謝蘇燕，舒 楠，金宇寧，肖家美，路文鵬

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 特產(chǎn)研究所，吉林 長(zhǎng)春 130112）

水果烈酒又叫水果蒸餾酒，是指以新鮮水果或果汁為原料，經(jīng)過發(fā)酵、蒸餾、貯存而成的飲料酒[1]。影響蒸餾酒品質(zhì)的主要因素有釀酒原料的地理產(chǎn)區(qū)、原料品種、酵母菌種、蒸餾工藝等，其中最主要的因素之一是釀酒酵母的選擇，因?yàn)榻湍妇梢詫⑵咸压麑?shí)內(nèi)的大部分糖轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳，并且在發(fā)酵期間生成甘油、高級(jí)醇、酯類、醛類等香氣物質(zhì)，可以說酵母菌是葡萄酒的靈魂[2-5]。目前為止，已發(fā)現(xiàn)的存在于葡萄果實(shí)、葡萄醪及葡萄酒中的酵母菌有120種，屬于24個(gè)屬，常見的有酵母屬、梅奇酵母屬、類酵母屬、結(jié)合酵母屬等，幾乎遍及酵母的主要屬種[6]。

山葡萄北國(guó)藍(lán)，原代號(hào)88100，由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所選育，于2015年通過吉林省農(nóng)作物品種審定，并命名為“北國(guó)藍(lán)”[7]。北國(guó)藍(lán)作為東北地區(qū)主栽的山葡萄品種之一，具有抗寒抗病性強(qiáng)、豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性高的特點(diǎn)[8]。北國(guó)藍(lán)漿果具有高酸、高單寧、低糖、弱香氣的特點(diǎn)，使得單品種釀造的葡萄酒也具有酸高、糖低的特性，很少直接飲用，平時(shí)多用來調(diào)酸調(diào)色，但這正好符合葡萄烈酒對(duì)原料的要求[9-10]。

本實(shí)驗(yàn)選用北國(guó)藍(lán)作為試驗(yàn)材料，通過分析比較不同酵母發(fā)酵的蒸餾酒香氣成分的種類和含量，從而得到適合釀造山葡萄烈酒的釀酒酵母，對(duì)適合釀造山葡萄蒸餾酒的酵母菌進(jìn)行初步探討，有利于山葡萄蒸餾酒的開拓，并為山葡萄蒸餾酒的后續(xù)研究提供了一些參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

山葡萄北國(guó)藍(lán)：吉林省吉林市左家鎮(zhèn)山葡萄試驗(yàn)園，種植株行距為1.0 m×2.5 m，籬架式，5年生。

8種安琪活性干酵母（CEC01、BV818、RV171、VIC、MST、ADT、VF、OFR）：安琪酵母股份有限公司。

硫酸（分析純）：成都市科隆化學(xué)品有限公司；氫氧化鈉（分析純）：北京化工廠；蒽酮、鄰苯二甲酸氫鉀（分析純）：上海滬試實(shí)驗(yàn)室器材股份有限公司；無水碳酸鈉（分析純）：天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司；葡萄糖（分析純）：廣州金華大化學(xué)試劑有限公司；4-甲基-2-戊醇（色譜純）：美國(guó)Sigma-Aldrich公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Cary 60 UV-Vis 紫外分光光度計(jì)：安捷倫科技有限公司；PAL-06型手持折光儀：日本ATAGO公司；ALB-124電子分析天平：德國(guó)賽多利斯公司；FlavourSpec風(fēng)味分析儀：德國(guó)GAS公司；HWS24型電熱恒溫水浴鍋：上海一恒科技有限公司；FD-1C-50真空冷凍干燥箱：北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 山葡萄北國(guó)藍(lán)蒸餾酒釀造操作要點(diǎn)

采樣：結(jié)合北國(guó)藍(lán)的成熟期與2018年吉林省吉林市左家鎮(zhèn)的氣候條件，選擇在9月14日采樣并進(jìn)行釀酒試驗(yàn)，為了保證采樣具有代表性，在北國(guó)藍(lán)試驗(yàn)區(qū)選40棵樹，在每棵葡萄樹的上、中、下隨機(jī)摘取穗葡萄，取樣總量為80 kg。

釀造：采回的葡萄挑去病果、爛果后，留3穗葡萄考種，其他進(jìn)行人工去梗、破碎，加入8種安琪活性干酵母（250 mg/L）均分于8個(gè)20L的玻璃發(fā)酵罐中發(fā)酵7 d，發(fā)酵溫度設(shè)為18℃。發(fā)酵結(jié)束后，留取200 mL樣品，測(cè)定葡萄酒的各理化指標(biāo)。

蒸餾：發(fā)酵結(jié)束后的葡萄醪用12 L的帝伯仕小型實(shí)驗(yàn)室用蒸餾器進(jìn)行蒸餾，流程如下：

陳釀：將裝瓶的蒸餾酒（澄清透明，酒精度為44%vol），放置在10～20 ℃、恒濕（50%）、陰暗條件下密封保存6個(gè)月，然后進(jìn)行成分檢測(cè)分析。

1.3.2 理化指標(biāo)的測(cè)定方法

葡萄果實(shí)、葡萄酒及蒸餾酒酒的理化指標(biāo)：參照參考文獻(xiàn)[11-12]的方法測(cè)定。

1.3.3 香氣成分的測(cè)定方法

采用頂空-氣相色譜法對(duì)山葡萄北國(guó)藍(lán)蒸餾酒的揮發(fā)性香氣成分進(jìn)行測(cè)定[13]：取1 mL酒樣，每個(gè)樣重復(fù)3次，置于20 mL頂空瓶中，加入10 μL 20 mg/L 的4-甲基-2-戊醇（內(nèi)標(biāo)），60 ℃孵育10 min后進(jìn)樣。內(nèi)標(biāo)法定量分析。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用SAS數(shù)據(jù)分析軟件，進(jìn)行方差分析、主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同釀酒酵母對(duì)蒸餾酒可溶性固形物的影響

圖1 不同釀酒酵母對(duì)山葡萄北國(guó)藍(lán)蒸餾酒可溶性固形物的影響Fig.1 Effect of different Saccharomyces cerevisiae on the soluble solid contents of Vitis amurensis Beiguolan distilled spirits

由圖1可知，發(fā)酵期間，葡萄醪的可溶性固形物都呈下降趨勢(shì)，下降速率因酵母不同而有差異。酵母CEC01起發(fā)最快，而且可溶性固形物下降得最快，ADT次之，但在第3天，ADT的可溶性固形物下降速率高于CEC01，BV818的下降速率僅次于前兩者，其次是RV171、MST、VF、VIC，OFR的下降速率是最慢的。發(fā)酵結(jié)束時(shí)，RV171的殘?zhí)亲罡?，?.1%，CEC01最低，為6.3%?？傮w來看，酵母CEC01發(fā)酵速度快，發(fā)酵徹底；酵母ADT起發(fā)較快，發(fā)酵速率最快，發(fā)酵徹底。

2.2 不同釀酒酵母對(duì)蒸餾酒理化指標(biāo)的影響

表1 不同釀酒酵母對(duì)山葡萄北國(guó)藍(lán)蒸餾酒的理化指標(biāo)比較Table 1 Comparison of physicochemical indexes between Vitis amurensis Beiguolan distilled spirits by different Saccharomyces cerevisiae

由表1可知，用8種不同的酵母發(fā)酵的蒸餾酒還原糖范圍為1.38～2.23 g/L，發(fā)酵完成，其中用酵母RV171發(fā)酵的蒸餾酒還原糖為（2.23±0.26）g/L，顯著高于其他7種酵母（P＜0.05），用MST發(fā)酵蒸餾酒的還原糖為（1.38±0.40）g/L，顯著低于其他酵母（P＜0.05）。

用8種不同酵母發(fā)酵的蒸餾酒總酸范圍為16.43～18.09 g/L，均低于原料山葡萄北國(guó)藍(lán)漿果的總酸（23.45 g/L），說明8種酵母均有一定的降酸能力。其中用酵母ADT發(fā)酵的蒸餾酒總酸為（18.09±0.11）g/L，顯著高于其他7種酵母（P＜0.05），其次是VF、CEC01、BV818，OFR發(fā)酵的蒸餾酒總酸為（16.45±0.10）g/L，顯著低于其他酵母（P＜0.05）。

用8種不同的酵母菌發(fā)酵的蒸餾酒酒精度為9.65%vol～9.80%vol，用酵母MST發(fā)酵的蒸餾酒酒精度為9.80%vol，發(fā)酵最徹底，產(chǎn)酒能力顯著優(yōu)于其他酵母（P＜0.05），其次是CEC01，酵母BV818發(fā)酵的蒸餾酒酒精度最低，為9.65%vol。

2.3 不同釀酒酵母對(duì)蒸餾酒揮發(fā)性香氣成分的影響

2.3.1 不同釀酒酵母發(fā)酵的蒸餾酒香氣成分的定性定量分析

由表2可知，用該方法共檢測(cè)到29種揮發(fā)性香氣物質(zhì)，包括16種酯類、8種醇類、2種醛類和3種酮類。醇類和酯類氣組分含量高，占總香氣成分含量的91.59%～93.4%，這與前人所研究的主要香氣成分占比相符合[14-15]。酵母CEC01發(fā)酵的蒸餾酒中揮發(fā)性物質(zhì)含量最高，為16 394.235 μg/L，其次為酵母VF（16 163.22 μg/L）、ADT（15 576.32 μg/L）、MST（14 970.34 μg/L）、OFR（14 914.04 μg/L），酵母BV818發(fā)酵的蒸餾酒中揮發(fā)性物質(zhì)總含量最低，為13 783.04 μg/L。

該實(shí)驗(yàn)中，酯類物質(zhì)占香氣總含量的比例為23.2%～36.96%，主要在發(fā)酵和蒸餾過中醇類與有機(jī)酸通過酯化作用生成，具有果香和花香，是葡萄酒中最活躍的物質(zhì)[16]。酒樣中共檢16種酯類物質(zhì)，其中乙酯類10種，己酸乙酯、甲酸乙酯、乙酸乙酯含量較高，且具有蘋果、香蕉、菠蘿等果香，是蒸餾酒香氣成分組成中有不可或缺的作用[17]；有6種乙酸酯，其中乙酸異戊酯為蒸餾酒提供香蕉香氣且含量明顯高于其他幾種。8種類型釀酒酵母發(fā)酵的山葡萄蒸餾酒中，酵母VF發(fā)酵的蒸餾酒中酯類物質(zhì)含量最高，為5 974.699 μg/L，占香氣總含量的36.96%，其次是酵母CEC01（5426.388μg/L）、ADT（4 627.19 μg/L）、MST（4 293.878 μg/L），含量最低的是酵母VIC（3 202.575 μg/L）。

醇類主要來自于發(fā)酵過程中酵母代謝產(chǎn)生、其次也來源于糖苷類前體和酯類分解等[18]。該實(shí)驗(yàn)共檢測(cè)出醇類物質(zhì)8種，占總香氣含量的54.63%～70.85%，含量最高且具有特殊香味，是烈酒香氣成分中必不可少的。不同釀酒酵母發(fā)酵的蒸餾酒醇類物質(zhì)的種類相同、含量各異，8種蒸餾酒中異戊醇、2-甲基-1-丙醇、D-正己醇含量最多，其中異戊醇具有青草、吐司味，是酵母菌代謝的產(chǎn)物；2-甲基-1-丙醇具有麥芽香，在蒸餾酒香氣中有重要貢獻(xiàn)[19]；D-正己醇賦予酒青草香、吐司味，且高級(jí)醇是某些酯類物質(zhì)的前體物質(zhì)，對(duì)呈香具有重要作用，將會(huì)提高酒的感官品質(zhì)。三者的含量占總醇類含量的72.13%～78.55%，是蒸餾酒中主要的醇類呈香物質(zhì)。其中酵母ADT發(fā)酵的蒸餾酒中異戊醇和D-正己醇的含量（分別為1 014.88 μg/L、4 670.382 μg/L）高于其他幾種酵母，其次是酵母CEC01（分別為4 601.746 μg/L、991.411 μg/L）；酵母OFR發(fā)酵的蒸餾酒中2-甲基-1-丙醇的含量最高，為1708.929μg/L，其次是酵母CEC01（1671.072μg/L）、ADT（1 634.422 μg/L）。

山葡萄蒸餾酒中除了前面所述的兩大類香氣物質(zhì)外，還檢測(cè)到少量其他物質(zhì)（如糠醛、丙酮、2,3-丁二酮等）。山葡萄蒸餾酒中的醛酮類物質(zhì)的來源有以下幾種：來源于水果本身、產(chǎn)生于蒸餾酒釀造的整個(gè)過程、在陳釀時(shí)由其他物質(zhì)轉(zhuǎn)化而來，這些物質(zhì)對(duì)蒸餾酒的風(fēng)味有著極重要的作用，主要提供堅(jiān)果味和過熟的蘋果味，是其前香的重要組成部分[20-21]。共檢測(cè)出5種醛酮類物質(zhì)，占總香氣含量的6.56%～8.33%，其中糠醛為酒體提供苦杏仁味，2,3-丁二酮提供奶油味。酵母ADT發(fā)酵的蒸餾酒中糠醛含量最高（140.924μg/L），其次是酵母MST（127.138μg/L）；酵母CEC01發(fā)酵的蒸餾酒中酮類物質(zhì)含量最高（960.434 μg/L），其次是酵母VIC（958.014 μg/L）。

2.3.2 不同釀酒酵母發(fā)酵的蒸餾酒香氣成分的主成分分析

僅憑香氣成分的含量進(jìn)行分析具有一定的片面性，香氣成分之間的相互作用對(duì)葡萄蒸餾酒香氣品質(zhì)的影響考慮的不夠充分全面，為了進(jìn)一步驗(yàn)證不同品種葡萄蒸餾酒的香氣品質(zhì)，本研究參考了沈靜等[22]的主成分建模方法。首先將檢測(cè)到的29種香氣成分分為酯類（X1）、醇類（X2）、醛類（X3）、酮類（X4）4個(gè)類型，以8種不同釀酒酵母發(fā)酵的蒸餾酒的4類揮發(fā)性香氣成分為指標(biāo)構(gòu)成8×4的矩陣，使用SAS軟件進(jìn)行分析。不同酵母發(fā)酵的蒸餾酒中4類香氣成分的特征值及方差貢獻(xiàn)率見表3，主成分因子載荷矩陣見表4。

表4 主成分因子載荷矩陣Table 4 Loading matrix of principal components factors

由表3可知，前3個(gè)主成分的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到97.56%，可以有效解釋所有變量的信息，故可以將這3個(gè)主成分作為香氣數(shù)據(jù)分析的有效成分。同時(shí)根據(jù)3個(gè)主成分的特征向量，可以用Z1、Z2、Z3這3個(gè)新的綜合指標(biāo)來代替5種香氣成分，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以下是8個(gè)不同酵母發(fā)酵的蒸餾酒香氣物質(zhì)的線性關(guān)系：

主成分Z1、Z2、Z3從不同方面反映了8種不同蒸餾酒的香氣成分，但若只采用其一，則難以對(duì)蒸餾酒進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。因此，可用Z1、Z2、Z3在方差貢獻(xiàn)率作為權(quán)重?cái)?shù)，計(jì)算主成分因子的權(quán)重，公式如下：

由表4計(jì)算可知，主成分因子1、2、3的權(quán)重分別是0.415、0.393、0.192，然后對(duì)Z1、Z2、Z3加權(quán)，得到不同酵母菌發(fā)酵的蒸餾酒的揮發(fā)性香氣成分的綜合得分（Z），公式如下：

對(duì)8種不同酵母發(fā)酵的蒸餾酒進(jìn)行綜合分析，結(jié)果見表5。

表5 主成分的綜合得分Table 5 Composite score of principal components

由表5可知，第1主成分綜合得分最高的是酵母ADT發(fā)酵的蒸餾酒（1.707 09），第2主成分得分前兩位的分別是酵母CEC01和RV171發(fā)酵的蒸餾酒（1.369 33和0.358 89），第3主成分得分最高的是酵母VIC發(fā)酵的蒸餾酒（1.496 09）。在香氣綜合得分中，酵母CEC01發(fā)酵的蒸餾酒得分最高（0.426 012），ADT發(fā)酵的蒸餾酒（0.410 39）稍低于酵母CEC01，其次是酵母MST（0.338 028）、BV818（0.250 197）、VIC（0.011 313），這5種酒樣的綜合得分＞0，說明其整體香氣質(zhì)量在8種酒樣的平均水平之上。相比較而言，酵母CEC01、ADT發(fā)酵的蒸餾酒品質(zhì)較好，這與對(duì)香氣成分定性定量分析的結(jié)果相差不大。

3 結(jié)論

優(yōu)質(zhì)的菌株是果酒加工的核心要素之一，是保證酒質(zhì)與產(chǎn)量的關(guān)鍵。本實(shí)驗(yàn)主要進(jìn)行了釀酒酵母的篩選，目的是獲得一種或幾種適合山葡萄發(fā)酵的、發(fā)酵能力強(qiáng)且酒香濃郁的釀酒酵母。在發(fā)酵過程中，酵母CEC01起發(fā)最快，發(fā)酵速率快；酵母ADT起發(fā)較快，發(fā)酵速率最快；發(fā)酵完成后，酵母MST的發(fā)酵蒸餾酒酒精度最高，發(fā)酵最徹底，產(chǎn)酒能力優(yōu)于其他酵母（P＜0.05），其次是酵母CEC01；酵母CEC01發(fā)酵的山葡萄蒸餾酒中揮發(fā)性物質(zhì)的含量最高，其次是酵母VF、ADT；主成分建模分析得分最高的是酵母CEC01，其次是酵母ADT、MST。結(jié)果表明，酵母CEC01、ADT發(fā)酵能力強(qiáng)，產(chǎn)酒率高，且蒸餾酒的酒香濃郁、品質(zhì)較好，適合釀造山葡萄蒸餾酒。