师守国, 王滋浩, 李善菊
(运城学院生命科学系,山西运城 044000)
中条山位于山西省西南部,其土壤肥沃、气候多样、植物物种丰富,是山西省最大的植物资源宝库,是葡萄属植物的重要起源中心之一,拥有丰富的野生葡萄资源,但目前对这些资源的评价利用报道较少。复叶葡萄(VitispiasezkiiMaxim.)是葡萄科葡萄属植物的一个种,具有重要的药用和食用价值,在中条山上分布广泛。复叶葡萄较普通葡萄偏小,呈圆球形,皮呈黑紫色,其味甘而酸,主要分布于中条山、秦岭、太行山等山地。复叶葡萄营养丰富,含有矿物质、维生素、氨基酸以及酚类物质等多种营养物质。传统的葡萄酒保质期不长,在运送过程经常会出现变质的状况,为了防止变质问题发生,欧洲人借鉴我国蒸馏白酒的蒸馏工艺,把葡萄酒蒸馏成白酒,乙醇度的提高也意味着酒的保质期延长,在输送中也不用担心变质的状况发生。乙醇度高的酒,直接点火就可以燃烧,这也就是所谓的可燃烧的酒,可燃烧的酒荷兰语即白兰地。白兰地之所以盛行,还因为其具有多种功效,白兰地对胃肠消化有很大帮助,增强抵抗力,还含有很多防治人体疾病的功能性物质,适量地饮用白兰地还有利于血管扩张,提高心血管的强度,因此心血管病人可以适量饮用白兰地。
随着现代科技的发展,气相色谱(gas chromatography,简称GC)、气相色谱-质谱联用仪(gas chromatography-mass spectrometry,简称GC-MS)等分析技术广泛应用于香气物质成分的分析和种类识别,GC-MS分析检测技术已成为香气成分检测最重要的分析技术。GC-MS在酒的检测中应用越来越多,酒中的香气成分也被更多人看重,近几年有很多研究报道,用GC-MS技术可以更加便捷和快速地检测出较难检测的物质。宋兴兴使用气质联用仪检测5种不同白兰地中的香气成分[1];姜忠军用该法测定了3种不同品种葡萄制成的白兰地,以醇类、醛类、酯类、酸类为主要香源[2]。
本研究以山西省运城市平陆县、垣曲县、绛县3种中条山野生复叶葡萄酒为试验材料,进行复叶葡萄白兰地的加工工艺研究,以期为中条山复叶葡萄资源的积极开发和其他野生资源的利用提供一条良好的途径,对该地区乃至全国野生葡萄及其制品的发展具有重要意义。主要研究原料酒的蒸馏工艺选择,3种复叶葡萄白兰地乙醇度、总酯、甲醇含量、总糖含量、总酸含量、pH值的测定及运用GC-MS对3种不同复叶葡萄白兰地的香气成分进行检测。在GB/T 11856—2008《白兰地》[3]的基础上,重点分析并确定白兰地中的主要香气成分,并制定复叶葡萄白兰地产品质量理化标准及复叶葡萄白兰地的感官评定。
试验所用葡萄酒为山西省运城市中条山采集的复叶葡萄所酿的复叶葡萄酒(笔者所在实验室贮备)。
1.2.1 复叶葡萄白兰地2次蒸馏工艺流程工艺流程如图1所示。
1.2.2 乙醇度、总酸含量、总酯含量、甲醇含量、总糖含量、pH值测定 用乙醇计测定乙醇度;总酸含量测定采用酸碱滴定法[4];总酯含量的测定采用史静霞的测定方法[5];甲醇含量的测定采用黄晓钰等的测定方法[6];采用直接滴定法测定总糖含量[6];用便携式酸度计测定pH值。
1.2.3 白兰地香气成分的测定 准确量取30 mL复叶葡萄白兰地酒样于分液漏斗中,再于分液漏斗中加入30 mL萃取溶剂二氯甲烷,充分振荡,振荡之后静置,待样液明显分层,由于二氯甲烷的密度比水大,在水相的下层,因此直接分离并收集下层的有机相;再往剩余分液漏斗的水层中加入20 mL二氯甲烷,再次充分振荡后静置,待样液明显分层后,分离并收集有机相;合并2次萃取的有机相。由于水和二氯甲烷存在微溶乳化作用,可加入适量的无水硫酸钠进行破乳,脱水干燥,放入冰箱延长静置时间。将萃取出的有机相于旋转蒸发仪中浓缩,调整温度为35 ℃,将有机相浓缩至1~2 mL,用二氯甲烷洗出,用0.22 μm针筒过滤膜过滤,放于玻璃小瓶待用。色谱条件参照文献[7]。
1.2.4 感官评定标准 白兰地的感官评定标准参考文献[3],具体见表1。
表1 白兰地的感官评定标准
1.2.5 白兰地理化标准 白兰地的理化标准参考文献[3],具体见表2。
表2 白兰地产品产业理化标准
由表3可知,无论1次蒸馏还是2次蒸馏,水浴加热所得乙醇度、香气均低于电热套加热的,且水浴加热蒸馏时间缓慢,不利于生产。虽然水浴加热下甲醇含量相对会较低,但二者相差不大。根据试验结果综合考虑,选择电热套加热蒸馏效果更好,以使乙醇度和香气物质更多的保留,并在一定程度上缩短生产周期。
由表4可知,本研究中平陆县、垣曲县、绛县3种野生复叶葡萄白兰地甲醇的含量均在标准区间之内,符合国家标准;3种复叶葡萄白兰地酒中的总酸含量分别为0.237 6、0.225 7、0.207 9 g/L,总酯含量分别为0.308 9、0.327 3、0.290 4 g/L,均低于国标值的临界值,pH值均高于4,造成这种差异的原因:一是所用原料不同;二是酒样为新蒸馏出的酒,还未于橡木桶里陈酿及对酒液做一定的勾兑和调配。
表3 加热方式对白兰地理化指标及品质的影响
表4 各地野生复业葡萄白兰地的理化性质结果
2.3.1 平陆县野生复叶葡萄白兰地香气成分测定 由图2和表5可知,由平陆县野生复叶葡萄白兰地的香气成分分析表得出32种香气成分中,去除杂质,平陆白兰地香气成分占97.828 4%,其中1-戊醇占50.130 3%,苯乙醇占 18.517 1%,丁二酸二乙酯占6.438 1%,异丁醇占 3.444 9%,甲基环戊烷占1.608 8%,与其他香气成分相比这些物质的含量较高。通过数据分析,平陆县野生复叶葡萄白兰地的32种香气成分中有3种醇类,占全部组分的 72.092 3%,3种酸,占全部组分的1.469 8%,烷类占全部组分的13.544 8%,1种醛类占全部组分1.031 6%,2种酯占全部组分 7.626 1%,其他占2.063 8%。
2.3.2 垣曲县野生复叶葡萄白兰地香气成分测定 由图3和表6可知,由垣曲县野生复叶葡萄白兰地有32种香气成分,垣曲复叶葡萄白兰地中的香气成分占99.163 7%,其中3,3-二甲基-1,2-环氧丁烷占65.721 3%,苯乙醇占 8.983 8%,丁二酸二乙酯占5.460 4%,异丁醇占5.081 8%,正己醇占2.390 2%,氟化烯丙基占1.929 3%,与其他香气成分相比这些香气成分含量较高。通过数据分析,垣曲县野生复叶葡萄白兰地32种香气成分中4种醇类占16.626 5%,17种烷类占71.084 2%,1种醛类占1.031 6%,2种酸类占 0.862 7%,1种酯类占5.460 4%,其他占4.098 3%。
2.3.3 绛县野生复叶葡萄白兰地香气成分测定 由图4和表7可知, 由绛县野生复叶葡萄白兰地有28种香气成分,绛县野生复叶葡萄白兰地中的香气成分占98.909 1%,其中3,3-二甲基-1,2-环氧丁烷占70.951 4%,苯乙醇野生复叶葡萄白兰地有8.947 0%,异丁醇占5.531 5%,丁二酸二乙酯占4.671 1%,环丙基丙烷占1.279 4%,氟化烯丙基占 1.022 5%,与其他香气成分相比这些香气成分含量较高。通过表7的香气成分数据分析,绛县野生复叶葡萄白兰地28种香气成分中2种醇类占14.478 5%,17种烷类占76.149 8%,1 种醛类占 0.610 9%,3种酸类占 1.142 0%,2种酯类占4.850 5%,其他占1.677 4%。
表5 平陆县野生复叶葡萄白兰地香气成分
表6 垣曲县野生复叶葡萄白兰地香气成分
2.3.4 3种野生野生复叶葡萄白兰地香气成分分析 通过数据分析,醇类在酒中香气成分占很大比例,醇类物质是通过转氨和脱羧使氨基酸转变为挥发性化合物。乙醇水溶液有一定的刺激性辛辣味,微甜,在味觉上赋予酒体微甜的口感,降低了酒的苦涩、酸味。苯乙醇、异丁醇属于高级醇,在3种白兰地中部都存在,平陆县野生复叶葡萄白兰地中苯乙醇占18.517 1%, 异丁醇占3.444 9%; 垣曲县野生复叶葡萄白兰地中苯乙醇占8.983 8%,异丁醇占5.081 8%;绛县野生复叶葡萄白兰地中苯乙醇占 8.947 0%,异丁醇占5.531 5%。适当的高级醇香气醇厚,香味清冽绵长,具有浓郁的果香气味,但是含量高会使酒体气味太冲,具有不愉快的口感,对人体有害,而含量太低酒体就会变得酒味淡薄,不够完整,根据上述总结,醇类物质是构成酒体香气的重要组成成分。
表7 绛县野生复叶葡萄白兰地香气成分
3种野生复叶葡萄白兰地中均存在的己酸、丙酸、辛酸等有机酸,主要起到助香、呈香的作用,也是影响酒体口感和后味的主要物质;而酯类是具有芳香性气味的化合物,呈现果味芳香,也可以在不同程度上起到增长酒香的作用。
常用记分方法是色泽10分,澄清度10分,香气30分,口感40分,典型性10分,总分100分,如表8。由5人组成感官评定小组对3种野生复叶葡萄白兰地进行感官评定,取平均值。3种野生复叶葡萄白兰地色泽透明度较高,清澈透明,无悬浮物,都具有白兰地应有的风格,垣曲县复叶葡萄具有较纯的葡萄清香及口感辛辣、纯正有回香。
对运城中条山地区的3种野生复叶葡萄酒进行加工蒸馏成白兰地。通过2种不同的加热蒸馏方式,确定出电热套加热可以使乙醇度和香气物质更多的保留,并在一定程度上大大缩短生产周期。对加工制成的3种白兰地所含成分进行了理化测定,最终结果表明,平陆县野生复叶葡萄白兰地中乙醇度、总酸含量、总酯含量、甲醇含量、总糖含量、pH值分别为32%、0.237 6 g/L、0.308 9 g/L、0.616 0 g/L、1.870 0 g/L、4.10;垣曲县野生复叶葡萄白兰地中乙醇度、 总酸含量、总酯含量、甲醇含量、总糖含量、pH值分别为38%、0.225 7 g/L、0.327 3 g/L、0.701 0 g/L、2.150 0 g/L、4.16;绛县野生复叶葡萄白兰地中乙醇度、总酸含量、总酯含量、甲醇含量、总糖含量、pH值分别为35%、0.207 9 g/L、0.290 4 g/L、0.689 0 g/L、2.380 0 g/L、4.18。
表8 3种野生复叶葡萄白兰地感官评定结果
平陆县、垣曲县、绛县3种白兰地中分别鉴定出32、32、28种香气成分,主要有醇类、酯类、酸类、烷烃类、醛类;平陆县野生复叶葡萄白兰地中主体香源成分主要包括1-戊醇、异丁醇、己酸、丁二酸二乙酯、苯乙醇、糠醛等;垣曲县野生复叶葡萄白兰地中主体香源成分主要包括异丁醇、正己醇、丁二酸二乙酯、2-乙基-3丙基-己醇、苯乙醇、辛酸、糠醛等;绛县野生复叶葡萄白兰地中主体香源成分主要包括异硫氰酸丙酯、异丁醇、丙酸、丁二酸二乙酯、苯乙醇、辛酸、糠醛等。
根据GB/T 11856—2008标准的内容,分析3种野生复叶葡萄白兰地得到的理化分析结果及对酒体进行感官指标评定,野生复叶葡萄白兰地的产品为外观清澈透明,没有悬浮物,具有令人愉快的葡萄芳香,香气和谐、浓厚,口感醇和、绵软甘甜、纯正有回香。平陆县、垣曲县、绛县3种复叶葡萄白兰地中,垣曲县野生复叶葡萄白兰地感官综合评分最高,为82分。
本试验仅仅研究了3种野生复叶葡萄白兰地,利用2种不同的蒸馏工艺,测定了6种理化指标,可以说明不同蒸馏工艺对白兰地品质具有影响,不同品种白兰地之间的理化指标也有许多差距,对于中条山复叶葡萄的利用开发有着重要的参考价值。因为时间和一些其他条件因素的影响,本研究并没有做到很好的效果,原来准备在理化指标上再检测杂油醇和醛类等物质, 因为诸多原因没有做到,后面会进一步研究。
而在香气成分测定中,检测出的成分有80多种,峰面积设定为0.2%才得到本试验中的数据,不同的色谱条件测定出的香气成分数量也会有所不同。