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

（甘肅省農業科學院 農產品貯藏加工研究所，甘肅 蘭州 730070）

水果白蘭地是以水果為原料經發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、發酵產生的香味化合物和陳釀過程中產生的陳釀香[1]。水果白蘭地的揮發性香氣物質是評判其品質的一個重要感官指標，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量、風味等[2]。本文對水果白蘭地中揮發性香氣物質的萃取及分析方法、發酵、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，需對揮發性物質進行分離提取，目前關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雜樣品中微量或痕量目標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，同時也便于實現自動化以及易于與色譜、電泳等高效分離檢測手段聯用。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的方法，并利用此方法分析了白蘭地酒樣的香氣成分，質譜圖中共分離出78個峰，鑒定出49種香氣物質。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種不同桃原白蘭地揮發性香氣物質，研究桃原白蘭地的香氣特征，探索不同原料和調配方式對桃原白蘭地揮發性香氣物質的影響。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味物質和陳釀期間香氣成分的變化規律進行了分析研究。蔣錫龍等[12]通過固相微萃取技術萃取桃白蘭地中揮發性化合物并分析了其揮發性芳香化合物組成。

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，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萃取富集等優點，廣泛應用于食品、環境和生物樣品分析的前處理[13]。盧柯等[14]應用攪拌棒萃取法提取荔枝白蘭地中的的香氣物質，用峰面積歸一法進行定量分析，結合氣相色譜-質譜技術及計算機檢索技術對分離化合物進行了鑒定。

1.1.3 液液萃取法

液液萃取是根據相似相溶原理，利用揮發性成分在溶劑相和待萃取樣品中的分配系數不同對樣品進行分離，從而達到純化和消除干擾物質的目的。該方法的優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，可以定量準確分析水果白蘭地中香氣物質。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性物質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、色素等大分子物質吸附易造成柱子堵塞，對儀器破壞較嚴重[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-質譜聯用法[2]、氣相色譜-聞香法[2]、氣相色譜-嗅聞-質譜法[10]、保留指數（retention index，RI）值分析法[16]。

1.2.1 氣相色譜-質譜聯用法

氣相色譜-質譜聯用技術（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）被廣泛應用于復雜組分的分離與鑒定，其具有氣相色譜的高分辨率和質譜的高靈敏度，氣相色譜-質譜聯用技術主要適用于定性定量分析沸點較低、熱穩定性好的化合物，在食品、輕工、農藥等各個領域得到廣泛應用[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-質譜聯用技術對相應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味化合物的檢測技術，其原理是從GC毛細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，FID）或質譜檢測器，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物中挑選出風味活性成分，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種揮發性化合物中有34種化合物是關鍵的呈香物質。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白蘭地中的揮發性香氣物質進行分析，鑒定出的109種化合物中最主要的呈香成分是酯類物質。

1.2.3 氣相色譜-嗅聞-質譜法

氣相色譜-嗅聞-質譜聯用（gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry，GC-O-MS）技術是采用人的鼻子作為檢測器，將嗅聞檢測儀與分離揮發性物質的氣相色譜結合的一種技術。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技術分離鑒定紅棗白蘭地中的揮發性成分，對紅棗白蘭地蒸餾過程不同餾分中風味物質的變化規律進行了分析研究。

1.2.4 RI值分析法

峰保留指數RI值可以在GC、GC-MS、GC-O分析的基礎上進一步鑒定。將標準直鏈烷烴與所制備的樣品混合，并進行GC-MS測定分析，根據譜圖上的每一個檢測到色譜的峰保留指數獲得每一種烷烴和每一種揮發性成分的保留時間[16]。趙玉平等[16]通過質譜庫檢索、標準品比對及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、發酵蒸餾過程及橡木桶陳釀，直接影響水果白蘭地的風味和口感。其中蒸餾工藝在水果白蘭地生產環節中起著承前啟后的作用，它可以將生產水果白蘭地的原料自身香氣及發酵所產生的香氣成分以一定的比例保留下來，并給后續的陳釀提供芳香物質基礎。

2.1 水果白蘭地發酵蒸餾過程中香氣成分研究

水果白蘭地發酵、蒸餾階段對白蘭地品質起著至關重要的作用。對桃原白蘭地的揮發性香氣成分分析結果可知，酯類和醇類是其揮發性主要組分，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[6，12]。荔枝白蘭地中香氣物質經氣相色譜分離共得到65個峰，鑒定出61種物質，構成荔枝白蘭地香氣特征的物質主要是酯類、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構成[15]。對蘋果白蘭地揮發性香氣成分分析可知，酯類和醇類相對含量較高，構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味物質的變化規律表明，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，酸個數隨蒸餾時間的增加而增加；總醛、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律結果發現，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性成分定性定量分析共鑒定出揮發性物質121種，其中酯類物質是白蘭地中物質種類最多、物質濃度最高的化學組分，醇類物質、酸類物質也是白蘭地的重要組成部分[23]。對白蘭地香氣物質感官分析可知，白蘭地中主要的揮發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；白蘭地中的揮發性成分的沸點不同，存在著低、中、高沸點物質，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，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用研究中認為法國橡木桶比國產橡木桶陳釀效果好；新桶比舊桶陳釀效果好；不同產地或新舊橡木桶直接影響原白蘭地中多酚類物質的含量變化，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生變化，從而影響白蘭地的品質和口感。通過氣相色譜對橡木桶陳釀12個月內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不盡相同的香氣表現[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種揮發性物質，其中酯類和高級醇是陳釀白蘭地中含量最高的兩種揮發性成分。陳志炎等[34]對銀杏白蘭地催陳的研究認為弱酸堿處理橡木桶提高了銀杏白蘭地陳釀酒的品質。

3 總結與展望

水果白蘭地揮發性香氣成分復雜，化學性質各異，對其進行分離、鑒定是一項復雜的研究工作。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，將為生產高品質的水果白蘭地提供理論指導。

[1]程 濤，鐘其頂，王道兵，等.梨白蘭地中乙醇碳同位素分布特征研究[J].中國釀造，2014，33（12）：19-22.

[2]劉淑琴，倪 莉.酒類香氣物質研究進展[J].食品工業科技，2011，32（1）：335-341.

[3]游義琳，王秀芹，戰吉宬，等.HS-SPME-GC/MS 方法在白蘭地香氣成分分析中的應用研究[J].中外葡萄與葡萄酒，2008（6）：8-13.

[4]原 蕾.白蘭地原料葡萄酒與其新蒸餾的原白蘭地的揮發性成分差異比較[D].煙臺：煙臺大學碩士論文，2012.

[5]王 磊，張葆春，申春華，等.白蘭地蒸餾主要揮發性成分變化規律研究[J].農產品加工·學刊，2010（2）：23-25.

[6]董興全，張晶瑩，蔣錫龍.不同桃原白蘭地揮發性香氣成分分析[J].食品與發酵工業，2015，41（3）：174-178.

[7]夏亞男，淑 英，趙仁邦，等.紅棗白蘭地香氣成分萃取中固相微萃取纖維的選擇[J].中國食品學報，2014，14（10）：241-251.

[8]夏亞男，李佳穎，陳建喬，等.紅棗白蘭地香氣成分固相微萃取條件的優化[J].食品科技，2014，39（4）：252-257.

[9]夏亞男，王 頡.紅棗白蘭地陳釀期間香氣成分的變化規律研究[J].食品工業，2014，35（10）：243-247.

[10]夏亞男，王 頡.紅棗白蘭地蒸餾過程不同餾分中風味物質的變化規律[J].食品科技，2014，39（10）：116-120.

[11]夏亞男，王 頡.原料熱處理對紅棗白蘭地清除DPPH·能力和香氣成分的影響[J].食品工業科技，2014，35（19）：62-72.

[12]蔣錫龍，李彥奎.桃白蘭地特征香氣成分GC-MS 分析[J].中外葡萄與葡酒，2014（5）：32-35.

[13]許志剛，胡玉玲，李攻科.攪拌棒吸附萃取技術的研究進展[J].分析化學，2011，39（11）：1766-1773.

[14]盧 柯，喬 慧，薛楚然，等.基于SBSE-GC/MS 的荔枝白蘭地香氣成分分析[J].中國釀造，2014，33（3）：137-140.

[15]侯格妮，李 俊，李然洪，等.藍莓白蘭地特征香氣成分的GC-MS 分析[J].食品與機械，2013，29（3）：21-26.

[16]趙玉平，李記明，徐 巖，等.張裕XO 白蘭地揮發性成分的初步研究[J].食品與發酵工業，2007，33（10）：144-147.

[17]喬俊花，趙玉平，黎乃維，等.白蘭地二次蒸餾過程中主要揮發性成分含量變化的分析[J].農產品加工·學刊，2010（1）：60-63.

[18]凌笑梅.高等儀器分析實驗與技術[M].北京：北京大學醫學出版社，2006.

[19]唐三江，張永茂，曾朝珍，等.蘋果白蘭地發酵工藝技術研究進展[J].中國釀造，2015，34（1）：10-12.

[20]康三江，張永茂，曾朝珍，等.氯化銨對蘋果白蘭地揮發性香氣成分的影響[J].中國釀造，2014，33（12）：47-51.

[21]宋興興.獼猴桃白蘭地的發酵工藝研究[D].重慶：重慶大學碩士論文，2014.

[22]陳計巒.香梨白蘭地的品質及陳釀機理的研究[D].烏魯木齊：新疆農業大學碩士論文，2002.

[23]劉其聳.張裕白蘭地蒸餾過程香氣物質變化規律研究[D].煙臺：煙臺大學碩士論文，2011.

[24]趙玉平，徐 巖，李記明，等.白蘭地香氣物質感官分析[J].食品工業科技，2008，29（3）：113-116.

[25]FERRARI G,LABLANQUIE O,CANTAGREL R,et al.Determination of key odorant compounds in freshly distilled cognac using GC-O,GC-MS,and sensory evaluation[J].J Agr Food Chem,2004,52(18):5670-5676.

[26]ZHAO Y P,LI J M,XU Y,et al.Characterization of aroma compounds of four brandies by aroma extract dilution analysis[J].Am J Enol Viticult,2009,60(3):269-276.

[27]馮宇隆，謝 明，黃 葦，等.鴨肉的風味及其形成的研究[J].動物營養學報，2013，25（7）：1406-1411.

[28]夏亞男，遲超逸，郭 潔，等.GC-O-MS 法對比3 種紅棗白蘭地的揮發性成分[J].中國釀造，2014，33（2）：119-124.

[29]王 霞.橡木制品在白蘭地陳釀中的應用研究[D].無錫：江南大學碩士論文，2006.

[30]賈 曉，曾新安，高 敏，等.荔枝白蘭地橡木桶陳釀過程中揮發酸和香蘭素變化規律的研究[J].食品工業科技，2011，32（6）：195-197.

[31]CALDEIRA I,BELCHIOR A P,CLíMACO M C,et al.Aroma profile of Portuguese brandies aged in chestnut and oak woods[J].Anal Chim Acta,2002,458(1):55-62.

[32]WATTS V A,BUTZKE C E.Analysis of microvolatiles in brandy:relationship between methylketone concentration and Cognac age[J].J Sci Food Agr,2003,83(11):1143-1149.

[33]宋 普.白蘭地陳釀過程中揮發性成分變化規律研究[D].煙臺：煙臺大學碩士論文，2013.

[34]陳志炎，孫長花，孫 健.銀杏白蘭地催陳的研究[J].食品工業科技，2012，33（18）：282-285.