王美淇，邢楓，張蕙銘，夏偉良，金鐵巖

延邊大學農(nóng)學院 （延吉133002）

蘋果梨，產(chǎn)自吉林延邊，具有黃綠色果皮和乳白色果肉，口感脆嫩多汁，甜酸適中。除了新鮮食用，還可加工成蘋果梨脆片、蘋果梨果醋等。歷史記載中國是最先使用蒸餾設(shè)備制作蒸餾酒的國家，后來傳播到法國，法國人對其進行了改造并應(yīng)用到白蘭地的釀造中，創(chuàng)造了世界聞名的法國白蘭地。

白蘭地釀造過程中的發(fā)酵工藝對風味和品質(zhì)至關(guān)重要，而活性干酵母的選擇直接影響產(chǎn)品和產(chǎn)量。蒸餾是白蘭地釀造的關(guān)鍵步驟，溫度和時間直接影響白蘭地的質(zhì)量和產(chǎn)量。白蘭地的揮發(fā)性芳香成分是其品質(zhì)的關(guān)鍵，這些成分的濃度和種類都會影響口感和質(zhì)感。

固相微萃取是一種新型的樣品預處理方法，雖然簡單易用，但要求嚴格，很容易受到外部因素影響。選擇最佳萃取條件是鑒定芳香成分的重要步驟。

隨著人們生活水平的提高，消費觀念發(fā)生變化，健康產(chǎn)品受到市場歡迎。蘋果梨白蘭地作為一種新產(chǎn)品，具有地方特色和市場前景。

研究旨在探索蘋果梨白蘭地的最佳生產(chǎn)工藝，以傳承和弘揚延邊朝鮮族自治州的文化，并促進蘋果梨產(chǎn)品的加工和相關(guān)市場以及企業(yè)的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

蘋果梨鮮果（購于延邊華龍集團果樹農(nóng)場）；蘋果、白砂糖、冰糖（均購于延吉市）；酵母菌Fermivin（食品級，Bio-Ingredients Specialist）；酵母菌ST、酵母菌F33（食品級，山東煙臺通商國際貿(mào)易有限公司）；果膠酶（食品級，Bio-Ingredients Specialist公司）；橡木片，中度烘烤；4-甲基-2戊醇（色譜純，購自上海麥克林生化科技有限公司）；無水乙醚、無水乙醇、濃硫酸、氯化鈉、鄰苯二酚溶液、硫酸銅、硫酸鉀、氫氧化鈉（分析純，天津市科密歐化學試劑有限公司）；沒食子酸酚酞指示劑（購自上海麥克林生化科技有限公司）。

1.1.2 主要儀器與設(shè)備

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS-QP201，日本島津公司）；索式提取儀（QFST-250SQ型，上海喬楓公司）；凱式定氮儀（KDN-08A型，上海新嘉電子有限公司）；測色儀（CM-5型，柯尼卡美能達投資有限公司）；手持糖度儀（WY-055型，長春市第四光學儀器廠）；電子天平（FA-N/JA-N型，上海民橋精密科學儀器有限公司）；酒精計（0.5% 3只裝，沈陽玻璃計器廠）；數(shù)字酸度計（PHS-3C型，上海鵬順科學儀器有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 蘋果梨白蘭地最佳發(fā)酵工藝

1.2.1.1 不同原料對蘋果梨白蘭地品質(zhì)的影響

通過測定樣品的相關(guān)指標以及對樣品進行感官評定，確定發(fā)酵的最佳原料，并進行進一步的試驗。

1.2.1.2 不同酵母對蘋果梨白蘭地品質(zhì)的影響

選出3種不同種類酵母（ST、F33、Femivin）對樣品進行發(fā)酵，測定蘋果梨白蘭地原酒相關(guān)指標以及對蘋果梨白蘭地進行感官評定，確定發(fā)酵的最適酵母來進行下一步試驗。

1.2.1.3 不同發(fā)酵溫度對蘋果梨白蘭地品質(zhì)的影響

將樣品分別在不同溫度（15，18和20 ℃）下發(fā)酵，測定蘋果梨白蘭地的相關(guān)指標，并通過感官評估確定最佳發(fā)酵溫度。

1.2.1.4 褐變對蘋果梨白蘭地品質(zhì)的影響

將蘋果梨汁在不同的溫度（60，65和70 ℃）下加熱10 min，并加入不同濃度（0.075%，0.10%，0.30%和0.50%）的抗壞血酸或硫代硫酸鈉（0.003，0.004，0.005和0.006 g/L），測量一定時間內(nèi)的亮度和總酚含量后，選擇最適合的抑制褐變過程的方法。

1.2.2 理化指標分析方法

1.2.2.1 水分含量

采用105 ℃常壓加熱干燥法進行測定[6]。

1.2.2.2 灰分含量

將蘋果梨放入恒重的坩堝中，馬弗爐溫要緩慢上升至完全炭化。

1.2.2.3 粗蛋白含量

采用凱氏定氮法（micro-Kjeldahl）進行測定[7]。按式（1）計算。

式中：m為樣品的質(zhì)量，g；F為氮換算為蛋白質(zhì)的系數(shù)；N為鹽酸標準溶液的當量濃度，mol/L；V1為消耗鹽酸標準液的體積，mL；V2為空白試驗消耗鹽酸標準溶液的體積，mL；0.014為1 mL 1 mol/L鹽酸標準溶液的氮克數(shù)。

1.2.2.4 粗脂肪含量

采用索氏提取法進行測定[8]。

1.2.2.5 碳水化合物含量

采用差量計算法進行計算。

1.2.3 理化指標的測定

1.2.3.1 pH的測定采用PHS-3C型數(shù)字酸度計測定。

1.2.3.2 可溶性固形物含量的測定

采用WY-005型手持式糖量計進行測定。

1.2.3.3 酒精含量的測定

采用酒精比重法測定蘋果梨白蘭地酒精含量。

1.2.3.4 總酚含量

文中采用的方法是福林-酚（Folin-Ciocalteu）比色法。樣品總酚含量測定參照文獻[11]。樣品中總酚含量按式（2）計算。

式中：P為通過標準曲線計算得到的含量，μg；M為樣品質(zhì)量，g。

1.2.4 揮發(fā)性成分GC-MS分析

頂空固相微萃取操作：參照姜自軍等[9]的方法，并略做修改。

氣相-質(zhì)譜條件：參照宋普等[10]的方法，并略做修改。

1.2.5 蘋果梨白蘭地感官評價

蘋果梨白蘭地感官評價見表1。

表1 蘋果梨白蘭地感官評價

1.2.6 統(tǒng)計分析

使用Excel軟件對數(shù)據(jù)進行匯總、分析和作圖，以及采用SPSS對數(shù)據(jù)進行顯著性差異分析（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 蘋果梨一般成分分析

由表2可知，兩種樣品的一般成分之間不存在顯著性差異，可以說明蘋果梨與蘋果之間都存在一定量的礦物質(zhì)和維生素。

表2 蘋果梨和蘋果一般成分含量 單位：%

2.2 發(fā)酵單因素試驗結(jié)果

2.2.1 不同原料對品質(zhì)的影響

2.2.1.1 對pH的影響

由圖1可得，首先pH上升，可能是樣品產(chǎn)生的乙醇與微生物反應(yīng)生成有機酸。隨后有機酸與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成酯類化合物，這又導致pH下降[11]。

圖1 不同原料對pH的影響

2.2.1.2 對可溶性固物性含量的影響

由圖2可知，可溶性固形物含量整體呈下降趨勢，但第15～第18天時下降緩慢，可能是酵母菌活性變遲鈍，產(chǎn)生乙醇能力不足導致。

圖2 不同原料對可溶性固形物含量的影響

2.2.1.3 對酒精含量的影響

由圖3可知，隨發(fā)酵時間增加，酒精含量呈上升趨勢，同時可溶性固形物含量下降。

圖3 不同原料對酒精含量的影響

2.2.1.4 對感官評定的影響

整體結(jié)果由表3來看，兩種原料所制作的蘋果梨白蘭地酒在色、香、味以及綜合評價中沒有太大差異。在顏色和香氣方面，帶皮蘋果梨制作的白蘭地酒評分分別為5.10分和5.44分，優(yōu)于去皮蘋果梨為原料制作的白蘭地酒的顏色和香氣評分5.00分和5.39分。

表3 不同原料對感官評定影響 單位：分

綜上所述，果皮對品質(zhì)不造成影響，考慮到預處理時間和節(jié)約成本，決定下一步實驗原料選擇為帶皮蘋果梨進行。

2.2.2 不同酵母對蘋果梨白蘭地品質(zhì)的影響

2.2.2.1 不同酵母對蘋果梨白蘭地原酒pH的影響

由圖4可知，pH均呈先下降后上升趨勢。發(fā)酵前6 d，pH呈現(xiàn)大幅度下降，三組pH分別為3.63，3.43和3.5。隨后pH上升，到18 d時，酵母Fermivin的pH最高，為4.018。

圖4 不同酵母對蘋果梨白蘭地原酒pH的影響

2.2.2.2 不同酵母對可溶性固形物的影響

如圖5所示，3組蘋果梨白蘭地原酒的可溶性固形物含量之間差異并不顯著（P＞0.05）。隨著發(fā)酵時間增加，三組含量均呈現(xiàn)下降趨勢。18 d時，三組蘋果梨白蘭地原酒可溶性固形物含量分別為16.1%，16.5%和16.9%。

圖5 不同酵母對蘋果梨白蘭地原酒可溶性固形物含量的影響

2.2.2.3 不同酵母對蘋果梨白蘭地原酒酒精含量的影響

由圖6可知，隨著發(fā)酵時間增加，整體酒精含量均上升。經(jīng)統(tǒng)計分析，酵母Fermivin釀造的蘋果梨白蘭地原酒酒精含量與其他兩組樣品存在顯著性差異（P＜ 0.05）。18 d時，酵母Fermivin樣品的酒精含量高于其他兩組，三組樣品酒精含量分別為10%，10.78%和10.39%。

圖6 不同酵母對蘋果梨白蘭地原酒精含量的影響

2.2.2.4 不同酵母對蘋果梨白蘭地原酒感官評價的影響

由表4可得，在風味評分中三組沒有顯著差異（P＞ 0.05）。在色、香、味以及綜合評價4個方面中，以酵母菌Fermivin樣品的蘋果梨白蘭地原酒感官評價優(yōu)于其他兩組。可以判斷蘋果梨白蘭地的成分受酵母一定的影響[12]。

表4 不同種類酵母對感官評價的影響

綜上所述，采用酵母Fremivin進行后續(xù)試驗。

2.2.3 不同發(fā)酵溫度對蘋果梨白蘭地品質(zhì)的影響

經(jīng)查閱資料，在釀造蘋果梨白蘭地的過程中，發(fā)酵溫度是關(guān)鍵因素之一[13]。溫度直接影響酵母的發(fā)酵效率，低發(fā)酵溫度可以抑制酵母的生長和新陳代謝，使酵母發(fā)酵變慢。但溫度過高會加速酵母老化，使蘋果梨白蘭地酒香味不穩(wěn)定，更有可能被微生物污染。

2.2.3.1 不同發(fā)酵溫度對蘋果梨白蘭地原酒pH的影響

由圖7可以看出，隨著發(fā)酵時間的增加，各溫度下蘋果梨白蘭地原酒的pH呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢。在15 d之前，15 ℃下的pH高于其他兩組樣品。但到18 d時，18 ℃的pH突然升高至4.43。

圖7 不同發(fā)酵溫度對蘋果梨白蘭地原酒pH的變化

2.2.3.2 不同發(fā)酵溫度對蘋果梨白蘭地原酒可溶性固形物的影響

如圖8所示，隨著發(fā)酵天數(shù)增加，各組可溶性固形物的含量呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。18 ℃的可溶性固形物消耗量高于其他兩組，并與其他兩組存在顯著性差異（P＜0.05），說明18 ℃條件下酵母菌的活性最高，使乙醇反應(yīng)速率加快。

圖8 不同發(fā)酵溫度對蘋果梨白蘭地原酒可溶性固形物含量的影響

2.2.3.3 不同發(fā)酵溫度對蘋果梨白蘭地原酒酒精含量的影響

如圖9所示，隨著發(fā)酵天數(shù)增加，各組酒精含量呈現(xiàn)上升趨勢，此結(jié)果與2.2.2小節(jié)中不同酵母發(fā)酵下原酒的酒精含量變化趨勢相同。18 ℃在整體變化中發(fā)酵活性呈現(xiàn)最佳，說明18 ℃下酵母發(fā)酵使乙醇反應(yīng)速率加快。

圖9 不同發(fā)酵溫度對蘋果梨白蘭地原酒精含量的影響

2.2.3.4 不同發(fā)酵溫度對蘋果梨白蘭地原酒感官評價的影響

從表5可以看出，15 ℃條件下樣品的色和香兩個方面與其他兩組存在顯著性差異（P＜0.05）。綜合評價中18 ℃的樣品表現(xiàn)最佳，其他條件下的蘋果梨白蘭地不存在差異。18 ℃條件下蘋果梨白蘭地的風味顯著高于其他兩組（P＜0.05）。

表5 不同發(fā)酵溫度對原酒感官評定的影響 單位：分

結(jié)合以上結(jié)論，故選用18 ℃條件為最終發(fā)酵溫度。

2.2.4 褐變對蘋果梨白蘭地品質(zhì)的影響

預處理中的蘋果梨極易發(fā)生氧化褐變反應(yīng)。通過將蘋果梨樣品與氧氣隔離開，減少多酚類物質(zhì)的消耗，可以減少褐變對蘋果梨白蘭地的影響。

2.2.4.1 經(jīng)過不同方法抑制酶促褐變后的蘋果梨果汁各項指標

新鮮蘋果梨果肉呈現(xiàn)淡黃色，但與空氣接觸時間過長褐變反應(yīng)發(fā)生后會變成褐色甚至黑褐色，可以清晰直觀地看到顏色變化。

表6為蘋果梨果汁經(jīng)過熱處理或添加不同抗褐變劑后L值變化。分析得三組樣品間都存在顯著性差異（P＜0.05）。處理后的蘋果梨汁的L值均高于空白對照。在70 ℃時L值最高，加入0.5%抗壞血酸或加入0.006 g/L硫代硫酸鈉時L值也顯著提高。

表6 蘋果梨果汁經(jīng)過熱處理或添加不同抗褐變劑后L值變化

綜上所述，三組中添加抗壞血酸時效果高于其他兩組，其中添加0.075%和0.50%抗壞血酸時，效果最好，其各項指標并沒有顯著性差異。從經(jīng)濟方面考慮，選擇添加0.075%抗壞血酸為最適抑制蘋果梨果汁酶促褐變的方法。

2.2.4.2 抑制酶促褐變對蘋果梨白蘭地品質(zhì)影響

由表7可知，兩組的顏色和香氣方面不存在顯著性差異。由表8可知，試驗組酒精含量高于空白組，但不存在顯著性差異。試驗組單寧含量高于空白組，接近2倍，為122.3 mg/L。單寧含量初期會帶有苦澀的味道，這是感官評定中試驗組風味評分低于空白組的原因。但隨著陳釀時間的推移，單寧與蘋果梨白蘭地中各組成分發(fā)生氧化反應(yīng)，使白蘭地酒體變得醇厚，余韻綿長，主要影響蘋果梨白蘭地的口感和香味[14]。

表7 抑制酶促褐變對蘋果梨白蘭地原酒感官品質(zhì)的影響 單位：分

表8 抑制酶促褐變對蘋果梨白蘭地原酒品質(zhì)的影響

綜上所述，褐變不會影響蘋果梨白蘭地酒精含量，但會影響蘋果梨白蘭地口感。添加0.075%抗壞血酸進行抑制褐變對蘋果梨白蘭地品質(zhì)有積極影響。

2.3 蘋果梨白蘭地揮發(fā)性物質(zhì)及其相對含量

通過使用GC-MS-QP2010工作站進行檢測，并參照NIST11S標準與標準質(zhì)譜圖進行比對，得到定性結(jié)果。從表9可以看出，在陳釀過程中，化合物的數(shù)量隨著時間的推移而不斷增加[15]。在蘋果梨白蘭地原酒中，檢測到7種醇類化合物、10種酯類化合物和3種酸性化合物。而在經(jīng)過3個月自然陳釀的蘋果梨白蘭地中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)9種醇類化合物、19種酯類化合物和5種酸類化合物。另外，經(jīng)過高溫處理后陳釀而成的蘋果梨白蘭地中則檢測出12種醇類化合物、23種酯類化合物以及5種酸類化合物。

表9 揮發(fā)性成分GC-MS分析結(jié)果

然而，表9的分析結(jié)果顯示，陳釀過程中揮發(fā)性物質(zhì)的數(shù)量變化和相對含量的變化趨勢并不相同。醇類和酸類化合物的相對含量呈遞減狀態(tài)。與原酒相比，自然陳釀的蘋果梨白蘭地中醇類化合物的相對含量有所降低；經(jīng)過高溫處理陳釀3個月的蘋果梨白蘭地與原酒相比，醇類化合物的含量也表現(xiàn)出降低趨勢。

綜上所述，香氣物質(zhì)成分決定了蘋果梨白蘭地的風味，它不僅僅來源于原料本身的果香味，更重要的是在蘋果梨白蘭地發(fā)酵過程中形成的發(fā)酵香氣、蒸餾過程中產(chǎn)生的物質(zhì)香氣以及陳釀過程中形成的香氣成分。通過陳釀過程，蘋果梨白蘭地的顏色從白色變成了淡金色，口感也從最初的辛辣變得醇厚柔和。經(jīng)過3個月的自然陳釀，酒精度由原來的47%變?yōu)?2%，但經(jīng)過高溫處理后，3個月的酒精度并沒有發(fā)生顯著的差異變化。在蘋果梨白蘭地原酒中，醇類化合物占據(jù)了主要比例。然而，經(jīng)陳釀后，醇類化合物的含量降低，而酯類化合物的含量則提高，并在揮發(fā)性成分中占據(jù)了主要比例。這是因為在陳釀過程中，酸類化合物發(fā)生酯化反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)轷ヮ惢衔铩?/p>

3 結(jié)論

對比帶果皮和僅有果肉發(fā)酵的蘋果梨發(fā)現(xiàn)，兩組之間的發(fā)酵效果沒有顯著性差異，因此，選擇帶果皮的蘋果梨作為發(fā)酵原料。通過對蘋果梨白蘭地發(fā)酵工藝進行單因素試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)以帶皮蘋果梨為原料，使用酵母菌Fermivin發(fā)酵并添加0.075%抗壞血酸，在18 ℃條件下進行發(fā)酵并進行抑制酶促褐變處理，可以得到最佳的發(fā)酵效果。

采用頂空固相微萃取和氣相質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，對蘋果梨白蘭地原酒、自然陳釀3個月蘋果梨白蘭地以及經(jīng)高溫處理陳釀3個月的蘋果梨白蘭地樣品進行揮發(fā)性成分分析，主要分析醇類、酯類和酸類化合物。分析結(jié)果顯示：經(jīng)高溫處理后陳釀的蘋果梨原酒中，醇類化合物種類增加了4種，但相對含量減少了10.41%；酯類化合物種類增加了13種，相對含量增加了18.64%；酸類化合物種類增加了2種，相對含量減少了2.05%。