苹果梨白兰地最佳酿造工艺

王美淇，邢枫，张蕙铭，夏伟良，金铁岩

延边大学农学院 （延吉133002）

苹果梨，产自吉林延边，具有黄绿色果皮和乳白色果肉，口感脆嫩多汁，甜酸适中。除了新鲜食用，还可加工成苹果梨脆片、苹果梨果醋等。历史记载中国是最先使用蒸馏设备制作蒸馏酒的国家，后来传播到法国，法国人对其进行了改造并应用到白兰地的酿造中，创造了世界闻名的法国白兰地。

白兰地酿造过程中的发酵工艺对风味和品质至关重要，而活性干酵母的选择直接影响产品和产量。蒸馏是白兰地酿造的关键步骤，温度和时间直接影响白兰地的质量和产量。白兰地的挥发性芳香成分是其品质的关键，这些成分的浓度和种类都会影响口感和质感。

固相微萃取是一种新型的样品预处理方法，虽然简单易用，但要求严格，很容易受到外部因素影响。选择最佳萃取条件是鉴定芳香成分的重要步骤。

随着人们生活水平的提高，消费观念发生变化，健康产品受到市场欢迎。苹果梨白兰地作为一种新产品，具有地方特色和市场前景。

研究旨在探索苹果梨白兰地的最佳生产工艺，以传承和弘扬延边朝鲜族自治州的文化，并促进苹果梨产品的加工和相关市场以及企业的发展。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料与试剂

苹果梨鲜果（购于延边华龙集团果树农场）；苹果、白砂糖、冰糖（均购于延吉市）；酵母菌Fermivin（食品级，Bio-Ingredients Specialist）；酵母菌ST、酵母菌F33（食品级，山东烟台通商国际贸易有限公司）；果胶酶（食品级，Bio-Ingredients Specialist公司）；橡木片，中度烘烤；4-甲基-2戊醇（色谱纯，购自上海麦克林生化科技有限公司）；无水乙醚、无水乙醇、浓硫酸、氯化钠、邻苯二酚溶液、硫酸铜、硫酸钾、氢氧化钠（分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司）；没食子酸酚酞指示剂（购自上海麦克林生化科技有限公司）。

1.1.2 主要仪器与设备

气相色谱-质谱联用仪（GC-MS-QP201，日本岛津公司）；索式提取仪（QFST-250SQ型，上海乔枫公司）；凯式定氮仪（KDN-08A型，上海新嘉电子有限公司）；测色仪（CM-5型，柯尼卡美能达投资有限公司）；手持糖度仪（WY-055型，长春市第四光学仪器厂）；电子天平（FA-N/JA-N型，上海民桥精密科学仪器有限公司）；酒精计（0.5% 3只装，沈阳玻璃计器厂）；数字酸度计（PHS-3C型，上海鹏顺科学仪器有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 苹果梨白兰地最佳发酵工艺

1.2.1.1 不同原料对苹果梨白兰地品质的影响

通过测定样品的相关指标以及对样品进行感官评定，确定发酵的最佳原料，并进行进一步的试验。

1.2.1.2 不同酵母对苹果梨白兰地品质的影响

选出3种不同种类酵母（ST、F33、Femivin）对样品进行发酵，测定苹果梨白兰地原酒相关指标以及对苹果梨白兰地进行感官评定，确定发酵的最适酵母来进行下一步试验。

1.2.1.3 不同发酵温度对苹果梨白兰地品质的影响

将样品分别在不同温度（15，18和20 ℃）下发酵，测定苹果梨白兰地的相关指标，并通过感官评估确定最佳发酵温度。

1.2.1.4 褐变对苹果梨白兰地品质的影响

将苹果梨汁在不同的温度（60，65和70 ℃）下加热10 min，并加入不同浓度（0.075%，0.10%，0.30%和0.50%）的抗坏血酸或硫代硫酸钠（0.003，0.004，0.005和0.006 g/L），测量一定时间内的亮度和总酚含量后，选择最适合的抑制褐变过程的方法。

1.2.2 理化指标分析方法

1.2.2.1 水分含量

采用105 ℃常压加热干燥法进行测定[6]。

1.2.2.2 灰分含量

将苹果梨放入恒重的坩埚中，马弗炉温要缓慢上升至完全炭化。

1.2.2.3 粗蛋白含量

采用凯氏定氮法（micro-Kjeldahl）进行测定[7]。按式（1）计算。

式中：m为样品的质量，g；F为氮换算为蛋白质的系数；N为盐酸标准溶液的当量浓度，mol/L；V1为消耗盐酸标准液的体积，mL；V2为空白试验消耗盐酸标准溶液的体积，mL；0.014为1 mL 1 mol/L盐酸标准溶液的氮克数。

1.2.2.4 粗脂肪含量

采用索氏提取法进行测定[8]。

1.2.2.5 碳水化合物含量

采用差量计算法进行计算。

1.2.3 理化指标的测定

1.2.3.1 pH的测定采用PHS-3C型数字酸度计测定。

1.2.3.2 可溶性固形物含量的测定

采用WY-005型手持式糖量计进行测定。

1.2.3.3 酒精含量的测定

采用酒精比重法测定苹果梨白兰地酒精含量。

1.2.3.4 总酚含量

文中采用的方法是福林-酚（Folin-Ciocalteu）比色法。样品总酚含量测定参照文献[11]。样品中总酚含量按式（2）计算。

式中：P为通过标准曲线计算得到的含量，μg；M为样品质量，g。

1.2.4 挥发性成分GC-MS分析

顶空固相微萃取操作：参照姜自军等[9]的方法，并略做修改。

气相-质谱条件：参照宋普等[10]的方法，并略做修改。

1.2.5 苹果梨白兰地感官评价

苹果梨白兰地感官评价见表1。

表1 苹果梨白兰地感官评价

1.2.6 统计分析

使用Excel软件对数据进行汇总、分析和作图，以及采用SPSS对数据进行显著性差异分析（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 苹果梨一般成分分析

由表2可知，两种样品的一般成分之间不存在显著性差异，可以说明苹果梨与苹果之间都存在一定量的矿物质和维生素。

表2 苹果梨和苹果一般成分含量 单位：%

2.2 发酵单因素试验结果

2.2.1 不同原料对品质的影响

2.2.1.1 对pH的影响

由图1可得，首先pH上升，可能是样品产生的乙醇与微生物反应生成有机酸。随后有机酸与乙醇发生酯化反应生成酯类化合物，这又导致pH下降[11]。

图1 不同原料对pH的影响

2.2.1.2 对可溶性固物性含量的影响

由图2可知，可溶性固形物含量整体呈下降趋势，但第15～第18天时下降缓慢，可能是酵母菌活性变迟钝，产生乙醇能力不足导致。

图2 不同原料对可溶性固形物含量的影响

2.2.1.3 对酒精含量的影响

由图3可知，随发酵时间增加，酒精含量呈上升趋势，同时可溶性固形物含量下降。

图3 不同原料对酒精含量的影响

2.2.1.4 对感官评定的影响

整体结果由表3来看，两种原料所制作的苹果梨白兰地酒在色、香、味以及综合评价中没有太大差异。在颜色和香气方面，带皮苹果梨制作的白兰地酒评分分别为5.10分和5.44分，优于去皮苹果梨为原料制作的白兰地酒的颜色和香气评分5.00分和5.39分。

表3 不同原料对感官评定影响 单位：分

综上所述，果皮对品质不造成影响，考虑到预处理时间和节约成本，决定下一步实验原料选择为带皮苹果梨进行。

2.2.2 不同酵母对苹果梨白兰地品质的影响

2.2.2.1 不同酵母对苹果梨白兰地原酒pH的影响

由图4可知，pH均呈先下降后上升趋势。发酵前6 d，pH呈现大幅度下降，三组pH分别为3.63，3.43和3.5。随后pH上升，到18 d时，酵母Fermivin的pH最高，为4.018。

图4 不同酵母对苹果梨白兰地原酒pH的影响

2.2.2.2 不同酵母对可溶性固形物的影响

如图5所示，3组苹果梨白兰地原酒的可溶性固形物含量之间差异并不显著（P＞0.05）。随着发酵时间增加，三组含量均呈现下降趋势。18 d时，三组苹果梨白兰地原酒可溶性固形物含量分别为16.1%，16.5%和16.9%。

图5 不同酵母对苹果梨白兰地原酒可溶性固形物含量的影响

2.2.2.3 不同酵母对苹果梨白兰地原酒酒精含量的影响

由图6可知，随着发酵时间增加，整体酒精含量均上升。经统计分析，酵母Fermivin酿造的苹果梨白兰地原酒酒精含量与其他两组样品存在显著性差异（P＜ 0.05）。18 d时，酵母Fermivin样品的酒精含量高于其他两组，三组样品酒精含量分别为10%，10.78%和10.39%。

图6 不同酵母对苹果梨白兰地原酒精含量的影响

2.2.2.4 不同酵母对苹果梨白兰地原酒感官评价的影响

由表4可得，在风味评分中三组没有显著差异（P＞ 0.05）。在色、香、味以及综合评价4个方面中，以酵母菌Fermivin样品的苹果梨白兰地原酒感官评价优于其他两组。可以判断苹果梨白兰地的成分受酵母一定的影响[12]。

表4 不同种类酵母对感官评价的影响

综上所述，采用酵母Fremivin进行后续试验。

2.2.3 不同发酵温度对苹果梨白兰地品质的影响

经查阅资料，在酿造苹果梨白兰地的过程中，发酵温度是关键因素之一[13]。温度直接影响酵母的发酵效率，低发酵温度可以抑制酵母的生长和新陈代谢，使酵母发酵变慢。但温度过高会加速酵母老化，使苹果梨白兰地酒香味不稳定，更有可能被微生物污染。

2.2.3.1 不同发酵温度对苹果梨白兰地原酒pH的影响

由图7可以看出，随着发酵时间的增加，各温度下苹果梨白兰地原酒的pH呈现先下降后上升的趋势。在15 d之前，15 ℃下的pH高于其他两组样品。但到18 d时，18 ℃的pH突然升高至4.43。

图7 不同发酵温度对苹果梨白兰地原酒pH的变化

2.2.3.2 不同发酵温度对苹果梨白兰地原酒可溶性固形物的影响

如图8所示，随着发酵天数增加，各组可溶性固形物的含量呈现逐渐下降的趋势。18 ℃的可溶性固形物消耗量高于其他两组，并与其他两组存在显著性差异（P＜0.05），说明18 ℃条件下酵母菌的活性最高，使乙醇反应速率加快。

图8 不同发酵温度对苹果梨白兰地原酒可溶性固形物含量的影响

2.2.3.3 不同发酵温度对苹果梨白兰地原酒酒精含量的影响

如图9所示，随着发酵天数增加，各组酒精含量呈现上升趋势，此结果与2.2.2小节中不同酵母发酵下原酒的酒精含量变化趋势相同。18 ℃在整体变化中发酵活性呈现最佳，说明18 ℃下酵母发酵使乙醇反应速率加快。

图9 不同发酵温度对苹果梨白兰地原酒精含量的影响

2.2.3.4 不同发酵温度对苹果梨白兰地原酒感官评价的影响

从表5可以看出，15 ℃条件下样品的色和香两个方面与其他两组存在显著性差异（P＜0.05）。综合评价中18 ℃的样品表现最佳，其他条件下的苹果梨白兰地不存在差异。18 ℃条件下苹果梨白兰地的风味显著高于其他两组（P＜0.05）。

表5 不同发酵温度对原酒感官评定的影响 单位：分

结合以上结论，故选用18 ℃条件为最终发酵温度。

2.2.4 褐变对苹果梨白兰地品质的影响

预处理中的苹果梨极易发生氧化褐变反应。通过将苹果梨样品与氧气隔离开，减少多酚类物质的消耗，可以减少褐变对苹果梨白兰地的影响。

2.2.4.1 经过不同方法抑制酶促褐变后的苹果梨果汁各项指标

新鲜苹果梨果肉呈现淡黄色，但与空气接触时间过长褐变反应发生后会变成褐色甚至黑褐色，可以清晰直观地看到颜色变化。

表6为苹果梨果汁经过热处理或添加不同抗褐变剂后L值变化。分析得三组样品间都存在显著性差异（P＜0.05）。处理后的苹果梨汁的L值均高于空白对照。在70 ℃时L值最高，加入0.5%抗坏血酸或加入0.006 g/L硫代硫酸钠时L值也显著提高。

表6 苹果梨果汁经过热处理或添加不同抗褐变剂后L值变化

综上所述，三组中添加抗坏血酸时效果高于其他两组，其中添加0.075%和0.50%抗坏血酸时，效果最好，其各项指标并没有显著性差异。从经济方面考虑，选择添加0.075%抗坏血酸为最适抑制苹果梨果汁酶促褐变的方法。

2.2.4.2 抑制酶促褐变对苹果梨白兰地品质影响

由表7可知，两组的颜色和香气方面不存在显著性差异。由表8可知，试验组酒精含量高于空白组，但不存在显著性差异。试验组单宁含量高于空白组，接近2倍，为122.3 mg/L。单宁含量初期会带有苦涩的味道，这是感官评定中试验组风味评分低于空白组的原因。但随着陈酿时间的推移，单宁与苹果梨白兰地中各组成分发生氧化反应，使白兰地酒体变得醇厚，余韵绵长，主要影响苹果梨白兰地的口感和香味[14]。

表7 抑制酶促褐变对苹果梨白兰地原酒感官品质的影响 单位：分

表8 抑制酶促褐变对苹果梨白兰地原酒品质的影响

综上所述，褐变不会影响苹果梨白兰地酒精含量，但会影响苹果梨白兰地口感。添加0.075%抗坏血酸进行抑制褐变对苹果梨白兰地品质有积极影响。

2.3 苹果梨白兰地挥发性物质及其相对含量

通过使用GC-MS-QP2010工作站进行检测，并参照NIST11S标准与标准质谱图进行比对，得到定性结果。从表9可以看出，在陈酿过程中，化合物的数量随着时间的推移而不断增加[15]。在苹果梨白兰地原酒中，检测到7种醇类化合物、10种酯类化合物和3种酸性化合物。而在经过3个月自然陈酿的苹果梨白兰地中，结果发现9种醇类化合物、19种酯类化合物和5种酸类化合物。另外，经过高温处理后陈酿而成的苹果梨白兰地中则检测出12种醇类化合物、23种酯类化合物以及5种酸类化合物。

表9 挥发性成分GC-MS分析结果

然而，表9的分析结果显示，陈酿过程中挥发性物质的数量变化和相对含量的变化趋势并不相同。醇类和酸类化合物的相对含量呈递减状态。与原酒相比，自然陈酿的苹果梨白兰地中醇类化合物的相对含量有所降低；经过高温处理陈酿3个月的苹果梨白兰地与原酒相比，醇类化合物的含量也表现出降低趋势。

综上所述，香气物质成分决定了苹果梨白兰地的风味，它不仅仅来源于原料本身的果香味，更重要的是在苹果梨白兰地发酵过程中形成的发酵香气、蒸馏过程中产生的物质香气以及陈酿过程中形成的香气成分。通过陈酿过程，苹果梨白兰地的颜色从白色变成了淡金色，口感也从最初的辛辣变得醇厚柔和。经过3个月的自然陈酿，酒精度由原来的47%变为42%，但经过高温处理后，3个月的酒精度并没有发生显著的差异变化。在苹果梨白兰地原酒中，醇类化合物占据了主要比例。然而，经陈酿后，醇类化合物的含量降低，而酯类化合物的含量则提高，并在挥发性成分中占据了主要比例。这是因为在陈酿过程中，酸类化合物发生酯化反应，转变为酯类化合物。

3 结论

对比带果皮和仅有果肉发酵的苹果梨发现，两组之间的发酵效果没有显著性差异，因此，选择带果皮的苹果梨作为发酵原料。通过对苹果梨白兰地发酵工艺进行单因素试验，结果发现以带皮苹果梨为原料，使用酵母菌Fermivin发酵并添加0.075%抗坏血酸，在18 ℃条件下进行发酵并进行抑制酶促褐变处理，可以得到最佳的发酵效果。

采用顶空固相微萃取和气相质谱联用技术，对苹果梨白兰地原酒、自然陈酿3个月苹果梨白兰地以及经高温处理陈酿3个月的苹果梨白兰地样品进行挥发性成分分析，主要分析醇类、酯类和酸类化合物。分析结果显示：经高温处理后陈酿的苹果梨原酒中，醇类化合物种类增加了4种，但相对含量减少了10.41%；酯类化合物种类增加了13种，相对含量增加了18.64%；酸类化合物种类增加了2种，相对含量减少了2.05%。