桑葚（Fructus Mori）为桑科（Moraceae Gaudich.）桑树的成熟紫黑色果实[1]，被我国卫生部列为药食同源水果。广西蚕桑资源丰富，每年生产大量的桑叶[2]和桑葚[3]等。基于桑葚果实酸甜适中、果香味浓郁且含水量高等特点[4]，果酒已成为桑葚加工的侧重点之一。传统白兰地是以葡萄为原料，经发酵、蒸馏、陈酿而成的蒸馏酒[5]。近年来，部分消费者出于创新和营养健康方面的考虑，倾向于选择以香梨、桑葚、山楂等水果为原料，按照传统白兰地的酿造工艺酿造而成的新品类的果酒白兰地[6]。
陈酿是决定白兰地品质优劣的关键阶段之一，白兰地的品质等级与陈酿时间以及风味物质的添加有直接的关系[7]。适宜的陈酿工艺可使白兰地口感、风味、色泽等品质特征提升。香荚兰是一种在我国华南、西南等地广泛分布的多年生草本植物[8]，因其独特的芳香气味与药用价值，广泛应用于食品调味中[9]。香荚兰含有香草醛、香草醇等挥发性成分，可赋予酒体醇厚的风味特征[8]。此外，在基酒中添加橡木片制品已成为橡木桶陈酿白兰地的一种替代方法，橡木中富含丰富的木质素及可溶性单宁，能较好的平衡挥发性芳香物质和酚类化合物[10]。无论在发酵前、发酵中或在酒样陈酿期添加橡木制品都对提升酒中酚类物质含量和增加酒样中香气的复杂度有益[11]。在陈酿过程中，酒液的酒精度越高，多醇溶性物质在橡木中的萃出率也就更高[12]。已有研究表明，在发酵罐中加入橡木片可以起到与样酒在橡木桶中发酵类似的作用[13]，且与橡木桶发酵相比，橡木片的使用具有降低成本、显著缩短产品生产和上市周期等优势[14]。目前香荚兰在酿酒中的应用少有报道，且橡木片在酿酒中的应用主要集中在制作传统葡萄酒和白兰地中，而对桑葚白兰地风味影响方面的研究鲜见报道。
因此，本研究通过在桑葚白兰地基酒陈酿中添加香荚兰与不同含量的橡木片，经过感官评价后，利用气相色谱离子迁移谱（gas chromatography-ion mobility spectrometry，GC-IMS）技术对酒样挥发性成分进行分析，并结合指纹图谱、主成分分析（principal component analysis，PCA）与偏最小二乘判别分析（partialleastsquares-discriminant analysis，PLS-DA），比较不同方法陈酿的桑葚白兰地挥发性成分之间的差异。旨在探索添加香荚兰与橡木片对桑葚白兰地陈酿风味的影响，为桑葚白兰地品质的提升提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
班恩香荚兰（14～16 mm）（产地马达加斯加）、法国橡木片（10～15 mm）：市售；桑葚白兰地基酒（酒精度43%vol）：本实验室制备。
1.2 仪器与设备
CTC-Combi PAL自动进样装置：瑞士CTC Analytics公司；FlavourSpec型气相色谱离子迁移谱（GC-IMS）联用仪：德国G.A.S公司；JKX-SJ04精密酒精计：河北青县燕河玻璃仪器厂。
1.3 方法
1.3.1 不同陈酿桑葚白兰地酒样的制备
添加2 mg/mL香荚兰[15]于桑葚白兰地基酒中，并分别添加8 mg/mL和12 mg/mL重度烘烤（（230±20）℃，烘烤30 min）的橡木片[16]，混合均匀后，密封，避光于20～25 ℃，浸泡90 d，过滤澄清后分别得到酒样A和酒样B备用。
1.3.2 桑葚白兰地酒样的感官评价
参照GB/T 11856—2008《白兰地》[17]，并进行改良。选取8名有丰富饮酒经验的品尝人员（男女各4人），对桑葚白兰地酒样进行感官评定，从外观、色泽、香气、口感、风味5个方面进行评分，满分100分。桑葚白兰地感官评分标准见表1。
表1 桑葚白兰地感官评价标准
Table 1 Sensory evaluation standards of mulberry brandy
项目 指标特级（90～100 分）优级（80～89 分）一级（70～79 分）二级（60～69 分）外观（10 分）色泽（10 分）香气（30 分）口感（40 分）风味（10 分）晶亮、无悬浮物、无沉淀色泽均匀、透亮、有光泽具有和谐的果香，陈酿的橡木香，醇和的酒香，幽雅浓郁醇和、甘冽、沁润、细腻、丰满、绵柔具有本品独特的风味无悬浮物、无沉淀色泽均匀、有光泽具有果香，陈酿的橡木香，醇和的酒香醇和、甘冽、丰满、绵柔具有本品突出的风味少量悬浮物、少量沉淀色泽均匀、无光泽具有果香，橡木香及酒香，香气协调、浓郁醇和、甘冽、无杂味具有本品明显的风味浑浊色泽不均匀具有果香、酒香，无明显异味较为纯正、无杂味具有本品应有的风味
1.3.3 桑葚白兰地酒样中挥发性风味物质的测定
不同桑葚白兰地酒样中挥发性风味物质采用GC-IMS技术测定[18]。
进样条件：采用自动顶空进样方式，将5 mL酒样置于20 mL顶空瓶中，顶空孵化温度60 ℃，孵化转速500 r/min，孵化时间10 min，进样量100 μL，每个样品做3组平行实验。
GC条件：MXT-WAX色谱柱（30 m×0.53 mm，1 μm）；柱温60 ℃；载气/漂移气为高纯氮气（纯度＞99.999%）；漂移气初始流速2.0 mL/min，保持2 min，在2～10 min内线性增至10 mL/min，10～20 min内线性增至100 mL/min，保持10 min。
IMS条件：漂移管长度5 cm；管内线性电压400 V/cm；漂移管温度45 ℃；漂移气为高纯氮气（N2）（纯度＞99.999%）；漂移气流速150 mL/min。
定性定量方法：采用风味分析仪配套的VOCal软件及GC-IMS Library Search软件内置的美国国家标准技术研究所（national institute of standards and technology，NIST）数据库和IMS数据库对风味物质定性分析；通过Laboratory Analytical Viewer（LAV）分析软件中的Reporter插件对比样品之间的二维俯视图、三维谱图的差异；通过Gallery Plot插件对挥发性风味物质进行相对定量。
1.3.4 数据处理
采用SPSS 22.0软件进行显著性分析；使用R软件及其插件进行多元统计分析并绘图。
2 结果与分析
2.1 不同桑葚白兰地感官评价结果
对3种不同桑葚白兰地酒样（基酒、酒样A和酒样B）的外观、色泽、香气、口感、风味进行评定，评定结果见表2。由表2可知，依据感官评定分数排名：酒样B＞酒样A＞基酒，在陈酿中添加香荚兰和不同含量橡木片的桑葚白兰地的综合评分较高并且酒体丰满、色泽较艳、香气浓郁、口感柔和，其中酒样B的口感和风味均明显高于其他两组。基酒口感带有轻微辛辣的苦味，色泽较暗沉，可能是由于基酒中杂醇含量高，因此综合评分较低。陈酿中添加香荚兰和不同含量橡木片，使桑葚白兰地的品质提高，酒体更加柔和醇厚，色泽更艳丽，香气更浓馥。
表2 不同桑葚白兰地的感官评定结果
Table 2 Sensory evaluation results of different mulberry brandies
注：不同字母表示同类评定项目不同样品间差异显著（P＜0.05）。
酒样 外观/分色泽/分香气/分口感/分风味/分综合感官评分/分 级别基酒酒样A酒样B 7.3±0.3b 9.7±0.2a 9.9±0.1a 8.0±0.0a 9.0±0.8a 9.3±0.5a 19±1.2b 24±1.6a 26±0.4a 30±0.9b 32±1.6ab 36±0.8a 6.7±0.5b 7.3±0.9b 9.6±0.5a 71.9±3.0c 84.4±5.3b 93.3±2.3a一级优级特级
2.2 不同桑葚白兰地酒样挥发性成分GC-IMS谱图
利用GC-IMS技术对3种不同桑葚白兰地酒样（基酒、酒样A和酒样B）的挥发性风味物质进行检测分析，为了更好地反映不同酒样间挥发性成分的相对差异，以基酒为参比，其余谱图扣除基酒样品的信号峰，利用设备附带的插件Reporter得到3个样品间的差异图谱。不同桑葚白兰地酒样GC-IMS二维谱图及差异谱图见图1。图1a中，反应离子峰两侧的每一个点代表一种挥发性成分。白色表示浓度较低，红色表示浓度较高，颜色越深表示浓度越高。由图1a可知，3种不同酒样的挥发性有机物可以被GC-IMS较好地分离开。由图1b可知，酒样A与酒样B均与基酒存在显著差异，说明添加香荚兰以及不同含量的橡木片对桑葚白兰地的挥发性成分具有较为显著的影响。
图1 不同桑葚白兰地挥发性风味成分GC-IMS分析二维谱图（a）及差异谱图（b）
Fig.1 Two-dimensional (a) and differential spectrum (b) of volatile flavor compounds in different mulberry brandies analysis by GC-IMS
2.3 不同桑葚白兰地酒样GC-IMS挥发性成分分析
通过GC-IMS内置的NIST数据库和IMS数据库对酒样中的挥发性成分进行定性定量分析，结果见表3。由表3可知，在3类酒样中共检测出61种挥发性风味成分，包括酯类27种、醛类10种、酮类7种、醇类13种（不包括乙醇）、酸类1种及其他类3种。酯类化合物是检出种类最多的化合物，总相对含量为30.01%～32.22%。酯类芳香化合物在维持白兰地的感官特性方面发挥着关键作用，是酒体形成浓郁酒香气的主要贡献者[19]，也是白兰地香气有益风味属性的贡献者，它们为酒体提供了丰富的果味、花香和甜味[20]，如丁酸乙酯和异丁酸乙酯，为酒体带来了丰富的玫瑰香、菠萝香。其次是醛酮类物质，总相对含量为9.82%～11.12%。醛酮类物质具有特殊香气，在酒体中具有良好的增香作用，但过多的醛会使酒体过于辛辣刺激[21]。在酒样中检测到的丙烯醛含量相对较高，最高达2.38%，该成分具有一定的刺激性。庚二烯醛和壬醛有助于增加白兰地的水果香气和植物风味。另外，除乙醇外的醇类物质的相对含量最高，总相对含量为55.84～58.62%。通常，醇类的主要来源包括酵母发酵、氨基酸转化和亚麻酸降解产物的氧化[22]，其丰富了白兰地的风味。桑葚白兰地中异戊醇的含量明显高于其他醇类，异戊醇为酒样带来了花果香的风味[23]。酸类风味化合物仅检测到了相对含量为0.46%～0.54%的乙酸。其他类化合物的相对含量为0.35%～0.98%，其中2-甲基吡嗪为酒样带来了坚果香、青香、烘烤香。
表3 不同桑葚白兰地中检测出的挥发性成分及其相对含量
Table 3 Volatile components and their relative contents detected in different mulberry brandies
序号 挥发性风味成分 CAS 分子式 分子质量保留指数保留时间/s漂移时间/ms 基酒相对含量/%酒样A 酒样B 气味特征1 2 3 4 5酯类辛酸乙酯庚酸乙酯反式-2-己烯酸乙酯乳酸乙酯正己酸乙酯C106321 C106309 C27829727 C97643 C123660 C10H20O2 C9H18O2 C8H14O2 C5H10O3 C8H16O2 172.3 158.2 142.2 118.1 144.2 1 447.9 1 367.2 1 357.5 1 358.2 1 241.1 1 135.26 952.78 932.85 934.38 728.62 1.494 28 1.408 11 1.306 27 1.537 37 1.800 51 0.14±0.04a 0.20±0.03a 0.20±0.01a 0.09±0.00a 0.14±0.02b 0.17±0.05a 0.21±0.01a 0.22±0.02a 0.09±0.01a 0.16±0.00ab 0.16±0.04a 0.18±0.02a 0.19±0.01a 0.07±0.02a 0.16±0.01a似白兰地香气菠萝香青草、树莓、朗姆香精的调味水果香菠萝、香蕉水果香气
续表
序号 挥发性风味成分 CAS 分子式 分子质量保留指数保留时间/s漂移时间/ms 基酒相对含量/%酒样A 酒样B 气味特征6 7 8 9 1 0 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27乙酸戊酯乙酸异戊酯-单体乙酸异戊酯-二聚体巴豆酸乙酯异丁酸异丁酯甲酸异戊酯-单体甲酸异戊酯-二聚体3-甲基丁酸乙酯3-甲基丁酸乙酯丁酸乙酯乙酸异丁酯-单体乙酸异丁酯-二聚体2-甲基丁酸甲酯乙酸丙酯-单体乙酸丙酯-二聚体异丁酸乙酯-单体异丁酸乙酯-二聚体丙酸乙酯-单体丙酸乙酯-二聚体乙酸乙酯乙酸甲酯甲酸乙酯醛类庚二烯醛壬醛戊醛3-甲基丁醛丁醛丙烯醛异丁醛丙醛乙醛糠醛酮类羟基丙酮3-羟基丁酮2-庚酮2-戊酮4-甲基-2-戊酮丙酮1-戊烯-3-酮醇类正己醇异戊醇-单体异戊醇-二聚体C628637 C123922 C123922 C623701 C97858 C110452 C110452 C108645 C108645 C105544 C110190 C110190 C868575 C109604 C109604 C97621 C97621 C105373 C105373 C141786 C79209 C109944 C7H14O2 C7H14O2 C7H14O2 C6H10O2 C8H16O2 C6H12O2 C6H12O2 C7H14O2 C7H14O2 C6H12O2 C6H12O2 C6H12O2 C6H12O2 C5H10O2 C5H10O2 C6H12O2 C6H12O2 C5H10O2 C5H10O2 C4H8O2 C3H6O2 C3H6O2 130.2 130.2 130.2 114.1 144.2 116.2 116.2 130.2 130.2 116.2 116.2 116.2 116.2 102.1 102.1 116.2 116.2 102.1 102.1 88.1 74.1 74.1 1 177.0 1 136.4 1 137.6 1 142.8 1 117.0 1 080.6 1 081.8 1 065.7 1 065.1 1 050.9 1 027.2 1 027.8 1 021.6 991.4 992.0 980.3 980.8 971.6 972.1 903.4 850.4 832.9 626.22 547.19 549.42 559.01 513.09 457.33 458.97 437.653 436.833 418.79 390.36 391.07 384.00 352.28 352.70 343.52 343.941 336.855 337.271 288.916 256.402 246.469有香蕉或梨的气味甜味、香蕉味1.304 91 1.744 35 1.408 80 1.539 60 1.330 48 1.651 05 1.363 04 1.256 60 1.646 04 1.558 38 1.608 69 1.296 42 1.530 63 1.280 82 1.476 78 1.320 23 1.564 35 1.272 07 1.453 79 1.332 28 1.194 34 1.224 34 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 C5910850 C124196 C110623 C590863 C123728 C107028 C78842 C123386 C75070 C98011 C7H10O C9H18O C5H10O C5H10O C4H8O C3H4O C4H8O C3H6O C2H4O C5H4O2 110.2 142.2 86.1 86.1 72.1 56.1 72.1 58.1 44.1 96.1 1 493.0 1 401.5 996.9 930.1 913.6 856.9 832.8 821.4 768.2 1 492.4 1 251.81 1 026.39 356.863 306.841 295.586 260.154 246.398 240.145 213.049 1 250.27 0.11±0.01a 1.52±0.05a 1.34±0.00a 0.13±0.01a 0.47±0.02a 0.41±0.01b 0.50±0.01b 0.57±0.01a 0.48±0.00a 3.06±0.07a 0.34±0.01a 0.15±0.01a 0.03±0.00b 0.49±0.01a 0.05±0.01a 1.39±0.01b 2.17±0.12a 1.14±0.02c 0.81±0.08a 13.66±0.38a 2.49±0.07a 0.15±0.05a 0.11±0.01a 1.24±0.02b 1.29±0.02b 0.10±0.00b 0.45±0.02a 0.44±0.01a 0.55±0.01a 0.56±0.01a 0.41±0.00b 2.68±0.01b 0.22±0.01b 0.13±0.00b 0.03±0.00b 0.48±0.01a 0.04±0.00b 1.51±0.02a 1.82±0.04b 1.22±0.00b 0.64±0.03b 12.76±0.10b 2.27±0.03b 0.17±0.01a 0.10±0.01a 1.10±0.02c 1.25±0.01c 0.09±0.01b 0.43±0.01a 0.45±0.00a 0.57±0.00a 0.57±0.01a 0.41±0.00b 2.75±0.04b 0.20±0.00c 0.13±0.00b 0.27±0.00a 0.47±0.01a 0.03±0.00b 1.49±0.03a 1.83±0.04b 1.32±0.03a 0.72±0.02ab 12.84±0.21b 2.40±0.03a 0.18±0.01a辛辣气味有菠萝、葡萄皮香气和醚香有强烈的香蕉、李子等水果香味有轻微果香玫瑰、菠萝香水果味、香蕉味有醚香、果香、青香香蕉和蜂蜜香有水果香味菠萝香、微涩似芝麻水果香、酒香具有芳香味似菠萝香1.212 26 1.484 49 1.423 14 1.407 81 1.284 11 0.976 50 1.283 01 1.069 55 1.025 76 1.092 79 38 39 40 41 42 43 44 C116096 C513860 C110430 C107879 C108101 C67641 C1629589 C3H6O2 C4H8O2 C7H14O C5H10O C6H12O C3H6O C5H8O 74.1 88.1 114.2 86.1 100.2 58.1 84.1 1 298.0 1 286.2 1 241.9 998.5 1 025.2 838.0 1 020.2 819.898 799.86 729.74 358.53 388.127 249.315 382.406 0.19±0.01c 0.09±0.02a 0.11±0.01a 0.16±0.01a 0.26±0.00c 2.38±0.07a 0.5±0.03a 0.98±0.12a 1.39±0.11a 0.05±0.01b 0.26±0.00b 0.08±0.02a 0.08±0.00b 0.15±0.00a 0.27±0.00b 2.05±0.04b 0.37±0.02b 0.75±0.02b 1.10±0.05b 0.08±0.00a 0.30±0.01a 0.09±0.03a 0.07±0.00b 0.16±0.00a 0.28±0.00a 1.85±0.01c 0.36±0.02b 0.71±0.02b 1.14±0.05b 0.09±0.01a青草、脂肪、水果和香辛料似香味有油脂味和甜橙味似坚果、苦杏仁、辛香有苹果香味刺激性青香刺激性气味刺激性气味青香有辛辣刺激性气味焦苦、杏仁气味1.212 24 1.313 33 1.632 03 1.369 83 1.475 68 1.110 05 1.314 63 45 46 47 C111273 C123513 C123513 C6H14O C5H12O C5H12O 102.2 88.1 88.1 1 370.9 1 222.3 1 221.6 960.45 700.80 699.68 0.61±0.03a 0.28±0.02a 0.27±0.04a 0.65±0.03a 0.15±0.01a 3.04±0.11a 0.05±0.00b 0.67±0.08a 0.31±0.01a 0.29±0.02a 0.50±0.01b 0.09±0.01b 3.11±0.06a 0.06±0.00a 0.59±0.03a 0.29±0.02a 0.26±0.02a 0.45±0.01c 0.08±0.00b 3.13±0.08a 0.06±0.00a醇香呈奶油香气辛辣、奶油香有特殊的辛辣、芳香气味有芳香酮气味有特殊的辛辣、芳香气味呈醚香、香辣等强刺激性气味1.333 69 1.325 97 1.487 42 0.22±0.02a 8.16±0.12b 19.66±0.34b 0.23±0.01a 8.52±0.11a 20.17±0.16a 0.20±0.02a 8.66±0.18a 19.96±0.17ab花香、甜香、青草气味奶酪香、腐败臭
续表
注：不同字母表示同类化合物不同样品间差异显著（P＜0.05）。
序号 挥发性风味成分 CAS 分子式 分子质量保留指数保留时间/s漂移时间/ms 基酒相对含量/%酒样A 酒样B 气味特征48 49 50 51 52 53 54 55 56 57正丁醇-单体正丁醇-二聚体异丁醇-单体异丁醇-二聚体3-甲基-2-丁醇丙醇2-丁醇异丙醇甲醇3-甲基-3-丁烯-1-醇酸类乙酸其他2-甲基吡嗪单体3-甲基吡嗪二聚体2-甲基呋喃C71363 C71363 C78831 C78831 C598754 C71238 C78922 C67630 C67561 C763326 C4H10O C4H10O C4H10O C4H10O C5H12O C3H8O C4H10O C3H8O CH4O C5H10O 74.1 74.1 74.1 74.1 88.1 60.1 74.1 60.1 32.0 86.1 1 158.8 1 158.8 1 105.2 1 106.2 1 063.2 1 051.5 1 027.2 933.2 888.5 1 242.5 589.49 589.49 493.41 495.05 434.37 419.61 390.36 308.925 279.329 730.732 1.391 95 1.268 40 1.262 86 1.370 55 1.451 94 1.267 87 1.341 87 1.265 50 0.974 31 1.444 97 58 C64197 C2H4O2 60.1 1 500.8 1 273.28 0.75±0.10a 2.74±0.13b 7.37±0.01b 10.22±0.02b 0.14±0.00a 4.55±0.06c 0.53±0.01a 0.60±0.03b 0.66±0.02a 0.26±0.02a 0.77±0.03a 2.92±0.02a 7.91±0.05a 10.61±0.06a 0.12±0.00b 5.21±0.12b 0.52±0.01a 0.73±0.02a 0.68±0.02a 0.29±0.02a 0.67±0.02a 2.79±0.03ab 7.95±0.02a 10.62±0.03a 0.12±0.00b 5.47±0.05a 0.50±0.00b 0.69±0.04a 0.69±0.03a 0.29±0.02a水果香、青草味杂醇油、酒精味有果香香气醇香、成熟水果香有类似葡萄酒的气味木质香略带乙醇气味1.163 29 59 60 61 C109080 C109080 C534225 C5H6N2 C5H6N2 C5H6O 94.1 94.1 82.1 1 296.7 1 296.7 863.2 817.67 817.67 263.905 0.46±0.01b 0.54±0.03a 0.46±0.05b 刺激性酸味有坚果香、青香、烘烤香1.078 86 1.393 36 1.254 55 0.17±0.01a 0.08±0.01a 0.11±0.01c 0.16±0.01a 0.08±0.00a 0.41±0.01b 0.17±0.01a 0.06±0.01a 0.76±0.01a 类似醚臭
2.4 不同桑葚白兰地酒样GC-IMS指纹图谱
为了进一步对不同酒样中的挥发性成分定性分析，通过GC-IMS自带的Gallery Plot插件绘制指纹图谱，结果见图2。由图2可知，a区域代表3种酒样共有相似性挥发物质，包括乙醇、3种未成功定性物质、丙酸乙酯、丙酮等共37种；b区域代表基酒中相对含量较高的挥发性物质，包括异丁酸异丁酯、戊醛、乙酸丙酯等20种；c区域代表酒样A与B中相对含量较高的挥发性物质，包括异丙醇、甲酸乙酯、3-甲基-3-丁烯-1-醇等5种；d区域代表酒样B中相对含量较高的挥发性物质，包括2-甲基呋喃、糠醛等3种。
图2 不同桑葚白兰地挥发性有机物指纹图谱
Fig.2 Fingerprint of volatile organic components in different mulberry brandies
结果表明，基酒与在陈酿中添加香荚兰和不同含量橡木片的桑葚白兰地挥发性成分存在显著性差异。这可能是因为在白兰地陈酿过程中添加香荚兰与橡木片后，香荚兰中酯类、醇类和酸类物质溶出，橡木片与基酒中的醇类和酸类成分相互作用。白兰地与木材的接触会将特定的化学物质转移到酒体中，部分醇和酸类物质含量增加，促进酯化反应生成酯[24]，从而促进香气化合物的扩散[25]。其中，酒样A与酒样B中糠醛相对含量的递增可能是因为重度烘烤橡木片中产生的酚醛和挥发性酚等成分在陈酿过程中转移到酒体[26]，或是在蒸馏过程中从酒糟中剩余的戊糖中产生[27]，其在酒体中的质量浓度一般为0.5～82.5 mg/L[28]，可以使酒体呈现出烟味、咖啡味和香草味等复杂香气[26]。
2.5 不同桑葚白兰地酒样挥发性风味成分主成分分析
不同桑葚白兰地酒样挥发性风味成分主成分分析结果见图3。由图3可知，主成分1（PC1）方差贡献率为68.3%，主成分2（PC2）方差贡献率为20.3%，二者累计方差贡献率88.6%，说明降维分析时保留了挥发性风味成分的主要有效信息。PCA结果表明，同一酒样的平行样本之间聚集的较为紧密，不同酒样则存在一定距离。其中酒样B和酒样A之间距离相对接近。说明酒样B和酒样A之间挥发性风味物质种类较为相似，且与基酒间隔较远，体现出添加香荚兰和橡木片陈酿后明显的风味成分差异性。由图4可知，酒样A与B之间的距离最近，说明两者的相似度较高，酒样A和B与基酒之间的距离较远，说明其酒体风格差异明显。这表明在添加橡木片与香荚兰后，酒样中挥发性化合物会发生明显变化。同时，在陈酿过程中不同含量橡木片的添加也有差别，这一结论与PCA以及GC-IMS指纹谱图结果相吻合。
图3 不同桑葚白兰地挥发性风味成分主成分分析
Fig.3 Principal component analysis of volatile flavor components in different mulberry brandies
图4 不同桑葚白兰地欧氏距离
Fig.4 Euclidean distance of different mulberry brandies
2.6 不同桑葚白兰地差异性挥发性成分的筛选
为了更好地筛选引起样品间差异的挥发性化合物，对已识别的挥发性化合物进行了PLS-DA多元统计分析，结果见图5。由图5a可知，3种不同桑葚白兰地均在主成分1上明显区分，且酒样B和酒样A之间距离相对接近，这与主成分分析结果吻合。数据处理结果显示，模型解释变异度R2X为0.902，模型预测能力Q2Y为0.919，说明模型拟合良好，具有良好的预测特性。由图5b可知，经过置换检验验证，验证结果无过拟合现象（P＜0.05），确定本模型可用于分析3种不同桑葚白兰地样品间的差异性挥发性风味物质。
图5 不同桑葚白兰地挥发性风味成分偏最小二乘判别分析散点图（a）、置换检验结果（b）及变量投影重要性值（c）
Fig.5 Scatter plot (a), permutation tests results (b) and variable importance in projection values(c)of partial least squaresdiscrimination analysis of volatile flavor components in different mulberry brandy
依据变量重要性投影（variable importance in projection，VIP）将每个变量对分类的贡献进行量化。根据样品中挥发性化合物浓度的差异，一般VIP值＞1可认定其为关键差异挥发性化合物[29]。由图5c可知，在本研究中不同桑葚白兰地酒样中共24种关键差异挥发性化合物VIP值＞1，包括11种酯类，4种醛类，3种酮类，3种醇类，1种酸类和2种其他类化合物。乙酸是PLS-DA分析结果中VIP值最高的化合物，是酒样中主要的挥发性酸类成分。在酒的陈酿过程中，乙醇的氧化会产生少量乙酸，并且木材的纤维素中也可浸渍提取出乙酸。
由图6可知，PLS-DA模型筛选出的24种关键差异挥发性化合物（VIP值＞1）组间差异分类较好。24种差异代谢物在添加橡木片与香荚兰后，乙酸异戊酯-二聚体、丁酸乙酯、丙酸乙酯-二聚体、乙酸甲酯、丙烯醛、羟基丙酮、2-丁醇的相对含量显著下降；异丁酸乙酯-单体、庚二烯醛、丁醛、1-戊烯-3-酮、异戊醇-单体、2-甲基呋喃的相对含量显著上升。其中，吡嗪和呋喃化合物是烘烤木材中形成的美拉德反应化合物[28]。庚酸乙酯、乳酸乙酯、羟基丙酮、3-羟基丁酮和异戊醇的相对含量在酒样A中显著升高，而庚二烯醛、丁醛和2-甲基呋喃的相对含量在酒样B中显著升高。
图6 不同桑葚白兰地中24种关键差异性挥发成分聚类分析热图
Fig.6 Heat map of clustering analysis of 24 key differential volatile compounds in different mulberry brandies
颜色由蓝色到红色，代表相对含量由低到高。
3 结论
该研究借助GC-IMS技术对陈酿过程中添加香荚兰与不同含量橡木片的桑葚白兰地挥发性成分进行检测分析，结果表明，共检出61种挥发性风味化合物，包括酯类27种、醛类10种、酮类7种、醇类13种、酸类1种及其他类3种。并基于变量投影重要性（VIP）值，通过PLS-DA模型筛选出24种关键差异挥发性化合物（VIP值＞1）。其中与基酒相比，在陈酿过程中添加橡木片与香荚兰成分的酒样中庚二烯醛、丁醛、1-戊烯-3-酮、2-甲基呋喃等挥发性化合物的相对含量更高，酒样A具有庚酸乙酯、乳酸乙酯、羟基丙酮等特征风味成分，酒样B则具有庚二烯醛、丁醛和2-甲基呋喃等特征风味成分。橡木片与香荚兰的添加对酒样陈酿的风味化合物变化有着显著的影响，可明显提升桑葚白兰地的品质。为丰富不同桑葚白兰地品质特性提供了参考信息。
[1]李乳姝，侯力天，李若晗，等.桑葚酒生物活性成分及香气品质研究进展[J].食品工业科技，2024，45（7）：328-334.
[2]廖森泰，肖更生，黄先智，等.国家蚕桑产业技术体系成果：蚕桑资源多元化利用技术与产品[J].蚕业科学，2017，43（1）：169-176.
[3]崔琛，张宸瑞，李莎，等.桑葚活性物质及其加工利用研究进展[J].食品研究与开发，2023，44（3）：208-213.
[4]杨婉媛，陈晓维，罗文珊，等.桑葚的功效成分及加工利用研究进展[J].中国果菜，2022，42（12）：48-53.
[5]郑升海.桑葚白兰地酿造的关键工艺技术研究[D].自贡：四川轻工业大学，2021.
[6]何若菡.陈酿方式对白兰地香气成分的影响[D].烟台：烟台大学，2023.
[7]王鑫，李华，王华.白兰地香气成分的研究进展[J].食品科学，2018，39（19）：287-295.
[8]施志凡，尹金芳，左怡丹，等.微池顶空萃取GC-MS法分析香茅草挥发性风味成分[J].中国调味品，2019，44（11）：79-84.
[9]EKPENYONG C E, AKPAN E, NYOH A.Ethnopharmacology, phytochemistry, and biological activities of Cymbopogon citratus (DC.) Stapf extracts[J].Chinese J Natur Med,2015,13(5):321-337.
[10]曾朝珍，康三江，张霁红，等.不同陈酿时间苹果白兰地主要香气成分变化分析[J].食品科学技术学报，2019，37（3）：76-85.
[11]毕芸杰.葡萄品种、陈酿时间与橡木制品对白兰地香气成分的影响[D].烟台：烟台大学，2021.
[12]VAN LEEUWEN C, SGUBIN G, BOIS B, et al.Climate change impacts and adaptations of wine production[J].Nat Rev Earth Environ,2024,5(4):258-275.
[13]SCHWARZ M,RODRÍGUEZ M C,SÁNCHEZ M,et al.Development of an accelerated aging method for Brandy[J].LWT-Food Sci Technol,2014,59(1):108-114.
[14]李佳敏，孙金旭，王紫娟，等.橡木片陈酿对柿白兰地风味的影响[J].食品科学，2023，44（14）：298-304.
[15]李瑞丽，田数，郭春生，等.基于感官导向的香荚兰特征风味物质分析及重构[J].食品科学，2023，44（4）：217-223.
[16]冷慧娟.催陈处理对赤霞珠葡萄酒品质的影响[D].济南：齐鲁工业大学，2014.
[17]国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T 11856—2008 白兰地[S].北京：中国标准出版社，2008.
[18]HAO Y,LI J,ZHAO Z,et al.Flavor characteristics of Shanlan rice wines fermented for different time based on HS-SPME-GC-MS-O, HS-GC-IMS,and electronic sensory analyses[J].Food Chem,2024,432(1):137150.
[19]陶永胜，李娜.葡萄酒中香气物质研究进展[J].食品科学技术学报，2023，41（3）：28-40.
[20]GEHLKEN J,POUR NIKFARDJAM M,ZÖRB C.Prediction of sensory attributes in winemaking grapes by on-line near-infrared spectroscopy based on selected volatile aroma compounds[J].Anal Bioanal Chem,2023,415(8):1515-1527.
[21]CORREIA A C,MILJIC′ U,JORDÁO A M.Storage of a white wine with different untoasted wood species: impact on the chemical composition and sensory characteristics[J].Eur Food Res Technol,2023,249(10):2689-2703.
[22]RODRÍGUEZ-SOLANA R, GALEGO L R, PÉREZ-SANTÍN E, et al.Production method and varietal source influence the volatile profiles of spirits prepared from fig fruits(Ficus carica L.)[J].Eur Food Res Technol,2018,244(12):2213-2229.
[23]LISANTI M T,CAPUANO R,MOIO L,et al.Wood powders of different botanical origin as an alternative to barrel aging for red wine[J].Eur Food Res Technol,2021,247(9):2309-2320.
[24]CIOCH-SKONECZNY M, BAJERSKI M, KLIMCZAK K, et al.Influence of oak chips addition on the physicochemical properties of beer[J].Eur Food Res Technol,2023,249(1):183-197.
[25]文彦.形成葡萄酒香气特征的关键香气成分及其呈香机制研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2014.
[26]魏如腾.葡萄-葡萄酒自然体系中微生物多样性及其对葡萄酒风味物质的作用[D].杨凌：西北农林科技大学，2024.
[27]LEDAUPHIN J,LE MILBEAU C, BARILLIER D,et al.Differences in the volatile compositions of french labeled brandies(Armagnac,Calvados,Cognac,and Mirabelle)using GC-MS and PLS-DA[J].J Agr Food Chem,2010,58(13):7782-7793.
[28]常伟.刺葡萄白兰地陈酿橡木桶替代木材的筛选研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2022.
[29]张竞一，柴丽娟，高涛，等.不同季节浓香型白酒基酒风味物质差异分析[J].食品科学，2023，44（12）：164-171.