邵永明，王舒?zhèn)?，董榮，慕靜怡，李桂林，閆雪，張珍珍

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，新疆烏魯木齊 830000）

白蘭地是以葡萄為原料，經(jīng)過榨汁、去皮、去核、發(fā)酵等程序，先得到含酒精較低的葡萄原酒，葡萄原酒經(jīng)過蒸餾后得到無色烈性酒；再將得到的烈性酒放入橡木桶進(jìn)行陳釀，通過調(diào)配來達(dá)到理想的顏色、幽郁的味道和合適的酒精度，從而得到優(yōu)質(zhì)的白蘭地[1]。成品白蘭地獨特的香氣來源于三大方面：一是葡萄原料品種香，二是蒸餾香，三是陳釀香。在白蘭地的釀制過程中，余歡[1]、盧九偉[2]、劉彥妮[3]、門穎[4]、王芳[5]等人在酵母類型對白蘭地發(fā)酵、陳釀過程有研究，表明不同的酵母種類可以影響白蘭地基酒的品種香；靳國杰[6]、李娜娜[7]、趙琦[8]等人在浸漬時間、浸漬溫度，發(fā)酵溫度等表明低溫處理可以使得白蘭地基酒的香氣種類的增加和含量的提高。

本試驗結(jié)合新疆白玉霓品種的特點，針對白蘭地生產(chǎn)工藝，分別從是否清汁發(fā)酵、原料酸度、原料糖濃度、陳釀橡木類型的選擇等方面進(jìn)行工藝優(yōu)化試驗，對新疆產(chǎn)區(qū)白玉霓白蘭地特征性香氣成分進(jìn)行描述性分析；并對過程中可能出現(xiàn)的不良代謝物（甲醇）進(jìn)行檢測分析；以期獲得更加適合新疆產(chǎn)區(qū)白玉霓葡萄釀造具有地域風(fēng)格白蘭地的工藝參數(shù)和條件。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

白玉霓，新疆張裕巴保男爵酒莊有限公司。低甲醇果膠酶RF、助濾破壁酶BXL，德國Erbsioet鼎唐貿(mào)易有限公司；LAFFORT（X16），山東煙臺樂晗商貿(mào)與限公司；甲醇標(biāo)品、叔戊醇標(biāo)品，Sigma-Aldrich（上海）貿(mào)易有限公司；乙醇（分析純）、天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

WYT-4型手持糖度計，泉州中友光學(xué)儀器有限公司；LAL2T酒精濃度計，廣州市速為電子科技有限公司；安捷倫GC7890B氣相色譜儀，美國Agilent公司；JC-9320比重計，北京市宏海永昌儀表技術(shù)開發(fā)中心；葡萄酒成分快速分析儀WineScan flex，丹麥福斯；小型蒸餾鍋；山東濟(jì)寧仁臺容器包裝有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 白玉霓白蘭地工藝流程

參考白蘭地葡萄酒小容器釀造法[9]并稍作修改，具體步驟如下：

1.3.2 操作要點

葡萄漿的制備：將新鮮白玉霓除梗破碎后分裝于20 L不銹鋼發(fā)酵罐中[10]。按比例加入偏重亞硫酸鉀。

果膠酶[11]：對經(jīng)過4層紗布過濾后的清汁按一定比例加入低甲醇果膠酶（RF）和助濾破壁果膠酶（BXL），進(jìn)行靜置24 h處理。

初始酸度調(diào)節(jié)和初始糖濃度調(diào)節(jié)[12]：用酒石酸來調(diào)節(jié)所需要的初始酸濃度。用白砂糖來調(diào)節(jié)所需要的初始糖濃度。

發(fā)酵：活化LAFFORT（X16），發(fā)酵前期，每12 h做好比重記錄，發(fā)酵后期每天不同時段做好三次比重記錄。

蒸餾：采用二次蒸餾法，均選用實驗室蒸餾器常壓蒸餾；第一次蒸溜時，先取白玉霓基酒，調(diào)整溫度至85 ℃左右進(jìn)行蒸餾，并用酒精計時刻記錄酒精度變化，直到酒精度為30% Vol左右時停止蒸餾，量取白蘭地體積。

第二次蒸餾時，采用釜式蒸餾，取一次蒸餾白玉霓白蘭地，先將酒液預(yù)熱到75 ℃左右，蒸溜開始時截取頭溜酒為總體的2%，截取酒尾20%~30%，停止蒸餾并量取白蘭地體積。

陳釀：用輕烘橡木、中烘橡木、中偏重橡木對白玉霓白蘭地分別陳釀1個月、3個月、9個月陳釀處理。

1.4 新疆產(chǎn)區(qū)白玉霓白蘭地工藝優(yōu)化

參考靳國杰[13]、Molina A M[14]等人的文獻(xiàn)結(jié)果以及新疆葡萄酒企業(yè)實際生產(chǎn)工藝條件，根據(jù)市場上西域烈焰前期原白蘭地釀造工藝[15,16]，進(jìn)行了以下四方面的工藝優(yōu)化：

（1）白玉霓白蘭地基酒采用皮渣發(fā)酵和清汁發(fā)酵作為相互對照。

（2）發(fā)酵初始糖度：19、21和23 °Brix。

（3）發(fā)酵初始酸度：pH值分別為：3.4、3.6、3.8。

（4）經(jīng)過二次蒸餾后選用陳釀橡木6個月陳釀處理，橡木類型分別為：輕烘橡木、中度橡木和中偏重橡木等。

根據(jù)Box-Behnken試驗設(shè)計原理[17]，以原料的發(fā)酵方式、發(fā)酵初始糖（A）、初始酸度（B）、橡木類型（C）作為試驗因素編碼，以模糊數(shù)學(xué)綜合感官評分值（Y）作為響應(yīng)值優(yōu)化，進(jìn)行因素水平編碼，因素水平編碼見表1。

表1 新疆產(chǎn)區(qū)白玉霓白蘭地Box-Behnken設(shè)計試驗因素及水平編碼表Table 1 Ugni Blanc brandy-producing areas in Xinjiang Box-Behnken design test factors and level code table

利用Design Expert 8.0.6軟件對試驗所得的試驗結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析，每次試驗設(shè)計三組平行。并預(yù)測白玉霓白蘭地最優(yōu)工藝參數(shù)。

1.5 基本理化指標(biāo)檢測方法

酒樣的酒精度、總糖、總酸、揮發(fā)酸、pH值、總糖含量等基礎(chǔ)理化指標(biāo)均使用WineScan flex分析儀測定。

1.6 感官品評方法

在感官分析中，參考Molina A M[18]感官品評方法和TAO Y-S[19]等人對白蘭地香氣進(jìn)行描述性分析。感官品評小組成員國家級三級品酒師資質(zhì)的10人組成專業(yè)品評小組，（5名女性，5名男性）接受了“Le Nez du Vin”香氣工具包的訓(xùn)練[20]。每位品評員被要求用“Le Nez du Vin”中的5~6個香氣專業(yè)術(shù)語來描述白蘭地香氣特征，評價標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 新疆產(chǎn)區(qū)白玉霓白蘭地感官評價標(biāo)準(zhǔn)表Table 2 Ugni Blanc brandy-producing areas in Xinjiang sensory evaluation standard table

1.7 模糊數(shù)學(xué)模型感官評價的建立

參照吳芳彤[21]、秦獻(xiàn)泉[22]等模糊感官評價在酒中的應(yīng)用，以U本試驗白玉霓白蘭地因素集，以色澤、香氣、口味、風(fēng)格等做為評價指標(biāo)，分別記U1、U2、U3、U4；得U=｛U1，U2，U3，U4｝；以V白玉霓白蘭地的評語集，以每項因素集中的優(yōu)、良、合格、不合格等評價等級做為評價等級集，得V=V｛V1，V2，V3，V4｝；對優(yōu)、良、合格、不合格依次賦予分值85、70、60、50分。以X作為權(quán)重集，依據(jù)白蘭地色澤、香氣、口味、風(fēng)格的權(quán)重系數(shù)分別為0.25、0.35、0.20、0.20；得X=｛0.25，0.35，0.20，0.20｝。

綜合評判集Y是指研究過程中，需要進(jìn)行評價的產(chǎn)品的集合，Y=X·Ri，式中：Y為綜合評判集，X為權(quán)重集，Ri（i=1、2、3…）為模糊矩陣；得出每個樣品的總得分。

1.8 白玉霓白蘭地安全性評測

本試驗結(jié)合González Seguí H ó[23]、Torija M J[24]、Qin Y[25]等研究結(jié)果，在蒸餾的時候選擇不同“掐頭去尾”的量來降低白玉霓白蘭地中的甲醇等不良代謝物的含量。具體試驗設(shè)計見表3。

表3 新疆產(chǎn)區(qū)白玉霓白蘭地安全性評測試驗設(shè)計Table 3 The safety evaluation test design of Ugni Blanc brandy-producing areas in Xinjiang

1.9 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016和Origin 9.5進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，使用SPSS 20.0進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 新疆產(chǎn)區(qū)白玉霓白蘭地基礎(chǔ)指標(biāo)

新疆產(chǎn)區(qū)白玉霓白蘭地原料、基酒、陳釀后各個處理的酒精度、總酸、pH值、揮發(fā)酸、還原糖等基礎(chǔ)指標(biāo)；詳見表4。

表4 新疆產(chǎn)區(qū)白玉霓白蘭地基礎(chǔ)指標(biāo)Table 4 Basic indicators of Ugni Blanc brandy-producing areas base wine in Xinjiang

酸可以調(diào)節(jié)白蘭地的香氣成分；揮發(fā)酸產(chǎn)生主要有三種途徑：酒精發(fā)酵；蘋果酸-乳酸發(fā)酵；細(xì)菌引起的酸敗[25]。由表4可得，除試驗設(shè)計額外添加酒石酸來改變酒體品質(zhì)之外，總酸含量基本變化不大，主要表現(xiàn)在皮渣發(fā)酵＜清汁發(fā)酵，隨著糖度的升高，總酸含量也在升高。由表4可知揮發(fā)酸除了pH值3.0之外，其他組均無明顯變化；皮渣發(fā)酵中的還原糖量明顯大于清汁發(fā)酵的還原糖量。說明酵母在清汁發(fā)酵過程中對糖利用率更高。

通過圖1可得；隨著pH值降低，對酵母的繁殖有抑制作用增強(qiáng)，所以使得酒精度隨著pH值變化呈現(xiàn)平緩的正相關(guān)趨勢。當(dāng)初始糖23 °brix時，發(fā)酵所得酒精度最高；糖在發(fā)酵過程中更多的轉(zhuǎn)化為乙醇；再加上在低溫條件下酒精不易揮發(fā)，能夠更多的保留在酒體中。經(jīng)過二次蒸餾后，帶皮渣發(fā)酵白蘭地的酒精度大于清汁發(fā)酵白蘭地的酒精度，因為通過“掐頭去尾”的方式來降低甲醇等含量時，帶皮渣發(fā)酵的比例比清汁發(fā)酵多，使得帶皮渣發(fā)酵的白蘭地的酒精度大于清汁發(fā)酵白蘭地的酒精度。

圖1 新疆產(chǎn)區(qū)白玉霓白蘭地酒精度變化Fig.1 Alcohol changes of Ugni Blanc brandy-producing areas in Xinjiang

陳釀對白蘭地的質(zhì)量等級有著重要的影響，其中陳釀時間陳釀方法與白蘭地中多酚類物質(zhì)含量有著直接的關(guān)系，最終決定白蘭地的風(fēng)味及風(fēng)格[26]。由圖2可知：經(jīng)過橡木陳釀6月之后，白玉霓白蘭地酒體均有不同程度變化；且不同橡木呈現(xiàn)不同的色澤，輕度烘烤橡木呈現(xiàn)金黃色，中度橡木呈現(xiàn)棕紅色，中偏重烘烤橡木呈現(xiàn)紅褐色；隨著陳釀時間延長，酒精度出現(xiàn)下降的趨勢，因為橡木對酒體的微氧化作用，促使白蘭地成熟和口感的圓潤；這與Siarhei C[27]研究結(jié)果一致；橡木催化醇類物質(zhì)可以和酸發(fā)生一系列反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為酯類物質(zhì)，同時，橡木催化某些化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，促使水分子和乙醇分子之間的氫鍵締合，從而改善白蘭地的口感的同時使得酒精度有下降趨勢[28]。

圖2 新疆產(chǎn)區(qū)白玉霓白蘭地色澤變化Fig.2 Color changes ofUgni Blanc brandy-producing areas in Xinjiang

2.2 白玉霓白蘭地工藝優(yōu)化響應(yīng)面試驗設(shè)計結(jié)果

白玉霓白蘭地模糊數(shù)學(xué)感官結(jié)果見表5。

由表5可得：Y1=X×R1=｛0.25，0.35，0.20，0.20｝

表5 新疆地產(chǎn)白玉霓白蘭地模糊數(shù)學(xué)感官結(jié)果Table 5 Sensory results of fuzzy mathematics of Xinjiang real estate white jade brandy

得到最終的感官得分：Y帶皮渣發(fā)酵=40.680分，Y清汁=75.975分，Y清汁得分遠(yuǎn)大于Y帶皮渣發(fā)酵得分，本試驗采用清汁發(fā)酵更加合理。根據(jù)Box-Benhnken中心組合設(shè)計原理進(jìn)行三因素三水平響應(yīng)面試驗，試驗最終感官得分結(jié)果見表6。

利用Design Expert 8.0.6軟件對表6中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計算各項回歸系數(shù)，建立白玉霓白蘭地模糊感官得分Y與初始糖A、初始pH值B、橡木類型C的二次多項回歸方程為：

表6 新疆產(chǎn)區(qū)白玉霓白蘭地Box-Benhnken試驗結(jié)果Table 6 Box-Benhnken test results of Ugni Blanc brandy-producing areas in Xinjiang

將上述結(jié)果進(jìn)行顯著性檢驗，結(jié)果見表7。

表7 新疆產(chǎn)區(qū)白玉霓白蘭地顯著性分析結(jié)果Table 7 Significance analysis results of Ugni Blanc brandy-producing areas in Xinjiang

回歸模型的方差分析結(jié)果見表7。由表7知，在1次項中，A、B、C均為為顯著項（P<0.05），P值分別為0.0030、<0.0001、<0.0001，顯著程度C>B>A，表明橡木類型的響應(yīng)值對結(jié)果影響更大，初始pH值次之，初始糖最?。?次項中，A、B、C均為顯著項（P<0.05），說明A、B、C對響應(yīng)值的影響是非線性交互項中，AB為顯著，AC、BC為極顯著項，表明A和C、B和C之間交互作用非常明顯，A和B之間交互作用明顯。

交互項初始pH值、初始糖濃度，橡木類型等與白玉霓白蘭地模糊數(shù)學(xué)感官評分（Y）值響應(yīng)曲面和登高曲線見圖3。

圖3 交互項與白玉霓白蘭地模糊數(shù)學(xué)感官評分（Y）值響應(yīng)曲面和登高曲線圖Fig.3 Interactive terms and Ugni Blanc Brandy fuzzy mathematical sensory score (Y) value response surface and ascending curve

以模糊感官評分作為響應(yīng)值時，二次方程模型差異顯著（F=110.70），受非試驗因素影響極小，且實用性良好且適用性良好（R2=0.9734），擬合模型的p值小于0.01，本模型極顯著，失擬項的p值大于0.05，不顯著；模型能夠較好地反映初始pH值（A）、初始糖濃度（B）、橡木類型（C）與模糊數(shù)學(xué)感官評分（Y）之間的變化關(guān)系，能夠用來新疆產(chǎn)區(qū)白玉霓白蘭地工藝優(yōu)進(jìn)行分析和預(yù)測。利用Design-Export 8.0.6分析并結(jié)合實際操作可行性，得到新疆產(chǎn)區(qū)白玉霓白蘭地工藝優(yōu)化的最佳參數(shù)為：發(fā)酵階段選用清汁發(fā)酵，調(diào)整發(fā)酵液初始糖濃度為20 °Brix，初始酸度pH值為3.5，陳釀階段選用輕度烘烤橡木；其最終的模糊綜合感官評分為91.03分。

2.3 驗證試驗及描述性香氣統(tǒng)計分析

參考TAO Y-S[29]、DUAN C-Q[30]等定量描述分析（quantitative descriptive analysis，QDA）方法，對經(jīng)過響應(yīng)面最優(yōu)工藝釀造和二次蒸餾的新疆產(chǎn)區(qū)白玉霓白蘭地經(jīng)過陳釀6個月輕烘橡木自然陳釀處理，經(jīng)過專業(yè)品評員的專業(yè)品評，將香氣描述性統(tǒng)計分析，結(jié)果如圖4。

陳釀結(jié)果香氣描述結(jié)果見圖4，結(jié)合圖2和感官分析；新疆產(chǎn)區(qū)白玉霓白蘭地經(jīng)過6個月的陳釀之后，無論是從色澤、香氣、口味還是風(fēng)格方面均優(yōu)于不經(jīng)過橡木陳釀的白蘭地，白玉霓白蘭地從苦、辣、刺等特征轉(zhuǎn)變?yōu)樘?、軟、醇、濃、柔等風(fēng)味特征；白玉霓白蘭地酒體從透明色轉(zhuǎn)變成金黃色；顏色透亮，口感醇和，綿柔、甘甜；說明橡木陳釀賦予了白蘭地特有的典型性，這與Ortega H M[28]等人研究結(jié)果一致，在香氣的描述統(tǒng)計方面，對核果香味描述性統(tǒng)計頻率較高，表明白玉霓白蘭地核果香更加濃郁；花香、果香較濃郁，烘焙香、焦糖香次之，橡木香和奶酪香頻率最低，說明新疆產(chǎn)區(qū)白玉霓白蘭地經(jīng)過6個月的陳釀之后萜烯類物質(zhì)含量較多，醇香較為豐富；伴有較為清新優(yōu)雅的花香、果香調(diào)，同時還含有百香果等熱帶水果的香氣，橡木香和奶酪香描述性統(tǒng)計頻率較低，輕烘橡木帶給酒體的香氣成分更濃郁，伴有烤杏仁香、礦物質(zhì)香和巧克力奶油香，具有和諧的白玉霓品種香，后味醇和，綿柔，結(jié)果與Siarhei C[27]等人結(jié)果相類似。與此同時白蘭地干邑風(fēng)味特征逐漸開始顯現(xiàn)，但還停留在自然陳釀的初級階段。

圖4 新疆產(chǎn)區(qū)白玉霓白蘭地香氣描述性統(tǒng)計Fig.4 Descriptive statistics of the aroma of Ugni Blanc brandy-producing areas in Xinjiang

2.4 新疆產(chǎn)區(qū)白玉霓白蘭地安全性評測

隨著果膠酶的添加，使得原輔料細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)間的纖維素共存的果膠被分解，果膠質(zhì)被分解的能力增強(qiáng)，葡萄出汁率也對應(yīng)升高，同時果膠中的甲氧基被過多的釋放，從而在蒸餾時導(dǎo)致甲醇含量增加[25]。對陳釀6月之后的白蘭地中的甲醇含量控制結(jié)果見圖5，結(jié)果表明：隨著低甲醇果膠酶（RF）含量的增加，甲醇含量也呈現(xiàn)增加的趨勢，甲醇在蒸餾的整個過程中均存在，但其在酒頭和酒尾的含量明顯高于酒身，不同的掐頭去尾對白玉霓白蘭地中的甲醇含量明顯變化；與González Seguí H ó[23]、Torija M J[24]等研究結(jié)果類似。隨著掐頭去尾百分比的增加，甲醇含量呈現(xiàn)降低趨勢，其中掐頭去尾為2%；30%最低，得到最佳低甲醇果膠酶（RF）的添加量為0.8 g/L，掐頭去尾的量為2%酒頭和30%酒尾，此時新疆地產(chǎn)白玉霓白蘭地中的甲醇含量為0.58±0.02 g/L。

圖5 新疆產(chǎn)區(qū)白玉霓白蘭地安全性評測試驗結(jié)果Fig.5 Results of the safety evaluation test of Ugni Blanc brandy-producing areas in Xinjiang

3 結(jié)論

本試驗通過模糊綜合評判和Box-Behnken設(shè)計實驗，構(gòu)建白玉霓白蘭地感官品評的主要因素突出性綜合評判模型，最終確定的最佳的工藝優(yōu)化條件：原料采用清汁進(jìn)行發(fā)酵，初始含糖量調(diào)整糖濃度20 °brix，初始酸度調(diào)整pH值為3.5，利用輕烘橡木進(jìn)行陳釀；最終得到的模糊綜合感官得分為91.03分；該方法相對傳統(tǒng)感官評價來說，提高了感官品評的準(zhǔn)確度、科學(xué)性和客觀性；在經(jīng)過輕烘橡木自然陳釀6個月之后，干邑風(fēng)味特征開始逐漸顯現(xiàn)。此外，對新疆產(chǎn)區(qū)白玉霓白蘭地進(jìn)行安全性優(yōu)化試驗，得到最佳RF果膠酶添加量為0.8 g/L，掐頭去尾的量為2%酒頭和30%酒尾，最終得甲醇含量為0.58±0.02 g/L（GB限量≤2.0 g/L），完全符合白蘭地國家安全性標(biāo)準(zhǔn)。對白玉霓白蘭地?fù)]發(fā)性香氣成分和甲醇含量的控制提供了理論支持；也為本土兼性葡萄白蘭地工藝改進(jìn)和香氣成分描述及分析提供支持，為以后鮮食葡萄白蘭地的工藝優(yōu)化研究奠定基礎(chǔ)。