水果白蘭地香氣成分研究進展

曾朝珍，張永茂，康三江，張霽紅，張 芳，張海燕

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工研究所，甘肅 蘭州 730070）

水果白蘭地是以水果為原料經(jīng)發(fā)酵蒸餾而成的蒸餾酒，具有獨特幽郁的香氣。其香氣來源于水果品種香、發(fā)酵產(chǎn)生的香味化合物和陳釀過程中產(chǎn)生的陳釀香[1]。水果白蘭地的揮發(fā)性香氣物質(zhì)是評判其品質(zhì)的一個重要感官指標(biāo)，其種類、含量、感覺閾值及其之間的相互作用決定著酒的感官質(zhì)量、風(fēng)味等[2]。本文對水果白蘭地中揮發(fā)性香氣物質(zhì)的萃取及分析方法、發(fā)酵、蒸餾和陳釀過程中的香氣成分研究進行了較全面地綜述，以期對我國水果白蘭地中香氣成分的研究提供參考。

1 水果白蘭地香氣成分分析方法

1.1 水果白蘭地香氣成分提取方法

水果白蘭地香氣成分在進行鑒定之前，需對揮發(fā)性物質(zhì)進行分離提取，目前關(guān)于水果白蘭地香氣成分提取的方法主要有固相微萃取法、攪拌棒萃取法、液液萃取法和直接進樣法。

1.1.1 固相微萃取法

固相微萃取法（solid-phase micro-extraction，SPME）屬于非溶劑型選擇性萃取法。固相萃取主要用于復(fù)雜樣品中微量或痕量目標(biāo)化合物的分離和富集。該方法操作時間短、樣品量小、無萃取溶劑、重現(xiàn)性好、選擇性高，適合于極性和非極性化合物的樣品前處理，同時也便于實現(xiàn)自動化以及易于與色譜、電泳等高效分離檢測手段聯(lián)用。游義琳等[3]利用頂空固相微萃取對白蘭地酒中的香氣成分進行了分析，建立了快速測定白蘭地酒中香氣物質(zhì)的方法，并利用此方法分析了白蘭地酒樣的香氣成分，質(zhì)譜圖中共分離出78個峰，鑒定出49種香氣物質(zhì)。原蕾[4]采用頂空固相微萃取對張裕原葡萄酒樣品和二次蒸餾白蘭地進行分析，認(rèn)為異丁醇、乙酸乙酯、辛酸乙酯、丁二酸二乙酯以及癸酸乙酯是白蘭地中含量最高的揮發(fā)性香氣成分。王磊等[5]采用頂空固相微萃取對張裕公司原白蘭地在蒸餾過程中不同時段的主要揮發(fā)成分進行分析，闡明了甲醇、乙醛、乙酸已酯、1-丙醇、異丁醇和異戊醇在白蘭地蒸餾時的變化規(guī)律。董興全等[6]采用頂空固相微萃取分析了3種不同桃原白蘭地?fù)]發(fā)性香氣物質(zhì)，研究桃原白蘭地的香氣特征，探索不同原料和調(diào)配方式對桃原白蘭地?fù)]發(fā)性香氣物質(zhì)的影響。夏亞男等[7-11]采用頂空固相微萃取對紅棗白蘭地原料熱處理前后香氣成分、蒸餾過程不同餾分中風(fēng)味物質(zhì)和陳釀期間香氣成分的變化規(guī)律進行了分析研究。蔣錫龍等[12]通過固相微萃取技術(shù)萃取桃白蘭地中揮發(fā)性化合物并分析了其揮發(fā)性芳香化合物組成。

1.1.2 攪拌棒萃取法

攪拌棒吸附萃取是一種新型的固相微萃取樣品前處理技術(shù)，具有固定相體積大、萃取容量高、無需外加攪拌子、可避免競爭性吸附、能在自身攪拌的同時實現(xiàn)萃取富集等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于食品、環(huán)境和生物樣品分析的前處理[13]。盧柯等[14]應(yīng)用攪拌棒萃取法提取荔枝白蘭地中的的香氣物質(zhì)，用峰面積歸一法進行定量分析，結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜技術(shù)及計算機檢索技術(shù)對分離化合物進行了鑒定。

1.1.3 液液萃取法

液液萃取是根據(jù)相似相溶原理，利用揮發(fā)性成分在溶劑相和待萃取樣品中的分配系數(shù)不同對樣品進行分離，從而達到純化和消除干擾物質(zhì)的目的。該方法的優(yōu)點是可以從大量的樣品中提取痕量成分，也可以選擇不同的溶劑有針對性地提取特征香氣成分[2]。侯格妮等[15]采用液液提取法提取藍莓白蘭地的香氣成分并對其香氣成分進行了分析。趙玉平等[16]采用液液萃取方法對煙臺張裕XO級白蘭地中的揮發(fā)性成分進行了提取和濃縮并對其香氣成分進行了鑒定。

1.1.4 直接進樣法

直接進樣法簡便實用，可以定量準(zhǔn)確分析水果白蘭地中香氣物質(zhì)。喬俊花等[17]采用直接進樣法對白蘭地二次蒸餾過程中甲醇、乙醛、乙酸乙酯、1-丙醇、異丁醇和異戊醇等揮發(fā)性物質(zhì)含量變化進行了分析。但直接進樣的缺點是樣品中的蛋白質(zhì)、色素等大分子物質(zhì)吸附易造成柱子堵塞，對儀器破壞較嚴(yán)重[2]。

1.2 水果白蘭地香氣成分鑒定方法

水果白蘭地香氣成分分離萃取后需對其進行定性、定量分析，目前用于水果白蘭地香氣成分分析的方法主要有氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[2]、氣相色譜-聞香法[2]、氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜法[10]、保留指數(shù)（retention index，RI）值分析法[16]。

1.2.1 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）被廣泛應(yīng)用于復(fù)雜組分的分離與鑒定，其具有氣相色譜的高分辨率和質(zhì)譜的高靈敏度，氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)主要適用于定性定量分析沸點較低、熱穩(wěn)定性好的化合物，在食品、輕工、農(nóng)藥等各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[18]。桃白蘭地[6，12]、紅棗白蘭地[9-11]、荔枝白蘭地[14]、藍莓白蘭地[15]、白蘭地[19]、蘋果白蘭地[20]、獼猴桃白蘭地[21]、香梨白蘭地[22]都可以利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對相應(yīng)的水果白蘭地中的特征性香氣成分進行分析鑒定。

1.2.2 氣相色譜-嗅覺測量法

氣相色譜-嗅覺測量法（gas chromatography-olfactometry，GC-O）是一種有效地分析食品風(fēng)味化合物的檢測技術(shù)，其原理是從GC毛細(xì)管柱中分離所得的流出物按照一定的分流比從安裝在氣相色譜末端的分流口進入檢測器，如氫火焰離子檢測器（flame ionization detector，F(xiàn)ID）或質(zhì)譜檢測器，另一部分流出物則通過傳輸色譜柱進入嗅聞端口讓檢測員用感官檢測，即人的鼻子通過嗅聞來進行感官評定。這種方法可以從大量的揮發(fā)物中挑選出風(fēng)味活性成分，并衡量其對整體氣味的貢獻[23]。趙玉平等[24]對煙臺張裕XO白蘭地的主要香氣成分經(jīng)氣相色譜-聞嗅分析，只有39種主要香氣活性成分。FERRARI G等[25]通過GC-O技術(shù)對新鮮蒸餾的Cognac白蘭地中特征性香氣化合物進行了鑒定，鑒定出的150種揮發(fā)性化合物中有34種化合物是關(guān)鍵的呈香物質(zhì)。ZHAO Y P等[26]通過GC-O和香氣提取物稀釋分析法（aroma extract dilution analysis，AEDA）對張裕XO白蘭地中的揮發(fā)性香氣物質(zhì)進行分析，鑒定出的109種化合物中最主要的呈香成分是酯類物質(zhì)。

1.2.3 氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜法

氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry，GC-O-MS）技術(shù)是采用人的鼻子作為檢測器，將嗅聞檢測儀與分離揮發(fā)性物質(zhì)的氣相色譜結(jié)合的一種技術(shù)。聞香師可在嗅味檢測器的出口嗅聞并描述所聞到的香味，并對其描述[27]。夏亞男等[10，28]采用頂空固相微萃取和GC-O-MS技術(shù)分離鑒定紅棗白蘭地中的揮發(fā)性成分，對紅棗白蘭地蒸餾過程不同餾分中風(fēng)味物質(zhì)的變化規(guī)律進行了分析研究。

1.2.4 RI值分析法

峰保留指數(shù)RI值可以在GC、GC-MS、GC-O分析的基礎(chǔ)上進一步鑒定。將標(biāo)準(zhǔn)直鏈烷烴與所制備的樣品混合，并進行GC-MS測定分析，根據(jù)譜圖上的每一個檢測到色譜的峰保留指數(shù)獲得每一種烷烴和每一種揮發(fā)性成分的保留時間[16]。趙玉平等[16]通過質(zhì)譜庫檢索、標(biāo)準(zhǔn)品比對及RI值比較等方法對煙臺張裕XO級白蘭地中的揮發(fā)性成分各色譜峰進行了鑒定。

2 水果白蘭地香氣成分研究進展

水果白蘭地的香氣成分主要來源于原料本身、發(fā)酵蒸餾過程及橡木桶陳釀，直接影響水果白蘭地的風(fēng)味和口感。其中蒸餾工藝在水果白蘭地生產(chǎn)環(huán)節(jié)中起著承前啟后的作用，它可以將生產(chǎn)水果白蘭地的原料自身香氣及發(fā)酵所產(chǎn)生的香氣成分以一定的比例保留下來，并給后續(xù)的陳釀提供芳香物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.1 水果白蘭地發(fā)酵蒸餾過程中香氣成分研究

水果白蘭地發(fā)酵、蒸餾階段對白蘭地品質(zhì)起著至關(guān)重要的作用。對桃原白蘭地的揮發(fā)性香氣成分分析結(jié)果可知，酯類和醇類是其揮發(fā)性主要組分，乙酸乙酯、異丁醇、異戊醇、正己醇、辛酸乙酯、癸酸乙酯、苯甲酸乙酯以及月桂酸乙酯是桃原白蘭地的主要香氣物質(zhì)[6，12]。荔枝白蘭地中香氣物質(zhì)經(jīng)氣相色譜分離共得到65個峰，鑒定出61種物質(zhì)，構(gòu)成荔枝白蘭地香氣特征的物質(zhì)主要是酯類、醇類、酸類、少量的酚類及萜烯類化合物[14]。藍莓白蘭地的主要香氣成分分析共鑒定出116種香氣成分，其中醇類26種、酯類14種、羰基化合物27種、烷類2種、含氮化合物6種、含硫化合物3種、氨基酸1種、酚類8種、其他類2種，藍莓白蘭地的香氣主要由醇類物質(zhì)構(gòu)成[15]。對蘋果白蘭地?fù)]發(fā)性香氣成分分析可知，酯類和醇類相對含量較高，構(gòu)成了蘋果白蘭地的主要香氣成分[20]。對獼猴桃白蘭地香氣成分鑒定結(jié)果表明，其含有14種醇類，4種酮類，23種酯類，10種酸類，5種醛類等，主要香氣成分包括正戊醇、3-甲基丁醇、苯乙醇、糠酸乙酯、油酸乙酯、正丁醇、乙酸乙酯、丁二酸乙酯、庚酸乙酯、正戊醇、癸酸乙酯、戊酸、丙酸和乙酸等[21]。紅棗白蘭地蒸餾過程不同餾分中風(fēng)味物質(zhì)的變化規(guī)律表明，在蒸餾過程中紅棗白蘭地總酯含量在酒精度＜66.5%vol時，出現(xiàn)大幅度下降，單體酯從酒頭或酒身前期含量開始大幅度下降；總醇和大部分雜醇油（如異丁醇、異戊醇、1-辛烯-3-醇等）均隨著蒸餾的進行而降低，苯乙醇在蒸餾過程中逐漸上升；總酸的含量隨蒸餾時間的增加呈W型變化，酸個數(shù)隨蒸餾時間的增加而增加；總?cè)?、糠醛和苯甲醛的含量先上升后下降，縮醛化合物隨著蒸餾過程逐漸減少[10]。白蘭地二次蒸餾過程中香氣成分變化規(guī)律結(jié)果發(fā)現(xiàn)，苯甲醛、乙酸-2-苯乙酯和苯乙醇在酒體和次酒尾中含量較高，在酒頭和酒尾中含量較低；1,1,6-三甲基-1,2-二氫萘和苯并噻唑在酒頭中含量較高，在其他餾分中含量較低[4]；比乙醇沸點低的乙醛和乙酸乙酯在酒頭中的含量較高；比乙醇沸點高的1-丙醇、異丁醇和異戊醇在酒頭末期和酒身前期的含量較高；甲醇的沸點雖然比乙醇低，但它在酒頭和酒尾中的含量都較高，而在酒身中的含量較低[17]。張裕白蘭地蒸餾液中的揮發(fā)性成分定性定量分析共鑒定出揮發(fā)性物質(zhì)121種，其中酯類物質(zhì)是白蘭地中物質(zhì)種類最多、物質(zhì)濃度最高的化學(xué)組分，醇類物質(zhì)、酸類物質(zhì)也是白蘭地的重要組成部分[23]。對白蘭地香氣物質(zhì)感官分析可知，白蘭地中主要的揮發(fā)性和成香成分是酯類和苯衍生物，同時醇、醛、酸、縮醛和醛酮類成分也起著重要的作用；白蘭地中的揮發(fā)性成分的沸點不同，存在著低、中、高沸點物質(zhì)，分別形成了白蘭地的前香、中香和后香[24]。

2.2 水果白蘭地陳釀過程中香氣成分研究

水果白蘭地陳釀過程中橡木桶可賦予其一些特殊的香味物質(zhì)，使水果白蘭地的香氣成分更加濃郁。王霞[29]就橡木制品在白蘭地陳釀中的應(yīng)用研究中認(rèn)為法國橡木桶比國產(chǎn)橡木桶陳釀效果好；新桶比舊桶陳釀效果好；不同產(chǎn)地或新舊橡木桶直接影響原白蘭地中多酚類物質(zhì)的含量變化，對原白蘭地的香氣成分也有一定的影響。賈曉等[30]認(rèn)為荔枝白蘭地陳釀過程中的香氣成分會隨著時間的變化而發(fā)生變化，從而影響白蘭地的品質(zhì)和口感。通過氣相色譜對橡木桶陳釀12個月內(nèi)高級醇和乙酸的變化情況進行分析，研究表明，在陳釀過程中異戊醇和異丁醇的含量幾乎沒有發(fā)生變化，而乙酸含量的增加很大。紅棗白蘭地陳釀期間香氣成分鑒定共檢出81種香氣成分，共有成分中己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、月桂酸、苯甲醛等11種成分含量較高；陳釀各階段，雖各類香氣成分的相對含量高低依次均為酯類、醛酮類、醇類、萜烯類和酸類，但香氣成分種類、主要香氣組分及其含量均有不同；醇類和醛酮類香氣成分含量總體有所減少；酯類、酸類香氣成分含量總體有所增加。不同陳釀時期香氣組分的不同使紅棗白蘭地呈現(xiàn)不盡相同的香氣表現(xiàn)[10]。CALDEIRA I等[31]對Portuguese白蘭地在不同橡木桶陳釀期間香氣成分的研究表明，橡木桶的種類和橡木的烘烤程度等都對白蘭地中的香氣成分產(chǎn)生了顯著的影響。WATTS V A等[32]對42種不同貯藏年份的Cognac白蘭地成分分析認(rèn)為長鏈脂肪酸的含量及形成速率隨著貯藏年份的增加而逐漸減少，2-庚酮、2-壬酮、2-十一烷酮及2-十三烷酮含量則逐漸增加。宋普[33]對陳釀0～6年的張裕白蘭地進行定性定量分析，共鑒定出113種揮發(fā)性物質(zhì)，其中酯類和高級醇是陳釀白蘭地中含量最高的兩種揮發(fā)性成分。陳志炎等[34]對銀杏白蘭地催陳的研究認(rèn)為弱酸堿處理橡木桶提高了銀杏白蘭地陳釀酒的品質(zhì)。

3 總結(jié)與展望

水果白蘭地?fù)]發(fā)性香氣成分復(fù)雜，化學(xué)性質(zhì)各異，對其進行分離、鑒定是一項復(fù)雜的研究工作。雖然隨著檢測方法的提高對水果白蘭地香氣成分分析提供了不少的便利和捷徑，但水果白蘭地中仍然還有大量的香氣成分還未確定，許多香氣物質(zhì)的形成機理尚不清楚。因此，大力加強水果白蘭地主要香氣成分、形成機理及影響因素的研究，將為生產(chǎn)高品質(zhì)的水果白蘭地提供理論指導(dǎo)。

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