宋春華，孫曉富，王 婭，劉亞瓊，王 頡

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，河北保定071001）

紅棗白蘭地是一種以紅棗為原料釀造的傳統(tǒng)蒸餾酒。此酒在民間已經(jīng)有幾千年的釀造歷史，酒精度可達(dá)50%vol～60%vol，無需任何勾兌。紅棗白蘭地風(fēng)味獨特、棗香濃郁、酒香怡人[1]。在發(fā)酵過程中，酒醅中的微生物種群非常豐富，使得各種物質(zhì)形態(tài)不斷地產(chǎn)生和消失，通過復(fù)雜的物質(zhì)能量代謝變化，生成了多種香氣物質(zhì)[2]，進(jìn)而形成了紅棗白蘭地獨特的風(fēng)格特征。由于紅棗白蘭地現(xiàn)階段仍采用傳統(tǒng)制曲和發(fā)酵工藝，常常出現(xiàn)不同季節(jié)、不同批次生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，香氣成分組分差距較大，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，極大地限制了企業(yè)的規(guī)?；a(chǎn)，制約了企業(yè)的發(fā)展速度。

香氣成分是構(gòu)成和影響果酒品質(zhì)及典型性的主要因素之一[3]，是判定果酒品質(zhì)的重要指標(biāo)。果酒中的香氣可分為品種香、發(fā)酵香和陳釀香，分別來源于果實、發(fā)酵和陳釀[4]。郎邵偉[5]研究了瀘型酒釀造過程中風(fēng)味物質(zhì)變化；Bianca Zierer等[6]研究了巴特勒梨白蘭地在發(fā)酵過程中香氣成分的變化。夏亞男等[7-8]研究了紅棗白蘭地蒸餾過程中風(fēng)味物質(zhì)的變化和陳釀期間香氣成分的變化規(guī)律；付笑霞[9]研究了柞木處理對紅棗白蘭地陳釀效果的影響；嚴(yán)超等[10]報道了紅棗白蘭地在發(fā)酵過程中有機(jī)酸和氨基酸的變化規(guī)律。但對于發(fā)酵過程中香氣成分變化規(guī)律的研究鮮有報道。

本研究對紅棗白蘭地不同發(fā)酵時期的酒醅進(jìn)行跟蹤取樣，采用頂空固相微萃取與氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行分析檢測，研究紅棗白蘭地發(fā)酵過程中各種揮發(fā)性香氣成分隨發(fā)酵時間的變化規(guī)律，旨在為紅棗白蘭地的品質(zhì)提升提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

紅棗、稻殼，保定市阜平縣；發(fā)酵劑，阜平縣董三棗酒廠自制酒曲。

NaCl（分析純）；內(nèi)標(biāo)物：3-辛醇（99%，Sigma-Aldrich公司）。

1.2 試驗儀器

固相微萃取纖維，50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取纖維頭；固相微萃取裝置，Supelco公司；7890B-5977A氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，Agilent公司；HP-INNOWax毛細(xì)管色譜柱（60 m×250 μm，0.25 μm），Agilent公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 酒醅取樣

紅棗白蘭地發(fā)酵窖池尺寸為1.8 m×1.2 m×1.8 m（長×寬×高），本實驗將酒醅按深度分為上下兩層，發(fā)酵時間14 d，分別在0 d、2 d、4 d、6 d、8 d、10 d、12 d和14 d對其進(jìn)行取樣分析。

1.3.2 萃取方法

取酒醅3.0 g置于15 mL鉗口瓶中，加入1.0 g NaCl、25 μL 30 μg/mL 內(nèi)標(biāo)溶液，60 ℃水浴加熱15 min，然后插入固相微萃取纖維頭，60℃吸附40 min后，立即將萃取纖維頭在GC進(jìn)樣口解析6 min用于GC-MS分析，每個樣品重復(fù)測定3次。

1.3.3 GC-MS分析

升溫程序：50℃保持2 min，然后以3℃/min升至80℃，再以5℃/min升至230℃，保持6 min。采用不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣口溫度為240℃，載氣為He，流量為1 mL/min。Agilent 5977MSD，EI+電離源，電子能量為70 eV，離子源溫度230℃，四級桿溫度150℃。溶劑延遲時間3 min，質(zhì)譜質(zhì)量掃描范圍45～550 u。利用質(zhì)譜掃描圖譜與NIST14.L譜庫進(jìn)行對照定性，內(nèi)標(biāo)（3-辛醇，99%，Sigma）法定量。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅棗白蘭地發(fā)酵過程酒醅揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)變化分析

揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)是構(gòu)成酒風(fēng)味的主要呈香物質(zhì)，包括酯類、酸類、醇類、醛酮類、酚類等[11]，其構(gòu)成比例對酒體風(fēng)味特征有較大影響。紅棗白蘭地酒醅在發(fā)酵過程中，共檢出揮發(fā)性香氣組分75種，其中酯類41種，酸類7種，醇類10種，醛酮類13種以及其他化合物4種。揮發(fā)性香氣組分的種類和含量在發(fā)酵過程中的變化比較明顯，采用1.3.3方法對各類物質(zhì)進(jìn)行定性定量分析，分析結(jié)果如表1、表2所示。隨發(fā)酵的進(jìn)行，上、下層發(fā)酵酒醅中的揮發(fā)性香氣成分含量及化合物種類呈先上升后穩(wěn)定的趨勢。

2.2 紅棗白蘭地發(fā)酵過程中酸類物質(zhì)變化分析

酸類物質(zhì)是酒體中的協(xié)調(diào)成分，可起到緩沖作用，增長后味，增加酒的醇和感[5]。表1、表2結(jié)果表明，酒醅發(fā)酵過程中共檢測到7種酸類物質(zhì)，其中乙酸、月桂酸、棕櫚酸含量最高。如圖1所示，在發(fā)酵時間為0～4 d時，由于生成酯類物質(zhì)對酸的損耗，使酸類物質(zhì)含量由初始的7.11 μg/g迅速下降到2.42 μg/g和2.56 μg/g。上層酒醅在 4～8 d時，下層酒醅在6～10 d時有較大波動，之后緩慢上升。發(fā)酵結(jié)束時，酒醅上層、下層的酸含量分別為4.34 μg/g和4.01 μg/g。由表1可知，乙酸在上層酒醅發(fā)酵的0～8 d，下層酒醅發(fā)酵的0～6 d，隨發(fā)酵的進(jìn)行其含量整體呈快速增長趨勢，其后有所下降，并保持基本不變；月桂酸與棕櫚酸變化趨勢基本一致，0～2 d快速下降，之后趨于穩(wěn)定；辛酸與癸酸與乙酸呈相反趨勢，上層酒醅在0～10 d，下層酒醅在0～8 d迅速下降，之后上升，并保持穩(wěn)定。

續(xù)表1 紅棗白蘭地發(fā)酵酒醅中揮發(fā)性香氣成分檢測分析結(jié)果

表2 紅棗白蘭地發(fā)酵過程中各類物質(zhì)化合物種類數(shù)

2.3 紅棗白蘭地發(fā)酵過程中醇類物質(zhì)變化分析

醇類物質(zhì)是酒體中醇甜和助香的主要物質(zhì)，也是形成香氣物質(zhì)的前驅(qū)體，一定含量的醇類物質(zhì)使酒體入口甜，落口綿，酒體更加豐滿醇厚[12]。如圖2所示，上、下兩層酒醅在發(fā)酵過程中醇類物質(zhì)呈上升趨勢。從發(fā)酵開始的0.57 μg/g增長至發(fā)酵結(jié)束時的 11.06 μg/g 和 13.17 μg/g，增加了 20 倍以上。表1結(jié)果顯示：酒醅發(fā)酵過程中共檢測到9種醇類物質(zhì)，其中異戊醇、苯乙醇、丙三醇含量最高。所測定的多數(shù)醇類物質(zhì)變化規(guī)律基本一致，整體都表現(xiàn)在發(fā)酵0～4 d時快速增長。

圖1 不同發(fā)酵時間酸含量

圖2 不同發(fā)酵時間醇含量

2.4 紅棗白蘭地發(fā)酵過程中醛酮類物質(zhì)變化分析

實驗結(jié)果顯示共檢測出13種醛酮類物質(zhì)，其中醛類4種，酮類7種，醛、酮類物質(zhì)相對于醇、酯等含量較低。如圖3所示，上、下兩層發(fā)酵酒醅中酮類物質(zhì)呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢，大馬士酮具有香甜果香氣味，而且閾值較低[13]，在發(fā)酵結(jié)束后的上層和下層發(fā)酵酒醅中，大馬士酮含量分別為0.051 μg/g和0.094 μg/g。上、下兩層發(fā)酵酒醅中醛類物質(zhì)亦呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢，苯甲醛具有堅果香，苯乙醛具有花香[14]。

2.5 紅棗白蘭地發(fā)酵過程中酯類物質(zhì)變化分析

圖3 不同發(fā)酵時間醛酮含量

酯類是白酒的主要呈香、呈味物質(zhì)，且白酒的整體品質(zhì)大部分是由酒中的風(fēng)味物質(zhì)決定的[15]。因此，酯類在白酒釀造及調(diào)配工藝中至關(guān)重要，也是反映其風(fēng)味特征和判定白酒合格與否的關(guān)鍵指標(biāo)之一[16]。酯類物質(zhì)是在紅棗白蘭地酒醅中檢測到種類和含量最多的風(fēng)味物質(zhì)，具有水果香氣，使酒體清甜香醇[17]，是紅棗白蘭地風(fēng)味形成的主要組成部分。表1結(jié)果顯示，酒醅發(fā)酵過程中共檢測到41種酯類物質(zhì)，其中辛酸乙酯、癸酸乙酯、月桂酸乙酯、十四酸乙酯、棕櫚酸乙酯、9-十六碳烯酸乙酯、9-十四烷酸乙酯是酒醅中含量最多的7種化合物。如圖4所示，紅棗白蘭地上下兩層酒醅隨發(fā)酵時間的延長，酯類物質(zhì)含量逐漸上升。在發(fā)酵初期（0～2 d），由于溫度低及酒醅中微生物含量少，酯類物質(zhì)含量無明顯變化；在發(fā)酵2～4 d，由于溫度的上升，微生物活動的作用，使酯類物質(zhì)含量急速增加；之后由于微生物區(qū)系的此消彼長，使酯類物質(zhì)含量波動增長。在0～4 d，上層發(fā)酵酒醅的酯類物質(zhì)含量較下層發(fā)酵酒醅增長迅速，在4～14 d時卻反之。發(fā)酵結(jié)束時，上下層發(fā)酵酒醅酯類物質(zhì)含量為42.489 μg/g和55.192 μg/g。

在紅棗白蘭地中，己酸乙酯、辛酸乙酯、月桂酸乙酯、大馬士酮等是重要香氣成分[18]。分析圖表可知，己酸與其對應(yīng)的己酸乙酯在整個發(fā)酵過程中的變化趨勢大體一致，上層發(fā)酵酒醅中己酸及己酸乙酯在發(fā)酵前期增長較快，中后期緩慢；下層發(fā)酵酒醅中則發(fā)酵前期增長緩慢，中期迅速，后期趨于平緩。沈怡方認(rèn)為[19]，己酸乙酯是己酸與乙醇經(jīng)酯化而形成，具有酯化能力的微生物有酵母菌和霉菌。辛酸、月桂酸、棕櫚酸等與其對應(yīng)的辛酸乙酯、月桂酸乙酯、棕櫚酸乙酯等在整個發(fā)酵過程中的變化趨勢則相反，辛酸、月桂酸、棕櫚酸等在上下層發(fā)酵過程中是先下降后上升，其對應(yīng)的乙酯類物質(zhì)則是先上升后下降，可能是由于在發(fā)酵后期，碳源減少，微生物功能降低，酯類物質(zhì)生成減少，或酯類物質(zhì)參與生成其他風(fēng)味物質(zhì)。

圖4 不同發(fā)酵時間酯類物質(zhì)含量

3 結(jié)論

采用SPME-GC-MS，研究了酒醅發(fā)酵過程中的揮發(fā)性香氣成分的變化趨勢。共檢測到75種揮發(fā)性香氣物質(zhì)，其中酸類7種，醇類10種，酯類40種，醛酮類13種，其他4種。紅棗白蘭地酒醅中多數(shù)揮發(fā)性香氣成分的含量在發(fā)酵過程中隨發(fā)酵時間的延長呈上升趨勢，發(fā)酵前期增長較快，發(fā)酵中后期增長緩慢，發(fā)酵結(jié)束后，上、下層發(fā)酵酒醅酸類物質(zhì)含量為4.34 μg/g、4.01 μg/g，醇類物質(zhì)含量為11.06 μg/g、13.17 μg/g，酯類物質(zhì)含量為42.489 μg/g、55.192 μg/g，下層酒醅的香氣物質(zhì)含量高于上層酒醅。