延遲采收對北冰紅葡萄及蒸餾酒中揮發性成分的影響

金宇寧，舒 楠，謝蘇燕，張寶香，肖家美，路文鵬

（中國農業科學院特產研究所，吉林長春 130112）

北冰紅是具有高抗性、高產量的山葡萄雜交品種，于2008年選育，東北地區為其主要栽培區[1]，吉林省集安市地處溫帶季風氣候區，是優質的釀酒山葡萄產區之一。目前北冰紅是冰酒釀造中最主要的山葡萄品種，作為少數可以用來發酵冰酒的山葡萄品種，北冰紅市場認可度良好。葡萄果實的產量、色澤、緊密度、香氣、糖酸比等基礎理化指標等皆為判定其品質的標準，釀酒葡萄的果實品質受生態氣候條件及生長環境的影響較大[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，品質的好壞受葡萄原料的種類與品質、發酵的工藝、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%，蒸餾酒中揮發性物質含量的種類與數量對蒸餾酒的品質與典型性影響較大[12-13]。區別于葡萄酒、糧食白酒等香味[14-16]，葡萄蒸餾酒具有獨特的香味與風格，市場前景廣闊。鄭向平[13]對6種蒸餾酒揮發性物質鑒定后發現：其中感官典型性香氣特征主要由揮發性成分的種類及含量決定，且在各類揮發性成分之間會存在相互影響的情況。李帥[17]研究發現，復合水果白蘭地中的風味物質在不同時期會出現含量增加與種類新增。王鑫[18]曾對愛格麗、小芒森等5個種類釀造的葡萄蒸餾酒中香氣成分進行檢測，發現乙酯類對香氣貢獻最突出。

目前針對山葡萄蒸餾酒的研究較少，北冰紅蒸餾酒中揮發性物質的成分有待探究，且缺少針對北冰紅延遲采收與果實、原酒、蒸餾酒中揮發性物質關系的系統性研究，本實驗以風味分析儀檢測揮發性物質成分，并進行分析比較，以期選擇出北冰紅適合生產優質葡萄蒸餾酒的采收期。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗年份為2018年，試驗地點選擇吉林省集安市麻線鄉葡萄園（41°5′N，126°8′E），海拔約141.6 m。該地無霜期為150 d，氣候類型屬于溫帶季風性氣候，年均溫7.5 ℃，年降水量為917.7 mm。試驗用葡萄植株為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：國藥集團化學試劑有限公司；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：上海聯碩生物科技有限公司；單寧酸：天津市光復精細化工研究所；靛藍二磺酸鈉：阿拉丁試劑（上海）有限公司；酚酞：天津市華東試劑廠。實驗所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

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

1.3 方法

1.3.1 試驗方法

自轉色期至成熟期，每兩周對可溶性固形物及滴定酸的含量進行監測，以確定果實成熟的采收期（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行隨機采樣，共采20 kg，檢測果實基本性狀，并存留果汁冷凍以備相關果實品質指標的測試。將葡萄破碎除梗后，酵母添加量為250 mg/kg，于20 ℃恒溫發酵，7 d后皮渣分離得到原酒，將發酵原酒部分存樣冷凍用于指標檢測，其余原酒經“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[7]。在10月13日進行延遲采收，試驗處理以及方法流程同正常采收。

1.3.2 測定方法

可溶性固形物含量：手持折光儀測試；總酸（以酒石酸計）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；揮發酸：參照GB/T 11856—2008《白蘭地》；香氣含量：采用風味分析儀測定，以4-甲基-2-戊醇為內標定量分析，定量采用內標法按公式（1）計算：

式中：Ci為任一成分的質量濃度，μg/L；Cis為內標的質量濃度，μg/L；Ai為任一成分的信號峰面積；Ais為內標的信號峰面積。

1.3.3 數據處理

數據統計分析采用SPSS 23.0軟件，制表采用Excel 2010軟件，以P＜0.05表示顯著差異，試驗檢測均為3次重復。

2 結果與分析

2.1 延遲采收對北冰紅葡萄果實、原酒及蒸餾酒基本理化指標的影響

2.1.1 延遲采收對北冰紅果實品質的影響

北冰紅果實經擠壓出汁后，對果汁進行檢測，經SPSS 23軟件T檢驗分析后結果如表1所示。由表1可知，北冰紅果穗呈圓錐形，雙齊肩、有副穗。延遲采收果實的百粒質量為124.27 g，較正常采收降低了14.94%，平均穗質量為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%，再結合兩者平均穗長與穗寬的指標，發現葡萄穗的緊密度呈下降趨勢，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了顯著性的提高，延遲采收總糖含量達到173.18 g/L，提升了12.71%；總酚含量達到了1.68 g/L；北冰紅總酸含量偏高，優質釀酒葡萄以總酸含量低為目標之一，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略有提升。以果實外觀、性狀、品質來看，延遲采摘的北冰紅果實較好，果穗緊密度適中，高糖低酸，更適于釀酒。

表1 北冰紅果實不同采收期的品質指標Table 1 Quality indexes of Beibinghong fruits at different harvest periods

2.1.2 延遲采收對北冰紅葡萄原酒及蒸餾酒品質的影響

由表2可知，正常采收與延遲采收原酒酒精度分別達到11.50%vol以及12.00%vol，兩次采收中原酒的殘糖、滴定酸和單寧的含量均具有顯著性差異（P＜0.05），殘糖含量分別為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，其揮發酸含量在延遲采收中出現顯著降低，延遲采收揮發酸較正常采收降低了16.67%。

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

2.2 延遲采收對北冰紅葡萄果實、原酒及蒸餾酒揮發性成分的影響

由表3可知，果實中主要檢測出揮發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中揮發性物質的總含量為6 626.52 μg/L，在延遲采收的果實中揮發性物質的總含量為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；原酒中主要檢測出揮發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性物質總含量為18 278.28 μg/L、18 266.07 μg/L，兩者相差較?。徽麴s酒中主要檢測出揮發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性物質總含量分別為16 424.99 μg/L、14 956.62 μg/L，延遲采收所制蒸餾酒中的揮發性物質總含量降低了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、原酒及蒸餾酒揮發性物質Table 3 Volatile substances of Beibinghong grape,original wine and distilled wine at different harvest periods

續表

在蒸餾酒制作過程中，揮發性物質的總含量變化明顯，原酒中揮發性物質總量較果實提升2倍左右，而蒸餾酒中揮發性物質總量與原酒相比有小幅度的降低。實驗檢測中，揮發性物質可分為醛類、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、原酒、蒸餾酒主要揮發性成分含量Fig.1 Content of main volatile components of Beibinghong grape with different harvest periods

6類物質的數量和相對含量均差別很大。如表4 所示，在果實中揮發性物質總數量達33種（正常采收）與36種（延遲采收），其中醇類物質數量種類最多，達到了11種，且醇類的相對含量為62.77%（正常采收）和60.28%（延遲采收），在六類物質中均居首位，正常與延遲采收果實中揮發性物質類別數量由大到小排序為醇類、酮類、醛類、酯類、酸類，相對含量由大到小的排序為醇類、酯類、醛類、酮類、酸類；原酒中揮發性物質總數量在兩次采收均為42種，酯類揮發性物質數量由果汁中的5～6種提升至18種，為數量最多的類別，醇類相對含量為56.32%（正常采收）和60.08%（延遲采收），為相對含量最高的類別，正常與延遲采收所釀原酒中揮發性物質類別數量排序為酯類＞醇類＞酮類＞醛類＞酸類＞其他，原酒中揮發性物質相對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）；在蒸餾酒中揮發性物質總數量達33種（正常采收）與34種（延遲采收），酯類種類數量最多，醇類相對含量最多，蒸餾酒中揮發性物質類別數量由大到小順序為酯類、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），蒸餾酒中揮發性物質相對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、原酒、蒸餾酒揮發性成分種類及相對含量Table 4 Types and relative content of volatile components in Beibinghong grape with different harvest periods

延遲采收后，北冰紅葡萄果粒質量和粒徑下降，原因可能是隨著采收時間的后移，果實中的水分有所散失，可溶性固形物含量提升，滴定酸含量減少，這與趙婷等[22]的研究結果近似。延遲采收后，總糖含量的提升可能因為植株受到低溫脅迫，主動積累糖分以適應變化[23]。果汁經發酵為原酒后多出了烯烴類物質，且酯類物質的數量與占比明顯提升，在試驗過程中，醇類和有機酸酯化會生成酯類物質[24]。醇類物質在果實、原酒、蒸餾酒中均相對含量最高，酸類物質相對含量最低，僅有乙酸。在試驗過程中，揮發性成分含量從果實到原酒大量增加，經蒸餾后略減。蒸餾酒中揮發性成分在延后采收中總量降低，這與李娜娜等[25]（相對于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量更多。）的研究結果的趨勢相一致，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 結論

本試驗以北冰紅為素材，對正常采收與延遲采收中的果實、原酒以及蒸餾酒中的基本理化指標以及揮發性物質成分進行檢測分析，結果表明，在2個采收期中，延遲采收的果實果粒質量與粒徑降低，總酸含量顯著降低，總糖、總酚含量顯著提升（P＜0.05），延遲采收的果實中揮發性成分總量提高，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），延遲采收對原酒揮發性成分總量影響較小；蒸餾酒中，延遲采收揮發酸含量降低，揮發性成分總量降低，但揮發性成分種類略有增多。