葡萄品种、陈酿时间与橡木制品对白兰地香气成分的影响

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论文字数:0 论文编号:sb2021100817534938668 日期:2021-10-16 来源:硕博论文网
本文是一篇农业论文,笔者认为一方水土养一方人,一方风土产一方酒,不同的白兰地产品拥有迥异的产品风格,占据烈酒进口的四成以上,普通消费者很难对白兰地风味有正确了解,不利于国内市场的发展。烟台作为国际葡萄与葡萄酒城,拥有广袤的葡萄种植面积和悠久的葡萄种植历史,具备完善的葡萄酒及其蒸馏酒上下游产业链。根据区域气候和栽培条件,酿造并分析更多本土葡萄品种与橡木制品对白兰地香气成分与其他品质特征的影响,为高品质白兰地的酿造提供理论基础与指导,对于酿造具有中国特色、能够代表中国风土的白兰地,实现白兰地的进口替代,推动经济内循环具有重要意义。

1 绪论

1.1 白兰地概述
白兰地流行于 18 世纪,被誉为葡萄酒的灵魂[1]。狭义的白兰地指以葡萄为原料,经过发酵、蒸馏、陈酿、调配而成的蒸馏酒,根据使用工艺不同可分为葡萄汁白兰地、皮渣白兰地以及调配白兰地。广义的白兰地,原料可以使用苹果[2]、梨[3]、杏[4]、柿子[5]、红枣[6]、蓝莓[7]、猕猴桃[8]等水果甚至于白桦树汁[9]、薏米[10]等,但需要在前冠上水果或其他原材料的名称。
白兰地通常对陈酿时间、非酒精挥发物、口味、色泽、香气等有要求,在 GB/T11856-2008 中有相应的等级划分。国内白兰地起步于 1892 年张裕公司成立[11],1915 年张裕白兰地获得国际金奖,从此更名为金奖白兰地,随着国家实力的进步和张裕公司多年的技术沉淀和大量的研究,2019 年可雅 XO 级白兰地获得盲评冠军,中国的白兰地再次跻身世界一流好酒名列[12]。
1.1.1 白兰地的酿造过程
与葡萄酒的酿造过程类似,白兰地的第一道工序是发酵,通常白兰地为自然发酵,即在发酵过程不使用酵母,可以得到更为复杂的白兰地原料酒[13]。
白兰地酿造的工艺流程为:
葡萄→破碎→分离→分离汁→发酵→白兰地原料酒→蒸馏→高品质白兰地
葡萄→破碎→分离→分离皮渣→发酵→蒸馏皮渣→普通白兰地
发酵过程一般不添加 SO2 以避免蒸馏过程富集造成含硫化合物的含量过高所产生的硫醇味,减少对白兰地的品质造成负面影响,同时,避免 SO2 引发哮喘、癌症等风险;果胶酶会导致葡萄汁中果胶分解产生甲醇,经过蒸馏过程的富集会显著提高白兰地甲醇含量,造成头痛等症状,严重甚至造成失明[14],酿造过程一般不添加。
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1.2 橡木制品在白兰地中的应用
橡木是一种常见的硬木,生长在北半球温带,是制作白兰地桶的主要材料,常用的原料为法国、奥地利等地的卢浮橡、英国、俄罗斯等地的夏橡和美洲地区的美国白橡[35]。
近年来橡木生产国出于保护本地橡木的考虑,越来越多其他地区的橡木也被用于葡萄酒和白兰地的酿造过程,比如来自亚洲如长白山的蒙古栎、朝鲜地区的辽东栎或来自东欧的橡木制品[36]。周双的研究表明中国橡木片对于白兰地中酚类物质获取更有优势,法国橡木片对于白兰地中呋喃类物质和威士忌内酯等物质获取更有优势,两种橡木片均优于美国橡木片[37]。
图 1-1 橡木中有效香气成分结构式
图 1-1 橡木中有效香气成分结构式
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2 样品制备与实验条件优化

2.1 前言
白兰地酿造通常为自然发酵[89],商业酵母的应用可以提高生产效率,减少发酵时间,降低发酵过程人工、水电成本[90]。果胶酶可以起到加速澄清的作用,但会分解果胶产生甲醇,显著增高白兰地中甲醇含量[91],故白兰地酿造中一般不添加。蒸馏会浓缩 SO2 产生难闻的硫醇味影响白兰地的品质,因此酿造中一般不会添加 SO2[92]。蒸馏过程是白兰地风味形成的重要过程,首先蒸馏可以向白兰地内浓缩葡萄自带的品种香和发酵所产生发酵香,其次在蒸馏过程里酒液处于高温条件,酯化、美拉德、脱水缩合等反应容易进行,一系列复杂的反应也可以进一步增加白兰地的风味复杂性,以至于一些风味寡淡的原料酒经过蒸馏的洗礼后也可能会蜕变出优秀的感官品质[93]。二次蒸馏的过程中,对于酒体各个成分进行不同的分配也对白兰地的品质具有显著的影响[94]。一般来说含有果香味的醇在先蒸馏的酒头中,但于此同时某些脂肪酸铜盐也会在这部分产生一些不良的风味,因此对于酒头的准确截取显得至关重要。铜还可以在蒸馏的高温条件下对脂肪酸等进行一定吸附,在相当程度上去除不良风味,实现白兰地品质的提高。蒸馏功率会影响蒸馏的时间,进一步也会影响白兰地品质,缓慢蒸馏可以得到更高的品质。冷凝温度处于 15℃ ~ 25℃之间是能够兼顾香气的复杂性的同时不提高酒液硬度的最佳温度区间。
影响萃取过程的因素有很多,例如:萃取体系的温度与萃取速率呈正相关,但与分配系数和萃取的灵敏度呈负相关,增加萃取体系的温度能够提高待测组分向顶空的扩散,进而提高萃取效率,然而过高的温度也会导致低沸点物质解析过早。顶空的体积减小可以提高萃取效率,通常小容量顶空瓶加样量应体积的一半左右。有报道称对于 10 mL  试样装入 50 mL  的顶空瓶中和 1 mL  的试样装入 5 mL的顶空瓶中来看,前者达到平衡状态所需时间是后者的 3 倍[95]。影响 SPME 精密度的因素很多:例如搅拌和萃取的时间,萃取的方式和温度,样品体积和顶空所在体积,纤维的形状、长度以及插入深度,进样深度和解析时间,所使用的分离与检测技术等都会影响实验测量结果的准确度和重现性。
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2.2 材料与方法
2.2.1 实验材料与设备
表 2-1 实验材料和设备
表 2-1 实验材料和设备
2.2.2 白兰地原料酒的发酵方法
每酿造 5 L 左右原白兰地需 80 kg 左右葡萄原料,葡萄采收后,去除坏果,除梗破碎,压榨出汁,转移至 3 个 20 L 的玻璃罐中,装样量约为玻璃罐容积的 2/3 ~3/4,置于 5℃ ~ 8℃的冷柜中静置沉淀过夜,倒罐去除沉淀后,按 0.2 g/L 添加活化干酵母后启动发酵,发酵温度控制在 18℃左右,发酵过程检测发酵温度和比重,当比重小于 0.995,即残糖≤2 g/L 时停止发酵,倒罐后低温储藏,等待蒸馏。
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3 陈酿时间对白兰地中香气成分的影响.................................. 23
3.1 前言................................ 23
3.2 材料与方法..................................... 23
4 不同橡木片对白兰地中香气成分的影响................................... 50
4.1 前言.......................................... 50
4.2 材料与方法.................................... 50
5 结论与展望........................................... 60
5.1 结论................................................. 60
5.2 展望......................................... 61

4 不同橡木片对白兰地中香气成分的影响

4.1 前言
白兰地的熟化过程离不开制作和使用成本高昂的橡木桶,随着酿酒工业发展,橡木板、橡木片、橡木屑和橡木粉等橡木制品凭借其价格低廉、使用稳定、萃取高效等特点,已经成为白兰地陈酿过程中必不可少的物质。通常白兰地酒体所能接触到的只有经过烘烤的橡木桶内表面,橡木十分紧实,白兰地能够充分利用的厚度不足 0.5 cm。经过烘烤的橡木片由于其更小的体积和更大的接触面积,使用也更加的灵活,相比橡木桶能够在短时间内萃取更多的有效成分,香气物质也更为丰富[117]。橡木片生产主要在欧洲、美国,橡木片应用在白兰地中首先源自美国,后逐渐推广向欧洲的国家,世界上其他酿造葡萄酒和白兰地的国家也进一步加入橡木片的使用行列。几十年前我国就在白兰地中使用橡木片,白兰地的酿造过程对于橡木片烘烤程度和添加量的控制可以方便的调教出所需要的口味和香气强,极大方便了酿酒师的创造。
白兰地发酵方法分别见 2.2.2,白兰地蒸馏方法见 2.2.3。白兰地陈酿方法为:使用橡木片在玻璃罐中陈酿,陈酿时间为 30 天。
其中:成品橡木片购于法国圣哥安公司,未烘烤的橡木片购于烟台神马包装有限公司,规格与大小保持一致。分别使用烘箱进行不同程度烘烤,其中轻度烘烤条件为 150℃ 烘烤 20 min,中度烘烤为 190℃ 烘烤 25 min,重度烘烤为 210℃烘烤 30 min。
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5 结论与展望

5.1 结论
本研究以白玉霓、木纳格、赤霞珠葡萄为原料,经过除梗破碎、水囊压榨后发酵白兰地原料酒,发酵结束后使用 30 L 铜制夏朗德壶式蒸馏器进行二次蒸馏,得到原白兰地。经过陈酿后的白兰地采用 HS-SPME-GC-MS 方法,对不同葡萄品种、陈酿时间与橡木制品酿造的白兰地香气成分进行分析,得到以下结论:
(1)优化后 HS-SPME-GC-MS 测定白兰地香气成分的最佳条件为:样品制备:将白兰地的酒精度稀释到 10%(v/v),加入 100 mL  容量瓶,再加入内标物3-辛醇 50 μL,用白兰地稀释液定容;HS-SPME 条件:取 5 mL  样品于 20 mL  顶空瓶中,加入 1.5 g NaCl,加入搅拌子后压盖,置于 50℃ 500 r/min 水浴平衡 20 min,使用 DVB/CAR/PSMS 萃取头萃取 5 min;GC-MS 条件:在进样口解析 5 min,使用 DB-Wax 色谱柱,载气为氦气,流速为 1.17 mL /min,分流比为 5 : 1;升温程序:柱温 40℃保持 2 min,然后以 6℃/min 升至 100℃,再以 5℃/min 升至 200℃,再以 10℃/min 升至 240℃,保持 6 min;扫描方式为 Scan,电离方式为 EI,离子源温度 200℃,接口温度 250℃,溶剂不延迟,扫描范围 30 m/z ~ 500 m/z。
(2)使用 HS-SPME-GC-MS 技术共定性了样品中 80 种香气成分,其中香气物质种类及其百分比为:酯类 34 种(42.5%),醇类 16 种(20%),芳香类 8 种(10%),萜烯类 8 种(10%),酸类 6 种(7.5%),呋喃类 3 种(3.8%),醛酮类 3 种(3.8%),缩醛类 2 种(2.5%)。陈酿 3-18 个月白玉霓和木纳格白兰地 12 样品(各 6 个)共检测出香气成分55 种,其中共有香气物质 39 种,白玉霓特有香气物质 2 种,木纳格特有香气物质 14 种;可雅白兰地 8 个样品共检测出香气成分 74 种,其中共有香气物质 59 种,10 年和 15 年特有香气物质 12 种,6 年和 10 年特有香气物质 2 种,6 年特有香气物质 1 种;不同烘烤程度橡木片陈酿白玉霓和赤霞珠白兰地 7 个样品共检测出香气成分 59 种。
参考文献(略)

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