葡萄原白兰地是指葡萄发酵后经蒸馏而得到的高度葡萄酒精，酒精含量为65%vol～70%vol。它是葡萄酒中酒精和挥发性物质提取浓缩的产物，将葡萄品种固有的香气以及发酵所产生的香气成分以一种最优的比例保留下来，并为以后的陈酿白兰地提供芳香物质前体[1]。
所有的葡萄酒都能蒸馏成酒精，但并不一定都能生产出质量优良的白兰地。葡萄品种及质量是影响白兰地品质的关键因素之一，特别是其香气成分与葡萄品种密切相关。酿造高品质的白兰地通常选用含糖量低、酸度高、品种香气中性、产量高、抗病强的葡萄品种作为原料[1-2]。随着国内葡萄蒸馏酒市场的发展，关于葡萄原料对其品质的影响研究也愈发引起关注。王鑫等[3]对比研究了杨凌地区爱格丽（Ecolly）、小芒森（Petit Manseng）、霞多丽（Chardonnay）、8802和8803五个品种葡萄蒸馏酒的香气成分，发现爱格丽蒸馏酒香气更为浓郁，对其香气贡献最大的主要是乙酯类成分。曹佩佩[4]研究了陕西地区的夏黑（Summer black）、户太八号（Hutai No.8）、黄玫瑰（Yellow Rose）、巨玫瑰（Giant Rose）和摩尔多瓦（Moldova）五个鲜食品种蒸馏酒的主要呈香物质，结果显示，夏黑、巨玫瑰、黄玫瑰和摩尔多瓦适合酿造蒸馏酒。王浩臣等[5]对鲜食白木纳格发酵的最佳工艺条件进行研究，以降低鲜食白木纳格（White Munag）蒸馏酒中甲醇、异丁醇和异戊醇的含量，提高鲜食白木纳格蒸馏酒的品质。王犁烨等[6]分析证实了新疆地区赤霞珠（Cabernet Sauvignon）、霞多丽、贵人香（Italian Riesling）品种葡萄蒸馏酒中挥发性香气成分的种类和含量都存在一定的差异等。综合而言，葡萄品种对其蒸馏酒的感官特征与香气成分的影响研究还不够深入，特别是对符合加工白兰地的葡萄品种研究较少。
因此，本研究以烟台地区酿酒葡萄白玉霓（UgniBlanc）、蛇龙珠（Cabernet Gernischt）和赤霞珠（Cabernet Sauvignon）为原料酿造葡萄原白兰地，比较其挥发性香气成分和感官特性的差异性，以期为酿造白兰地的葡萄品种多样化选择提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
葡萄原料：2019年9月份从山东烟台产区不同区域葡萄园采集白玉霓、蛇龙珠、赤霞珠葡萄样品各4份，采集样品信息如表1所示。各品种葡萄苗木均为自根系栽培，采用“单干双臂”或“厂型”的整形修剪，苗木品种纯正，生长状况良好，采摘健康的果实。
表1 三个酿酒葡萄品种样品采集信息
Table 1 Sampling information of three wine grape varieties
注：采摘区域烟台开发区1指张裕酒城葡萄园；烟台开发区2指张裕牟子国葡萄园。
乙醇（色谱纯）：美国Tedia公司；3-辛醇标准品（纯度＞96%）：美国Sigma-Aldrich公司。其他试剂均为国产分析纯。
1.2 仪器与设备
2010气相色谱-质谱联用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）仪：日本岛津公司；DB-Wax型色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）：美国Agilent公司；57328-U萃取头（50/30 μmDVB/CAR/PSMS）、57330-U固相微萃取（solid phase micro-extraction，SPME）手动进样手柄：美国Supelco公司；DF-101SZ恒温加热磁力搅拌器：巩义市科瑞仪器有限公司；XLD夏朗德壶式蒸馏器：山东盛泉泵业有限公司。
1.3 方法
1.3.1 白兰地发酵工艺流程及操作要点
操作要点：
葡萄原料的处理：对葡萄进行除梗、破碎、压榨取汁，量取18 L葡萄汁放入20 L玻璃发酵罐中。葡萄处理过程中添加适量干冰降温以减少氧化，不添加SO2。
酒精发酵：称取活性干酿酒酵母QA23，活化后按0.2 g/L的接种量接种到葡萄汁中，在18～20 ℃条件下控温发酵，发酵过程中每隔12 h监测发酵液的温度和比重。待发酵液的比重＜0.995，残糖≤2 g/L时发酵结束。进行澄清倒罐，得到葡萄原酒。
蒸馏：采用夏朗德壶式蒸馏器进行二次蒸馏。第一次蒸馏待馏出液酒精度降至1%vol以下时，得到粗馏原白兰地，蒸馏酒精度为28%vol～30%vol。将粗馏原白兰地进行二次蒸馏，去酒头（约占酒精总含量的1%），待馏出液酒精度降至55%vol以下时停止蒸馏，获得的酒身即为原白兰地，酒精度为68%vol～70%vol。
1.3.2 挥发性风味物质的测定
样品预处理：采用顶空固相微萃取技术（headspace solid phase microextraction，HS-SPME），参照ZHAO Y等[7-8]分析方法。
取待测样品，用脱氧超纯水将样品乙醇含量稀释至10%vol。准确量取5mL10%vol的白兰地样品稀释液于20mL萃取瓶中，加入2.0 g NaCl，再加入5 μL 3-辛醇（质量浓度为0.818 g/mL）作为内标物。将待测样品瓶放入带有磁力搅拌的50 ℃恒温水浴锅中，调整转速为500 r/min，预平衡10 min。采用CAR/DVB/PDMS萃取头（2 cm），将萃取头插入萃取瓶中，萃取30 min。萃取结束后，迅速插入气相色谱的进样口中，解吸5 min。
GC条件：进样器温度250 ℃，色谱柱为DB-Wax型色谱柱；检测器温度220℃，载气为高纯氦气（He），流速2mL/min。分流进样，分流比为1∶5。程序升温条件：初始温度40 ℃保持2 min，6 ℃/min升温至100 ℃，5 ℃/min升温至200 ℃保持10 min，溶剂不延迟。
MS条件：电离源为电子电离（electron ionization，EI）源，电离能量70 eV，离子源温度200 ℃，接口温度240 ℃，扫描方式为全扫描，扫描范围为30～500 amu。
定性分析：将GC-MS检测的化合物图谱与美国国家标准与技术研究院（national insititute of standards and technology，NIST）谱库II并结合文献进行比对。
定量分析：采用3-辛醇作为内标，进行半定量法分析。
1.3.3 感官品评
组织10名具有丰富生产经验的专业评酒员对原白兰地进行感官品评，分别从4个香气指标（果香、植物香、发酵香和总体香气质量）和6个口感指标（柔和感、骨架感、余味、回甘、协调性和总体口感质量）进行0～5级强度打分，每个指标将所有品酒员的打分去除最高分和最低分后，到平均值作为最终得分。
1.3.4 统计分析
采用Microsoft Office Excel 2010和SPSS 25软件单因素方差分析（One-way-ANOVA）对数据进行处理和分析。利用Origin2019软件进行主成分分析（principal components analysis，PCA）。
2 结果与分析
2.1 三个葡萄品种原白兰地酒样挥发性香气成分的定性定量分析
采用HS-SPME-GC-MS联用技术检测原白兰地酒样中的挥发性香气成分，以内标物3-辛醇为定量标准，对三个葡萄品种原白兰地酒样的香气成分进行定性定量分析，结果见表2。由表2可知，三个葡萄品种原白兰地酒样共检测出有64种挥发性化合物，包括酯类26种、醇类12种、萜烯类5种、缩醛类6种、芳香类6种、醛酮类5种、酸类4种。其中白玉霓葡萄原白兰地中检测出58种挥发性化合物，而蛇龙珠和赤霞珠原白兰地分别检测出54种和53种。酯类物质在各品种葡萄原白兰地酒样中含量最丰富（46.75%～63.39%），其次是醇类物质、缩醛类和醛酮类物质，合计占总香气物质含量的90%以上。因此，酯类、醇类、缩醛类和醛酮类这四类组分可能是葡萄白兰地中主要的挥发性香气物质[6，9]。
表2 三个葡萄品种原白兰地酒样中挥发性香气成分定性和定量分析结果
Table 2 Results of qualitative and quantitative analysis of volatile aroma compounds in raw brandies using three wine grape varieties
续表
注：含量值在表中表示为每个葡萄品种4个样品3次测定的平均值±标准差；每行不同字母代表由Duncan多范围检验分析计算得到各成分的显著性差异（P＜0.05）；“ND”代表未检出或含量＜0.10 mg/L。
2.1.1 酯类物质
酯类物质主要是通过葡萄酒发酵和蒸馏过程中醇类和有机酸酯化作用生成的，大部分酯类物质使蒸馏酒具有愉快的果香、花香[15-16]。酯类是葡萄蒸馏酒中主要的挥发性成分[3]，也是白兰地中主要成分[16]。三个葡萄品种原白兰地中共鉴定出26种挥发性酯类物质，其中白玉霓酒样中酯类物质种类最多为25种，高于蛇龙珠和赤霞珠酒样的20种。但酯类物质总含量在三个葡萄品种酒样中差异不显著（P＞0.05），在赤霞珠酒样中略高于白玉霓和蛇龙珠。
在三个葡萄品种原白兰地中共有的酯类物质是17种，包括乙酸异丁酯、丁酸乙酯、乙酸异戊酯、己酸乙酯、庚酸乙酯、2-己烯酸乙酯、乳酸乙酯、辛酸乙酯、己酸异戊酯、辛酸异戊酯、癸酸乙酯、琥珀酸二乙酯、9-癸烯酸乙酯、月桂酸乙酯、癸酸异戊酯、月桂酸异戊酯、9-十六烯酸乙酯，其中除月桂酸乙酯的含量在三个品种中无显著差异（P＞0.05），其余16种酯类物质含量在品种间均存在一定差异。月桂酸乙酯具有水果和花香等香气[11]，与己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、乙酸异丁酯及乙酸异戊酯是三个葡萄品种原白兰地中最主要的酯类物质，这些乙酯类化合物的含量对果香、花香贡献非常大。如辛酸乙酯具有菠萝和苹果的香气、癸酸乙酯具有梨的香气等[10，14]。各种酯类物质在白玉霓原白兰地中含量普通低于蛇龙珠和赤霞珠，这与该品种特点有关，即高酸、低酒精、低香气，虽然有水果香气却并不突出，但这些特点完全符合酿造优质白兰地的条件[1-2]。
在蛇龙珠原白兰地中乙酸异丁酯、丁酸乙酯、己酸乙酯和乙酸己酯含量显著高于其他两个品种（P＜0.05）。在赤霞珠中乙酸异戊酯、辛酸乙酯、9-癸烯酸乙酯含量显著高于其他两个品种（P＜0.05）。壬酸乙酯是白玉霓原白兰地中含量最高的酯类物质，且仅在该品种鉴定出，具有玫瑰香气[10]。
2.1.2 醇类物质
醇类物质主要是葡萄原料在发酵过程中，通过酵母的发酵代谢使发酵汁中的糖转化为醇，然后通过蒸馏过程进入酒中[17-18]。三个葡萄品种原白兰地中共鉴定出12种挥发性醇类物质，其中在蛇龙珠原白兰地中总醇类物质含量最高为919.72 mg/L，而白玉霓中含量最低，约为蛇龙珠中含量的2/3。
在三个品种原白兰地中1-丙醇、2-甲基丙醇、3-甲基丁醇、1-己醇四种高级醇含量较高，是葡萄酒及其蒸馏酒主要醇类物质，含量过高或过低都会对葡萄酒和白兰地的风味产生不良影响[11，19-20]，发酵选用的酵母种类是影响葡萄酒中高级醇含量的重要因素[21]。其中3-甲基丁醇在三个葡萄品种原白兰地中含量无显著差异（P＞0.05），具有威士忌、指甲油气味[12]；1-丙醇具有成熟水果香[10]，在蛇龙珠原白兰地中含量显著高于其他两个品种（P＜0.05）；而1-己醇在蛇龙珠和赤霞珠中含量显著高于白玉霓（P＜0.05）。
2.1.3 芳香类物质
在三个品种原白兰地中共鉴定出6种芳香类化合物。其中在赤霞珠原白兰地中总芳香类物质种类和含量显著最高，在白玉霓和蛇龙珠中差异不显著。葡萄原白兰地中的挥发性芳香族化合物来源主要有两个：一是来源于葡萄本身的香气，二是来源于发酵过程中酵母等微生物的作用和化学反应[22-23]。
在三个品种原白兰地中共有的芳香类化合物有4种：苯甲醛、3,4,4a,5,6,7-六氢-1,1,4a-三甲基-2（1H）-萘酮、乙酸2-苯乙酯、2-苯乙醇。其中，苯甲醛在三个葡萄品种原白兰地中无显著差异（P＞0.05），在蛇龙珠中含量较高，该物质具有杏仁香，含量低时呈水果香[10，12]。乙酸-2-苯乙酯和2-苯乙醇均具有玫瑰花香[11]，前者在白玉霓和蛇龙珠酒样中含量显著高于赤霞珠（P＜0.05），而后者在赤霞珠酒样中含量显著高于白玉霓（P＜0.05）。3,4,4a,5,6,7-六氢-1,1,4a-三甲基-2（1H）-萘酮在赤霞珠酒样中含量显著高于其他两个品种（P＜0.05）。
2.1.4 酸类物质
酸类物质主要来源于葡萄发酵过程醛类物质的氧化，对具果香气味的酯类物质的形成有重要作用[24]。在三个葡萄品种原白兰地中共鉴定出4种酸类物质，其中蛇龙珠酒样中含量均有显著高于其他两个品种（P＜0.05），其次是赤霞珠。而白玉霓酒样中检测出2种酸类物质，且含量最低。
2.1.5 萜烯类和降异戊二烯类物质
萜烯类和降异戊二烯类化合物主要来源于葡萄原料本身，在葡萄中主要以糖苷结合态的形式存在，在发酵过程中被游离出来，然后蒸馏进入白兰地[10，20]。
在三个葡萄品种原白兰地中检测出里那醇和1-萜品醇两种萜烯类物质，它们是白兰地和葡萄蒸馏酒中最常见的单体萜烯类物质，其中里那醇果香味最浓[11，25]。在白玉霓原白兰地中，里那醇的含量最高（2.24 mg/L）；1-萜品醇在三个葡萄品种原白兰地中含量无显著差异（P＞0.05）。
β-大马酮、β-紫罗兰酮和1,1,6-三甲基-1,2-二氢萘（1,1,6-trimethyl-1,2-dihydronaphthalene，TDN）是3种降异戊二烯类化合物，由葡萄里的类胡萝卜素（carotenoid）分解产生的[26]。β-大马酮是白兰地和葡萄酒中主要的香气物质，具有复杂的烤面包、丁香和蜂蜜等香气，在酒中的阈值极低[11，27]，在蛇龙珠和赤霞珠原白兰地中含量较高。
在赤霞珠原白兰地中，β-紫罗兰酮和TDN的含量均显著高于蛇龙珠和白玉霓（P＜0.05）。其中β-紫罗兰酮是葡萄酒中类似紫罗兰香气的主要来源之一[13]；而TDN带有煤油或汽油气味，是陈年后的雷司令等品种葡萄酒中煤油或汽油气味的主要来源[28]。
2.1.6 醛酮类物质
醛酮类物质来源较复杂，从葡萄原料到蒸馏成酒精的酿造过程中都能产生。一部分醛酮类物质也直接成香，另一部分在陈酿过程中形成缩醛后成香[29]。
在三个葡萄品种原白兰地中共检测出5种醛酮类物质。其中乙醛和二甲基丙醛两种是共有的醛类物质，在蒸馏酒头中含量较高，可以通过除去酒头将富含的这些物质除去[30]。在赤霞珠原白兰地中乙醛含量显著高于其他品种（128.90 mg/L）（P＜0.05），而2-甲基丙醛在三个葡萄品种原白兰地中无显著差异（P＞0.05）。带有一定油脂、青香味[10]的庚醛和辛醛在蛇龙珠和白玉霓原白兰地中检测出，其中蛇龙珠原白兰地中庚醛含量较高。3-辛酮在蛇龙珠和赤霞珠原白兰地中被检测出，其中赤霞珠含量显著高于其他品种（P＜0.05），带有水果香[10]。
2.1.7 缩醛类物质
缩醛类物质主要为醇和醛在蒸馏过程缩合反应而产生，对白兰地和中国白酒等蒸馏酒的风味具有重要的作用[10，15]。在三个葡萄品种原白兰地中共检测出6种缩醛类物质，除1,1-二乙氧基戊烷，蛇龙珠酒样中物质含量均高于白玉霓和赤霞珠，这与其具有最高含量的醇类物质和醛类物质有关。1,1-二乙氧基丁烷是三个品种原白兰地中含量最高的缩醛类物质。缩醛类物质通常具有与其前体物醛相似的气味，如1,1-二乙氧基-3-甲基丁烷具有水果味[31]。
2.2 三个葡萄品种原白兰地感官特征分析
图1 三个葡萄品种原白兰地的感官品评雷达图
Fig. 1 Radar image of sensory evaluation of raw brandies from three wine grape varieties
感官指标是能直接反映出原白兰地质量差异的指标，组织10名具有丰富白兰地生产经验的专业评酒员对三个葡萄品种原白兰地酒样进行感官品评，分别对4个香气指标和6个口感指标进行0～5级强度打分。
在香气方面，三个葡萄品种原白兰地以果香和醇香为主，略带植物香。其中白玉霓原白兰地总体香气质量评价最高为4.03分，其次是蛇龙珠为3.71分，赤霞珠最低为3.55分；白玉霓原白兰地的果香强度最高为2.55分，优于蛇龙珠和赤霞珠，而发酵香强度略低（3.22分）；植物香强度均低于1.0分，蛇龙珠最高0.62分。
在口感方面，三个葡萄品种间差异要小于香气，白玉霓原白兰地总体口感质量得分最高为3.95分，其次是蛇龙珠为3.82分，赤霞珠最低为3.65分；白玉霓原白兰地口感柔和度、骨架感和余味均略优于蛇龙珠和赤霞珠，蛇龙珠原白兰地口感协调性表现较好。
三个葡萄品种原白兰地均为无色澄清透明的，具有较浓郁的果香和醇香，略带植物味，无异杂味；口味纯净较柔和，回味良好，整体较协调。三个葡萄品种均符合原白兰地的质量要求，感官质量综合排序为白玉霓＞蛇龙珠＞赤霞珠。
2.3 三个葡萄品种原白兰地挥发性香气成分主成分分析
首先以64种挥发性成分的测定数据为变量，对白玉霓、蛇龙珠、赤霞珠三个品种的各4个原白兰地样品进行主成分分析（64×12），提取前2 个主成分，累积方差贡献率仅70.2%，不能很好反映全部信息。进而取载荷＞0.9的变量（变量载荷高，说明对主成分的贡献大）作为相对重要的变量[32]：丁酸乙酯等共计26个指标为变量，对白玉霓、蛇龙珠、赤霞珠三个品种的各4个原白兰地样品进行第二轮主成分分析（26×12），提取前2个主成分（PC1和PC2），累积方差贡献率达到了91.80%，可替代原始的26个变量反映的样品信息。以PC1和PC2对白玉霓、蛇龙珠、赤霞珠三个品种的各4个样品和26个变量作散点图，结果见图2。
图2 基于26个变量三个葡萄品种原白兰地样品的主成分分析结果
Fig. 2 PCA results of raw brandies samples from three wine grape varieties based on 26 variables
V1：丁酸乙酯；V2：乙酸异戊酯；V3：丙酸异戊酯；V4：庚酸乙酯；V5：乳酸乙酯；V6：辛酸乙酯；V7：己酸异戊酯；V8：乳酸异戊酯；V9：辛酸异戊酯；V10：琥珀酸二乙酯；V11：癸酸异戊酯；V12：月桂酸异戊酯；V13：十六酸乙酯；V14：紫罗兰酮；V15：乙醛；V16：辛酸；V17：己酸；V18：癸酸；V19：月桂酸；V20：水杨酸甲酯；V21：苯乙醇；V22：2,4-二叔丁基苯酚；V23：3,4,4a,5,6,7-六氢-1,1,4a-三甲基-2（1H）-萘酮；V24：4-甲基-1-戊醇；V25：3-甲基-1-戊醇；V26：2-壬醇。
由图2可知，三个品种葡萄原白兰地分布在不同的象限可以明显区分开。其中赤霞珠4个样品集中分布在第一象限和第四象限，主要与PC1呈正相关性，与乙酸异戊酯、丙酸异戊酯、乳酸乙酯、辛酸乙酯、己酸异戊酯、乳酸异戊酯、辛酸异戊酯、琥珀酸二乙酯、癸酸异戊酯、月桂酸异戊酯、十六酸乙酯、紫罗兰酮、乙醛、水杨酸甲酯、苯乙醇、2,4-二叔丁基苯酚、3,4,4a,5,6,7-六氢-1,1,4a-三甲基-2（1H）-萘酮、4-甲基-1-戊醇、3-甲基-1-戊醇这19种挥发性物质具有较好正相关性，这些成分在赤霞珠原白兰地中含量较高，特别是脂肪酸异戊酯类和芳香类物质。4个蛇龙珠原白兰地样品分布在第二象限，主要与PC2呈正相关性，与丁酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸、己酸、癸酸、月桂酸、2-壬醇这7种挥发性物质具有较好正相关性；而4个白玉霓原白兰地样品分布第三象限，与PC1和PC2均呈负相关性，同样与丁酸乙酯等26种挥发性物质呈负相关性。三个品种间比较，白玉霓与赤霞珠原白兰地样品距离更远，主要表现为11种酯类物质和4种芳香类物质含量差异显著，这应该也是造成两个品种原白兰地的香气感官特点差异明显的主要原因，白玉霓表现为果香较纯净，而赤霞珠发酵香气更浓。
3 结论
由于葡萄品种的不同，在烟台产区采取相同或相近的栽培管理、酿造工艺及蒸馏工艺，所产葡萄原白兰地的挥发性香气成分和感官特性的差别也是较显著。蒸馏工艺虽然会减弱葡萄原料中的部分香气成分，但还是保留着不同葡萄品种之间的差异性。三个葡萄品种原白兰地中挥发性香气成分的种类和含量存在一定差异，酯类物质和醇类物质均为主要挥发性香气成分。与优质白兰地葡萄品种白玉霓相比，蛇龙珠原白兰地中醇类、酸类、醛酮类及缩醛类物质总含量显著高于其他品种（P＜0.05）；赤霞珠白兰地中脂肪酸异戊酯类、芳香类、萜烯类和降异戊二烯类物质总含量显著高于其他品种（P＜0.05）。在感官上表现为，蛇龙珠和赤霞珠香气较浓郁，发酵香更突出，果香部分被掩盖，口感协调性较优，刺激感略强，但均符合原白兰地的质量要求。白玉霓白兰地中挥发性香气成分种类虽然最多，但香气物质总量不高，也正因其品种香气中性的特点，非常适于后期在橡木桶中陈酿熟化为优质白兰地。本研究进一步证实了原白兰地的风味和葡萄的品种存在密切的关系，同时该研究为今后酿造白兰地的葡萄品种选择提供了理论依据。
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