蘋果蒸餾酒（白蘭地）發酵釀造中揮發性香氣成分研究進展

康三江 慕鈺文 曾朝珍

摘要：為有效延伸蘋果產業鏈、促進產業增值，進一步探索和提升蘋果蒸餾酒品質和風味調控提供參考，基于文獻資料分析并結合自身研究，通過對蘋果蒸餾酒（白蘭地）發酵釀造中蘋果原料、發酵微生物種類、發酵工藝、蒸餾設備以及陳釀條件等因素對揮發性香氣成分變化的影響進行綜述，分析了蘋果蒸餾酒發酵釀造中揮發性香氣成分研究進展，并展望了蘋果蒸餾酒未來的研究方向。

關鍵詞：蘋果；蒸餾酒（白蘭地）；揮發性香氣成分；進展

中圖分類號：S661.1；TS262.38? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2097-2172（2023）11-0990-06

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2023.11.002

Research Progress on Volatile Aroma Components in the Fermentation

and Distillation of Apple Distillate （Brandy）

KANG Sanjiang， MU Yüwen， ZENG Chaozhen

（Agricultural Product Storage and Processing Research Institute， Gansu Academy of Agricultural Sciences，

Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract： This paper offers a comprehensive review of the impact of various factors， including apple raw materials， types of fermentation microorganisms， fermentation techniques， distillation equipment， and aging conditions， on the dynamic changes in volatile aroma components throughout the fermentation and distillation phases of apple distillate（brandy） production. It delves into the current research progress in understanding these volatile aroma components during the fermentation and distillation of apple distillate（brandy）， providing valuable insights into potential future research directions for this beverage. This review serves as a valuable reference for further advancements in the exploration and refinement of quality and flavor control in apple distillate （brandy）.

Key words： Apple; Distillate （brandy）; Volatile aroma component; Progress

收稿日期：2023 - 09 - 20

基金項目：國家自然科學基金項目（32260607）；國家現代農業產業技術體系資助（CARS-27）；甘肅省科技計劃資助（22CX8NE194）。

作者簡介：康三江（1977 — ），男，甘肅隴西人，研究員，研究方向為農產品加工（果蔬加工）。Email： kang58503@163.com。

我國作為全球最大的蘋果生產國之一，在蘋果產業中扮演著重要的角色。除了生鮮水果，蘋果還被廣泛用于制作果汁、果汁濃縮液、蘋果酒、蘋果白蘭地和蘋果脆片等多種產品［1 - 3 ］。盡管蘋果產業在全球范圍內發展迅速，但仍然面臨著一些挑戰，如產業鏈短、附加值低、精深加工品種單一、高值化加工品種不足等問題，這些因素制約了蘋果產業的高質量發展。近年來，隨著現代生物發酵加工技術的逐步推廣應用，蘋果精深加工水平得到進一步提升，也為有效延伸蘋果產業鏈、促進產業增值、助力鄉村振興提供了重要的機遇。

蘋果蒸餾酒（白蘭地）因其獨特的風味和口感備受大眾喜愛，其生產過程主要包括蘋果原料的處理、酒精發酵、蒸餾、陳釀以及最后的勾兌調配等技術。在蘋果蒸餾酒（白蘭地）的發酵釀造過程中，揮發性香氣成分的組成和變化是影響酒體品質的關鍵因素［4 ］。這些香氣成分包括酯類、醇類和酸類等，其含量差異受到多種因素的影響，涉及蘋果原料品種的選擇、酵母種類、發酵釀造工藝、蒸餾設備與條件，以及貯存容器和陳釀條件等。這些因素在不同程度上塑造了最終產品的口感和香氣，賦予不同的蘋果蒸餾酒獨特的品味和風格。

1? ?蘋果原料揮發性香氣成分研究

1.1? ?揮發性香氣成分的分析方法

在揮發性香氣成分分析方面，氣相色譜-質譜聯用技術（GC-MS）是最常用的方法之一。它通過將樣品中的揮發性化合物蒸發和分離，然后使用質譜儀確定這些化合物的分子結構，以提供高度準確的分析結果［5 ］。氣相色譜-嗅覺檢測（GC-O）結合了氣相色譜和嗅覺感知，允許分析人員直接嗅到揮發性化合物，這對于感官特性的研究非常有用［6 ］。固相微萃取（SPME）是一種樣品前處理技術，用于富集揮發性化合物。它通過將SPME纖維插入樣品中，然后通過熱脫附將化合物從纖維釋放出來，以供后續分析，這種方法簡單、快速，適用于多種樣品類型的分析。為了準確測定蘋果中的揮發性化合物，需要使用高選擇性和靈敏度的分析方法。氣相色譜-質譜聯用技術結合頂空固相微萃取已廣泛用于蘋果及蘋果產品揮發性化合物的定性和定量分析，具有快速、經濟、可重復和高靈敏度等優點，能夠驗證樣品的真實性和典型性［7 - 10 ］。

1.2? ?蘋果原料的揮發性香氣成分

蘋果香氣涵蓋了超過300種化合物，包括醇、醛、羧基酯、酮和醚類化合物［11 ］。其中，約有20種特征性香氣成分，如乙醛、（E）-2-乙烯醛、己醛、丁醇、己醇、（E）-2-乙烯醇、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸己酯等在賦予蘋果獨特香味方面起關鍵作用［12 ］。不同的蘋果品種具有獨特的風味特性，例如，國光品種中丁酸甲酯的含量最高，而秦冠、新紅星、金冠和澳洲青蘋品種中α-法尼烯的含量最高，富士蘋果中己醇的含量最高［13 ］。這表明不同品種的蘋果擁有獨特的化學成分組成，導致他們的香氣特點各不相同，從而直接影響著蘋果酒的揮發性成分［14 - 16 ］。因此，原材料的選擇對于蘋果酒的最終品質至關重要。適合用于釀酒的蘋果通常需要具備一定的糖分含量、適當的酸度、適中的pH以及足夠的總酚含量［17 - 18 ］。各國在釀造蘋果酒方面都有自己的專用蘋果品種，但我國在這方面的研究較晚，通常以鮮食型蘋果品種替代。

1.3? ?貯藏對蘋果揮發性香氣成分的影響

長時間貯藏的蘋果可能會失去一些揮發性化合物，從而影響蘋果酒的香氣和風味［19 ］。任曉俊［20 ］研究發現金冠蘋果在4 ℃貯藏時，主要變化的香氣成分包括乙酸丁酯、2-甲基丁基乙酸酯、丁酸丁酯、乙酸己酯、丁酸2-甲基丁酯、丁酸己酯、異戊酸己酯、正丁醇和正己醛；在20 ℃貯藏時，主要變化的香氣成分則包括乙酸己酯、己酸丙酯、丙酸己酯、異丁酸己酯、丁酸己酯、異戊酸己酯、己酸己酯、正己醇、α-法呢烯等。華富蘋果在4 ℃貯藏時，主要變化的香氣成分包括乙酸己酯、丁酸己酯、2-甲基丁醇和α-法呢烯；在20 ℃貯藏時，主要變化的香氣成分則包括丁酸丁酯、丁酸戊酯、異丁酸己酯、丁酸己酯、正庚醇、（E）- 2-己烯醛等。總體來看，金冠蘋果和華富蘋果在4 ℃貯藏期間檢測到的主要香氣成分較少，在20 ℃貯藏期間檢測到的香氣成分較多。以上研究表明貯藏溫度可以顯著影響蘋果的揮發性成分。

蘋果的貯藏期長短對蘋果酒的品質具有重要影響。隨著貯藏時間的延長，蘋果中的水分減少，導致釀造過程需要增加額外的水分，從而影響了蘋果酒的口感和風味。蘋果原料中糖分含量的變化直接影響蘋果酒的酒精含量和甜度。蘋果的酸度也是影響蘋果酒風味的關鍵因素之一，隨著貯存時間的延長，蘋果中的酸度可能會減少，需要在釀造過程中進行酸度調整，以確保最終的蘋果酒保持適當的酸度水平［21 ］。貯存期間微生物的活動也可能對蘋果成分產生影響，因為野生酵母和細菌可能在蘋果果實內生長和繁殖。這些微生物的活動可能導致化學成分的變化，并在釀造過程中引入額外的微生物［22 ］。因此，蘋果的貯存期需要嚴格控制，以確保原料的品質和成分穩定性，從而獲得高品質的蘋果酒。

2? ?蘋果酒揮發性香氣成分研究

發酵環節對蘋果蒸餾酒（白蘭地）的釀造具有至關重要的作用。發酵是通過果汁中的微生物以及后期添加的酵母菌將原始糖分轉化為酒精的過程，同時也伴隨著酸類、酯類、醛類等揮發性物質的變化，這些物質共同塑造了成品蘋果蒸餾酒的風味特征［23 ］。

2.1? ?微生物對蘋果酒揮發性香氣成分的影響

微生物在蘋果酒發酵中扮演關鍵角色，其對酒的風味、香氣、酒精含量以及安全性影響深? ? 遠［24 - 25 ］。傳統發酵通常采用單一釀酒酵母培養，以確保一致性風味和高酒精含量。釀酒酵母主要影響如2-甲基-1-丙醇、丙酸乙酯、乙酸-2-甲基丁酸乙酯、乙酸-3-甲基丁酸乙酯、丁酸和2-甲基丁酸等揮發性化合物的產生［26 ］。這些化合物與酵母代謝活動密切相關，因此深入研究這些關系有助于提升蘋果酒的質量和特性。

然而，為了增添風味層次和更復雜的香氣，商業上有多種不同類別的酵母株供選擇［27 - 28 ］。將葡萄酒生產中的有孢漢遜酵母、異常維克漢姆酵母、德爾布有孢圓酵母和馬克斯克魯維酵母等產香酵母應用于蘋果酒釀造中，這類產香酵母能將原料中的前體物質轉化為酯、酸和高級醇等風味物質，并合成多種酶，對蘋果酒色澤、風味的形成具有重要作用［29 - 31 ］。與純培養相比，在大多數情況下混合培養能產生更多的乙醇和揮發性酯? ? 類［32 - 33 ］。

盡管在蘋果酒生產中廣泛使用果酒活性干酵母，因蘋果酒具有較高的酸度和不同的營養需求，因此專用蘋果酒的酵母株可能更加適合。因此，培育專用的高性能蘋果酒酵母對于行業的可持續發展至關重要。利用生物技術方法來篩選和改良適用于蘋果酒發酵的酵母株，有助于提高酵母的適應性和性能，以更好地滿足蘋果酒生產的需求。

2.2? ?發酵工藝對蘋果酒揮發性香氣成分的影響

發酵溫度對酵母活性和產物形成具有關鍵作用。較低的溫度通常導致較慢的發酵速度，產生清新的風味，而較高的溫度可能加速發酵，產生更多的酒精［34 ］。蘋果中的天然酸度也會影響酵母活性和發酵速度，較高的酸度通常促進酵母的生長，但可能需要額外的調節來平衡酸度水平。氧氣在蘋果酒發酵的初期階段非常重要，但在發酵完成后，應盡量減少氧氣的接觸，以避免不必要的氧化反應。適度的氧氣可以幫助酵母繁殖和產生所需的化合物。主要發酵時間的延長，會導致酒精水平略微下降，感官評分也會顯著降低。發酵過程中隨著浸泡時間的增加，干提取物逐漸減少，揮發性酸含量逐漸增加，這可能是由于發酵停止后其他細菌仍然活躍所致［35 - 36 ］。

蘋果酸-乳酸發酵對蘋果酒的顏色、口感和香氣產生了多方面的影響。在蘋果酸-乳酸發酵中，蘋果酒的果香味沒有被破壞，反而可能會增加。乳酸菌具有β-葡萄糖苷和β-半乳糖苷酶活性，這些酶能分解香味前體物質，釋放出具有果香風味的萜烯化合物，從而增加蘋果酒的香氣復豐富度［37 - 38 ］。乳酸菌還可以產生像奶油、堅果和橡木等香味的物質，與蘋果酒中的水果風味相融合，提高蘋果酒的香氣復雜性。奶油香氣通常通過乳酸菌產生的雙乙酰表現出來，這有助于改善蘋果酒的品質，但要防止產生的雙乙酰，以避免不良味道。

3? ?蘋果蒸餾酒（白蘭地）揮發性香氣成分研究

3.1? ?蒸餾方法對蘋果蒸餾酒（白蘭地）揮發性香氣成分的影響

白蘭地是一種蒸餾酒，其蒸餾方法包括單式蒸餾法、半連貫式蒸餾法、連續式蒸餾法和二次蒸餾法。這些方法在不同的產地和傳統中使用，每種方法都會產生具有不同風味的白蘭地。

單式蒸餾法是法國干邑區常用的蒸餾方法。它涉及2次蒸餾，第1次蒸餾生成粗餾液，第2次蒸餾得到中餾段的酒液。這種方法通常會產生高度白蘭地，酒精含量約為70%vol，在陳釀過程中可更好地與橡木桶互動，賦予其特殊的風味和口感。半連貫式蒸餾法在法國亞馬邑區較為常見，它通常只進行1次蒸餾，產生的酒液度數為55%vol～60%vol。這種方法可能保留更多原材料的天然風味，因只進行1次蒸餾，相對來說保留了更多釀酒原料的特征。趙志聰等［39 ］對蘋果白蘭地的1次蒸餾不同餾分的香氣成分進行分析，發現在不同的蒸餾階段共鑒別出了39種不同的香氣物質。這些香氣物質包括5種醇類、18種酯類、7種酸類以及9種酮醛類。其中，醇類中的異戊醇、異丁醇、苯乙醇以及酯類中的乙酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯被確認為不同蒸餾階段餾出液的重要香氣成分。值得注意的是，蒸餾過程中，有機酸類物質的含量在蒸餾后期略有增加，而醇類、酯類和酮醛類三類物質的含量則隨著蒸餾過程而逐漸降低。這些結果提供了有關蘋果白蘭地香氣成分的重要見解，有助于更好地了解不同蒸餾階段對最終產品風味的影響。

目前，蘋果蒸餾酒（白蘭地）通常采用二次蒸餾法。首先，通過第1次蒸餾產生粗餾液，然后進行第2次蒸餾，從中獲得中餾段的酒液。這種方法允許更加精確地控制白蘭地的風味和酒精度，因為可以有選擇性地去除不需要的部分。康三江等［40 ］研究發現，第1次蒸餾沒有截取酒頭和酒尾，使得酒液的酒精度為23%vol～25%vol，而第2次蒸餾則截取了1%的酒頭和25%的酒尾，使得最終酒精度達到約54%vol，品質更為純凈。在對不同的蘋果白蘭地餾分進行分析時，研究發現共檢測出20種不同的香氣物質。這些香氣物質包括10種酯類、6種醇類、1種酸類以及3種其他化合物。這些化合物的存在豐富了蘋果白蘭地的風味特點，為不同餾分賦予了不同的口感和味道。

總的來說，蒸餾過程中對酒頭和酒尾部分的仔細控制截取，對于最終的白蘭地風味至關重要。此外，銅制蒸餾器常常用于蘋果白蘭地蒸餾，因為銅對果酒中的酸類物質有良好的抗性，可以與不良風味的物質發生反應，從而有助于降低這些物質的含量。這些細節有助于制作高品質蘋果白蘭地的關鍵因素。

3.2? ?陳釀對蘋果蒸餾酒（白蘭地）揮發性香氣成分的影響

白蘭地的陳釀過程對于其最終的口感和風味至關重要。剛蒸餾出的白蘭地通常口感粗糙和香氣不夠細膩。然而，經過橡木桶陳釀，白蘭地與橡木桶內的木材發生相互作用，揮發性物質得到萃取，使香氣逐漸變得成熟醇厚，口感變得柔和而綿延。陳釀還會使白蘭地的顏色逐漸從無色轉變為黃棕色，賦予了白蘭地特定的色澤。

不同陳釀時間段的白蘭地具有不同的香氣和口感特點。乙酸乙酯、糠醛、苯乙醇等物質的含量通常會隨陳釀時間的增加而增加。同時，乙醇和乙醛的氧化也會導致乙酸含量的逐漸增加［41 ］。曾朝珍等［42 ］對不同陳釀時間的蘋果白蘭地中的風味物質進行了測定，在陳釀過程中，蘋果白蘭地共鑒定出90種化合物，包括43種酯類物質、32種醇類物質和15種酸類物質。隨著陳釀時間的延長，酯類和酸類香氣物質的種類數量和總含量呈增加的趨勢，而醇類香氣物質總含量呈減少的趨勢。酸類香氣成分的種類數量則呈現先增后減的趨勢。趙金等［43 ］的研究結果表明，在單一橡木片催陳中，重度烘烤度的橡木片表現出最佳效果。經過45 d的催陳，酒樣中的醇類物質含量略微降低，但酯類物質的含量顯著增加。這導致了酒樣口感中酸味、澀味及其回味的降低，同時苦味也下降，甜味微增，而且帶有橡木香氣風味。相比于單一催陳技術，超聲波-橡木片復合催陳表現更為出色。這種方法在增加酯類物質含量的同時，降低了醇類物質含量，表現出對酒體香氣成分的增酯降醇作用，對酒體降苦降澀的作用更加明顯。

橡木桶的材質影響著白蘭地的陳釀品質。王霞［44 ］研究發現，橡木片用于原白蘭地的最佳陳釀時間為10 d，最佳釀酒度為50%（v/v）。中度烘烤的橡木片對原白蘭地的陳釀效果最佳，法國橡木陳釀效果明顯優于其他地理源的橡木。同種植物源和地理源的橡木、不同加工工藝生產的橡木片對陳釀原白蘭地的效果有顯著差異，甚至超過橡木種類的影響。同時發現，橡木桶陳釀效果最好，橡木板陳釀原白蘭地的效果略遜于橡木桶，但更接近橡木桶貯藏效果。此外，法國橡木桶比國產橡木桶陳釀效果更佳，新桶比舊桶陳釀效果更好，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。

因此，陳釀工藝需要經過精心設計和控制，以獲得所需的品質。選擇合適的橡木桶和精心控制陳釀條件是關鍵的制作步驟，它們共同塑造了白蘭地多樣化的風味和口感，以滿足不同消費者的口味偏好［45 - 46 ］。

4? ?展望與建議

蘋果蒸餾酒（白蘭地）在酒類市場中具有重要地位，吸引了廣泛的消費者群體，促進了酒類市場的多樣化，為蘋果產業提供了增值機會，有助于促進蘋果產業的可持續發展。未來在研究和生產中可以從以下幾方面考慮，一是擴大蘋果蒸餾酒（白蘭地）所使用的蘋果品種范圍，提升其品質和多樣性，充實蘋果蒸餾酒的風味譜系，為其注入更豐富的風味特性；探索其他水果和植物材料的潛力，為水果蒸餾酒的生產提供更廣泛的原材料選擇空間，從而推動果酒行業的發展。二是深入研究發酵條件對揮發性香氣成分的影響，包括溫度、pH、發酵時間和酵母株等參數的優化，通過精確掌握和調整這些條件，確保最終產品的風味特性和品質達到最佳狀態。三是注重新型酵母菌株的研發，可以通過篩選和改良酵母菌株，增強其在揮發性香氣物質合成和影響方面的能力，為蘋果蒸餾酒注入更多創新元素；通過應用多種微生物菌種，包括不同種類的酵母和細菌，模擬自然發酵過程，有望創造出更加復雜和多層次的揮發性香氣成分。四是深入研究揮發性化合物的合成機制和代謝途徑，揭示關鍵揮發性化合物的產生機制。

大力開展蘋果蒸餾酒（白蘭地）系列產品的釀造及品質調控研究，將有助于推動蘋果蒸餾酒（白蘭地）釀造領域的科技發展水平，滿足市場需求和消費者口味的不斷變化，通過不斷創新為酒類產業帶來更多的發展機遇，提升蘋果白蘭地等水果蒸餾酒的品質和獨特風格。

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