宋晶晶，李宁，佟文杰，赵昊，王伟雄，张海军，杨华峰，刘秀海，卢丕超，武运

（1.新疆农业大学食品科学与药学学院，新疆乌鲁木齐 830052）（2.吐鲁番楼兰酒庄股份有限公司，新疆吐鲁番838201）（3.新疆乡都酒业有限公司，新疆巴音郭勒蒙古自治州 841000）

（4.新疆中信国安葡萄酒业有限公司，新疆昌吉 832200）

枸杞（Lycium barbarumL．）又名枸杞子，是一种药食同源的植物资源，主要分布于我国宁夏、新疆等地区[1,2]。枸杞中含有枸杞多糖、多酚、类胡萝卜素、黄酮、氨基酸、甜菜碱等多种活性成分和微量元素，具有抗疲劳、抗衰老、免疫调节、降血糖、降血脂等功效[3-5]。甘草（Glycyrrhizae Radix et Rhizoma）为豆科植物甘草的干燥根和茎[6]，甘草包括多糖、黄酮、三萜皂苷、生物碱和香豆素类等主要化学成分[7]，具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤、保肝等作用[8]，也是一种药食两用植物，其提取物在食品行业和医药、日用化工等领域得到广泛应用[9]。新疆是中国最大的葡萄种植产区，葡萄栽培品种多达600余种，种质资源较为丰富，且种植历史十分悠久[10]。近年来，新疆葡萄酒产业呈飞速发展态势，也带动了葡萄蒸馏酒品类的繁荣。同时，配制酒是一个丰富的酒类体系，它的出现晚于单一酒类，但发展较快，市场前景较为可观。目前对配制酒的研究较多，其中大部分以白酒、黄酒与米酒为基酒，鲜有将葡萄蒸馏酒作为配制酒酒基的报道，缺少对配制葡萄蒸馏酒感官品质及香气特征的研究．通过对3种不同工艺制备的药食同源植物枸杞甘草的研究，以配制葡萄蒸馏酒特征性香气充分发挥为重点，得到一种适宜制备葡萄蒸馏酒的工艺，增补配制酒市场上枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒的空白。

果酒的香气成分直接决定着果酒的风味特点和典型性[11]，不同的香气物质造就了不同葡萄酒香气的独特性[12]。葡萄蒸馏酒是一个由乙醇、水以及众多来源于原料和特定加工工艺的极少量挥发性成分组成的复杂混合体系[13]。枸杞与甘草两种药食同源植物在处理过程中，浸提技术有利于原料中营养物质的保存，提高浸提液的可溶性固形物提取率和多种生物活性物质，从而提高产品中的有效功能成分的含量[14]。枸杞甘草中多糖类、酚类、黄酮类等活性物质能改善胃肠功能、提高免疫力、降血脂等作用[15,16]。两种药食同源植物具有特殊的香气化合物，并能有效的与葡萄蒸馏酒相融合，产生独特的风味和口感[17,18]。

通过模糊数学评价和气相色谱-质谱联用技术比较3种配制葡萄蒸馏酒及基酒的挥发性香气成分的影响，对比3种不同加工工艺制备的枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒的香气特点，以期探明香气化合物与枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒的加工工艺的关系，选出枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒的最佳加工工艺，保留更多枸杞甘草功能性成分，旨在最大化提高枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒的香气质量，提升枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒的品质，充分利用新疆药食两用植物资源，开发特色葡萄酒类新产品，在带动葡萄酒产业发展及新疆中草药资源方面具有重要意义，并为葡萄蒸馏酒及药食同源植物的开发利用提供一定理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

酿酒葡萄，新疆农业科学院园艺所葡萄种植基地；干枸杞，乌鲁木齐北园春干果市场；甘草，乌鲁木齐百草堂连锁药店；安琪葡萄酒果酒专用酵母，安琪酵母股份有限公司；偏重亚硫酸钾，北京奥博星生物技术有限责任公司；葡萄糖、无水乙醇（分析纯），天津市致远化学试剂有限公司；果胶酶（酶活力8600 PGNU/g），法国拉氟德公司；D-异抗坏血酸钠，浙江新银象生物工程有限公司；氯化钠（分析纯），天津市致远化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

SB6 L三步精馏器，烟台市吉讯酿酒设备加工厂；SXKW数显控温电热套，北京市永光明医疗仪器厂；HH-S1恒温升降数显水浴锅，上海精科仪器公司；FA2004N型分析天平，上海舜宇恒平实验室设备有限公司；SB-25-12DT型超声清洗仪，宁波新生物科技股份有限公司；50/30 µm DVB/CAR/PDMS型固相微萃取头，美国Supelco公司；SHIMADZU SH-Rxi-5Sil MS色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，美国Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 枸杞甘草葡萄蒸馏酒工艺流程

1.3.2 操作要点：

1.3.2.1 葡萄蒸馏酒的制备

（1）葡萄的发酵工艺

酿酒葡萄分选后，进行清洗、除梗、压榨取汁，分别添加0.02 g/L果胶酶，0.05 g/L的偏重亚硫酸钾，澄清后，加0.2 g/L酿酒专用酵母，在18～20 ℃进行发酵，发酵结束后低温保存。

（2）葡萄蒸馏酒的蒸馏工艺

发酵结束后的葡萄酒采用夏朗德壶式蒸馏法进行蒸馏。蒸馏时采用二次蒸馏工艺，第一次蒸馏收集所有的馏出液，将收集后的蒸馏酒进行二次蒸馏，在二次蒸馏时采用掐头去尾的方式，截取头馏酒为总体积的1%～2%，蒸馏后期酒精低于55% vol的酒尾单独接出，只选取中间部分为葡萄蒸馏酒[19]。

1.3.2.2 枸杞甘草原料的制备

（1）浸泡工艺

枸杞、甘草经分选，清洗后沥干称重。枸杞：甘草为4:1，1:12的料液比，置于葡萄蒸馏酒基酒中，常温避光浸泡14 d，过滤澄清，备用。

（2）果汁制作工艺

枸杞、甘草经分选，清洗后沥干称重，将两者置于4～8倍水中复水4 h，连同浸泡水一起倒入打浆机中做打浆处理，后倒入灭菌后的容器中，同时加入等体积0.40% D-异抗坏血酸钠和30 mg/L果胶酶，搅拌均匀后放置于超净工作台内，静置2 h，澄清过滤，备用。

（3）浸提工艺

枸杞、甘草经分选，清洗后沥干称重，将真空冷冻干燥后的枸杞甘草粉碎，盛于容器中并加4～8倍水，同时加入等体积0.40% D-异抗坏血酸钠和30 mg/L果胶酶，静置2 h护色、酶解；放入60 ℃恒温水浴锅中浸提2 h后，置于超声器中浸提30 min；过滤后滤液备用；将残渣加4～6倍水进行二次浸提，重复上述浸提步骤，将两次合并浸提液浓缩为原浸提液体积的1/2倍。过滤澄清，备用。

1.3.2.3 枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒的调配

为突出中草药葡萄蒸馏酒的风格与作用，3种加工工艺制备的葡萄蒸馏酒经调配，得到28% vol枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒。

1.3.2.4 直接浸泡枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒（样品G1）的制备

枸杞甘草预处理→浸泡（基酒）→过滤→与蒸馏水多次调配→样品G1。

1.3.2.5 枸杞甘草汁配制葡萄蒸馏酒（样品G3）的制备

枸杞甘草预处理→复水→打浆→过滤→果汁→与葡萄蒸馏酒调配→样品G2。

1.3.2.6 枸杞甘草浸提液配制葡萄蒸馏酒（样品G2）的制备

枸杞甘草预处理→浸提→浓缩→过滤→浸提液→与葡萄蒸馏酒调配→样品G3。

1.3.3 枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒及基酒品质评价

参照国家检测标准对枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒及基酒中的理化指标及生物活性物质进行检测分析。

1.3.4 模糊数学模型的建立

1.3.4.1 感官评定

由15名完成《葡萄酒品尝学》课程的葡萄酒专业人员经培训组成感官评定小组，分别对3组不同加工工艺制备的枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒的外观、色泽、香气、滋味4个指标进行感官评价，外观指标中包括澄清度、均一度和沉淀情况，色泽指标中包括光泽度和颜色，香味指标中包括葡萄蒸馏酒的果香、枸杞与甘草的特征香味、草药味和酒香味，滋味指标中包括醇厚度、和谐度和柔和感，所有指标分为优、良、中、差4个等级。要求身体健康且对酒精无过敏性症状人员作为感官评定组成员，样品评鉴完成后用清水漱口，3 min后评鉴下一个样品[20]。请15名葡萄酒感官评定小组的专业人员对枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒的感官品质进行评定，具体评分标准见表1。

表1 枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒感官评价指标Table 1 Sensory evaluation index of Lycium barbarum and Glycyrrhiza grape distilled wine

表2 枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒及基酒理化指标、活性物质的分析Table 2 Analysis of physical, chemical indicators and active substances of Lycium barbarum-Glycyrrhiza grape distilled wine and base liquor

1.3.4.2 因素集确立

根据表1，对3种不同原料加工方式制备的枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒的感官指标进行模糊数学综合评价，并建立评价集。评价对象集U，代表进行感官评价的3种枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒样品集合，U={样品G1，样品G2，样品G3}，uj代表3种枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒的综合评价，其中：j=1，2，3。评价因素集R={v1，v2，v3，v4}，其中，v1～v4分别代表评价枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒的4个评价指标。即R={外观，色泽，香气，滋味}。

1.3.4.3 权重的确立

评价得分集B={b1，b2，b3，b4}，其中，b1～b4分别代表优、良、中和差4个评价等级，相对应的分值为90，80，70和60。权重集X={x1，x2，x3，x4}，相对应的权重为0.20，0.20，0.30，0.30。

1.3.4.4 建立综合模糊评定矩阵

请15位感官评定人员根据表1对3个样品进行评判，经统计分析可得，3个样品质量的模糊评定矩阵Rj，得到样品的综合评分结果。

1.3.5 枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒中挥发性香气成分分析

GC条件：进样口温度250 ℃，初始温度为35 ℃保持5 min，以3 ℃/min升至100 ℃，再以4 ℃/min升至240 ℃，保持4 min；色谱柱流速：1 mL/min[21]。MS条件：电离方式EI；载气为He；离子源温度230 ℃；数据采集方式Q3 Scan；扫描范围45～500m/z[22]。

采用NIST MS Search 2.0标准谱库相匹配检索定性，确定化合物的类型，通过峰面积归一化法计算各化合物的相对含量。

1.3.6 数据整理

所有样品均进行3组平行试验，分别采用IBM SPSS Statistics 23软件对数据进行统计、主成分分析。

2 结果与讨论

2.1 枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒及基酒理化指标和生物活性成分的检测结果

对枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒及基酒理化指标和生物活性成分进行检测，其检测结果如表2所示。

2.2 模糊感官评定结果

由15位感官评定组成员，根据表1对3种配制葡萄蒸馏酒进行感官评价，评价结果见表3。

表3 枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒感官评价得分表Table 3 Sensory evaluation score table of Lycium barbarum and Glycyrrhiza grape distilled wine

根据3种不同工艺制备的枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒得出模糊评定矩阵R1、R2、R3，得到如下数据：

得到模糊关系矩阵，经模糊线性变换得到评判结果，归一化得：

综合得分：将评价结果乘以其对应值，通过加和求得模糊数学评价分数：

结果表明，3组样品的模糊评价结果有明显差异，表明枸杞甘草的加工工艺对枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒的感官品质影响显著。其中，综合得分最高的为样品G3，综合得分最低的为样品G1[23]，原因可能是：浸提过程中产生大量的挥发性物质；而原料直接浸泡于葡萄蒸馏酒组，样品经浸泡部分风味物质不能充分进入酒中，故挥发性香气成分以葡萄蒸馏酒香气为主，枸杞甘草典型的特征香气成分含量较低，其中酯醇类化合物含量较高，萜烃类化合物未检出；枸杞甘草汁组中，枸杞和甘草经复水后混合打浆，醛类化合物含量增加，考虑有微生物污染现象，同时样品色泽相对较深，影响外观和色泽。依据综合评分结果，初步判定枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒香气成分较为丰富的是浸提法。

2.3 3种不同工艺制备的枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒及基酒香气成分分析

图1 3种枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒及基酒挥发性成分总离子图Fig.1 Total ion diagram of volatile components of 3 Lycium barbarum and Glycyrrhiza grape distilled wine and base liquor

图2 3种枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒样及基酒中挥发性风味的维恩图Fig.2 Venn diagram of volatile flavor of 3 Lycium barbarum and Glycyrrhiza grape distilled wine and base liquor

2.3.1 3种枸杞甘草葡萄蒸馏酒及基酒香气成分分析

3种葡萄蒸馏酒及基酒挥发性成分总离子流图及香气成分检测结果见图1、表4。

由图1及表4可知，从3种不同工艺制备的枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒中共有72种挥发性成分，样品G1中共有28种香气成分；样品G2中共有38种香气成分；样品G3中共有49种香气成分，基酒中共有34种香气成分。虽然4种蒸馏酒的香气化合物组分差异较大，但仍有的10种组分相同，如己酸乙酯、异戊醇以及辛酸等。

采用维恩图对表4的挥发性化合物进行可视化分析[24]（图2），3组枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒及基酒共有的10种挥发性风味物质中酯类化合物5种，醇类化合物2种，醛类化合物2种，酸类化合物1种，共有化合物数量占总风味化合物（72种）的15.63%。对不同处理组的结果分组比较，两组共有物质最少（19种），推测这两组样品挥发性成分有差异；组间共有物质分别为19种、30种，推测这三种不同工艺处理的枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒的香气相似度较高[25-27]，与基酒组相比样品G2、G3组香气化合物数量增加。

表4 3种枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒样及基酒中挥发性成分检测结果Table 4 Detection results of components of 3 Lycium barbarum and Glycyrrhiza grape distilled wine and base liquor samples

?

注：表中去除乙醇和硅烷类杂质；“--”表示未检出。

图3 3种枸杞甘草葡萄蒸馏酒及基酒挥发性物质相对含量比较Fig.3 Comparison of relative contents of volatile compounds of 3 Lycium barbarum and Glycyrrhiza grape distilled wine and base liquor

结合表4和图3分析可知：直接浸泡原料组相比于基酒组各类化合物数量均少，其中酯类化合物含量相对较高，表明该工艺制备的枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒的挥发性风味较单薄，但仍以呈葡萄酒香、水果香味的酯类[28,29]为主；枸杞甘草汁组中化合物数量较基酒组有所增加，烃类物质的含量与其相比略有增加，表明果汁组香气成分保留较多，枸杞特征性香气有所表现；浸提液组与基酒组中香气化合物相比增加较多，其中带有刺激性气味的醛类物质含量降低，醇类、烃类等呈特征性芳香化合物[30]含量增加，说明浸提液组中的香气成分相对复杂，适宜的加工工艺对香气成分产生促进作用，有利于提高酒体整体风味评价。分析可得，浸提液组经浸提保留了部分香气成分，能与葡萄蒸馏酒酒香较好的融合[31]，初步得出结果与综合模糊评判结果一致。

2.3.2 3种枸杞甘草葡萄蒸馏酒共有香气成分主成分分析

按保留时间对3种样品挥发性物质进行编号（1-64），并进行主成分分析。将3个样品中的17种香气化合物转化成2个独立的主成分，根据表5方差贡献率和累计贡献率可知，这两个主成分包含了枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒香气的大部分信息，需对其进一步分析[31]。

表5 基于3种枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒样中共有的17种香气成分主成分的方差贡献率Table 5 Variance contribution rate of principal component based on common 17 aroma components in 3 Lycium barbarum and Glycyrrhiza grape distilled wine samples

由表6可知，3种枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒样中共有的17种挥发性成分经旋转后得到因子负荷矩阵，第一个主成分与乙酸己酯、己酸异戊酯、苯乙醇等12种香气化合物呈极大的正相关，因此第一个因子主要解释这12个变量；第二个主成分与癸酸乙酯、辛酸乙酯、苯甲醛等11种香气化合物呈极大的正相关，因此第二个因子主要解释这11个变量。

表6 3种枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒共有17种挥发性物质旋转后因子负荷矩阵Table 6 Rotated factor load matrix of common 17 components in the 3 Lycium barbarum and Glycyrrhiza grape distilled wine samples

图4 3种枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒样中共有17种香气成分的载荷图Fig.4 Loading diagram of 3 Lycium barbarum and Glycyrrhiza grape distilled wine samples

以PC1为横坐标，PC2为纵坐标绘制载荷图（图4），由图4可知，3种不同工艺制备的葡萄蒸馏酒样品中的17种共有香气化合物在PC1正半轴与负半轴均有聚集分布，两处聚集大致分布在PC2两侧。癸酸乙酯、水杨酸甲酯、苯乙醇等9种香气化合物分布较为集中，主要代表浸提液配制葡萄蒸馏酒的香气。苯甲醛、辛酸乙酯、丁酸乙酯等4种香气化合物分布较为集中，主要代表枸杞甘草汁配制蒸馏酒的香气。不同样品葡萄蒸馏酒中挥发性物质的含量和组成差异较大，其中样品G3中检测出更多的挥发性风味物质，说明浸提液法制备的葡萄蒸馏酒风味更丰富。

2.3.3 3种枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒中5类挥发性香气成分主成分析

表7 3种枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒样中5类挥发性香气成分主成分的方差贡献率Table 7 Variance contribution rate of principal component based on 5 volatile aroma components in 3 Lycium barbarum and Glycyrrhiza grape distilled wine samples

表8 3种枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒样中5类挥发性香气成分旋转后的因子负荷矩阵Table 8 Rotated factor load matrix of 5 volatile aroma components in 3 Lycium barbarum and Glycyrrhiza grape distilled wine samples

表9 3种枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒样中5 类挥发性香气成分的成分得分系数矩阵Table 9 Component score coefficient matrix of 5 volatile aroma components in 3 Lycium barbarum and Glycyrrhiza grape distilled wine samples

由于得到的3种蒸馏酒的共有香气成分的结果代表性不足，继而对3种葡萄蒸馏酒的5类香气化合物进行进一步分析[23]，得到表7、表8。将3个样品中的5类挥发性香气成分转化成2个独立的主成分，根据表7方差贡献率和累计贡献率可知，这两个主成分代表了原香气化合物的部分信息[32]。由表8可知，经旋转后得到因子主成分与酯类、酸类香气化合物呈极大的正相关，与醇类、烃类香气化合物呈极大的负相关；第二个主成分与醛类香气化合物类呈很大的正相关，与酸类呈很大的负相关。

根据表9，用Y1、Y2这2个综合指标计算香气化合物的综合得分，得到葡萄蒸馏酒香气化合物的线性关系式：

式中：Y1和Y2分别代表2个主成分的得分值。

Y1和Y2的得分可以从不同种类香气化合物的角度反映3种葡萄蒸馏酒的香气品质。根据这2个主成分的得分函数和方差贡献率可以得出3种葡萄蒸馏酒香气的综合评价函数Y，表达式为：

在3种葡萄蒸馏酒中，第1主成分得分最高的是样品G3；第2主成分得分最高的样品G2。根据挥发性香气综合评价，样品G3＞样品G2＞样品G1，有关挥发性香气成分方面，样品G3（枸杞甘草浸提液配制葡萄蒸馏酒）的香气品质更突出，与模糊数学评定结果一致。

3 结论

3.1 本试验通过对样品的外观、色泽、香气、滋味4个因素为评价指标，基于模糊数学评价法对3组不同加工工艺制备的枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒进行评价，发现不同加工工艺对枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒的感官品质影响显著，其中浸提液组样品综合评分最高，经理化指标及活性物质的检测可知，3组样品理化指标均符合国家标准，且样品G3相比于样品G1、G2活性物质含量相对较高，3种葡萄蒸馏酒经感官评定初步判定和活性物质含量对比，浸提法为枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒的最佳加工工艺。

3.2 采用HS-SPME-GC-MS技术对3种不同工艺制备的枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒样品及基酒进行挥发性风味成分分析，共检测出72种香气化合物，其中样品G1有28种、样品G2有38种、样品G3有49种及基酒32种。采用主成分分析分别对3种枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒共有的17种香气成分和5类香气化合物进行分析，并建立基于主成分分析的枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒品质评价模型，经评价可得：样品G3＞样品G2＞样品G1，与模糊数学评价结果一致。

3.3 通过对3组不同工艺制备的枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒样品进行模糊数学评价及香气成分分析，综合结果显示：枸杞甘草浸提液配制葡萄蒸馏酒（样品G3）的模糊数学评分最高，香气化合物的种类最丰富，综合评价结果最优，从而确定枸杞甘草配制葡萄蒸馏酒的最佳加工工艺为枸杞甘草浸提法。