柿子白兰地酿造工艺及其香气成分探究

刘静，李保国*

1. 齐鲁工业大学/山东省科学院（济南 250353）；2. 山东省葡萄研究院（济南 250100）

柿子原产于我国，为柿科柿属植物，是我国重要的特色水果之一。柿果中含有果胶、甘露醇、葡萄糖、果糖、蔗糖、无机盐、维生素以及大量的鞣质成分等，柿子不仅营养丰富，而且具有很高的药用价值和经济价值[1-5]。

白兰地是世界六大蒸馏酒之一，是水果经过发酵酿造产生果酒，再经过蒸馏、陈酿而得的蒸馏酒。香气是评价白兰地品质的重要指标，白兰地芳香物质的种类、含量、感觉阈值及其之间的相互作用决定着白兰地酒的品质，是影响白兰地品质的主要因素，决定着白兰地的风味和典型性[6-8]。

从目前国内外白兰地酒的研究现状来看，对白兰地酒的研究主要集中在葡萄品种方面，对于柿子白兰地的酿造国内外尚未见报道。基于柿子的营养价值，此次试验以镜面柿为原料，对发酵工艺进行优化，酿制出柿香愉悦的柿子发酵酒，之后进行壶式二次蒸馏得到酒香醇厚的柿子原白兰地；测试原白兰地的香气成分，以期为柿子白兰地的研究和开发提供理论依据和技术参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料和仪器

1.1.1 材料与试剂

镜面柿（采摘于山东省日照市）；商业酵母（拉曼有限公司）；柠檬酸（食品级）、白砂糖（食品级）：潍坊英轩实业有限公司；2-辛醇（纯度为99.99%，美国Sigma公司）；试验用水均为蒸馏水。

1.1.2 仪器与设备

2 L发酵罐（烟台帝伯仕有限公司）；2 L壶式蒸馏器（烟台吉讯酿酒设备厂）；GC-2010/QP 2010 Plus气相色谱-质谱联用仪（日本Shimadzu公）司；Stabilwax-DA毛细管柱色谱柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm，美国Restek公司）；50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头（美国Supelco公司）；HH-S4数显恒温水浴锅（江苏金怡仪器科技有限公司）；ML204电子天平（梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

新鲜柿子→挑选清洗→破碎→调糖调酸→发酵→蒸馏→柿子白兰地

1.2.2 柿子白兰地发酵工艺优化设计

选取发酵过程所涉及的4个关键因素（A发酵温度、B原料初始酸度、C原料初始糖度和D酵母用量），根据预试验单因素试验确定其因素范围，以酒精度为评价指标，进行正交试验优化发酵工艺条件，各因素和水平设计见表1。

表1 L9(34)正交试验的因素水平

1.2.3 柿子白兰地蒸馏工艺

蒸馏工艺采用壶式二次蒸馏，第一次蒸馏得到粗馏液，将粗馏白兰地二次蒸馏按入料体积的1%掐去酒头，截取酒精度为62%vol的酒体，即为柿子白兰地。

1.2.4 香气成分的测定

将白兰地稀释酒度至约10%vol，取8 mL试样放入15 mL样品萃取瓶中，加入5 μL质量浓度为1 g/L的2-辛醇（内标）及磁力转子置于固相微萃取工作台上，于45 ℃恒温萃取45 min；将吸附平衡的萃取头插入气相色谱进样口，解析30 min，同时启动仪器采集数据。

升温程序：40 ℃保持1 min，以8 ℃/min升至120 ℃，保持3 min，以15 ℃/min升温至210 ℃，保持10 min；进样口温度250 ℃，接口温度250 ℃，载气（He），无分流进样。质谱条件：电子轰击（EI）离子源；电子能量70 eV；离子源温度200 ℃；全扫描模式，质量扫描范围30～500 U。

1.3 数据分析

定性分析：通过计算机检索与NIST08和WILEY7质谱库提供的标准质谱图进行对照，确认挥发性组分，并结合相关文献[9-10]报道进行定性分析。

定量分析：采用半定量方法对各组分进行定量分析，按式（1）计算。

式中：Xi为待测物的质量浓度，mg/L；Cs为内标物（2-辛醇）质量浓度，mg/L；Ai为待测物的峰面积；As表示内标物的峰面积。

主成分分析：采用SPSS 28.0数据处理软件对试验数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 柿子白兰地发酵最佳工艺条件的确定

柿子白兰地发酵最佳工艺条件正交试验结果如表2和表3所示。极差分析表明，4种因素对酒度的影响主次顺序为温度（A）＞糖度（C）＞酸度（B）＞酵母量（D），即发酵温度对柿子酒发酵的影响最大，且最佳的水平组合是A2B2C3D3。为了进一步验证试验结果，按优化设计组合进行验证性试验，柿子白兰地原料酒酒精度为11.8%vol，大于正交试验中各条件的结果。方差分析结果表明，A因素达到显著水平，B、C、D未达到显著水平，与极差分析结果一致。这说明在发酵阶段对于温度的控制要较为严格，温度不仅可以决定酵母的生长速度，还可以决定发酵过程中某些酶的活性，影响酒体品质。结合方差分析和极差分析的结果，最终确定柿子白兰地发酵的最佳条件为A2B2C3D3，即发酵温度18 ℃，酸度7.5 g/L，糖度190 g/L，酵母用量0.25 g/L。

表2 L9(34)发酵工艺优化正交试验结果

表3 发酵工艺优化正交试验结果方差分析

2.2 柿子原白兰地香气成分测定结果

采用气相色谱-质谱联用仪对柿子原白兰地进行香气成分分析，酒中各香气成分的相对含量，如表4所示。通过气相色谱-质谱技术共检测到62种香气成分，其中醇类11种、醛类9种、酮类6种、酸类3种、酯类31种。柿子白兰地的香气成分主要是酯类和醇类，酯类具有浓郁的水果香，对其香气的形成有重要的贡献[7]。

表4 柿子原白兰地香气成分的分析结果

接表4

2.3 柿子白兰地香气主成分分析

对柿子原白兰地香气成分中OAV值高于1的成分进行主成分分析，以探寻其主要香气物质。所得相关矩阵的特征值和方差贡献率见表5，成分载荷矩阵分析结果见表6。结果显示，共分析出2个主成分，贡献率分别为55.178%和44.822%，累积贡献率为100%，说明这2个主成分反映出原始变量的全部信息。

由表6可知，对第一主成分贡献最大的是月桂醇、乙酸异戊酯、辛酸乙酯和癸酸乙酯，对第二主成分贡献最大的是苯乙醇和乙酸己酯。从以上分析可知，6种物质对柿子原白兰地香气影响较大，是柿子原白兰地的典型香气成分，赋予柿子白兰地优雅细腻的特有酒香和果香。

表5 柿子原白兰地香气主成分的方差贡献率

表6 主成分载荷矩阵

3 结论

以镜面柿为主要原料，优化柿子白兰地发酵工艺，柿子白兰地酒发酵条件为发酵温度18 ℃、酸度7.5 g/L、糖度190 g/L、酵母用量0.25 g/L。发酵后原料酒经壶式二次蒸馏得到柿子白兰地原酒，对白兰地原酒香气成分分析，月桂醇、乙酸异戊酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、苯乙醇和乙酸己酯是柿子原白兰地的典型香气成分，赋予柿子白兰地特有的酒香和果香。此次试验为柿子白兰地的研究和开发提供理论依据和技术参考。