延遲采收對(duì)北冰紅葡萄及蒸餾酒中揮發(fā)性成分的影響

金宇寧，舒 楠，謝蘇燕，張寶香，肖家美，路文鵬

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所，吉林長春 130112）

北冰紅是具有高抗性、高產(chǎn)量的山葡萄雜交品種，于2008年選育，東北地區(qū)為其主要栽培區(qū)[1]，吉林省集安市地處溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，是優(yōu)質(zhì)的釀酒山葡萄產(chǎn)區(qū)之一。目前北冰紅是冰酒釀造中最主要的山葡萄品種，作為少數(shù)可以用來發(fā)酵冰酒的山葡萄品種，北冰紅市場認(rèn)可度良好。葡萄果實(shí)的產(chǎn)量、色澤、緊密度、香氣、糖酸比等基礎(chǔ)理化指標(biāo)等皆為判定其品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，釀酒葡萄的果實(shí)品質(zhì)受生態(tài)氣候條件及生長環(huán)境的影響較大[2-3]。

水果蒸餾酒包括櫻桃[4]、蘋果[5]、李子[6]等，葡萄蒸餾酒作為水果蒸餾酒的一種，品質(zhì)的好壞受葡萄原料的種類與品質(zhì)、發(fā)酵的工藝、以及蒸餾工藝的影響[7-11]。葡萄蒸餾酒中乙醇含量一般在40%～50%，蒸餾酒中揮發(fā)性物質(zhì)含量的種類與數(shù)量對(duì)蒸餾酒的品質(zhì)與典型性影響較大[12-13]。區(qū)別于葡萄酒、糧食白酒等香味[14-16]，葡萄蒸餾酒具有獨(dú)特的香味與風(fēng)格，市場前景廣闊。鄭向平[13]對(duì)6種蒸餾酒揮發(fā)性物質(zhì)鑒定后發(fā)現(xiàn)：其中感官典型性香氣特征主要由揮發(fā)性成分的種類及含量決定，且在各類揮發(fā)性成分之間會(huì)存在相互影響的情況。李帥[17]研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合水果白蘭地中的風(fēng)味物質(zhì)在不同時(shí)期會(huì)出現(xiàn)含量增加與種類新增。王鑫[18]曾對(duì)愛格麗、小芒森等5個(gè)種類釀造的葡萄蒸餾酒中香氣成分進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)乙酯類對(duì)香氣貢獻(xiàn)最突出。

目前針對(duì)山葡萄蒸餾酒的研究較少，北冰紅蒸餾酒中揮發(fā)性物質(zhì)的成分有待探究，且缺少針對(duì)北冰紅延遲采收與果實(shí)、原酒、蒸餾酒中揮發(fā)性物質(zhì)關(guān)系的系統(tǒng)性研究，本實(shí)驗(yàn)以風(fēng)味分析儀檢測(cè)揮發(fā)性物質(zhì)成分，并進(jìn)行分析比較，以期選擇出北冰紅適合生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)葡萄蒸餾酒的采收期。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗(yàn)?zāi)攴轂?018年，試驗(yàn)地點(diǎn)選擇吉林省集安市麻線鄉(xiāng)葡萄園（41°5′N，126°8′E），海拔約141.6 m。該地?zé)o霜期為150 d，氣候類型屬于溫帶季風(fēng)性氣候，年均溫7.5 ℃，年降水量為917.7 mm。試驗(yàn)用葡萄植株為7年生山葡萄品種北冰紅，東西行向，行間距為2.5 m，株距為0.6 m，短枝修剪，架式為棚籬架，常規(guī)管理。

CEC01葡萄酒活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；蒽銅、鄰苯二甲酸氫鉀、無水碳酸鈉：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；Folin-Denis試劑：美國Sigma公司；硫酸、氫氧化鈉、葡萄糖：北京化工廠；4-甲基-2-戊醇：上海聯(lián)碩生物科技有限公司；單寧酸：天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；靛藍(lán)二磺酸鈉：阿拉丁試劑（上海）有限公司；酚酞：天津市華東試劑廠。實(shí)驗(yàn)所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

1 000 mL全套玻璃蒸餾儀：上海達(dá)豐玻璃儀器廠；FA1004B電子天平：上海越平科學(xué)儀器有限公司；12 L小型實(shí)驗(yàn)室用蒸餾器：煙臺(tái)帝伯仕自釀機(jī)有限公司；HC-3518高速離心機(jī)：安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司；HWS-24恒溫水浴鍋：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；FlavourSpec R風(fēng)味分析儀：德國GAS公司。

1.3 方法

1.3.1 試驗(yàn)方法

自轉(zhuǎn)色期至成熟期，每兩周對(duì)可溶性固形物及滴定酸的含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以確定果實(shí)成熟的采收期（正常采收，9月17日），于20棵樹中的樹體上、中、下部位以及樹體陰陽面進(jìn)行隨機(jī)采樣，共采20 kg，檢測(cè)果實(shí)基本性狀，并存留果汁冷凍以備相關(guān)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)試。將葡萄破碎除梗后，酵母添加量為250 mg/kg，于20 ℃恒溫發(fā)酵，7 d后皮渣分離得到原酒，將發(fā)酵原酒部分存樣冷凍用于指標(biāo)檢測(cè)，其余原酒經(jīng)“去酒頭、去酒尾[19]，兩次蒸餾得到蒸餾酒，具體蒸餾方式參照文獻(xiàn)[7]。在10月13日進(jìn)行延遲采收，試驗(yàn)處理以及方法流程同正常采收。

1.3.2 測(cè)定方法

可溶性固形物含量：手持折光儀測(cè)試；總酸（以酒石酸計(jì)）含量：GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的指示劑法；總糖含量：蒽酮硫酸比色法；單寧含量：Folin-Denis試劑法；總酚含量：福林酚比色法；揮發(fā)酸：參照GB/T 11856—2008《白蘭地》；香氣含量：采用風(fēng)味分析儀測(cè)定，以4-甲基-2-戊醇為內(nèi)標(biāo)定量分析，定量采用內(nèi)標(biāo)法按公式（1）計(jì)算：

式中：Ci為任一成分的質(zhì)量濃度，μg/L；Cis為內(nèi)標(biāo)的質(zhì)量濃度，μg/L；Ai為任一成分的信號(hào)峰面積；Ais為內(nèi)標(biāo)的信號(hào)峰面積。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 23.0軟件，制表采用Excel 2010軟件，以P＜0.05表示顯著差異，試驗(yàn)檢測(cè)均為3次重復(fù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 延遲采收對(duì)北冰紅葡萄果實(shí)、原酒及蒸餾酒基本理化指標(biāo)的影響

2.1.1 延遲采收對(duì)北冰紅果實(shí)品質(zhì)的影響

北冰紅果實(shí)經(jīng)擠壓出汁后，對(duì)果汁進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)SPSS 23軟件T檢驗(yàn)分析后結(jié)果如表1所示。由表1可知，北冰紅果穗呈圓錐形，雙齊肩、有副穗。延遲采收果實(shí)的百粒質(zhì)量為124.27 g，較正常采收降低了14.94%，平均穗質(zhì)量為199.44 g，較正常采收降低了9.76%。延遲采收較正常采收的平均粒徑降低了6.62%，再結(jié)合兩者平均穗長與穗寬的指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)葡萄穗的緊密度呈下降趨勢(shì)，且果穗變輕，果粒變小。延遲采收北冰紅平均可溶性固形物含量從18.53°Bx提升至21.80°Bx?？偺呛颗c總酚含量在延遲采收后出現(xiàn)了顯著性的提高，延遲采收總糖含量達(dá)到173.18 g/L，提升了12.71%；總酚含量達(dá)到了1.68 g/L；北冰紅總酸含量偏高，優(yōu)質(zhì)釀酒葡萄以總酸含量低為目標(biāo)之一，延遲采收總酸含量呈顯著性降低（P＜0.05），由10.40 g/L降低至9.15 g/L；單寧含量延遲采收時(shí)略有提升。以果實(shí)外觀、性狀、品質(zhì)來看，延遲采摘的北冰紅果實(shí)較好，果穗緊密度適中，高糖低酸，更適于釀酒。

表1 北冰紅果實(shí)不同采收期的品質(zhì)指標(biāo)Table 1 Quality indexes of Beibinghong fruits at different harvest periods

2.1.2 延遲采收對(duì)北冰紅葡萄原酒及蒸餾酒品質(zhì)的影響

由表2可知，正常采收與延遲采收原酒酒精度分別達(dá)到11.50%vol以及12.00%vol，兩次采收中原酒的殘?zhí)?、滴定酸和單寧的含量均具有顯著性差異（P＜0.05），殘?zhí)呛糠謩e為1.51 g/L、2.15 g/L，滴定酸含量分別為9.42 g/L、8.04 g/L，單寧含量分別為1.11 g/L、1.41 g/L；兩種原酒蒸餾后酒精度均在41.80%vol～42.00%vol，其揮發(fā)酸含量在延遲采收中出現(xiàn)顯著降低，延遲采收揮發(fā)酸較正常采收降低了16.67%。

表2 不同采收期北冰紅發(fā)酵原酒、蒸餾酒基本理化指標(biāo)Table 2 Basic physical and chemical indexes of original wine and distilled wine fermented by Beibinghong grape with different harvest periods

2.2 延遲采收對(duì)北冰紅葡萄果實(shí)、原酒及蒸餾酒揮發(fā)性成分的影響

由表3可知，果實(shí)中主要檢測(cè)出揮發(fā)性成分含量較高的有乙醇、乙酸乙酯、正己醇、2-乙基己醇、異丁醇、丙酮等，在正常采收的北冰紅果實(shí)中揮發(fā)性物質(zhì)的總含量為6 626.52 μg/L，在延遲采收的果實(shí)中揮發(fā)性物質(zhì)的總含量為9 582.26 μg/L，提升44.60%，多出了如下幾種氣味：肉類香味、黃瓜味、香蕉味、奶油香、脂肪香；原酒中主要檢測(cè)出揮發(fā)性成分含量較高的有3-甲基-1-丁醇、乙酸乙酯、乙醇、2-甲基-1-丙醇、乙酸異戊酯、正己醇、甲酸乙酯等，正常與延遲采收釀造原酒后揮發(fā)性物質(zhì)總含量為18 278.28 μg/L、18 266.07 μg/L，兩者相差較??；蒸餾酒中主要檢測(cè)出揮發(fā)性成分含量較高的有異戊醇、乙醇、2-甲基-1-丙醇、乙酸乙酯、乙酸異戊酯、乙酸、己酸乙酯、甲酸乙酯等，正常與延遲采收北冰紅制作蒸餾酒中揮發(fā)性物質(zhì)總含量分別為16 424.99 μg/L、14 956.62 μg/L，延遲采收所制蒸餾酒中的揮發(fā)性物質(zhì)總含量降低了8.94%，延遲采收后，蒸餾酒減少了莓果香、新鮮葉草香氣、白蘭地酒香、黑莓香味、辛辣味、酮樣等香味；增加了酒精味、水果香味、蘋果皮、奶油、脂肪香、芳香等氣味。

表3 不同采收期北冰紅葡萄果實(shí)、原酒及蒸餾酒揮發(fā)性物質(zhì)Table 3 Volatile substances of Beibinghong grape,original wine and distilled wine at different harvest periods

續(xù)表

在蒸餾酒制作過程中，揮發(fā)性物質(zhì)的總含量變化明顯，原酒中揮發(fā)性物質(zhì)總量較果實(shí)提升2倍左右，而蒸餾酒中揮發(fā)性物質(zhì)總量與原酒相比有小幅度的降低。實(shí)驗(yàn)檢測(cè)中，揮發(fā)性物質(zhì)可分為醛類、酸類、醇類、酯類、酮類和烯烴類這六大類[20-21]，各種類總含量見圖1，在延遲采收后，果實(shí)中醇類、酯類及酮類總含量增加，其余減少；原酒中醛類、酯類、酮類及烯烴類化合物含量增加，其余減少；蒸餾酒中酯類、酮類、烯烴類含量增加，其余種類含量減少。

圖1 不同采收期北冰紅葡萄果實(shí)、原酒、蒸餾酒主要揮發(fā)性成分含量Fig.1 Content of main volatile components of Beibinghong grape with different harvest periods

6類物質(zhì)的數(shù)量和相對(duì)含量均差別很大。如表4 所示，在果實(shí)中揮發(fā)性物質(zhì)總數(shù)量達(dá)33種（正常采收）與36種（延遲采收），其中醇類物質(zhì)數(shù)量種類最多，達(dá)到了11種，且醇類的相對(duì)含量為62.77%（正常采收）和60.28%（延遲采收），在六類物質(zhì)中均居首位，正常與延遲采收果實(shí)中揮發(fā)性物質(zhì)類別數(shù)量由大到小排序?yàn)榇碱?、酮類、醛類、酯類、酸類，相?duì)含量由大到小的排序?yàn)榇碱悺Ⅴヮ?、醛類、酮類、酸類；原酒中揮發(fā)性物質(zhì)總數(shù)量在兩次采收均為42種，酯類揮發(fā)性物質(zhì)數(shù)量由果汁中的5～6種提升至18種，為數(shù)量最多的類別，醇類相對(duì)含量為56.32%（正常采收）和60.08%（延遲采收），為相對(duì)含量最高的類別，正常與延遲采收所釀原酒中揮發(fā)性物質(zhì)類別數(shù)量排序?yàn)轷ヮ悾敬碱悾就悾救╊悾舅犷悾酒渌?，原酒中揮發(fā)性物質(zhì)相對(duì)含量的排序分別為醇類＞酯類＞酮類＞酸類＞醛類＞其他（正常采收）、醇類＞酯類＞酮類＞醛類＞酸類＞其他（延遲采收）；在蒸餾酒中揮發(fā)性物質(zhì)總數(shù)量達(dá)33種（正常采收）與34種（延遲采收），酯類種類數(shù)量最多，醇類相對(duì)含量最多，蒸餾酒中揮發(fā)性物質(zhì)類別數(shù)量由大到小順序?yàn)轷ヮ?、醇類、酮類、醛類、酸類（正常采收），酯類、醇類、酮類、醛類與其他、酸類（延遲采收），蒸餾酒中揮發(fā)性物質(zhì)相對(duì)含量由大到小的排序分別為醇類、酯類、酸類、酮類、醛類（正常采收）、醇類、酯類、酮類、酸類、醛類、其他（延遲采收）。

表4 不同采收期北冰紅葡萄果實(shí)、原酒、蒸餾酒揮發(fā)性成分種類及相對(duì)含量Table 4 Types and relative content of volatile components in Beibinghong grape with different harvest periods

延遲采收后，北冰紅葡萄果粒質(zhì)量和粒徑下降，原因可能是隨著采收時(shí)間的后移，果實(shí)中的水分有所散失，可溶性固形物含量提升，滴定酸含量減少，這與趙婷等[22]的研究結(jié)果近似。延遲采收后，總糖含量的提升可能因?yàn)橹仓晔艿降蜏孛{迫，主動(dòng)積累糖分以適應(yīng)變化[23]。果汁經(jīng)發(fā)酵為原酒后多出了烯烴類物質(zhì)，且酯類物質(zhì)的數(shù)量與占比明顯提升，在試驗(yàn)過程中，醇類和有機(jī)酸酯化會(huì)生成酯類物質(zhì)[24]。醇類物質(zhì)在果實(shí)、原酒、蒸餾酒中均相對(duì)含量最高，酸類物質(zhì)相對(duì)含量最低，僅有乙酸。在試驗(yàn)過程中，揮發(fā)性成分含量從果實(shí)到原酒大量增加，經(jīng)蒸餾后略減。蒸餾酒中揮發(fā)性成分在延后采收中總量降低，這與李娜娜等[25]（相對(duì)于8月28日和9月5日采收，8月18日采收的蒸餾酒香氣質(zhì)量更多。）及謝蘇燕等[7]（相比10 月15日采收，9月14日采收的蒸餾酒香氣質(zhì)量更多。）的研究結(jié)果的趨勢(shì)相一致，北冰紅蒸餾酒香氣總量的降低來自于醛類、酸類和醇類含量的降低。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)以北冰紅為素材，對(duì)正常采收與延遲采收中的果實(shí)、原酒以及蒸餾酒中的基本理化指標(biāo)以及揮發(fā)性物質(zhì)成分進(jìn)行檢測(cè)分析，結(jié)果表明，在2個(gè)采收期中，延遲采收的果實(shí)果粒質(zhì)量與粒徑降低，總酸含量顯著降低，總糖、總酚含量顯著提升（P＜0.05），延遲采收的果實(shí)中揮發(fā)性成分總量提高，香氣更濃郁；延遲采收的原酒中滴定酸含量顯著降低（P＜0.05），單寧含量顯著提升（P＜0.05），延遲采收對(duì)原酒揮發(fā)性成分總量影響較小；蒸餾酒中，延遲采收揮發(fā)酸含量降低，揮發(fā)性成分總量降低，但揮發(fā)性成分種類略有增多。