蓝莓富含多种营养物质，除鲜食外，还可加工成果汁、果酒和果酱等产品[1]。白兰地是一种以水果或果汁（浆）为原料，经发酵、蒸馏、陈酿及调配等工艺制得的蒸馏酒[2]。除葡萄以外，越来越多的水果被作为酿制白兰地的原料，例如苹果、梨、李子等[3-4]。蓝莓白兰地经发酵及陈酿后，既可保留蓝莓自身的果香，还能产生发酵香及陈酿香等多种香气[5]。白兰地的香气主要来源于原料、发酵、蒸馏以及陈酿过程，新蒸馏的原白兰地由于香气单调、口感粗糙，一般需经橡木桶陈酿，以加速白兰地的陈化[6]。何欢[7]研究指出，与市售的葡萄白兰地相比，蓝莓全果白兰地和蓝莓果渣白兰地的花果香、酯香、醇香、蜂蜜香属性更为突出。
陈酿是优质白兰地生产的重要环节。自然陈酿过程通常在橡木桶中进行，期间橡木中的单宁、酯类、酚类、醛类及美拉德反应产物逐渐转移至酒中，赋予酒液木香、烟熏和烘烤的气味以及可可和焦糖香风味属性。此外，陈酿过程中会发生氧化、酯化和聚合反应等，可使酒体趋于成熟[8]。在白兰地陈酿期间添加橡木片并结合超声波或微波等技术，可提升白兰地的色泽及香草、焦糖风味，加速酒体的成熟，有利于缩短白兰地的陈酿时间[9]。超声波是频率在20 kHz~10 MHz的压力波，可在气体、液体、固体等介质表面产生空化效应，加速酒体中物质间的聚合、酯化和裂解等反应。超声波物理催化陈酿的方法具有设备简单、耗能低和安全系数高等优点[10]。Tao等[11]研究表明，超声波处理后的白兰地酒体苦涩味减少，花香味增加。目前，关于添加橡木片结合超声波处理对蓝莓白兰地品质的影响研究有待进一步深入。
本研究以蓝莓蒸馏酒为原料，在陈酿期间通过添加橡木片结合超声波处理，研究不同处理方式对蓝莓白兰地感官品质和挥发性化合物组成的影响，为提升陈酿蓝莓白兰地风味品质提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料和试剂
蓝莓蒸馏酒，酒精度为56%vol，由安徽独秀山蓝莓科技开发有限公司提供；不同烘烤度混合的复合型橡木片NOBILE FRUIT SHINE，购于天津盛丰天成商贸有限公司。
氯化钠、氢氧化钠、没食子酸、无水乙醇、邻苯二甲酸氢钾和95%乙醇，均为分析纯，购于中国上海国药化学试剂有限公司；4-甲基-2-戊醇（分析纯），购于西格玛奥德里奇（上海）贸易有限公司；C6-C24正构烷烃（分析纯），购于上海元业生物科技有限公司。
1.2 仪器与设备
DHG-9053A电热恒温鼓风干燥箱（上海申贤恒温设备厂）；V1000型可见分光光度计（上海翱艺仪器有限公司）；HH2数显恒温水浴锅（上海力辰邦西仪器科技有限公司）；SPX-250B-Z型生化培养箱（上海博讯实业有限公司医疗设备厂）；S220-K pH计（梅特勒-托利多仪器有限公司）；SL202N电子天平（上海民桥精密科学仪器有限公司）；57329-USPME萃取头（上海安谱实验科技股份有限公司）；Agilent 7890A-5975C气质联用仪[安捷伦科技（中国）有限公司]；SCIENTZ-IID超声波细胞粉碎机（宁波新芝生物科技股份有限公司）。
1.3 试验设计
参考谢亚琼[12]和Li等[13]方法设计了超声波处理参数，并进行了优化。将15 g/L橡木片添加至蓝莓蒸馏酒中，25 ℃环境下密封陈酿30 d后得到单一添加橡木片的蓝莓白兰地（橡木片）；将15 g/L橡木片添加至蓝莓蒸馏酒中，分别在陈酿第7、14、21和28 天，采用频率20 kHz、功率190 W、探头直径10 mm的超声发生器，按照1 s运行1 s停止的模式处理20 min，在25 ℃环境下避光保存4周，获得添加橡木片结合超声波处理的蓝莓白兰地（橡木片+超声波）；以蓝莓蒸馏酒在25 ℃环境下密封陈酿30 d作为对照（CK）。待陈酿结束后，滤除橡木片，期间每隔一定时间收集酒样于-80 ℃保存，以供后续分析。
1.4 试验方法
1.4.1 感官评价
参照Solar等[14]的方法进行蓝莓白兰地的感官评价。感官评价小组成员由来自安徽农业大学食品与营养学院的8人组成。在对样品评价前，感官小组成员均接受30 h以上的香气识别和强度识别训练。香气品评的气味描述词分别为烘烤、花香、木香、苹果、橙子、烟熏、杏仁、香蕉。根据筛选的描述词对每个样品香气属性的强度进行打分。评价等级采用9点标度法：0表示不可察觉，4表示中等，9表示非常强烈。
1.4.2 挥发性化合物的定性、定量和检测
不同处理的蓝莓白兰地样品经超纯水稀释至酒精度为10%vol，取5 mL稀释样品和1 g氯化钠置于20 mL样品瓶中，加入5 μL内标（4-甲基-2-戊醇，0.931 0 g/L）混匀，密封后用于进一步分析。参考Yan等[8]方法萃取样品中的挥发性化合物，样品在50 ℃下500 r/min平衡30 min，使用2 cm萃取头，在250 ℃下预处理1 h，将萃取头置于顶空瓶液面上方2 cm，萃取温度50 ℃，萃取时间30 min。待萃取结束后，用于气相色谱-质谱（GC-MS）分析。GC-MS分析参考Zhang等[15]方法，气相条件，色谱柱为HP-5MS毛细管柱（5%苯甲基硅氧烷，30 m×0.25 mm，0.25 μm厚度）；载气为高纯氦气，流速1.0 mL/min，进样方式为不分流进样；进样口温度250 ℃，质谱接口温度250 ℃；升温程序为40 ℃保温5 min，以3 ℃/min的速度升温至230 ℃，保持5 min，溶剂延迟3 min。质谱条件：离子源温度230 ℃，四极杆温度150 ℃，电离电压70 eV，质量扫描范围30~300 m/z，扫描方式为全扫描，MS检测器在正电子轰击离子源（EI）模式下运行。
将质谱和光谱成分的保留指数（RI）与NIST 17质谱数据库中的标准品进行对比，以鉴定挥发性化合物。利用自动质谱反褶积识别系统（AMDIS）计算光谱分量的RI。以4-甲基-2-戊醇为内标对鉴定出的挥发性化合物进行半定量，挥发性化合物计算如式（1） 。
C（μg/L）= Ac/Ais × Cis
其中C为分析物相对浓度；Cis为内标品在样品中的最终浓度；Ac为分析物峰面积；Ais为内标峰面积。
1.5 数据分析
所有样品制备一式三份，测试均重复3次。在R（4.0.1）环境下，采用ANOVA进行单因素方差分析，采用Duncan多元极差检验。采用SIMCA 14.1软件进行主成分分析（PCA）、偏最小二乘判别分析（PLS-DA）、置换检验和偏最小二乘回归分析（PLSR）。使用PanelCheck v1.4.2软件处理感官评价数据。使用TBtools软件绘制热图。
2 结果与分析
2.1 不同处理对蓝莓白兰地香气属性及挥发性化合物种类和含量的影响
2.2 不同处理对蓝莓白兰地差异挥发性化合物的影响
本研究对不同处理的陈酿蓝莓白兰地的高相对气味活性值（rOAVs>0.1）和PLS-DA模型中投影变量重要性值大于1.0的挥发性化合物进行了分析。由图2可知，共筛选出15种差异挥发性化合物，其中酯类化合物有7种；与CK相比，添加橡木片后酒液产生了新物质正戊醇，且柠檬烯、正辛醇、左旋-β-蒎烯、己酸异戊酯、正戊醇等含量明显升高；超声波+橡木片处理后酒液中异戊酸乙酯、2-乙基己醇、糠醛、苯甲醛、丁酸乙酯等含量明显提高。与CK相比，单一添加橡木片酒液中异戊酸乙酯、2-乙基己醇等含量增加，而超声波+橡木片处理酒液中异戊酸乙酯、2-乙基己醇、糠醛和苯甲醛的含量进一步提升。
2.3 不同处理的蓝莓白兰地香气化合物与香气属性的关联性
由图3可知，不同处理的样品中挥发性香气化合物种类与香气属性的关联性存在差异，与CK和橡木片组样品相比，橡木片+超声波处理的蓝莓白兰地花香、果香和木香的评分更高，花香、果香和木香属性密切联系着正戊醇、糠醛、2-乙基己醇、左旋-β-蒎烯、水杨酸甲酯、苯乙酸乙酯、丁酸乙酯和异戊酸乙酯香气化合物。
2.4 不同处理的蓝莓白兰地关键香气化合物
通过对3个处理的酒液中香气活性值（OAV）≥1的化合物进行筛选，获得23个关键香气化合物，结果如表1所示。苯甲醛、反式-2-壬烯醛、左旋-β-蒎烯、己酸异戊酯、异戊酸乙酯、（E）-β-大马士酮、2-甲基丁酸乙酯和辛酸乙酯的OAV较高，其中在橡木片+超声波处理的酒液中（E）-β-大马士酮OAV最高，达到2 552.3。2-甲基丁酸乙酯、左旋-β-蒎烯和异戊酸乙酯具有花香和果香属性，其被认为是影响陈酿酒液香气特征的气味活性化合物，有利于促进香气品质的形成。综合来看，橡木片+超声波处理的香气化合物OAV较高，其酒液的香气品质较高。
表1 超声波+橡木片处理的蓝莓酒液中OAV≥1的香气化合物 |
| 香气化合物名称 | 阈值[16]/（μg/L） | 气味属性 | OAV | ||
|---|---|---|---|---|---|
| CK | 橡木片 | 橡木片+超声波 | |||
| 正戊醇 | 37 370 | 烘烤、发酵 | 0 | 1.29 | 1.44 |
| 苯甲醛 | 0.35 | 杏仁、樱桃 | 167.88 | 435.97 | 1 278.64 |
| 2-乙基己醇 | 21 | 花香、油脂 | 0 | 1.90 | 3.32 |
| 柠檬烯 | 279.07 | 柠檬、橙子 | 2.94 | 4.95 | 3.36 |
| 反式-2-壬烯醛 | 0.68 | 青草 | 267.17 | 81.27 | 183.48 |
| 苯乙酸乙酯 | 650 | 玫瑰、蜂蜜 | 1.17 | 0.81 | 1.87 |
| 左旋-β-蒎烯 | 4.16 | 花香 | 104.96 | 207.67 | 170.33 |
| 己酸异戊酯 | 0.9 | 苹果、菠萝 | 70.11 | 80.04 | 75.43 |
| 丁酸乙酯 | 9.51 | 苹果、香蕉、草莓 | 2.75 | 5.22 | 7.55 |
| 糠醛 | 14.1 | 烟熏、木香 | 0 | 10.73 | 27.73 |
| 异戊酸乙酯 | 1.6 | 香蕉、果香 | 100.91 | 358.04 | 442.37 |
| 水杨酸甲酯 | 28.63 | 冬青叶 | 24.78 | 27.61 | 45.81 |
| 3-苯丙酸乙酯 | 14 | 花香 | 3.24 | 1.18 | 1.52 |
| （E）-β-大马士酮 | 0.1 | 花香、果香 | 590.7 | 1 515.6 | 2 552.3 |
| 异戊醇 | 179 000 | 麦芽香、焦香 | 1.18 | 0.11 | 0.15 |
| 芳樟醇 | 115 | 花香、柑橘 | 0.64 | 1.43 | 3.69 |
| 苯乙醇 | 2 600 | 花香 | 1.57 | 0.75 | 0.41 |
| α-松油醇 | 1 000 | 丁香、木香 | 1.09 | 1.34 | 2.25 |
| 甲酸异戊酯 | 4 500 | 樱桃、李子 | 0 | 0 | 2.59 |
| 2-甲基丁酸乙酯 | 0.2 | 果香、浆果 | 443.95 | 480.75 | 541.15 |
| 辛酸乙酯 | 147 | 果香 | 120.55 | 143.58 | 152.59 |
| 癸酸乙酯 | 112 | 花香、果香、葡萄、菠萝 | 13.73 | 15.03 | 16.37 |
| 月桂酸乙酯 | 1 500 | 花香、果香 | 4.63 | 2.33 | 1.53 |
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3 结论与讨论
超声波可加速酒体的酯化、氧化、还原和水解反应，增加白兰地挥发性化合物含量[18]。本研究中，共筛选出15种差异挥发性化合物，添加橡木片后酒液产生新物质正戊醇，橡木片+超声波处理的酒液中异戊酸乙酯、2-乙基己醇、糠醛和苯甲醛的含量进一步提升。正戊醇沸点较高，蒸馏初期难以进入馏出液，主要在蒸馏后期被馏出，因此新蒸馏酒液中可能不含正戊醇[19]。橡木片含有木质素、纤维素及其降解产物，可释放正戊醇前体化合物，导致酒液中正戊醇含量增加，超声处理可加速木质素降解，释放更多前体物质[20]。2-乙基己醇沸点较高，在蒸馏初期不易馏出，因此其在刚蒸馏出的酒液中含量极低[21]。糠醛能赋予白兰地杏仁、烘烤和焦糖等香气属性，提升白兰地香气品质[22]。苯甲醛是水果蒸馏酒中常见的天然成分，加入橡木片后，木质素降解会导致苯甲醛含量升高，而超声波处理可以加速木质素的降解，从而进一步提升苯甲醛的含量[17]。
本研究中，与CK和橡木片组相比，橡木片+超声波处理的蓝莓白兰地花香、果香和木香的评分更高，花香、果香和木香属性密切联系着正戊醇、糠醛、2-乙基己醇、左旋-β-蒎烯、水杨酸甲酯、苯乙酸乙酯、丁酸乙酯和异戊酸乙酯香气化合物。橡木片+超声波处理增加了蓝莓白兰地中的酯类和醛类物质含量，从而增强了酒液的花香、果香和木香等香气属性。张将[23]研究表明，正戊醇具有烘烤香属性，糠醛具有烟熏香和木香属性，左旋-β-蒎烯具有花香属性，2-乙基己醇具有花香和甜香属性，苯乙酸乙酯具有玫瑰和蜂蜜香属性，丁酸乙酯呈现苹果、香蕉和果香，异戊酸乙酯具有香蕉和果香属性。
综上，相较于橡木片单一陈酿蓝莓白兰地，超声波+橡木片处理的蓝莓白兰地酒液中花香、木香、苹果和烟熏的风味增强，且酒液中浓度较高的正戊醇、糠醛、2-乙基己醇、左旋-β-蒎烯、水杨酸甲酯、苯乙酸乙酯等与花香、果香和木香属性密切相关。在超声波+橡木片处理的蓝莓白兰地酒液中，呈花香属性的（E）-β-大马士酮的OAV最高。因此，超声波+橡木片处理有利于提升蓝莓白兰地的香气品质。