柿子白蘭地釀造工藝及其香氣成分探究

劉靜，李保國*

1. 齊魯工業大學/山東省科學院（濟南 250353）；2. 山東省葡萄研究院（濟南 250100）

柿子原產于我國，為柿科柿屬植物，是我國重要的特色水果之一。柿果中含有果膠、甘露醇、葡萄糖、果糖、蔗糖、無機鹽、維生素以及大量的鞣質成分等，柿子不僅營養豐富，而且具有很高的藥用價值和經濟價值[1-5]。

白蘭地是世界六大蒸餾酒之一，是水果經過發酵釀造產生果酒，再經過蒸餾、陳釀而得的蒸餾酒。香氣是評價白蘭地品質的重要指標，白蘭地芳香物質的種類、含量、感覺閾值及其之間的相互作用決定著白蘭地酒的品質，是影響白蘭地品質的主要因素，決定著白蘭地的風味和典型性[6-8]。

從目前國內外白蘭地酒的研究現狀來看，對白蘭地酒的研究主要集中在葡萄品種方面，對于柿子白蘭地的釀造國內外尚未見報道。基于柿子的營養價值，此次試驗以鏡面柿為原料，對發酵工藝進行優化，釀制出柿香愉悅的柿子發酵酒，之后進行壺式二次蒸餾得到酒香醇厚的柿子原白蘭地；測試原白蘭地的香氣成分，以期為柿子白蘭地的研究和開發提供理論依據和技術參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料和儀器

1.1.1 材料與試劑

鏡面柿（采摘于山東省日照市）；商業酵母（拉曼有限公司）；檸檬酸（食品級）、白砂糖（食品級）：濰坊英軒實業有限公司；2-辛醇（純度為99.99%，美國Sigma公司）；試驗用水均為蒸餾水。

1.1.2 儀器與設備

2 L發酵罐（煙臺帝伯仕有限公司）；2 L壺式蒸餾器（煙臺吉訊釀酒設備廠）；GC-2010/QP 2010 Plus氣相色譜-質譜聯用儀（日本Shimadzu公）司；Stabilwax-DA毛細管柱色譜柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm，美國Restek公司）；50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭（美國Supelco公司）；HH-S4數顯恒溫水浴鍋（江蘇金怡儀器科技有限公司）；ML204電子天平（梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

新鮮柿子→挑選清洗→破碎→調糖調酸→發酵→蒸餾→柿子白蘭地

1.2.2 柿子白蘭地發酵工藝優化設計

選取發酵過程所涉及的4個關鍵因素（A發酵溫度、B原料初始酸度、C原料初始糖度和D酵母用量），根據預試驗單因素試驗確定其因素范圍，以酒精度為評價指標，進行正交試驗優化發酵工藝條件，各因素和水平設計見表1。

表1 L9(34)正交試驗的因素水平

1.2.3 柿子白蘭地蒸餾工藝

蒸餾工藝采用壺式二次蒸餾，第一次蒸餾得到粗餾液，將粗餾白蘭地二次蒸餾按入料體積的1%掐去酒頭，截取酒精度為62%vol的酒體，即為柿子白蘭地。

1.2.4 香氣成分的測定

將白蘭地稀釋酒度至約10%vol，取8 mL試樣放入15 mL樣品萃取瓶中，加入5 μL質量濃度為1 g/L的2-辛醇（內標）及磁力轉子置于固相微萃取工作臺上，于45 ℃恒溫萃取45 min；將吸附平衡的萃取頭插入氣相色譜進樣口，解析30 min，同時啟動儀器采集數據。

升溫程序：40 ℃保持1 min，以8 ℃/min升至120 ℃，保持3 min，以15 ℃/min升溫至210 ℃，保持10 min；進樣口溫度250 ℃，接口溫度250 ℃，載氣（He），無分流進樣。質譜條件：電子轟擊（EI）離子源；電子能量70 eV；離子源溫度200 ℃；全掃描模式，質量掃描范圍30～500 U。

1.3 數據分析

定性分析：通過計算機檢索與NIST08和WILEY7質譜庫提供的標準質譜圖進行對照，確認揮發性組分，并結合相關文獻[9-10]報道進行定性分析。

定量分析：采用半定量方法對各組分進行定量分析，按式（1）計算。

式中：Xi為待測物的質量濃度，mg/L；Cs為內標物（2-辛醇）質量濃度，mg/L；Ai為待測物的峰面積；As表示內標物的峰面積。

主成分分析：采用SPSS 28.0數據處理軟件對試驗數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 柿子白蘭地發酵最佳工藝條件的確定

柿子白蘭地發酵最佳工藝條件正交試驗結果如表2和表3所示。極差分析表明，4種因素對酒度的影響主次順序為溫度（A）＞糖度（C）＞酸度（B）＞酵母量（D），即發酵溫度對柿子酒發酵的影響最大，且最佳的水平組合是A2B2C3D3。為了進一步驗證試驗結果，按優化設計組合進行驗證性試驗，柿子白蘭地原料酒酒精度為11.8%vol，大于正交試驗中各條件的結果。方差分析結果表明，A因素達到顯著水平，B、C、D未達到顯著水平，與極差分析結果一致。這說明在發酵階段對于溫度的控制要較為嚴格，溫度不僅可以決定酵母的生長速度，還可以決定發酵過程中某些酶的活性，影響酒體品質。結合方差分析和極差分析的結果，最終確定柿子白蘭地發酵的最佳條件為A2B2C3D3，即發酵溫度18 ℃，酸度7.5 g/L，糖度190 g/L，酵母用量0.25 g/L。

表2 L9(34)發酵工藝優化正交試驗結果

表3 發酵工藝優化正交試驗結果方差分析

2.2 柿子原白蘭地香氣成分測定結果

采用氣相色譜-質譜聯用儀對柿子原白蘭地進行香氣成分分析，酒中各香氣成分的相對含量，如表4所示。通過氣相色譜-質譜技術共檢測到62種香氣成分，其中醇類11種、醛類9種、酮類6種、酸類3種、酯類31種。柿子白蘭地的香氣成分主要是酯類和醇類，酯類具有濃郁的水果香，對其香氣的形成有重要的貢獻[7]。

表4 柿子原白蘭地香氣成分的分析結果

接表4

2.3 柿子白蘭地香氣主成分分析

對柿子原白蘭地香氣成分中OAV值高于1的成分進行主成分分析，以探尋其主要香氣物質。所得相關矩陣的特征值和方差貢獻率見表5，成分載荷矩陣分析結果見表6。結果顯示，共分析出2個主成分，貢獻率分別為55.178%和44.822%，累積貢獻率為100%，說明這2個主成分反映出原始變量的全部信息。

由表6可知，對第一主成分貢獻最大的是月桂醇、乙酸異戊酯、辛酸乙酯和癸酸乙酯，對第二主成分貢獻最大的是苯乙醇和乙酸己酯。從以上分析可知，6種物質對柿子原白蘭地香氣影響較大，是柿子原白蘭地的典型香氣成分，賦予柿子白蘭地優雅細膩的特有酒香和果香。

表5 柿子原白蘭地香氣主成分的方差貢獻率

表6 主成分載荷矩陣

3 結論

以鏡面柿為主要原料，優化柿子白蘭地發酵工藝，柿子白蘭地酒發酵條件為發酵溫度18 ℃、酸度7.5 g/L、糖度190 g/L、酵母用量0.25 g/L。發酵后原料酒經壺式二次蒸餾得到柿子白蘭地原酒，對白蘭地原酒香氣成分分析，月桂醇、乙酸異戊酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、苯乙醇和乙酸己酯是柿子原白蘭地的典型香氣成分，賦予柿子白蘭地特有的酒香和果香。此次試驗為柿子白蘭地的研究和開發提供理論依據和技術參考。