張斌 曾新安，2? 楊華峰 薛子光 陽(yáng)梅芳

(1.華南理工大學(xué)輕工與食品學(xué)院，廣東廣州510640;2.廣東省天然產(chǎn)物綠色加工與產(chǎn)品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州510640;3.廣東禎州集團(tuán)有限公司，廣東惠州516001)

白蘭地是指經(jīng)橡木桶陳釀的葡萄蒸餾酒，新蒸餾出的原白蘭地，香味不圓熟，質(zhì)地粗糙，必須經(jīng)橡木桶多年貯存陳釀，才能逐漸完成向陳釀白蘭地的轉(zhuǎn)變.橡木桶是世界上最好的貯酒容器，它通過(guò)橡木與酒之間緩慢的反應(yīng)為酒添味、增香，使酒的結(jié)構(gòu)感更強(qiáng)，口味更加醇厚.白蘭地經(jīng)橡木桶長(zhǎng)期貯存后，發(fā)生一系列的物理和化學(xué)變化，橡木中的酚類物質(zhì)使原白蘭地的色澤金黃透明，逐漸完成向陳釀白蘭地的轉(zhuǎn)變.但是，世界范圍內(nèi)的橡木資源相對(duì)匱乏，而且橡木桶價(jià)格昂貴，白蘭地較長(zhǎng)的陳釀周期也是費(fèi)用頗高，這都進(jìn)一步增加了生產(chǎn)費(fèi)用，因此自然陳釀方法限制了白蘭地的發(fā)展.為保護(hù)世界橡木資源，節(jié)約成本，縮短陳釀周期，提高白蘭地產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力，白蘭地陳釀的催陳方法越來(lái)越受到人們的重視［1－2］.而借助電場(chǎng)作用于橡木桶催陳白蘭地的研究鮮見(jiàn)報(bào)道.

白蘭地成分復(fù)雜，其中的多種酚類物質(zhì)對(duì)酒的品質(zhì)起著非常大的作用，不僅影響酒的口感色澤，而且具有抗氧化、延長(zhǎng)酒體壽命的作用.本研究將電場(chǎng)直接作用于不同容積的橡木桶進(jìn)行強(qiáng)化催陳處理，考察了在電場(chǎng)作用下白蘭地多酚類物質(zhì)隨陳釀時(shí)間的增加而發(fā)生的變化.

1 材料與方法

1.1 主要儀器與試劑

主要設(shè)備有:Waters2998型高效液相色譜儀、UV1810型紫外分光光度計(jì).香草醛、丁香醛、原兒茶酸、沒(méi)食子酸、阿魏酸、單寧酸及甲醇均為色譜純;氫氧化鈉、鹽酸、甲酸及乙酸乙酯均為分析純;酒精度為55%的原白蘭地由云南太陽(yáng)魂酒業(yè)有限公司提供.5L及2 L中度烘烤的法國(guó)橡木桶由山東高密亙美木業(yè)提供;電場(chǎng)裝置由華南理工大學(xué)輕工與食品學(xué)院脈沖電場(chǎng)課題組設(shè)計(jì).

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 電場(chǎng)裝置

本實(shí)驗(yàn)電場(chǎng)裝置主要包括電磁場(chǎng)調(diào)控組件及催陳處理室，5 L和2 L的橡木桶各兩個(gè)置于兩平行平板電極之間，兩電極與電源相連，待處理的白蘭地酒置于橡木桶中接受處理，白蘭地酒及橡木桶實(shí)際接受處理的電場(chǎng)強(qiáng)度為 100 kV/m(1000 Hz)［3］.整個(gè)處理系統(tǒng)置于玻璃房中，控制溫度在18～25℃，采用濕度控制器控制濕度恒定在80%，每天處理4h，連續(xù)處理360d，每30 d取樣50 mL檢測(cè)，采用原白蘭地添桶至滿桶.

1.2.2 樣品前處理

取25mL初始pH值為4.75的酒樣，用1mol/L氫氧化鈉調(diào)pH值至7.0，加乙酸乙酯萃取3次，有機(jī)相真空濃縮至干，加5mL甲醇溶解，此為中性酚.余下的水相用1 mol/L鹽酸調(diào)pH值至2.0，加乙酸乙酯萃取3次，有機(jī)相濃縮至干后加5 mL濃度為2mol/L的鹽酸置沸水浴水解1 h，冷卻后再用乙酸乙酯萃取，有機(jī)相濃縮至干，加5mL甲醇溶解，此為酸性酚.中性酚和酸性酚經(jīng)0.45 μm濾膜過(guò)濾后進(jìn)液相.根據(jù)保留時(shí)間定性，外標(biāo)峰面積法定量.

1.2.3 高效液相色譜條件

色譜柱為Waters Atlantis C18柱.流動(dòng)相:A為0.1%甲酸水溶液，B為80%甲醇(含甲酸0.1%).進(jìn)樣量為 20 μL;流速為 1 mL/min;檢測(cè)波長(zhǎng)為280nm.

2 結(jié)果與討論

2.1 電場(chǎng)催陳對(duì)單寧含量的影響

單寧是一種多酚類物質(zhì)，分為水解單寧和縮合單寧，兩者常共存.單寧是一種帶負(fù)電荷的活性分子，單寧分子和唾液蛋白質(zhì)能發(fā)生反應(yīng)，使口腔表層產(chǎn)生一種收斂性的觸感，水解單寧的收斂性與疏水基含量直接相關(guān)，縮合單寧的收斂性與其聚合程度有關(guān).單寧的相對(duì)分子質(zhì)量小于500時(shí)，結(jié)合蛋白質(zhì)的能力很弱，而相對(duì)分子質(zhì)量大于3000時(shí)，基本上也沒(méi)有結(jié)合蛋白質(zhì)的能力，只有相對(duì)分子質(zhì)量在500～3000之間時(shí)，才隨著酚羥基數(shù)目的增多，結(jié)合蛋白質(zhì)的能力逐漸增強(qiáng);單寧通過(guò)聚合、縮合反應(yīng)與多糖、多肽等物質(zhì)形成縮合單寧，縮合單寧的聚合度達(dá)到10以上時(shí)喪失與蛋白質(zhì)結(jié)合的能力，從而失去收斂性，使酒體變得更加柔和，在縮合狀態(tài)下，花色素苷的顏色更深，且更穩(wěn)定［4－7］.

與自然陳釀樣相比，電場(chǎng)處理樣中單寧含量明顯提高，而且無(wú)論是自然陳釀還是電場(chǎng)處理，2 L橡木桶酒樣的單寧含量都比5 L橡木桶酒樣的高，具體見(jiàn)圖1.

圖1 單寧含量變化Fig.1 Evolution of the content of tannins

橡木桶容積的大小決定了與酒接觸的內(nèi)比表面積(每升酒所接觸的木桶面積)的大小，木桶容積越小其內(nèi)比表面積越大，木桶容積越大則其內(nèi)比表面積越小.由圖1可知，不同容積的橡木桶在陳釀白蘭地時(shí)單寧成分的溶出速率存在較大的差異，如自然陳釀6及12個(gè)月時(shí)，2L陳釀樣的單寧含量比5L陳釀樣的分別高62.8%及13.9%;電場(chǎng)處理6及12個(gè)月時(shí)，2 L陳釀樣比5 L陳釀樣分別高77.2%及8.3%.可見(jiàn)，內(nèi)比表面積值越大則酒體浸提橡木桶中單寧物質(zhì)的效率越高.

從圖1中可以看出，隨貯存時(shí)間的增加，自然陳釀樣及電場(chǎng)強(qiáng)化樣的單寧含量均呈逐漸增加的趨勢(shì)，但是電場(chǎng)強(qiáng)化樣的單寧含量明顯高于自然陳釀樣，如5L橡木桶中，電場(chǎng)處理樣的單寧含量比自然陳釀樣在1、6及12個(gè)月時(shí)含量分別提高了28.2%、31.6%、54.6%;2L橡木桶中，電場(chǎng)處理樣的單寧含量比自然陳釀樣在1、6及12個(gè)月時(shí)含量分別提高了35.9%、43.3%、46.9%，由此可見(jiàn)電場(chǎng)處理明顯提高了白蘭地對(duì)橡木中單寧的提取速率.

2.2 電場(chǎng)催陳對(duì)總酚含量的影響

白蘭地中的酚類物質(zhì)主要來(lái)自于對(duì)橡木桶成分的萃取，與其它物質(zhì)相比，酚類物質(zhì)更容易被氧化，從而可以防止其它物質(zhì)被氧化，故酚類物質(zhì)具有抗氧化的功能.不同體積的橡木桶在自然陳釀及電場(chǎng)處理?xiàng)l件下總酚含量的變化見(jiàn)圖2.

圖2 總酚含量變化Fig.2 Evolution of the content of total phenols

由圖2可知，不同容積的橡木桶在陳釀白蘭地時(shí)總酚的溶出速率不同，如自然陳釀6及12個(gè)月時(shí)，2L陳釀樣的總酚含量比5 L陳釀樣分別高22.7%及8.2%;電場(chǎng)處理6及12個(gè)月時(shí)，2 L陳釀樣總酚含量比5L陳釀樣分別高17.6%及7.6%.可見(jiàn)，內(nèi)比表面積值越大則酒體浸提橡木桶中總酚物質(zhì)的效率越高.

從圖2中可看出，隨貯存時(shí)間的增加，自然陳釀樣及電場(chǎng)處理樣的總酚含量均呈逐漸增加的趨勢(shì)，但是，電場(chǎng)處理樣的總酚含量明顯高于自然陳釀樣，如5 L橡木桶中，電場(chǎng)處理樣的總酚含量比自然陳釀樣在 1、3、6、9、12 個(gè)月時(shí)的含量分別提高了30.2%、21.9%、7.5%、5.7%、9.6%;2 L 橡木桶中，電場(chǎng)處理樣的總酚含量比自然陳釀樣在1、3、6、9、12個(gè)月時(shí)的含量分別提高了12.5%、7.1%、3.1%、8.7%、9.1%，由此可見(jiàn)，電場(chǎng)處理提高了白蘭地對(duì)橡木中總酚的提取速率，其中在前3個(gè)月的效果較為明顯.這表明電場(chǎng)處理對(duì)白蘭地從橡木中提取總酚類物質(zhì)起到了有效的促進(jìn)作用.

2.3 電場(chǎng)催陳對(duì)易揮發(fā)酚類物質(zhì)的影響

白蘭地中的易揮發(fā)性酚類成分對(duì)酒體的香氣非常重要，其主要來(lái)自兩個(gè)途徑，一是對(duì)橡木成分的提取，二是來(lái)自于原白蘭地.高質(zhì)量的白蘭地中已經(jīng)檢測(cè)出300多種香氣成分，其中沒(méi)食子酸、原兒茶酸、阿魏酸、香草醛、丁香醛等是主要的揮發(fā)性成分，主要來(lái)自于木質(zhì)素的降解［8］，其中沒(méi)食子酸、原兒茶酸及阿魏酸為酸性酚，香草醛和丁香醛為中性酚.在本實(shí)驗(yàn)中阿魏酸由于含量太少而未檢測(cè)出.香草醛、丁香醛、沒(méi)食子酸、原兒茶酸含量隨陳釀時(shí)間的變化見(jiàn)圖3.

圖3 易揮發(fā)酚類物質(zhì)的含量變化Fig.3 Evolution of the contents of volatile phenol compounds

從圖3可以看出，無(wú)論容積大小以及是否經(jīng)過(guò)電場(chǎng)處理，各個(gè)酒樣的香草醛、丁香醛、沒(méi)食子酸及原兒茶酸的含量都隨陳釀時(shí)間呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì)，只是增幅各不相同.例如，在5L橡木桶中，電場(chǎng)處理6個(gè)月時(shí)，電場(chǎng)處理樣中4種易揮發(fā)酚類物質(zhì)(香草醛、丁香醛、沒(méi)食子酸、原兒茶酸)的含量分別比自然陳釀樣高22.6%、10.0%、7.3%、16.7%，12個(gè)月時(shí)分別高47.1%、7.1%、19.4%、23.1%;在2 L橡木桶中，電場(chǎng)處理6個(gè)月時(shí)，其含量分別比自然陳釀樣高76.2%、17.9%、25.0%、18.2%，12個(gè)月時(shí)分別高46.3%、14.3%、19.4%、34.5%.可見(jiàn)電場(chǎng)處理明顯提高了這幾種酚類物質(zhì)的含量.

在自然陳釀6個(gè)月時(shí)，香草醛、丁香醛、沒(méi)食子酸及原兒茶酸的2 L陳釀樣比5 L陳釀樣含量分別高35.5%、6.4%、25.0%、10.0%;12個(gè)月時(shí)分別高9.2%、10.3%、11.5%、7.1%;電場(chǎng)處理6個(gè)月時(shí)，2L陳釀樣比5L陳釀樣含量分別高94.7%、16.9%、33.9%、18.2%，12個(gè)月時(shí)分別高 8.6%、5.6%、21.9%、13.3%.由數(shù)據(jù)可以看出，2L橡木桶中香草醛、丁香醛、沒(méi)食子酸及原兒茶酸的含量明顯高于同期5L橡木桶中的量，而且在陳釀的前3個(gè)月增加量比較明顯，之后漸緩.

在外加電場(chǎng)的作用下，白蘭地中溶質(zhì)分子的躍遷頻率、激活熵被提高，增大了擴(kuò)散過(guò)程中分子的自由度，加快了分子的擴(kuò)散過(guò)程［9］.同時(shí)，傳質(zhì)過(guò)程中的活化能降低;在外界溫度不變的情況下，分子的擴(kuò)散系數(shù)取決于溶劑的活化能，活化能越小，擴(kuò)散系數(shù)越大［10－12］.因而電場(chǎng)作用可以促進(jìn)白蘭地對(duì)橡木成分的提取.

3 結(jié)論

隨著陳釀時(shí)間的延長(zhǎng)，貯存在橡木桶中白蘭地的單寧及總酚含量都呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì)，電場(chǎng)處理樣的單寧及總酚含量明顯高于同容積木桶的自然陳釀樣.貯存白蘭地的橡木桶的容積大小也會(huì)影響白蘭地的陳釀效果，容積越小則內(nèi)比表面積越大，對(duì)橡木成分的提取速率也越大.通過(guò)電場(chǎng)對(duì)貯存在橡木桶中的白蘭地進(jìn)行處理，可以明顯提高白蘭地對(duì)橡木中多酚類物質(zhì)的提取速率，改善白蘭地的口感，提高酒的品質(zhì).本實(shí)驗(yàn)裝置成本較低，操作靈活，安全無(wú)污染，可以根據(jù)不同生產(chǎn)規(guī)模調(diào)整處理量，故非常適合企業(yè)的工業(yè)化生產(chǎn).

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