种和栽培产区的共同调控，品种对香气的影响作用大于产区。气候因子对挥发性物质（尤其是品种香气物质）的合成积累起到关键作用。红葡萄酒的产区间香气变化规律较为统一：西部产区降水量低、日照时间更长，萜类物质积累水平更高，花香表现更为突出。白葡萄品种相互之间差异更大。JP雷司令的品种香气和NFTM、EFHM差异显著，萜类含量更高，花香最为浓郁。EFHM霞多丽发酵香气占优势，NFTM霞多丽则品种香气更强。同时，红、白葡萄酒的关键挥发性物质对气候因子的响应模式并不相同。后续研究需要进一步解析不同产区葡萄果实的代谢物积累规律，从分子层面揭示风土条件调控物质积累的内在机理。本研究结果可为我国葡萄酒产区的品种选育与布局优化提供理论参考。