Npj Sci. Food：基于感官计量学溯源阿根廷马尔贝克葡萄酒产地

基于感官计量学溯源阿根廷马尔贝克葡萄酒产地

期刊：npj Science of Food（9.7）

发表日期：2024年02月

 

 

引言

 

风土研究在科学界日益受到重视，但该领域仍存在诸多研究难点，感官分析层面的挑战尤为突出。本文以马尔贝克葡萄品种为研究案例，构建一套依托感官计量学追溯葡萄酒产地典型性的研究方法。本项大规模研究选取来自29块地块、81款葡萄酒作为研究样本，各地块气候、海拔、土壤条件差异显著。这些葡萄酒在三个连续的年份中都在标准条件下生产。由经过专业培训的感官评定小组采用描述性感官分析法（DA）对葡萄酒进行感官评测，将各类感官描述词与大区、行政区、地理标志（GIs）等不同层级地理范围建立关联。借助多种感官计量分析工具，本研究得以阐释各地葡萄酒的产地典型性，实现不同产区的区分鉴别，同时提出一套全新研究体系，可从感官维度对风土特征开展综合评估。研究发现，酿酒年份对行政区、地理标志层级的葡萄酒感官特征影响极强，香气、滋味、口感相关感官指标均存在年际波动。但仍有部分产地专属感官特征保持稳定，以此可揭示马尔贝克葡萄酒的产地典型特质。本实验研究样本覆盖范围广，这套研究方法完成了概念验证，可从感官视角解析风土效应与年份效应，为葡萄酒生产商与消费者提供具备科学依据的清晰参考。

 

研究背景

 

葡萄酒是成分复杂的混合体系，内部挥发性与非挥发性物质相互作用，而这类相互作用会改变人对葡萄酒香气、风味与口感的感知。因此，即便葡萄酒的化学组分相近，其感官特征也可能存在显著差异。化学组分分析虽能区分不同产区葡萄酒，但结合人体感官感知的研究方式，能更清晰地解读、传递葡萄酒的产地典型性。

市场普遍认为，某类特色葡萄酒仅能在特定风土环境中产出，这一认知是部分产区葡萄酒定价走高的核心驱动力之一。风土概念曾是旧世界葡萄酒产区的专属标签，如今全球各地酿酒师均广泛使用该术语，同时，产地仍是消费者选购葡萄酒时的关键考量因素。然而，目前能够佐证地理标志产区葡萄酒产地典型性的相关研究十分有限，多数研究也难以识别仅属于特定产区的感官特征标志物。

学界将葡萄酒的产地典型性划分为两类：感知型典型性，依托各类感官分析手段判定；概念型典型性，属于基于个人经验形成的主观认知，是一种社会认知产物。各产区葡萄酒的感官特征可用于表征感知型产地典型性，也是本研究的核心分析对象。已有多国、多个葡萄品种的相关研究证实，地理区位会直接影响葡萄酒的化学组分与感官特质。但想要在多个酿酒年份中，找到稳定表征特定风土的感官特征，仍存在较大研究难点，而攻克这一难点，将为风土的科学化定义提供核心支撑。

 

材料与方法

 

2.1.葡萄园和葡萄酒酿造工艺

样本范围：29块独立葡萄园地块，覆盖3大产区（东部产区、第一产区以及乌科谷产区）、6个行政区、12个地理标志GI，连续3个采收年份（2016、2017、2018），共81款标准化酿造葡萄酒。表格1提供了每个地块的信息，包括海拔和收获日期。全部葡萄在卡特纳葡萄酒研究所实验酒厂统一加工，最大限度排除人为酿造操作干扰风味。少量地块仅单年份采收，如Luj-Ug-OT-1、Luj-Ug-VR-1和Luj-Carr-LU-1仅2017年采摘，San-Cons-RO-1仅在2018年。

 

 

2.2.感官分析

这些门多萨马尔贝葡萄酒的感官特性在装瓶后1到6个月内进行了评估。两次感官测试均采用Lawless&Heymann在2010年提出的通用描述性感官分析方法来进行，该方法包括选择评估人员、通过共识确定各项属性、概念形成、对葡萄酒各项特性的评分以及量化处理等步骤。

2017年份：28瓶，加州戴维斯分校10名品评员，评价30项香气、口感、滋味指标；

2018年份：26瓶，阿根廷INTA农业研究所14名专业品评员，评价28项感官指标；

标准化测试规范：独立感官隔间、20℃标准品鉴杯、随机三位数盲样编码，线性标尺打分（弱-强），样品间清水+无盐饼干清口。每个样品重复3次测试，采用随机区组设计，并纳入2016年历史数据集统一分析，保证三年数据横向可比。

 

结果与讨论

 

3.1.感官特征可以区分不同地理区域中的不同年份酿造的葡萄酒

从葡萄酒酿造的地域划分角度，门多萨省被划分为多个产区大区。以乌科山谷为例，该产区下辖Tupungato、San Carlos、Tunuyán三个行政区（图1a）。乌科山谷最核心的环境特征为气候相对冷凉，土壤是安第斯山脉典型的冲积土，区域内河流沉积物广泛分布，形成延伸至平原地带的冲积扇地貌。一号产区包含Maipú、Luján de Cuyo两大行政区，整体气候相较于乌科山谷更为温暖。本研究选取的东部产区仅包含Rivadavia一个行政区（图1b）。与前两大产区相比，Rivadavia气候最为炎热、海拔更低，土壤以风成土为主，土质厚重，由黏土基底与砂质成分混合构成。

 

 

针对产区大区维度，2017与2018年份的三元多元方差分析（MANOVA）结果显示：产地、重复样本、感官评定员、产地与评定员交互作用、重复样本与评定员交互作用均存在统计学显著差异。以显著性阈值p＜0.05为判定标准，2017年份共有8项感官描述词在不同大区葡萄酒间存在显著差异，2018年份则有9项。2017年存在显著差异的感官指标为：桉树香气、灼热香气、坚果气息、蔬菜气息、烟熏气息、苦味、收敛感、灼热口感。2018年显著指标为：灼热香气、红色水果香气、玫瑰花香、烟熏气息、潮湿气息、醋味、收敛感、辛辣口感。其中，灼热香气、烟熏气息、收敛感是两年均表现出显著产区差异的感官特征。

为更清晰地解析各大产区间的感官差异，本研究对全部感官描述词开展主成分分析（PCA）（图2）。2017年的分析结果可将三大产区清晰分离开（图2a）。东部产区与蔬菜、烟草、烟熏、甜感、粘稠感、皮革、青草类香气呈正相关，乌科山谷则对应桉树香气、收敛感、苦味、辛辣感、灼热（香气与口感）、酸味，一号产区同时具备桉树与樱桃香气特征（图2b）。

2018年，一号产区与乌科山谷均与灼热口感、收敛感、李子、红色水果香气等指标正相关；而东部产区则关联潮湿气息、醋酸味、烟熏、皮革、青椒与泥土香气（图2c、d）。第二主成分（PC2）可实现一号产区与乌科山谷的区分，其中乌科山谷葡萄酒带有突出的酸味与青草香气。从年份稳定性角度来看，各大产区均存在固定感官特征，东部产区在2017、2018两个年份中，烟熏、皮革香气特征始终稳定存在。与之类似，乌科山谷葡萄酒的收敛感、酸味特征在两年样本中均有体现。

 

 

为解析不同酿酒年份下，感官数据对各大产区的区分效果，本研究采用多因子分析（MFA），整合本次实验三年全部产区样本数据，其中2016年份的基础数据引用Urvieta等人（2018）的已有研究成果。如图3a所示，酿酒年份对产区分类结果的影响十分突出，第二分析维度可清晰区分乌科山谷与东部产区，一号产区在不同年份间的感官特征一致性，高于另外两大产区。多因子分析载荷图（图3b）显示，三年样本数据中重合度高、表现稳定的感官描述词为：灼热香气、蔬菜/草本气息、收敛感、烟熏气息。2016年份中，红色水果香气是东部产区的标志性特征，而2018年该风味特征则集中出现在乌科山谷与一号产区。酿酒年份效应会极大改变门多萨马尔贝克葡萄酒的化学组分，进而改变葡萄酒的全部感官表现。从气候条件来看，2016年整体气候极寒、多雨潮湿，并非门多萨的典型气候，而2017、2018年的气候特征与门多萨多年平均气候相近，这一差异也直接反映在葡萄酒的化学组分上，两年葡萄酒共享多项具备产区区分作用的感官指标。

 

 

3.2.感官计量学可部分区分行政区，并证实年份效应作用显著

以行政区作为地理分类标准开展单因素方差分析（ANOVA），得到存在统计学显著差异的感官描述词数量，与按大区分类的分析结果一致。2017年份差异显著的感官指标为桉树香气、灼热香气、坚果气息、蔬菜气息、烟熏气息、苦味、收敛感、灼热口感。2018年差异显著指标为灼热香气、皮革香气、红色水果香、玫瑰花香、烟熏气息、潮湿气息、醋味、收敛感、辛辣口感。在行政区、大区两套分类体系下，连续两年均表现出显著区分效果的感官描述词为灼热香气、烟熏气息、收敛感与辛辣感。本团队此前针对2016年份葡萄酒，采用完全相同的行政区划分标准开展研究，当年具备区分效力的感官指标为红色水果香、葡萄干香、黑胡椒香、草本气息、烟草香、灼热感与甜感。收敛感仅在2017、2018年份存在统计学差异，2016年份无显著区分作用。同三年份理化检测数据显示，2017与2018年份葡萄酒的花青素、黄酮醇含量更高。收敛感、苦味等感官特征与这类酚类物质直接相关，因此两项指标可有效区分这两个年份下的各行政区葡萄酒。

将同款感官计量分析工具应用于行政区分类时，各行政区样本的综合区分效果与稳定性，和大区分类分析结果存在明显区别。研究发现，部分行政区样本可被清晰划分，另有部分行政区则难以依靠感官特征实现有效辨别（图4）。本研究核心目标为评估葡萄酒产地典型性，因此无论感官分析中指标是否存在显著差异，各行政区共有的全部香气、风味特征均纳入分析范围。图3b、3d展示了与各个行政区一一对应的感官描述词。

两个年份的分析结果呈现统一规律。Rivadavia行政区葡萄酒均可与其余行政区样本完全分离，其标志性感官特征主要包含植物气息、烟熏香、青草香、皮革香、李子果香与潮湿气息。2016年份葡萄酒样本也得到完全一致结论，当年Rivadavia葡萄酒的特征风味为草本气息、烟草香、黑胡椒香与甜感。在上述所有感官指标中，草本类香气是该行政区跨越全部三个年份均稳定存在的标志性风味。

收敛感这一感官特征与乌科山谷下辖各行政区葡萄酒高度关联（图4）。该感官指标与葡萄酚类物质含量密切相关。已有研究证实，海拔越高，大气气体对紫外线B（UV-B）的吸收作用越弱，葡萄园接收的UV-B辐射强度随之上升，该环境变化会促进槲皮素、反式白藜芦醇、二羟基花青素等酚类物质大量合成。本研究中乌科山谷各行政区恰好具备高海拔、冷凉气候的环境特征。上述数据揭示葡萄酒理化指标与感官特征间存在潜在关联，槲皮素、(+)-儿茶素等酚类物质，正是葡萄酒收敛感、苦味风味的物质基础。

以行政区为分类标准，整合三个采收季全部感官指标平均值开展多因子分析（MFA），结果清晰体现出年份效应对门多萨省内部分行政区的显著影响，代表区域为Rivadavia与Maipú（图3c、3d）。Rivadavia行政区样本与第二主成分维度相关性更强，Maipú行政区样本则与第一主成分维度高度相关，2017、2018两个年份中，Rivadavia与Maipú的样本区分一致性最差。San Carlos、Tunuyán两大行政区在三年观测周期内的感官区分结果一致性良好。Tupungato、Luján de Cuyo、San Carlos三地葡萄酒感官特征相似度较高，可归为同一大类。结合2017、2018年份独立主成分分析结果（图4a、4c），以及本团队过往2016年份研究数据，三地葡萄酒感官风味高度相近。2016与2017年份样本排序间RV相关系数为0.89，2016与2018年为0.86，2017与2018年为0.71。

 

 

3.3.探究跨年份下，感官典型性与地理标志产区地理邻近性的相互作用规律

依托各地理标志（GI）葡萄酒感官数据开展多元方差分析（MANOVA）。以p＜0.05作为显著性判定阈值，2017年份共有12项感官描述词可区分不同地理标志产区葡萄酒，2018年份仅有5项有效区分指标。

图5为整合三年全部感官变量得到的地理标志产区聚类热力图。该无监督聚类分析可直观反映各地理标志产区之间的感官风味异同。全球绝大多数地理标志产区均依据行政边界划定，并未以葡萄酒感官风味差异、产地典型性作为划分依据。例如Chacayes、Los Arboles两大地理标志产区，在2018年份聚类分析中归为同一组别。两类产区归为同一聚类，并不代表两地葡萄酒风味完全一致，仅说明二者共享大量感官特征，依靠风味相似度形成聚类。与此同时，各类感官描述词的独特组合，又造就了两地葡萄酒各自独有的风格。

 

 

研究结论

 

本研究基于感官数据对大量地理标志产区完成聚类划分，该研究结果属于现有文献尚未报道的全新发现。该结论对风土研究领域具备重要参考价值，研究证实可依托葡萄酒感官特征，优化现有地理标志划定标准，或完成地理标志产区重新分类。此外，本研究可精准识别塑造各产区独特风格的感官指标，完善葡萄酒概念型产地典型性理论体系，助力葡萄酒行业开展风味传播与市场科普。总体而言，本研究成果对该领域后续相关研究具备重要指导意义，同时验证了感官数据用于地理标志产区研究的可行性与实用价值。