不同品種櫻桃白蘭地香氣成分的差異性

丁燕，張建昌，原苗苗，趙新節(jié)，管雪強(qiáng)，王詠梅，韓曉梅，孫玉霞*

（1.山東省葡萄研究院/山東省葡萄栽培與精深加工工程技術(shù)研究中心，山東 濟(jì)南 250100；2.水發(fā)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，山東 濟(jì)南 250100；3.齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院），山東 濟(jì)南 250353）

櫻桃（Prunus avium L.）是落葉果樹中成熟較早的水果，有早春第一果的美譽(yù)，被稱為“百果第一枝”，其風(fēng)味獨(dú)特，含有豐富的維生素和礦物質(zhì)，鐵含量為水果之首，具有良好的藥用價值和保健功效[1-3]。櫻桃鮮果收獲期短，且不耐貯運(yùn)，大量鮮果腐爛損失，由此限制了櫻桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此，對櫻桃進(jìn)行精深加工從而延長其產(chǎn)業(yè)鏈的需求日益凸顯[4-5]。目前，歐洲國家在櫻桃產(chǎn)業(yè)方面發(fā)展較早，已經(jīng)有成熟的櫻桃果醬、果汁、果酒及白蘭地產(chǎn)品[5-6]，國內(nèi)對櫻桃的研究及加工主要集中在果酒方面，在加工白蘭地方面的研究較少。

香氣成分是評價水果白蘭地品質(zhì)的一個重要指標(biāo)，也是水果白蘭地中重要的功能性組成成分[7-9]，對其進(jìn)行研究對于提高白蘭地的風(fēng)味品質(zhì)具有重要意義。白蘭地的香氣成分非常復(fù)雜，報(bào)道的有400多種，主要由醇類、酯類、酸類、醛酮類、內(nèi)酯類、萜烯類和酚類等多種化合物組成，這些物質(zhì)相互作用形成白蘭地不同的獨(dú)特香氣[7-9]。目前，櫻桃和櫻桃酒中檢測到的香氣成分有 100 多種[2，4，6，10-13]，主要來源于原料、發(fā)酵、蒸餾、陳釀4個階段[2，4]。原料本身的香氣成分隨著加工進(jìn)入成品，參與成品香氣成分的組成，對櫻桃白蘭地風(fēng)味和質(zhì)量起著決定性的作用。不同的櫻桃品種具有不同的香氣成分，用其生產(chǎn)出的白蘭地在香氣、風(fēng)味上也會有所差異[9，14-15]。

因此，本研究采用氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對不同櫻桃品種釀造的白蘭地香氣成分進(jìn)行分析，以期為櫻桃白蘭地的品種選擇提供數(shù)據(jù)支持，也為櫻桃白蘭地的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)用櫻桃品種為早大果、奇好、友誼、紅燈4個品種，于2019年6月櫻桃成熟期采自山東聊城陽谷縣櫻桃園。

1.2 儀器與試劑

固相微萃取頭（50 μm/30 μm DVB/CAR/PDMS）：美國Supelco公司；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GCMS-2010 ULTRA）：日本 Shimadazu公司；純水儀（Direct-Q 8R）：法國Millipore SAS公司。

4-甲基-2-戊醇（≥99.99% ）：美國 Sigma公司；氯化鈉（分析純，≥99.5% ）：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；釀酒酵母Lalvin EC1118：法國拉曼公司。

1.3 方法

1.3.1 白蘭地釀造

發(fā)酵：采摘成熟后的櫻桃，人工去除果梗，破碎后經(jīng)螺桿泵輸入不銹鋼發(fā)酵罐，調(diào)整糖度至18°Brix，添加釀酒酵母Lalvin EC1118，添加量250 mg/L，控制發(fā)酵溫度不超過25℃。每24 h監(jiān)測發(fā)酵醪的比重，當(dāng)比重連續(xù)3 d低于0.995視為發(fā)酵結(jié)束，分離自流汁，滿罐儲存，并保持溫度不超過20℃。每個櫻桃品種平行發(fā)酵3罐。

蒸餾：將發(fā)酵后的原料酒導(dǎo)入雙釜蒸餾器進(jìn)行蒸餾，單釜裝液量12.5 L，每罐原料酒蒸餾100 L。棄去酒頭，收集60% vol以上為酒身，充分混勻，取250 mL置于螺口試劑瓶，4℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 頂空固相微萃?。╤eadspace solid-phase microextraction，HS-SPME）

將白蘭地樣品用蒸餾水稀釋到12% vol，取8 mL放入15 mL萃取瓶中，同時加入1.5 g氯化鈉和10 μL 4-甲基-2-戊醇作為內(nèi)標(biāo)。45℃預(yù)熱10 min，將萃取頭插入頂空瓶萃取45 min，萃取過程中頂空瓶在攪拌器中連續(xù)振蕩，進(jìn)樣口250℃解吸10 min。

1.3.3 氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）分析條件

GC條件：DB-WAX毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）。 程序升溫：初始溫度40℃，以1℃/min升至45℃，保持2 min；以3℃/min升至84℃，保持2 min；以3℃/min升至120℃，保持3 min；以3℃/min升至200℃；以5℃/min升至230℃。進(jìn)樣器溫度250℃；檢測器溫度25℃，不分流進(jìn)樣，恒流模式，流速0.8 mL/min。

MS 條件：電子轟擊（electron impact，EI）離子源；電子能量70 eV；離子源溫度200℃；接口溫度250℃；全掃描模式，質(zhì)量掃描范圍35 amu～450 amu。

1.3.4 櫻桃白蘭地中揮發(fā)性物質(zhì)的定性和定量分析

定性分析：運(yùn)用GC-MS譜庫NIST14對譜圖進(jìn)行檢索和分析，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行人工解析，確定揮發(fā)性物質(zhì)的化學(xué)成分。

定量分析：對各成分進(jìn)行半定量分析。計(jì)算公式：Xi=（Ai/As）×Cs，其中 Xi為待測物的濃度；Ai為待測物的峰面積；As為內(nèi)標(biāo)物的峰面積；Cs為內(nèi)標(biāo)物濃度。

1.3.5 感官評價

參考國標(biāo)GB/T 11856—2008《白蘭地》的評價方法，取適量各櫻桃蒸餾酒樣品于酒杯中，由8名專業(yè)品評人員對櫻桃白蘭地香氣進(jìn)行品評打分，每項(xiàng)滿分為10分，綜合評分為去除最高分和最低分的平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0進(jìn)行單因素方差分析和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同櫻桃品種白蘭地香氣成分分析

各品種櫻桃白蘭地?fù)]發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類及含量如表1所示。

表1 不同品種櫻桃白蘭地中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)及其含量Table 1 Identification and quantification of volatile compounds in cherry brandies from different cherry varieties

續(xù)表1 不同品種櫻桃白蘭地中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)及其含量Continue table 1 Identification and quantification of volatile compounds in cherry brandies from different cherry varieties

由表1可知，通過GC-MS分析從4種櫻桃白蘭地中共分離鑒定出78種物質(zhì)，包括41種酯類、12種醇類、4種酸類、4種醛酮類、17種萜烯類。友誼白蘭地中香氣成分總量最高，為1 995.50 mg/L，其次是紅燈白蘭地（1 718.15 mg/L），奇好白蘭地中含量最低，為1 415.00 mg/L，不同品種之間白蘭地香氣成分種類和含量存在差異。

2.1.1 酯類

酯類物質(zhì)是白蘭地中重要的一類呈香物質(zhì)，相比于醇類，其閾值通常較低，因此對白蘭地感官評價方面，酯類比高級醇更為重要。多數(shù)酯類物質(zhì)來源于原料發(fā)酵過程中醇和酸的縮水作用，部分由酵母自然裂解或經(jīng)蒸餾受熱裂解釋放出來，還有部分酯則是在蒸餾過程中形成[16-17]。絕大多數(shù)酯類化合物使酒擁有果香、奶油香、花香等愉快的香氣。Nikicevic 等[18]在 5 個品種櫻桃白蘭地中檢出20種酯類物質(zhì)，也是以脂肪酸乙基酯為主，其中辛酸乙酯和癸酸乙酯的含量最高。Milevi等[19]在3個品種櫻桃白蘭地中檢出9種酯類物質(zhì)，其中酯類物質(zhì)含量最高，而且辛酸乙酯是對香氣貢獻(xiàn)較大的酯類成分，在Maraska品種白蘭地中含量最高。由表1可知，本試驗(yàn)中共檢出41種酯類物質(zhì)，其中以對香氣貢獻(xiàn)最大的以乙基酯類為主，共有25種，其次有16種甲基酯和高級醇酯，與相關(guān)研究結(jié)果基本一致。不同品種白蘭地中酯類物質(zhì)種類也不同，紅燈品種白蘭地中有37種，早大果白蘭地有38種，奇好白蘭地有36種，友誼白蘭地有36種。友誼和奇好品種白蘭地中香氣成分種類少，但是友誼白蘭地的總酯類含量最高，為1 625.55 mg/L；其次是紅燈，為1 287.74 mg/L；奇好白蘭地的含量最低，為1 047.77 mg/L。4個品種的己酸丙酯、辛酸異丙酯的含量之間存在顯著差異。4個櫻桃白蘭地的酯類物質(zhì)中，辛酸乙酯的含量最高，其次是癸酸乙酯、月桂酸乙酯、己酸乙酯、苯甲酸乙酯、乙酸乙酯、棕櫚酸乙酯。

2.1.2 醇類

高級醇通常產(chǎn)生于酒精發(fā)酵過程的次生代謝[16，20-21]，通過蒸餾作用富集在白蘭地中，具有特殊的芳香氣味，常表現(xiàn)出花香、甜香、青草香[20]。由表1可知，從4個品種櫻桃白蘭地中共檢出不包括乙醇、甲醇在內(nèi)的12種高級醇，其中紅燈品種白蘭地中檢出的醇類種類最多，友誼品種白蘭地中高級醇含量最高，為193.51 mg/L，早大果白蘭地中醇類含量最低，為150.84 mg/L。當(dāng)高級醇總量高于 5 g/L（100% vol）時，香氣較為粗糙[17]，而4個品種白蘭地的高級醇含量均低于5 g/L。4個品種櫻桃白蘭地的醇類物質(zhì)中，異戊醇的含量最高，其次是己醇、丙醇、苯甲醇、異丁醇、苯乙醇，給酒帶來甜香、花香、杏李等果香。

2.1.3 酸類

白蘭地中的脂肪酸主要是在發(fā)酵過程中通過碳水化合物酵母代謝而產(chǎn)生[18-19]，在乙醇的存在下，大部分揮發(fā)性有機(jī)酸參與酯化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為酯類[22]，為酒提供豐富的花香和果香[23]。由表1可知，本試驗(yàn)中共檢出4種酸類物質(zhì)，其中癸酸的含量最高，其次是辛酸、月桂酸，這與Nikievi等[18]的研究結(jié)果一致。酸類物質(zhì)是4個櫻桃品種白蘭地香氣成分中占比最低的一類化合物，對白蘭地的香氣影響也較小[24]。不同揮發(fā)性脂肪酸的含量在不同品種白蘭地中存在一定差異，其中友誼品種白蘭地中酸類總量最高，為27.54 mg/L，而奇好白蘭地脂肪酸含量最低。

2.1.4 醛酮類

從表1可以看出，紅燈和奇好品種白蘭地中檢出了3種醛類物質(zhì)，其余兩個櫻桃品種白蘭地中則檢出了4種。早大果和友誼白蘭地中中苯甲醛含量最高，其次是乙醛、糠醛。Milievi等[19]在 Maraska、Montmorencys、Kelleris 3個品種櫻桃白蘭地中也檢出了相同的醛類物質(zhì)。早大果品種白蘭地中的醛酮類物質(zhì)含量最高，為49.46 mg/L，高于另外3個品種。經(jīng)方差分析，4個品種白蘭地中乙醛、2，6-二甲基-4-庚酮的含量沒有顯著性差異。

2.1.5 萜烯類

萜烯類物質(zhì)來源于原料本身，大多為優(yōu)雅的花香、果香、奶香或者甜香，通過發(fā)酵、蒸餾進(jìn)入原白蘭地，由于閾值通常非常低，因此對白蘭地的特殊香氣有突出貢獻(xiàn)[16,21，25]。本研究中共檢出17種萜烯類物質(zhì)，其中，金合歡烯僅在友誼白蘭地中檢出，而橙花醇未在友誼品種白蘭地中檢出；4-萜烯醇僅在紅燈和早大果白蘭地中檢出，而β-紫羅蘭酮則未在這兩個品種白蘭地中發(fā)現(xiàn)；2-莰烯僅在早大果和奇好白蘭地中發(fā)現(xiàn)。紅燈白蘭地中萜烯類物質(zhì)的總量最高（193.35 mg/L），其次是早大果白蘭地（183.34 mg/L），均顯著高于奇好和友誼品種白蘭地。4個品種白蘭地萜烯類香氣成分中，香葉醇和里那醇的含量最高，給白蘭地帶來甜香、花香、柑橘香、玫瑰香等，其次是月桂烯醇、香茅醇、α-松油醇，不同品種白蘭地中各萜烯類物質(zhì)之間存在顯著差異。Nikievi等[18]在5種櫻桃白蘭地中檢測到6種萜烯物質(zhì)：檸檬烯、順式/反式芳樟醇氧化物、里那醇、α-松油醇和橙花醇，其中里那醇的含量最高；張將等[17]在不同品種白蘭地中檢出17種萜烯類物質(zhì)，其中也是里那醇的含量最高。

2.2 相關(guān)性分析

分別以78種揮發(fā)性香氣成分的定量數(shù)據(jù)為參數(shù)，對不同品種櫻桃白蘭地樣品進(jìn)行主成分分析。提取前兩個主成分作圖，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為71.12% ，結(jié)果見圖1和圖2。

圖1 78種香氣成分的主成分1和主成分2的散點(diǎn)圖Fig.1 Scatter plot of the first two principal components（PC1 versus PC2） of 78 aroma compounds

圖2 4個品種白蘭地的主成分1和主成分2的散點(diǎn)圖Fig.2 Scatter plot of the first two principal components（PC1 versus PC2） of cherry brandies from four cherry varieties

從圖1可以看出，57種香氣成分與第一主成分呈正相關(guān)，其余21種香氣成分與第一主成分呈負(fù)相關(guān)；35種香氣成分與第二主成分呈正相關(guān)，其余43種香氣成分與第二主成分呈負(fù)相關(guān)。主成分中某一組分的載荷越高，說明該組分對該主成分所起作用越大。在第一主成分中正載荷較高的物質(zhì)為苯乙醇、辛酸乙酯、己酸異戊酯、十一酸乙酯、癸酸甲酯、癸酸乙酯、十五酸異戊酯、辛酸甲酯、壬醇、己酸乙酯、辛酸異丙酯、4-甲基苯甲醇；負(fù)載荷較高的物質(zhì)為苯乙酸乙酯、苯丙酸乙酯、苯甲酸丙酯；在第二主成分中正載荷較高的物質(zhì)為苯甲醇、油酸乙酯、β-羅勒烯、2-蒈烯、月桂烯醇、苯甲醛；負(fù)載荷較高的物質(zhì)為己酸丙酯、α-松油醇、硫代辛酸硫丙酯。

由圖2可知，不同品種櫻桃白蘭地分布在不同象限內(nèi)，表明它們之間的香氣特征存在顯著性差異。紅燈白蘭地分布在第一象限，與其密切相關(guān)的香氣成分主要是酯類、萜烯類、醇類，如己酸乙酯、辛酸異戊酯、油酸乙酯、辛酸丙酯、月桂酸甲酯、2-蒈烯、β-月桂烯、月桂烯醇、2-莰烯、4-甲基苯甲醇、苯甲醇、異丁醇等；友誼白蘭地分布在第四象限，與其密切相關(guān)的香氣成分主要是酯類、萜烯類，如辛酸乙酯、己酸丙酯、癸酸甲酯、十五酸異戊酯、硫代辛酸硫丙酯、橙花醇、香葉醇、香茅醇等；奇好白蘭地分布在第三象限，與其密切相關(guān)的香氣成分主要是芳香酯類和萜烯類，如苯甲酸乙酯、2-羥基苯甲酸乙酯、苯乙酸乙酯、苯丙酸乙酯、里那醇、β-紫羅蘭酮、檸檬烯等；而早大果基本處于第三和第四象限分界處，與其密切相關(guān)的物質(zhì)主要有β-羅勒烯、4-萜烯醇、苯甲醛、己醇、2-甲基-2-月桂醇等。以橫坐標(biāo)為基準(zhǔn)，早大果和奇好白蘭地的香氣特征較為接近，但能明顯區(qū)分開；以縱坐標(biāo)為基準(zhǔn)，紅燈和友誼白蘭地極顯著區(qū)別于友誼白蘭地和奇好白蘭地。

2.3 不同品種櫻桃白蘭地的感官分析

由8名受過品評專業(yè)訓(xùn)練的人員對櫻桃白蘭地的香氣品質(zhì)進(jìn)行品評，結(jié)果見圖3。

圖3 不同品種櫻桃白蘭地感官分析Fig.3 Sensory analysis of cherry brandies from different cherry varieties

由圖3可知，4種櫻桃白蘭地具有不同的香氣屬性，其中紅燈和友誼品種白蘭地的花香和果香得分較高，奇好白蘭地得分最低，結(jié)合表1可以發(fā)現(xiàn)，呈現(xiàn)出此類香氣的化合物含量大多以紅燈和友誼品種白蘭地中較高；早大果和紅燈的堅(jiān)果香得分較高，奇好得分較低；早大果的甜香得分最高，其次是紅燈。紅燈和友誼品種白蘭地香氣濃郁度較好，顯著高于另外兩個品種；4個品種白蘭地的香氣純凈度沒有顯著差異?？傮w來看，紅燈和友誼品種白蘭地的香氣品質(zhì)相對更高，而早大果和奇好的香氣濃郁度沒有顯著差異，風(fēng)格較為接近。

3 結(jié)論

本文對紅燈、友誼、早大果、奇好4個櫻桃品種釀造的白蘭地中的香氣成分及含量進(jìn)行研究，共檢測出78種香氣成分，包括41種酯類物質(zhì)、12種醇類物質(zhì)、4種酸類物質(zhì)、4種醛酮類物質(zhì)、17種萜烯類物質(zhì)。不同品種白蘭地間的香氣種類及含量大都有顯著差異。友誼白蘭地中香氣成分總量最高，其次是紅燈白蘭地，奇好白蘭地中含量最低，其中友誼白蘭地中酯類和醇類物質(zhì)含量最高，其次是紅燈，顯著高于另外兩個品種；紅燈和早大果白蘭地中的萜烯類物質(zhì)含量較高，奇好白蘭地中含量最低。

采用主成分分析不同櫻桃品種白蘭地和特征香氣成分之間的相關(guān)性，結(jié)果表明，不同品種櫻桃白蘭地的香氣特征不同，而且與不同的香氣成分之間存在一定的相關(guān)性。紅燈和友誼白蘭地的香氣特征極顯著區(qū)別于友誼白蘭地和奇好白蘭地，而早大果和奇好白蘭地的香氣特征較為接近。

紅燈和友誼品種白蘭地的花香和果香得分較高；早大果和紅燈的堅(jiān)果香得分較高；早大果的甜香得分最高。結(jié)合香氣的濃郁度和純凈度得分表現(xiàn)，進(jìn)一步顯示紅燈和友誼品種白蘭地的香氣品質(zhì)較高，更適合用于釀造櫻桃白蘭地。