延迟采收对北冰红葡萄及蒸馏酒中挥发性成分的影响

金宇宁，舒 楠，谢苏燕，张宝香，肖家美，路文鹏

（中国农业科学院特产研究所，吉林长春 130112）

北冰红是具有高抗性、高产量的山葡萄杂交品种，于2008年选育，东北地区为其主要栽培区[1]，吉林省集安市地处温带季风气候区，是优质的酿酒山葡萄产区之一。目前北冰红是冰酒酿造中最主要的山葡萄品种，作为少数可以用来发酵冰酒的山葡萄品种，北冰红市场认可度良好。葡萄果实的产量、色泽、紧密度、香气、糖酸比等基础理化指标等皆为判定其品质的标准，酿酒葡萄的果实品质受生态气候条件及生长环境的影响较大[2-3]。

水果蒸馏酒包括樱桃[4]、苹果[5]、李子[6]等，葡萄蒸馏酒作为水果蒸馏酒的一种，品质的好坏受葡萄原料的种类与品质、发酵的工艺、以及蒸馏工艺的影响[7-11]。葡萄蒸馏酒中乙醇含量一般在40%～50%，蒸馏酒中挥发性物质含量的种类与数量对蒸馏酒的品质与典型性影响较大[12-13]。区别于葡萄酒、粮食白酒等香味[14-16]，葡萄蒸馏酒具有独特的香味与风格，市场前景广阔。郑向平[13]对6种蒸馏酒挥发性物质鉴定后发现：其中感官典型性香气特征主要由挥发性成分的种类及含量决定，且在各类挥发性成分之间会存在相互影响的情况。李帅[17]研究发现，复合水果白兰地中的风味物质在不同时期会出现含量增加与种类新增。王鑫[18]曾对爱格丽、小芒森等5个种类酿造的葡萄蒸馏酒中香气成分进行检测，发现乙酯类对香气贡献最突出。

目前针对山葡萄蒸馏酒的研究较少，北冰红蒸馏酒中挥发性物质的成分有待探究，且缺少针对北冰红延迟采收与果实、原酒、蒸馏酒中挥发性物质关系的系统性研究，本实验以风味分析仪检测挥发性物质成分，并进行分析比较，以期选择出北冰红适合生产优质葡萄蒸馏酒的采收期。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

试验年份为2018年，试验地点选择吉林省集安市麻线乡葡萄园（41°5′N，126°8′E），海拔约141.6 m。该地无霜期为150 d，气候类型属于温带季风性气候，年均温7.5 ℃，年降水量为917.7 mm。试验用葡萄植株为7年生山葡萄品种北冰红，东西行向，行间距为2.5 m，株距为0.6 m，短枝修剪，架式为棚篱架，常规管理。

CEC01葡萄酒活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；蒽铜、邻苯二甲酸氢钾、无水碳酸钠：国药集团化学试剂有限公司；Folin-Denis试剂：美国Sigma公司；硫酸、氢氧化钠、葡萄糖：北京化工厂；4-甲基-2-戊醇：上海联硕生物科技有限公司；单宁酸：天津市光复精细化工研究所；靛蓝二磺酸钠：阿拉丁试剂（上海）有限公司；酚酞：天津市华东试剂厂。实验所用试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

1 000 mL全套玻璃蒸馏仪：上海达丰玻璃仪器厂；FA1004B电子天平：上海越平科学仪器有限公司；12 L小型实验室用蒸馏器：烟台帝伯仕自酿机有限公司；HC-3518高速离心机：安徽中科中佳科学仪器有限公司；HWS-24恒温水浴锅：上海一恒科学仪器有限公司；FlavourSpec R风味分析仪：德国GAS公司。

1.3 方法

1.3.1 试验方法

自转色期至成熟期，每两周对可溶性固形物及滴定酸的含量进行监测，以确定果实成熟的采收期（正常采收，9月17日），于20棵树中的树体上、中、下部位以及树体阴阳面进行随机采样，共采20 kg，检测果实基本性状，并存留果汁冷冻以备相关果实品质指标的测试。将葡萄破碎除梗后，酵母添加量为250 mg/kg，于20 ℃恒温发酵，7 d后皮渣分离得到原酒，将发酵原酒部分存样冷冻用于指标检测，其余原酒经“去酒头、去酒尾[19]，两次蒸馏得到蒸馏酒，具体蒸馏方式参照文献[7]。在10月13日进行延迟采收，试验处理以及方法流程同正常采收。

1.3.2 测定方法

可溶性固形物含量：手持折光仪测试；总酸（以酒石酸计）含量：GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的指示剂法；总糖含量：蒽酮硫酸比色法；单宁含量：Folin-Denis试剂法；总酚含量：福林酚比色法；挥发酸：参照GB/T 11856—2008《白兰地》；香气含量：采用风味分析仪测定，以4-甲基-2-戊醇为内标定量分析，定量采用内标法按公式（1）计算：

式中：Ci为任一成分的质量浓度，μg/L；Cis为内标的质量浓度，μg/L；Ai为任一成分的信号峰面积；Ais为内标的信号峰面积。

1.3.3 数据处理

数据统计分析采用SPSS 23.0软件，制表采用Excel 2010软件，以P＜0.05表示显著差异，试验检测均为3次重复。

2 结果与分析

2.1 延迟采收对北冰红葡萄果实、原酒及蒸馏酒基本理化指标的影响

2.1.1 延迟采收对北冰红果实品质的影响

北冰红果实经挤压出汁后，对果汁进行检测，经SPSS 23软件T检验分析后结果如表1所示。由表1可知，北冰红果穗呈圆锥形，双齐肩、有副穗。延迟采收果实的百粒质量为124.27 g，较正常采收降低了14.94%，平均穗质量为199.44 g，较正常采收降低了9.76%。延迟采收较正常采收的平均粒径降低了6.62%，再结合两者平均穗长与穗宽的指标，发现葡萄穗的紧密度呈下降趋势，且果穗变轻，果粒变小。延迟采收北冰红平均可溶性固形物含量从18.53°Bx提升至21.80°Bx。总糖含量与总酚含量在延迟采收后出现了显著性的提高，延迟采收总糖含量达到173.18 g/L，提升了12.71%；总酚含量达到了1.68 g/L；北冰红总酸含量偏高，优质酿酒葡萄以总酸含量低为目标之一，延迟采收总酸含量呈显著性降低（P＜0.05），由10.40 g/L降低至9.15 g/L；单宁含量延迟采收时略有提升。以果实外观、性状、品质来看，延迟采摘的北冰红果实较好，果穗紧密度适中，高糖低酸，更适于酿酒。

表1 北冰红果实不同采收期的品质指标Table 1 Quality indexes of Beibinghong fruits at different harvest periods

2.1.2 延迟采收对北冰红葡萄原酒及蒸馏酒品质的影响

由表2可知，正常采收与延迟采收原酒酒精度分别达到11.50%vol以及12.00%vol，两次采收中原酒的残糖、滴定酸和单宁的含量均具有显著性差异（P＜0.05），残糖含量分别为1.51 g/L、2.15 g/L，滴定酸含量分别为9.42 g/L、8.04 g/L，单宁含量分别为1.11 g/L、1.41 g/L；两种原酒蒸馏后酒精度均在41.80%vol～42.00%vol，其挥发酸含量在延迟采收中出现显著降低，延迟采收挥发酸较正常采收降低了16.67%。

表2 不同采收期北冰红发酵原酒、蒸馏酒基本理化指标Table 2 Basic physical and chemical indexes of original wine and distilled wine fermented by Beibinghong grape with different harvest periods

2.2 延迟采收对北冰红葡萄果实、原酒及蒸馏酒挥发性成分的影响

由表3可知，果实中主要检测出挥发性成分含量较高的有乙醇、乙酸乙酯、正己醇、2-乙基己醇、异丁醇、丙酮等，在正常采收的北冰红果实中挥发性物质的总含量为6 626.52 μg/L，在延迟采收的果实中挥发性物质的总含量为9 582.26 μg/L，提升44.60%，多出了如下几种气味：肉类香味、黄瓜味、香蕉味、奶油香、脂肪香；原酒中主要检测出挥发性成分含量较高的有3-甲基-1-丁醇、乙酸乙酯、乙醇、2-甲基-1-丙醇、乙酸异戊酯、正己醇、甲酸乙酯等，正常与延迟采收酿造原酒后挥发性物质总含量为18 278.28 μg/L、18 266.07 μg/L，两者相差较小；蒸馏酒中主要检测出挥发性成分含量较高的有异戊醇、乙醇、2-甲基-1-丙醇、乙酸乙酯、乙酸异戊酯、乙酸、己酸乙酯、甲酸乙酯等，正常与延迟采收北冰红制作蒸馏酒中挥发性物质总含量分别为16 424.99 μg/L、14 956.62 μg/L，延迟采收所制蒸馏酒中的挥发性物质总含量降低了8.94%，延迟采收后，蒸馏酒减少了莓果香、新鲜叶草香气、白兰地酒香、黑莓香味、辛辣味、酮样等香味；增加了酒精味、水果香味、苹果皮、奶油、脂肪香、芳香等气味。

表3 不同采收期北冰红葡萄果实、原酒及蒸馏酒挥发性物质Table 3 Volatile substances of Beibinghong grape,original wine and distilled wine at different harvest periods

续表

在蒸馏酒制作过程中，挥发性物质的总含量变化明显，原酒中挥发性物质总量较果实提升2倍左右，而蒸馏酒中挥发性物质总量与原酒相比有小幅度的降低。实验检测中，挥发性物质可分为醛类、酸类、醇类、酯类、酮类和烯烃类这六大类[20-21]，各种类总含量见图1，在延迟采收后，果实中醇类、酯类及酮类总含量增加，其余减少；原酒中醛类、酯类、酮类及烯烃类化合物含量增加，其余减少；蒸馏酒中酯类、酮类、烯烃类含量增加，其余种类含量减少。

图1 不同采收期北冰红葡萄果实、原酒、蒸馏酒主要挥发性成分含量Fig.1 Content of main volatile components of Beibinghong grape with different harvest periods

6类物质的数量和相对含量均差别很大。如表4 所示，在果实中挥发性物质总数量达33种（正常采收）与36种（延迟采收），其中醇类物质数量种类最多，达到了11种，且醇类的相对含量为62.77%（正常采收）和60.28%（延迟采收），在六类物质中均居首位，正常与延迟采收果实中挥发性物质类别数量由大到小排序为醇类、酮类、醛类、酯类、酸类，相对含量由大到小的排序为醇类、酯类、醛类、酮类、酸类；原酒中挥发性物质总数量在两次采收均为42种，酯类挥发性物质数量由果汁中的5～6种提升至18种，为数量最多的类别，醇类相对含量为56.32%（正常采收）和60.08%（延迟采收），为相对含量最高的类别，正常与延迟采收所酿原酒中挥发性物质类别数量排序为酯类＞醇类＞酮类＞醛类＞酸类＞其他，原酒中挥发性物质相对含量的排序分别为醇类＞酯类＞酮类＞酸类＞醛类＞其他（正常采收）、醇类＞酯类＞酮类＞醛类＞酸类＞其他（延迟采收）；在蒸馏酒中挥发性物质总数量达33种（正常采收）与34种（延迟采收），酯类种类数量最多，醇类相对含量最多，蒸馏酒中挥发性物质类别数量由大到小顺序为酯类、醇类、酮类、醛类、酸类（正常采收），酯类、醇类、酮类、醛类与其他、酸类（延迟采收），蒸馏酒中挥发性物质相对含量由大到小的排序分别为醇类、酯类、酸类、酮类、醛类（正常采收）、醇类、酯类、酮类、酸类、醛类、其他（延迟采收）。

表4 不同采收期北冰红葡萄果实、原酒、蒸馏酒挥发性成分种类及相对含量Table 4 Types and relative content of volatile components in Beibinghong grape with different harvest periods

延迟采收后，北冰红葡萄果粒质量和粒径下降，原因可能是随着采收时间的后移，果实中的水分有所散失，可溶性固形物含量提升，滴定酸含量减少，这与赵婷等[22]的研究结果近似。延迟采收后，总糖含量的提升可能因为植株受到低温胁迫，主动积累糖分以适应变化[23]。果汁经发酵为原酒后多出了烯烃类物质，且酯类物质的数量与占比明显提升，在试验过程中，醇类和有机酸酯化会生成酯类物质[24]。醇类物质在果实、原酒、蒸馏酒中均相对含量最高，酸类物质相对含量最低，仅有乙酸。在试验过程中，挥发性成分含量从果实到原酒大量增加，经蒸馏后略减。蒸馏酒中挥发性成分在延后采收中总量降低，这与李娜娜等[25]（相对于8月28日和9月5日采收，8月18日采收的蒸馏酒香气质量更多。）及谢苏燕等[7]（相比10 月15日采收，9月14日采收的蒸馏酒香气质量更多。）的研究结果的趋势相一致，北冰红蒸馏酒香气总量的降低来自于醛类、酸类和醇类含量的降低。

3 结论

本试验以北冰红为素材，对正常采收与延迟采收中的果实、原酒以及蒸馏酒中的基本理化指标以及挥发性物质成分进行检测分析，结果表明，在2个采收期中，延迟采收的果实果粒质量与粒径降低，总酸含量显著降低，总糖、总酚含量显著提升（P＜0.05），延迟采收的果实中挥发性成分总量提高，香气更浓郁；延迟采收的原酒中滴定酸含量显著降低（P＜0.05），单宁含量显著提升（P＜0.05），延迟采收对原酒挥发性成分总量影响较小；蒸馏酒中，延迟采收挥发酸含量降低，挥发性成分总量降低，但挥发性成分种类略有增多。