蓝莓白兰地酿造工艺条件的研究

汤庆莉，李然洪，刘　昕，吴天祥

（贵州大学酿酒与食品工程学院，贵州贵阳550025）

蓝莓白兰地酿造工艺条件的研究

汤庆莉，李然洪，刘昕，吴天祥

（贵州大学酿酒与食品工程学院，贵州贵阳550025）

摘要：以蓝莓作为水果白兰地发酵的原料，采用白兰地发酵工艺流程，考察发酵酒中的理化指标，主要为酒精度、总糖、总酸、总酯、微量成分等。蓝莓白兰地发酵工艺条件的研究结果表明，采用新鲜蓝莓自然发酵工艺可显著提高蓝莓原白兰地中的总酸、总酯含量，其中EC1118酵母发酵的蓝莓原白兰地中的总酸、总酯高于其他酵母组。在该酵母的基础上，以总酸、总酯为指标考察发酵温度、蒸馏方式对蓝莓白兰地品质的影响；实验结果表明，18℃低温发酵有利于提高白兰地品质，同时温度对乙醛、乙缩醛、异丁醇的含量影响显著（P＜0.05）；帯酒脚蒸馏能提高总酯的含量，添加铜粉可降低总酸和乙缩醛的含量，降幅分别为13.52%和5.03%。

关键词：蓝莓； 白兰地； 发酵菌种； 发酵温度； 蒸馏方式

水果白兰地是一种以水果为原料，经过发酵、蒸馏、陈酿而酿制成的蒸馏酒。传统白兰地的酿造工艺与白葡萄酒的工艺类似，水果经软压取汁后澄清，于25℃左右自然接种发酵，发酵完成后立即进行蒸馏。蒸馏工艺又分为分批蒸馏和连续蒸馏两种，传统白兰地分批蒸馏工艺为第一次蒸馏时，要求将酒精度为7%vol～12%vol的原酒蒸馏至酒精度为22%vol～35%vol的粗馏原白兰地，第二次蒸馏时，将粗馏原白兰地蒸馏至65%vol～70%vol的原白兰地；原白兰地经过橡木桶贮存和降度后获得成品白兰地［1］。在白兰地的酿造和蒸馏过程中，要求对原酒立即进行蒸馏，这是由于原酒贮存过程若发生苹果酸-乳酸发酵，会降低原酒的果香及香气强度，也会降低乙酸异戊酯、乙酸乙酯、己酸乙酯、乙酸苯乙酯的含量，但能够增加乳酸乙酯、乙酸和丁二酸二乙酯的含量；发酵后的酵母沉淀含有高级醇、脂肪酸、脂肪酸酯等成分。蒸馏时对白兰地的品质也有重要影响［2］。

本研究主要是从蓝莓白兰地酵母菌种、发酵温度、蒸馏方式三方面进行了实验研究，以总酸、总酯、微量成分变化等为考察指标，以期获得蓝莓白兰地生产的最佳工艺条件。

1　材料与方法

1.1材料

活性干酵母：市售；Lavin ICV-D254®酵母。酵母详细信息见表1。

主要试剂：酚酞、硫酸、硫代硫酸钠、亚硫酸氢钠、碘、铜粉均为分析纯；乙醇（色谱纯）；乙酸正丁酯（内标）、白酒30组分混标溶液，由中国科学院兰州化学物理研究所色谱技术研究开发中心提供。

1.2实验方法

1.2.1蓝莓白兰地发酵菌种的选择

表1　白兰地实验活性干酵母简介

图1　蓝莓白兰地生产工艺流程图

白兰地生产对原料要求较为严格，要求原料的总酸在6～10 g/L（酒石酸），潜在酒精度8%vol～11.5%vol，pH值在2.8～3.2较为合适［3-4］。将新鲜采摘的蓝莓经过筛选、打浆混匀后立即分成4份，每份1.6 kg，分别接入0.3 g/kg的3种酵母（一组为自然发酵组，编号N），于20℃下恒温发酵至不产气泡（期间每天早晚各搅拌通风1次），立即过滤。得到的原酒在4℃下满罐贮存，直至蒸馏；蒸馏时小火慢蒸，第1次蒸馏的粗馏原白兰地占原酒体积的33%，第2次蒸馏的原白兰地占粗馏原白兰地的30%～35%（根据原酒酒精度做适当调整）。之后对2次蒸馏获得的原白兰地进行分析（总酸、总酯、总醛指标），最终确定最佳发酵菌种。

1.2.2蓝莓白兰地发酵温度的选择

白兰地原酒的发酵温度根据不同地区而有所不同，传统葡萄酒世界生产国往往采用较高的发酵温度，美国、南非等新世界葡萄酒国家则习惯采用较低的发酵温度［3］。因此实验设计2个温度梯度，考察最佳的蓝莓白兰地发酵温度。

实验流程：原料解冻后，按照图1的步骤处理，接种量为0.3 g/kg，温度梯度设置为高温组HT（25℃）和低温组LT（18℃）；蒸馏条件同1.2.1。经过对各项指标的分析以确定蓝莓白兰地最佳发酵温度。

1.2.3蓝莓白兰地蒸馏条件的选择

白兰地蒸馏方式有多种，包括带酒脚蒸馏、澄清汁蒸馏、带皮渣蒸馏3种，但带皮渣蒸馏往往不易控制，因此实验考虑前2种蒸馏方式。

白兰地蒸馏装置分塔式蒸馏器和壶式蒸馏器；塔式蒸馏器加装了分馏盘，通过一次蒸馏即可达到原白兰地酒精度要求，品质略差；传统壶式蒸馏器由纯铜制成，原酒需进行2次蒸馏才能达到原白兰地的要求，而铜制蒸馏器在加热过程中可与丁酸、己酸、辛酸等不良风味的酸形成铜盐而将其除去，还可以促进部分酯的生成［1，5］，所获原白兰地品质佳。因此实验在比较蒸馏方式的基础上，再增加一组添加铜粉蒸馏实验（2次蒸馏均添加铜粉）以模拟铜质蒸馏器的蒸馏效果。

3组实验分别编号为LD（带酒脚蒸馏）、QD（澄清汁蒸馏）、CD（带酒脚加铜粉蒸馏）；实验发酵工艺流程同1.2.2，发酵温度为最佳温度，铜粉添加量5.0 g/L，蒸馏摘酒条件同1.2.2。

1.2.4蓝莓原白兰地理化指标分析

酒精度的测定：酒精计法，GB/T 11856—2008。总酸的测定：酸碱指示剂法，参考GB/T10345—2007。总酯的测定：使用酚酞作指示剂，参考GB/T 11856—2008。

总醛的测定：测定总酯后的样品加入4 mL 0.1 M的硫酸标准溶液，再准确加入10.00 mL0.05 M的NaHSO3溶液于暗处反应30 min，期间不时摇动以利于充分反应；之后加入15.00 mL 0.05 M的I2标准溶液，混匀后立即用0.05 M Na2S2O3标准溶液滴定至浅黄色，加入1.0 mL 5 g/L的淀粉指示剂，继续滴定至蓝色消失，记录消耗Na2S2O3标准溶液的体积。空白试验以蒸馏水代替样品进行滴定［6-7］。

1.2.5原白兰地酒微量成分分析

原白兰地的微量成分分析采用气相色谱法，通过白酒混标的出峰时间定性，内标法定量［7］。乙酸正丁酯内标溶液用60%（v/v）色谱纯乙醇溶液配制，浓度为40.088 mg/100 mL。样品测定时先取内标溶液0.200 mL，再用酒样定容至10 mL，直接进样分析。

色谱柱：AT.LZP-930白酒专用柱，规格25m×0.32mm× 0.25 μm。

色谱条件：升温程序，35℃（5 min）→7℃/min→100℃（2 min）→10℃/min→150℃（4 min）；分流比，35∶1；H2流速，40 mL/min，空气流速，400 mL/min，尾吹，30 mL/min；载气N2流速，1.0 mL/min；进样口温度，210℃；检测口温度，230℃；进样量，0.5 μL。

其中：f—各组分的相对校正因子；A2—混标中内标峰峰面积；A1—混标中组分峰峰面积；m1—混标中组分浓度，g/L；m2—混标中内标物浓度，g/L；x—样品中组分浓度，g/L；A3—样品中组分峰峰面积；A4—样品中内标峰峰面积；c—样品中内标物浓度，g/L。

30组分白酒混标的色谱图见图2，各组分的保留时间及相对校正因子见表2。

图2　白酒标准品色谱图

表2　白酒标准品相对校正因子

2　结果与讨论

2.1蓝莓白兰地优良酵母的选择

2.1.1不同酵母对蓝莓白兰地原酒理化指标的影响

发酵前原料未作调整，理化指标见表3。

发酵过程中，接种活性干酵母的实验组发酵迅速，在第8天时就已发酵完全（V1116组在第7天）；而自然发酵组N发酵较缓慢，直到第11天才发酵结束。蒸馏前原酒的闻香表明，N组具有较好的酒香和果香，酒液澄清且酒脚较少；V1116组香味较淡略有酸味，酒液澄清酒脚少；EC1118组酒香、果香较淡，酒液澄清但酒脚较多；D254组香味较淡，略有花香，酒液澄清，酒脚较多。4个实验组发酵后的原酒理化指标见图3。

表3　白兰地原料理化指标

由图3可知，残糖在2.12～4.25 g/L之间，接种活性干酵母的各组残糖都较低（低于4 g/L），自然发酵后的残糖最高，达4.25 g/L。对酒精的影响显示，EC1118组酵母发酵后的酒精度最高，自然发酵组最低为5.06%vol。

2.1.2酵母对蓝莓原白兰地理化指标的影响

图3　白兰地酵母实验原酒理化指标

图4　酵母实验原白兰地理化指标

图4为酵母选择实验原白兰地的理化指标。由图4可知，自然发酵后获得的原白兰地总酯含量是接种组的3.9～7.5倍，总酸为接种组的1倍以上；接种组间总酸、总酯最高的为EC1118组。不同酵母组对酒精度的影响差别不大，EC1118组的酒精度最高，自然发酵组最低。原因为新鲜蓝莓表面有一层“白霜”，富含野生酵母，在采用自然发酵时野生酵母的生长受到相互的拮抗作用，发酵较为迟缓；多菌种的作用还可以产生更多的风味物质，这也是传统葡萄白兰地生产所采用的方式。因此生产蓝莓白兰地的最佳发酵菌种为自然发酵的野生酵母。

但以储存或冷冻蓝莓为原料生产白兰地时，蓝莓表面的野生酵母数量有限而不能很好地起酵时，选择人工添加活性干酵母，EC1118酵母能够产生更多的风味物质。所以后期实验确定EC1118酵母为蓝莓白兰地发酵菌种。

2.1.3不同酵母对蓝莓原白兰地微量成分的影响

通过气相色谱分析，4个实验组原白兰地的微量成分组成及含量见表4。

由表4可知，从蓝莓原白兰地中共检测到8种微量成分，其中醛类物质2种，高级醇3种，酯类1种，其余的为甲醇和β-苯乙醇。其中甲醇含量最高，在2881.99～3648.88 mg/L，自然发酵组N的甲醇含量最低。造成甲醇含量较高的原因为带皮发酵，果皮中果胶被分解而转化成甲醇，且蒸馏过程中未去酒头、酒尾。异戊醇为主要的高级醇类，含量在516.19～1206.12 mg/L，其中自然发酵组N中的含量最少。乙酸乙酯为主要酯类物质，含量在248.53～1357.26 mg/L，自然发酵组N中含量最高，其次为EC1118组，最低的为D254组。醛类物质（乙醛+乙缩醛）含量最高的是EC1118组，为299.23 mg/L，其次为V1116组；D254组和N组的醛类物质最少，分别为154.91 mg/L、125.66 mg/L。D254组中还检测到少量的具有玫瑰香味的β-苯乙醇，其他3组未检测到。其中部分蓝莓原白兰地色谱图见图5。

表4　酵母实验蓝莓原白兰地成分

图5　酵母实验蓝莓原白兰地色谱图

2.2温度对蓝莓白兰地的影响

2.2.1温度对蓝莓原白兰地原酒理化指标的影响

发酵前原料理化指标见表5，发酵前对原料的糖度进行调整。

表5　温度实验原料理化指标

在发酵过程中，高温组HT（25℃）起酵迅速（约12 h），且产气速率快于低温组；低温组LT（18℃）起酵慢（约24 h），发酵平稳缓慢。在发酵相同时间后，HT组比LT组提前2 d到达发酵终点。在过滤后贮存于4℃时，HT组酒液澄清，酒脚细腻且较少，能看到白色酵母酒泥，果香淡；LT组酒液澄清，酒脚较粗糙、量多，无白色酵母沉淀，仍在缓慢发酵，果香味浓郁。温度实验组原酒理化指标见图6。

图6　白兰地温度实验原酒理化指标

由图6可知，温度对蓝莓白兰地原酒的pH值无影响，对总酸有一定影响，低温发酵组（LT）总酸含量高于高温组（HT）。在相同发酵时间条件下，HT组的残糖（3.2 g/L）明显低于LT组（15.86 g/L）；对酒精度的影响为HT组高于LT组。

2.2.2温度对蓝莓原白兰地理化指标的影响（图7）

图7　温度实验蓝莓原白兰地理化指标

由图7可知，在较低发酵温度条件下（LT）获得的蓝莓原白兰地具有较高的总酸和总酯，但酒精度无HT组高。通常具有较高的总酸、总酯的白兰地风味明显优于较低者，因此蓝莓白兰地最佳发酵温度为低温发酵；为了避免原酒残糖过高，低温发酵时应适当延长发酵时间。后期实验选用18℃作为最佳发酵温度。

2.2.3温度对蓝莓原白兰地微量成分的影响（表6）

表6　温度对蓝莓原白兰地成分的影响　（mg/L）

由表6可知，LT组和HT组发酵获得的蓝莓原白兰地中杂醇油主要以异戊醇为主，含量分别为899.49 mg/L± 66.67 mg/L、1191.73 mg/L±196.33 mg/L；酯类以乙酸乙酯为主，HT组（186.89 mg/L±16.17 mg/L）含量高于LT组（154.73 mg/L±6.61 mg/L）；醛类中乙缩醛含量较高。方差分析表明，温度对蓝莓原白兰地醛类（乙醛、乙缩醛）影响极显著，对异丁醇含量影响显著，对其他物质含量影响不显著。

2.3蒸馏方式对蓝莓白兰地的影响

按照优化发酵条件发酵后获得的蓝莓白兰地原酒理化指标见表7，3个蒸馏实验组均以该批原酒为原料。

表7　蒸馏实验蓝莓原酒理化指标

2.3.1蒸馏方式对蓝莓原白兰地理化指标的影响

对3种不同方式的蒸馏LD（带酒脚蒸馏）、QD（澄清汁蒸馏）、CD（带酒脚加铜粉蒸馏）进行各指标的检测。

表8　蒸馏实验蓝莓原白兰地理化指标

通过表8中3种蒸馏方式实验比较分析可知，蒸馏方式对蓝莓原白兰地酒精度、总酸、总酯、总醛有一定影响。LD（带酒脚蒸馏）蒸馏方式可以获得更高的总酯；采用QD（澄清汁蒸馏）蒸馏方式，原白兰地中的酒精度、总酸、总醛含量最高；CD蒸馏方式的酒精度、总醛含量最低，总酯含量较QD高。CD蒸馏方式与LD组相比，加入铜粉可以降低原白兰地中的总酸（降幅13.52%）、总醛（降幅5.03%）含量。

2.3.2蒸馏方式对蓝莓原白兰地微量成分的影响

3种不同蒸馏方式的蓝莓原白兰地微量成分见表9。

表9　蒸馏方式对蓝莓原白兰地成分的影响　（mg/L）

通过表9分析与比较可知，3种蒸馏方式对乙缩醛含量的影响有显著性差异，CD组与LD组乙缩醛差异不显著，其他物质间的影响也不显著。CD组中乙缩醛的含量最低（150.58 mg/L±14.01 mg/L），其次为LD组（170.09 mg/L±0.13 mg/L）。CD组中的乙酸乙酯含量最低，QD组中的含量最高，分别为127.78 mg/L±20.35 mg/L、144.19 mg/L±5.95 mg/L。QD组中的其他物质（乙醛、甲醇、正丙醇、异丁醇、异戊醇）比LD组和QD组中的高；LD组中的乙醛、正丙醇、异丁醇、异戊醇的含量比QD组中的要低些。部分气相色谱图见图8。

3　讨论

3.1通过对蓝莓白兰地酵母（D254、EC1118、V11116、自然）研究表明，自然发酵后获得的原白兰地总酯的含量是接种组的3.9～7.5倍，总酸为接种组的1倍以上；接种组中EC1118酵母发酵后的白兰地含有较高的总酸、总酯。蓝莓白兰地的最佳发酵菌种为自然发酵，其次为EC1118酵母。微量成分分析表明，在蓝莓原白兰地中检测到8种微量成分；醛类物质2种，高级醇3种，酯类1种，其余的为甲醇和β-苯乙醇。

图8　LD组蓝莓原白兰地色谱图

3.2发酵温度对蓝莓白兰地原酒有一定影响，较低发酵温度获得的原酒果香更为突出，但需更长的发酵时间才能达到发酵终点；对原白兰地总酸、总酯的分析表明，低温发酵比高温发酵更有利于提高酸、酯的量。同时温度对蓝莓原白兰地中醛类含量（乙醛、乙缩醛）影响极显著，对异丁醇含量影响显著。

3.33种蒸馏方式对蓝莓原白兰地酒精度、总酸、总酯、总醛有一定影响。带酒脚蒸馏可以获得更高的总酯；澄清汁蒸馏的原白兰地中总酸、总醛含量较高；添加铜粉带酒脚蒸馏可以降低原白兰地中总酸、总醛含量。微量成分分析表明，3种蒸馏方式对乙缩醛含量的影响显著，加铜粉带酒脚蒸馏的原白兰地乙缩醛含量最低（150.58 mg/L±14.01 mg/L）。

参考文献：

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［7］吴国峰，李国全，马永强.工业发酵分析［M］.北京：化学工业出版社，2010.

优先数字出版时间：2016-05-26；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160526.1013.005.html。

中图分类号：TS262.38；TS261.4

文献标识码：A

文章编号：1001-9286（2016）07-0017-06

DOI：10.13746/j.njkj.2016153

基金项目：贵州省科技厅计划课题项目“蓝莓红酒生产关键技术和装备技术的研发与应用示范（项目编号：黔科合GZ字（2014）3011）。

收稿日期：2016-05-03

作者简介：汤庆莉（1967-），女，学士，副教授，研究方向为发酵工程。

通讯作者：吴天祥（1965-），男，博士，教授，硕士生导师，研究方向为发酵工程，E-mail：ce.txwu@gzu.edu.cn。

The Fermentation Conditions of Blueberry Brandy

TANG Qingli，LI Ranhong，LIU Xin and WU Tianxiang
（School of Liquor-making and Food Engineering，Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025，China）

Abstract:Blueberry was used as raw materials to produce blueberry brandy.The physiochemical indexes of the blueberry brandy in the process of fermentation were investigated mainly including alcohol content，total sugar，total acids，total esters，trace elements etc.The results suggested that，natural fermentation of fresh blueberry could significantly increase the content of total acids and total esters in original brandy；the content of total esters and total acids in brandy group with EC1118 yeast fermentation was higher than that in brandy groups fermented by other yeast.On the basis of fermentation with yeast EC1118，total acids and total esters were used as the indicators to assess the effects of fermentation temperature and distillation methods on the quality of blueberry brandy.The experimental results showed that，low temperature fermentation at 18℃was helpful for improving brandy quality，meanwhile，temperature had significant effects on the content of acetaldehyde，acetal，isobutanol（P＜0.05）；distillation with brandy lees could improve total esters content；and the addition of copper powder could reduce total acids content and acetal content by 13.52%and 5.03%，respectively.

Key words:blueberry；brandy；fermentation strains；fermentation temperature；distillation methods