柿(Diospyros kaki Thunb.)属于柿科(Ebenaceae)柿属(Diospyros)植物,我国有着悠久的柿树栽培历史,是我国的特色果树。柿果实营养丰富,含有多糖、维生素、氨基酸、果胶、有机酸等营养物质,以及黄酮类、多酚类等活性物质。白兰地是以水果为原料,经发酵、蒸馏、陈酿而成的蒸馏酒,具有独特的香气。作为世界六大蒸馏酒之一,白兰地有着十分广阔的消费市场,尤其近年来,白兰地市场增幅明显,有关柿子白兰地酿造工艺的报道也开始不断增多。
河北农业大学食品科技学院的李佳敏、敖常伟*和河北省果蔬发酵技术创新中心的孙金旭等在柿白兰地原液中添加不同量的橡木片进行陈酿,对陈酿后的柿白兰地进行挥发性成分、非挥发性成分、总酚及抗氧化性的检测,并进行感官评定,分析添加不同量橡木片陈酿 后的柿白兰地中各成分的变化,探究橡木片对柿白兰地品质的影响,以期为柿白兰地的研究和开发提供理论依据。
如表2所示,在柿白兰地中共检测到33 种挥发性成分,其中酯类有17 种,分别为乙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、乙酸异戊酯、己酸乙酯、辛酸甲酯、辛酸乙酯、壬酸乙酯、癸酸甲酯、苯甲酸甲酯、癸酸乙酯、月桂酸甲酯、月桂酸乙酯、十四酸乙酯、棕榈酸乙酯、辛乙烯二醇单正十二烷基酯、顺-9-十六碳烯酸乙酯;醇类有4 种,分别为丙醇、异丁醇、异戊醇、苯乙醇;酸类有4 种,分别为乙酸、辛酸、正癸酸、月桂酸;醛酮类有5种,分别为乙醛、壬醛、糠醛、5-甲基呋喃醛、反式-3-戊烯-2-酮;其他物质有3 种,分别为2,4-二叔丁基苯酚、萘、Ethyl 9-tetradecenoate。可以看出,无论陈酿时是否添加橡木片,柿白兰地中主要呈香气物质为酯类,尤其以乙酸乙酯、辛酸乙酯丰度较高,对柿白兰地风味的形成有重要贡献。

陈酿过程中添加橡木片能够显著提升柿白兰地中的酯类物质的丰度,由表3可知,未添加橡木片柿白兰地陈酿210 d后,酯类物质17种,总质量浓度为1.31 mg/L,陈酿过程中添加5、10、15 g/L及20 g/L橡木片的柿白兰地中,酯类物质种类数量差异极小,而总体含量却有明显提升,其原因为陈酿过程中,橡木片浸出的物质发生氧化生成有机酸类,而有机酸又会与醇类发生反应生成酯类。4个不同橡木片添加量的柿白兰地在陈酿210 d后酯类质量浓度分别升高了2.05、3.63、3.86 mg/L和4.16 mg/L。酯类总体含量的提升主要受益于乙酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯和癸酸乙酯含量的提高,它们大多提供了丰富的花香和果香。
陈酿过程中少量添加橡木片提高了柿白兰地中醇类物质的含量,原因为由橡木片溶出的醛酮类物质发生反应被还原为醇类。在5 g/L和10 g/L橡木片陈酿白兰地中,醇类质量浓度由0.44 mg/L提升至0.74 mg/L和1.81 mg/L,而添加量增至15 g/L和20 g/L,醇类的总含量有所降低,降至0.65 mg/L 和0.90 mg/L。从具体成分看,柿白兰地挥发性气体中主要成分为异戊醇,占比达到80%以上,橡木片的添加对异戊醇含量的影响也决定了总醇类含量的变化。
本实验中,不同橡木片添加量柿白兰地的挥发性物质中,酸类总体含量并不稳定。醛酮类物质主要有乙醛、壬醛和糠醛,在加入橡木片后壬醛和糠醛的含量有小幅度提升。 为了能够进一步探究柿白兰地中的主要挥发性成分,运用SPSS Statistics 25进行PCA,结果如表4所示,提取出4个PC,累计贡献率为100%。PC1中贡献较大的挥发性成分有乙酸乙酯、月桂酸乙酯、癸酸乙酯、正癸酸、十四酸乙酯等;PC2中贡献较大的有乙酸异戊酯、辛酸、月桂酸等。
陈酿时添加橡木片能够明显提高原柿白兰地中的挥发性香气成分。橡木片与橡木桶的制作工艺类似,所添加的橡木片也需要经过烘烤之后才能使用,烘烤过程对橡木中的化学成分有重要的影响,在烘烤过程中,橡木木质素、多糖等受热降解,而呋喃、酚类等新物质出现,这些化学成分在白兰地陈酿过程中被酒体吸收,改变了酒体风味。柿白兰地中主要香气物质仍然是由醇和有机酸反应生成的酯类物质,包括乙酸乙酯、癸酸乙酯和月桂酸乙酯。 



为明确陈酿时加入橡木片对柿白兰地中活性物质的影响,利用LC-MS对陈酿210 d后的柿白兰地进行检测。如表5所示,全部样品在正离子模式下检测到质谱峰数7349个,负离子模式下检测到质谱峰数6070个,其中通过一、二级质谱数据,于自建库、Metlin、HMDB等代谢物数据库中注释到非挥发性物质388个(正离子模式)和230个(负离子模式)。对样品中的非挥发性物质进行PCA,由图1可知,加入橡木片的柿白兰地样本较为聚集,且与未加橡木片白兰地距离较远,说明添加橡木片的柿白兰地中代谢物种类或者丰度与对照组有较大的差别,且橡木片添加量越高对陈酿的效果影响越大。 



进一步比较处理组和对照组差异非挥发性物质种类可以发现(表6),随着橡木片添加量的提高,差异非挥发性物质种类也随之增加,添加量为5、10 g/L和15 g/L时,处理组与对照组中非挥发性物质种类差异依次达到207、267 种和295 种。由图2可以看出,有12种非挥发性物质在添加橡木片的处理组中消失,它们可能作为前体同橡木片浸提物发生反应而被消耗。与之相比,有更多的非挥发性物质在各添加量的柿白兰地中均有出现,新增物质种类有183 种,根据HMDB数据库,将这些新增非挥发性物质分为21类,其中异戊烯醇酯类最多,有40 种,有机氧化合物有30 种,黄酮类有20 种,羧酸及其衍生物有13 种,脂肪酰基有3 种,类固醇及其衍生物有8 种,香豆素及其衍生物有7 种,苯并吡喃、单宁有6 种,肉桂酸及其衍生物有4 种,嘌呤核苷有3 种,2-芳基苯并呋喃黄酮类化合物、唑系、二氢呋喃、甘油酯类、吲哚及其衍生物、异香豆素及其衍生物、酚类、嘧啶核苷均有2 种,氮杂菲酮类有1 种、其他有16 种。 
如表7所示,非挥发性成分中部分物质的相对丰度随着橡木片添加量的增加而增加,如山茶花素A、灵芝酸、Castacrenin C等;而部分物质的相对丰度则出现先上升后下降的趋势,在橡木片添加量为10 g/L时相对丰度最高,如葡萄糖苷、Castacrenin E等。橡木片的添加丰富了柿白兰地中非挥发性成分的种类与丰度,新增的非挥发性成分中不乏有益物质。
如表8所示,加入橡木片陈酿的柿白兰地中,总酚含量显著增加,且总酚含量随橡木片添加量的增加而增加。90 d是柿白兰地浸提橡木片中多酚物质的关键时间点,橡木片添加量为5 g/L和10 g/L的柿白兰地在陈酿90 d时总酚含量达到最高,橡木片添加量为15 g/L的柿白兰地同样在陈酿90 d时总酚含量趋于稳定,而未添加橡木片的柿白兰地在同样的陈酿时间内总酚含量稳定在10 mg/L左右。此外,如表9所示,加入橡木片陈酿的柿白兰地具有更强的DPPH自由基清除能力,且DPPH自由基清除能力随橡木片添加量的增加而上升。柿白兰地的DPPH自由基清除能力变化与多酚含量变化类似,橡木片添加量为5 g/L的柿白兰地在陈酿90 d时对DPPH自由基的清除能力达到最高值,随后下降,而添加量为10 g/L和15 g/L的柿白兰地在陈酿90 d后对DPPH自由基的清除能力趋于稳定。
从实验结果看,使用橡木片代替橡木桶能够达到与橡木桶陈酿相近的结果,但是陈酿周期明显缩短。橡木桶陈酿白兰地往往需要数年的时间,与之相比,本研究中,加入橡木片的柿原白兰地在陈酿90 d后,柿白兰地中总酚含量便达到最高。橡木片缩短陈酿周期的原因在于,相较于橡木桶,橡木片与柿白兰地的接触面积更大,萃取效率高。
如表10所示,柿白兰地的澄清度评分均高于8分,说明柿白兰地酒体有光泽,无悬浮物和沉淀物。但橡木片添加量为0 g/L的柿白兰地的色泽、香气、口味、典型风格分数相对较低,感官评价总分分别为45.5、58.8、69.8和72.5。橡木片添加量为10 g/L和15 g/L陈酿的柿白兰地澄清透明,色泽金黄,有明显的橡木香及酒香,香气协调,品尝起来酒体醇和丰满,回味悠长,具有较典型的柿白兰地特征,感官评分最高为72.5。 实际上,欧盟法规(CE)第2165/2005号和(CE)第1507/2006号批准,这些法规定义了葡萄酒中橡木碎片的使用方式,但目前,高品质的白兰地仍然必须利用橡木桶进行陈酿获得,不能仅通过浸泡橡木制品,所以橡木片在柿白兰地陈酿时的应用仍然需要进一步的探索以提高白兰地品质。不同产地的橡木同样会对白兰地的品质产生影响,目前,葡萄酒中使用的橡木制品大多来自于法国橡木和美国橡木。此外,橡木的风干时间及方法、橡木品种等因素也会影响挥发性香气成分。可见,通过橡木片改善柿白兰地风味的方法并不局限于本研究所使用的方法,可以通过变换橡木片的类型优化柿白兰地的品质。
利用GC-MS对橡木片陈酿的柿白兰地中挥发性成分进行检测与分析,共检测到33种挥发性成分,主要成分为酯类物质,包括乙酸乙酯、辛酸乙酯和癸酸乙酯等,这些酯类物质大多呈花果香气,在橡木片添加量为10 g/L时,柿白兰地中的挥发性成分含量最高;利用LC-MS对柿白兰地中的非挥发性成分进行检测与分析,发现柿白兰地中非挥发性成分种类丰富,经橡木片陈酿的柿白兰地中,非挥发性物质种类及含量显著增加,共检测出183种、21类差异代谢物,橡木片中被萃取到酒体中的物质大多数都随橡木片添加量的增加而增加,且对柿白兰地的品质具有积极影响,它们不仅能提供多样的味道使柿白兰地的风味更为丰富,还能提高柿白兰地的功能性作用。橡木片陈酿对柿白兰地中酚类物质以及抗氧化能力均有积极影响,均随着橡木片添加量的增加而增加,陈酿90 d时基本达到平衡;在感官评价中,橡木片添加量为15 g/L时评分最高,为72.5。本实验为橡木片在柿白兰地中的应用提供了理论基础。
本文《橡木片陈酿对柿白兰地风味的影响》来源于《食品科学》2023年44卷第14期298-304页,作者:李佳敏,孙金旭,王紫娟,袁野,朱会霞,聂馨玙,刘可昕,张一凡,敖常伟。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220908-076。