橡木桶陈酿处理对沙田柚蒸馏酒挥发性风味成分的影响

移兰丽，余元善，杜昌陈，徐玉娟，陈卫东，*，吴继军（1.江西农业大学食品科学与工程学院，江西南昌330045；.广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所，农业部功能食品重点实验室，广东省农产品加工重点实验室，广东广州510610）

橡木桶陈酿处理对沙田柚蒸馏酒挥发性风味成分的影响

移兰丽1，2，余元善2，杜昌陈2，徐玉娟2，陈卫东2，*，吴继军2
（1.江西农业大学食品科学与工程学院，江西南昌330045；2.广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所，农业部功能食品重点实验室，广东省农产品加工重点实验室，广东广州510610）

采用主成分分析方法对沙田柚蒸馏酒在橡木桶陈酿期间的挥发性风味成分进行了系统的分析。结果表明，陈酿期间柚子果酒色度、总酸和总酚含量显著增加（p＜0.05）。沙田柚蒸馏酒在橡木桶陈酿过程中共分析检测到75个挥发性风味成分，其中酯类是沙田柚蒸馏酒最主要的挥发性风味成分，其次是醛类、醇类、酮类、酸类、萜烯类、酚类。沙田柚蒸馏酒在橡木桶陈酿期间，也产生了新的风味物质：乙酸、异丁酸乙酯、异戊酸乙酯、2-糠酸乙酯、丁二酸二乙酯、3-苯丙酸乙酯、茴香酸乙酯、5-甲基呋喃醛、邻异丙基甲苯、（E）-壬烯醛、trans-香芹醇、癸酸、佛术烯、新异长叶烯，赋予了沙田柚蒸馏酒新的口感与风格。

橡木桶陈酿，沙田柚蒸馏酒，挥发性风味成分，GC-MS

柚子是芸香科柑橘属水果，其果肉营养价值高，含有多种人体健康必需的营养成分，如多种氨基酸、抗坏血酸、维生素C及类胰岛素等，具有降血糖、降血脂、健胃、补血等功效［1-4］。柚子产量高，分布广，果肉除鲜食外，还可大量用于制造果汁、果酱、罐头、果醋、蜜饯、果脯和果酒等加工食品［5-7］。近年来，随着我国对粮食安全问题的关注，用水果蒸馏酒逐步取代一部分粮食白酒的应用越来越受到重视，这为柚子酒的开发利用创造了契机。利用柚子酿酒，不仅能够实现柚子的大规模开发利用，繁荣市场，还能使柚子中的有效药理成分和果酒自身的营养保健功能相结合，具有十分重要的现实意义［7］。

有研究表明，超高压处理对柚子酒香气成分具有影响，酸类和醛酮类也有不同程度的提高，而长链烷烃类化合物消失，同时产生芳樟醇、乙酸异戊酯等新物质［8］。目前，关于柚子酿造蒸馏酒橡木桶陈酿期间其风味物质的变化鲜有报道。新蒸出的白兰地原酒口味暴辣，香气不足，需经过橡木桶处理［9-10］。原白兰地在长期的贮藏中，其色度、多酚、单宁［8］和橡木桶中本身的香味如香草醛、橡木内脂、愈创木酚和丁子香酚等会随着浸泡进入果酒中，使果酒具有特有的“橡木香”，同时，橡木桶中的果酒经一系列物理和化学变化，使酒体更加柔和、芳醇，并趋于完善［11］。本文以沙田柚酿造蒸馏酒为原料，在前期实验和文献资料的基础上，将发酵后的柚子果酒存放于橡木桶中陈酿，研究陈酿期间柚子果酒挥发性风味成分变化，旨在为后期高档次柚子白兰地的酿造提供理论依据及技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

沙田柚Citrus maxima（Burm.） 市售；安琪葡萄酒专用干酵母 安琪酵母股份有限公司；柚子蒸馏酒 实验室制备；50 L橡木桶 烟台市沃林橡木桶有限公司；氢氧化钠 AR，天津市福晨化学试剂厂；碳酸钠、福林酚试剂 AR，国药集团化学试剂有限公司；环己酮 色谱纯，美国Sigma-Aldrich Fluka公司；正构烷烃（C5-C20）混合标准品 色谱纯，德国CNW Technologies GmbH公司；其他化学试剂 均为国产分析纯。

SW-CJ-2FD洁净工作台 苏净集团苏州安泰空气技术有限公司；UV1800型紫外可见分光光度计 日本岛津公司；HWS24型电热恒温水浴锅 上海恒科学仪器有限公司；PB-10型pH计 Sartorius公司；ZD-2酸碱滴定仪 上海仪电科学股份有限公司；DMA35密度计 意大利Anton Paar有限公司；Agilent 6890N/5975B气相色谱-质谱连用仪 美国安捷伦科技有限公司；DVB/CAR/PDMS（Gray/plain Hub）固相微萃取纤维头 美国Supelco公司。

1.2 实验方法

1.2.1 柚子酒的发酵工艺 将新鲜的柚子去皮后打浆，向柚子果浆中添加15%蔗糖（最终糖度为22°Bx），90℃下处理1 min进行灭菌处理，冷却后再将活化的安琪葡萄酒专用酵母接入柚子果浆中，置于20℃条件下发酵，定期取样品进行分析检测；干酵母接种量为1 kg柚子果浆添加0.1 g干酵母粉，干酵母粉的活化方法参考产品的使用说明［12］。发酵罐中恒温（30℃）发酵6 d即可用于后续的蒸馏步骤。

1.2.2 柚子蒸馏酒的制备 以60 L夏朗德德式蒸馏壶为蒸馏设备（天然气为热源），采用二次蒸馏工艺获得柚子蒸馏酒（酒精度60%vol）。具体的工艺为将上述发酵完的柚子果肉发酵液添加到60 L夏朗德德式蒸馏壶中，用天然气作为热源加热，一次蒸馏于酒精度15%（v/v）截酒，二次蒸馏于酒精度58%（v/v）截酒。获得蒸馏酒用于后续分析。

1.2.3 柚子蒸馏酒陈酿处理 取15 L二次蒸馏后的60%（v/v）柚子酒液存放于50 L橡木桶中，分别于1周、2周、3周、4周、8周、12周、16周、20周、24周取样一次，所得样品于4℃冰箱中冷藏储存。测定其pH、总酸、酒精度、总酚及香气成分。

1.2.4 理化指标测定

1.2.4.1 pH和总酸的测定 pH用pH计直接测定；总酸的测定：按照GB/T 15038-2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》［13］，采用滴定法测定。

1.2.4.2 色度和总酚的测定 色度测定采用分光光度计法：取柚子酒样品，分别于490、590、690 nm波长下用紫外分光光度计测定其吸光度，OD值为3种波长条件下所测吸光度值之和计。

多酚含量的测定采用福林酚法［14］，具体为：将2 mL用蒸馏水稀释5倍的柚子果酒与2 mL福林酚试剂混合，振荡摇匀，接着加入2 mL 10%碳酸钠溶液，摇匀，避光静置1 h后，760 nm处测定其吸光度。以焦性没食子酸为标准品，绘制标准曲线，样品的总酚含量以焦性没食子酸含量计算。

1.2.4.3 挥发性风味成分的测定 准确量取100 μL柚子酒样品于15 mL顶空瓶中，加入100 μL环己酮做内标（最终质量浓度为10 mg/L），加入4.8 mL纯净水，1.5 g NaCl，50℃条件下平衡20 min，用CAR/DVB/ PDMC萃取头吸附50 min，于气相色谱仪解析5 min后用于GC-MS分析。

GC-MS分析的色谱条件为采用DB-5MS弹性毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），氦气为载气，其流速为1 mL/min，无分流；进样口温度为270℃；程序升温方式为初始温度35℃，保持6 min，以5℃/min的速率升至150℃并保持2 min；以10℃/min的速率升至250℃并保持3 min。GC-MS的质谱条件为EI离子源（70 eV），离子源温度230℃，接口温度为280℃，质量扫描范围m/z 10～450。

将通过GC-MS检测到的未知化合物的图谱与谱库（NIST08、NIST08s、FFNSC1.3）进行比对，如果相似度达到90%以上可以作为暂定结果，然后应用相同气相条件的正构烷烃（C5-C20）混合标准品的保留时间计算LRI值确定挥发性成分，所得到的LRI与LRI libraries进行互相比对后进行确证。挥发性物质的定量采用内标法，结合内标物的含量计算出各组分的含量。

1.3 统计分析

挥发性风味物质采用SPSS 17.0统计软件进行主成分分析（Principal Component Analysis），并进行方差分析（ANOVA）和绘图。

2 结果与分析

2.1 橡木桶陈酿期间柚子蒸馏酒理化特性的变化

柚子发酵果酒陈酿期间理化品质指标的差异见表1。由表1可知，橡木桶陈酿期间柚子酒的总酸含量逐渐升高，pH缓慢下降，2周后果酒pH随时间变化不显著（表1），这是由于橡木桶中的可溶性酸类物质会随着浸泡进入柚子酒中，使酒体pH降低，同时，橡木中的可溶性酸为弱酸，pH降至3.2就基本保持稳定。同时，陈酿期间橡木桶中的色素、多酚类物质也会不断的从橡木中析出进入柚子果酒中，导致柚子果酒的色度和总酚含量均随着浸泡时间的增加而显著增加（p＜0.05）（表1）。

表1 柚子果酒理化理化指标在陈酿过程中的变化Table1 Effect of aging time on the physical and chemical characteristics of Shatian Grapefruit spirits

2.2 陈酿期间柚子酒挥发性风味成分的变化

柚子蒸馏酒在橡木桶陈酿过程中挥发性风味物质如表2所示，沙田柚蒸馏酒在橡木桶陈酿过程中共检测分析到75个挥发性风味成分，包括酯类32种，醛类11种，醇类10种，酸类4种，萜烯类4种，酚类4种，酮类4种，其他6种。显然，沙田柚蒸馏酒在陈酿过程中，酯类是沙田柚蒸馏酒最主要的挥发性风味成分，其次是醛类、醇类、酮类、酸类、萜烯类、酚类。挥发性风味成分的种类及其含量也发生着显著的变化。随着陈酿时间的延长，乙酸乙酯、乙酸异戊酯、5-甲基呋喃醛、月桂烯、正己酸乙酯、丁二酸二乙酯、癸醛、糠醛的含量整体有增加的趋势，这些醇酯类化合物赋予了柚子酒特殊的芳香气味，糠醛是构成蒸馏酒焦香气的主要成分［15］。4-乙基愈创木酚、威士忌内酯、丁香酚、甲基丁香酚在贮藏过程中从橡木桶中渗出，含量有增加趋势，为其赋予了木香气，这些物质对蒸馏酒的香味有重要的贡献，橡木桶陈酿对沙田柚蒸馏酒起着重要的作用。

表2 橡木桶处理沙田柚蒸馏酒挥发性风味成分分析结果Table2 Shatian Grapefruit distilled liquor volatile flavor components analysis results during oak aging

续表

相反，也有些风味成分含量在陈酿过程中有下降趋势，比如：1-乙基-1H-吡咯-2-甲醛、4-（1-甲基乙烯基）-1-环己烯-1-甲醛、cis-香芹醇、癸酸乙酯、邻甲氨基苯甲酸甲酯、月桂酸乙酯、油酸乙酯，这几种酯类是对酒香有重要作用的微量成分，其中，邻甲氨基苯甲酸甲酯是果酒的主要芳香成分。这表明需要通过控制陈酿条件或时间来减少特征风味的减少。相比较而言，含量下降的化合物较少，降低了控制陈酿条件的难度。但是，还有一些风味成分在橡木桶陈酿过程中不断消失，如：己醛、苯甲醛、柠檬醛、（Z）-3，7-二甲基-2，6-辛二烯醛、香叶醇、正己醇、芳樟醇、水杨酸异丙酯、乙酸橙花酯、乙酸香叶酯、癸酸-3-甲基丁酯、月桂酸丁酯、十二烷基异戊酯、十六酸乙烯酯、反，反-西基乙酸、3-甲氧基苯乙酸、正癸烯、对甲氨基酚。以上几种醛类、酯类和酸类对酒的调香有很大的作用，在橡木桶陈酿过程中要尽量减少此类物质的损失。

此外，柚子蒸馏酒中还有一部分风味成分的含量几乎趋于稳定，比如：苯乙醇、异戊醇、2-甲基丁醇、（E）-壬烯醛、壬醛、异丁酸乙酯、2-糠酸乙酯、3-羟基己酸乙酯、苯甲酸乙酯、3-苯丙酸乙酯、十五酸乙酯、右旋香芹酮、香叶基丙酮、圆柚酮。其中，圆柚酮是体现沙田柚蒸馏酒的特征性风味。苯乙醇、异戊醇是酒中重要的醇类，在酒中有协调平衡作用，以构成酒的不同风格。以它们含量稳定的特点，避免了影响酒口味的缺点，突出了橡木桶陈酿对柚子酒的有利作用。

沙田柚蒸馏酒在橡木桶陈酿期间，也产生了新的风味物质，比如：乙酸、异丁酸乙酯、异戊酸乙酯、2-糠酸乙酯、丁二酸二乙酯、3-苯丙酸乙酯、茴香酸乙酯、5-甲基呋喃醛、邻异丙基甲苯、（E）-壬烯醛、trans-香芹醇、癸酸、佛术烯、新异长叶烯，这对沙田柚蒸馏酒赋予了新的口感与风格。主要产生的新物质醇酯类和萜类是酒中主要的芳香物质，其中酯类是柚子发酵过程中，酸类物质和醇类物质经酯化反应形成，且丁二酸二乙酯是酒类不可或缺的调香物质。在酒的陈酿过程中，沙田柚果实中积累的大量糖苷结合态萜类化合物通过酶或酸的作用裂解糖苷键可以产生游离态的萜类芳香成分，从而增强或改善葡萄酒的风味［16-17］。乙酸在酒中不仅能生成酯，而且还可以起调味作用，是形成酒“后味”的重要物质。显然，橡木桶陈酿处理赋予了沙田柚蒸馏酒独特的风味。多元统计分析是分析研究样品中挥发性风味物质的重要环节之一，而主成分分析是挥发性风味物质分析中最常用的统计分析方法之一，是把多个指标转化为少数几个综合指标达到数据的压缩与解释的目的，它常被用来寻找判断某种事物或现象的综合指标，从而更加深刻地揭示事物的内在规律［6-9］。

根据主成分分析原理，对橡木桶陈酿沙田柚蒸馏酒进行统计分析，分析软件提取了四个主成分。四个主成分的贡献率（p＜0.01）依次是71.17%、11.76%、10.14%、3.33%，累积贡献率高达96.41%。分析结果解释了极大部分变量的信息，达到了理想的降维效果。由主成分因子图（图1）可以得知，对第一主成分有较大贡献的是主要是橡木桶陈酿处理对其含量有增加或减少作用且陈酿期间含量相对较稳定的风味物质：异丁酸乙酯、正己醇、苯甲醛、邻异丙基甲苯、

图1 橡木桶陈酿沙田柚蒸馏酒挥发性风味成分的主成分因子图Fig.1 Diagram of PC（Principal Component）factor of volatile flavor component in the Oak Shatian Grapefruit distilled liquor

3 结论

沙田柚蒸馏酒在橡木桶陈酿期间随着浸泡时间的增加，橡木桶中的色素、可溶性酸、多酚等化合物不断从橡木中析出进入果酒中，赋予了沙田柚蒸馏酒别具风格的口感和香气。沙田柚蒸馏酒在橡木桶陈酿过程中，酯类是沙田柚蒸馏酒最主要的挥发性风味成分，其次是醛类、醇类、酮类、酸类、萜烯类、酚类。微量的芳香风味物质的含量变化和种类变化对酒的风味起着重要的作用，产生了一些新的风味物质：乙酸、异丁酸乙酯、异戊酸乙酯、2-糠酸乙酯、丁二酸二乙酯、3-苯丙酸乙酯、茴香酸乙酯、5-甲基呋喃醛、邻异丙基甲苯、（E）-壬烯醛、trans-香芹醇、癸酸、佛术烯、新异长叶烯，赋予了沙田柚蒸馏酒新的口感与香气。通过主成分分析，将其分成了四个综合指标。总体而言，随着陈酿时间的延长，橡木桶中的柚子酒饮用质量不断提高，柚子酒表现出深刻的变化，香气发育良好，且变得更为浓郁。包含的果香、酒香以及来自橡木桶的橡木香，彼此融为一体而获得优质的柚子蒸馏酒。

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Effect of oak aging treatment on the volatile flavor compounds of Shatian Grapefruit distilled liquor

YI Lan-li1，2，YU Yuan-shan2，DU Chang-chen2，XU Yu-juan2，CHEN Wei-dong2，*，WU Ji-Jun2
（1.College of Food Science&Food Engineering，Jiangxi Agricultural University，Nanchang 330045，China；2.Key Laboratory of Functional Foods，Ministry of Agriculture，Guangdong Key Laboratory of Agricultural Products Processing，Sericultural&Agri-Food Research Institute Guangdong Academy of Agricultural Sciences，Guangzhou 510610，China）

The volatile flavor compounds of Shatian Grapefruit distilled liquor were analyzed by using the methods of PCA（Principal Component Analysis）during oak aging.Results showed that the color，total acid and total phenolic content of Guangdong Shatian Grapefruit distilled liquor were significant increased（p＜0.05）during the aging.75 kinds of volatile compounds were found in Shatian Grapefruit distilled liquor during the aging，and esters were the main volatile flavor components，followed by aldehydes，alcohols，ketones，acids，terpenes，phenols.It also produced amount of new volatile flavor compounds，such as acetic acid，ethyl isobutyrate，ethyl isovalerate，ethyl 2-furoate，diethyl succinate，ethyl 3-phenylpropionate，ethyl p-anisate，5-methyl furfural，1-isopropyl-2-methylbenzene，（2E）-2-nonenal，（E）-carveol，n-decanoicacid，eremophilene，8，9-dehydroneoisolongifolene，elemicin，which gave a new taste and style during the oak aging.

oak aging；Shatian Grapefruit distilled liquor；volatile flavor；GC-MS

TS255

A

1002-0306（2016）06-0058-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.06.003

2015－06－16

移兰丽（1992-），女，在读硕士研究生，研究方向：食品风味化学，E-mail：1615651842@qq.com。

陈卫东（1974-），男，研究员，研究方向：农产品深加工，E-mail：xyj6510@126.com。

国家科技支撑计划项目课题（2012BAD31B03）；广东省科技计划项目（2013B020203001，2012B091000074）。