东亚葡萄品种酿造葡萄酒烈酒过程中的甲醇控制与香气保留研究

本研究针对东亚葡萄品种酿造烈酒时甲醇超标风险高的问题，系统探讨了通过无皮发酵结合果胶甲酯酶处理及连续蒸馏技术，有效控制甲醇含量并优化香气品质的创新工艺。结果表明，该策略不仅将甲醇浓度成功控制在2.0 g/L安全标准以下，还显著提升了烈酒中热带水果与花香等清新香气的表达，为东亚葡萄的高值化利用提供了重要技术支撑和理论依据。

　　

在酒精饮料的世界里，葡萄酒烈酒（wine spirit）一直占据着特殊地位，它通过蒸馏葡萄酒获得，酒精度不低于37.5% vol。近年来，研究人员将目光投向东亚特有的葡萄品种——如山葡萄（V. amurensis）、刺葡萄（V. davidii）和毛葡萄（V. quinquangularis）等，这些品种具有高酸度、低糖分和中性香气特征，非常适合用于烈酒生产。然而，这些葡萄的果皮中含有异常高的甲基酯化果胶（methyl-esterified pectin），在发酵过程中容易水解产生大量甲醇（methanol）。甲醇代谢生成的甲酸（formic acid）会对神经系统特别是视神经造成损害，因此甲醇含量控制成为烈酒生产中的关键安全问题。

目前，东亚葡萄烈酒的产业发展正面临甲醇超标风险的制约。虽然前人研究已量化了这些葡萄酒中的香气成分，但对甲醇控制及不同生产工艺对香气影响的研究仍较为有限。为此，中国农业大学食品科学与营养工程学院葡萄与葡萄酒研究中心的科研团队开展了系统研究，旨在探索甲醇控制方法的同时保留和优化香气品质，相关成果发表在《Food Chemistry: X》上。

研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先通过化学分析法测定17种不同葡萄品种果皮的果胶含量及甲基酯化度；进而以贝达×山葡萄杂交品种‘北冰红’（Beibinghong）为原料，设计包括果胶酶类型（果胶甲酯酶P1、果胶裂解酶P2/P3）、添加量（0/30/60 mg/L）和皮渣接触时间（无皮发酵、发酵中途分离、全程带皮发酵）的发酵试验；基酒经壶式蒸馏（alembic distillation）和连续柱蒸馏（continuous column distillation）两种方式处理；采用气相色谱-火焰离子化检测器（GC-FID）定量甲醇，顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用（HS-SPME/GC-MS）分析香气成分；并由18人组成的感官评价小组对基酒和烈酒进行感官特性评估。

研究结果首先揭示了不同葡萄品种的甲基酯化果胶含量差异（3.1 浆果中的甲基酯化果胶）。东亚葡萄品种的甲基酯化果胶含量显著高于欧亚种葡萄（V. vinifera），特别是‘北冰红’（V. amurensis × V. vinifera）含量达到2734.8 mg/L，是欧亚种葡萄的4.25倍，这直接解释了其高产甲醇的风险。

在基酒的发酵处理影响方面（3.2 不同发酵处理对基酒甲醇、香气和感官特性的影响），无皮发酵（T6处理）能最有效地降低甲醇浓度。使用30 mg/L的果胶甲酯酶（P1）虽比果胶裂解酶产生更多甲醇，但能更好地保留酯类、高级醇等香气物质，感官评价得分也较高。综合考虑，确定采用30 mg/L果胶甲酯酶结合无皮发酵作为后续蒸馏的基酒生产标准工艺。

蒸馏方式的影响尤为显著（3.3 不同蒸馏方式对葡萄酒烈酒甲醇、香气及感官特性的影响）。两种蒸馏方式所得烈酒的甲醇含量均低于2.0 g/L安全标准，但壶式蒸馏的甲醇浓度更低（如‘北冰红’壶式蒸馏0.35 g/L，连续柱蒸馏0.49 g/L）。香气分析表明，壶式蒸馏烈酒含有更丰富的直链脂肪酸乙酯、乙酸酯、高级醇、酸类以及萜烯/C₁₃-降异戊二烯类化合物，香气更为复杂浓郁；而连续柱蒸馏烈酒则表现出更低浓度的这些物质，尤其是可能带来不良感官体验的化合物（如异丁醇、己酸、辛酸等），使其香气更纯净、优雅，凸显出醇和、热带水果、白色水果、核果及花香等令人愉悦的香气特征。感官评价结果明确显示，品评小组更偏爱连续柱蒸馏的烈酒，其在“优雅细腻”、“复杂度”、“平衡感”、“酒体”、“圆润度”、“层次感”和“余味”等方面得分更高。

综上所述，本研究证实东亚葡萄品种因其高甲基酯化果胶含量而存在烈酒甲醇超标的高风险。通过采用无皮发酵结合添加30 mg/L果胶甲酯酶的基酒生产工艺，并配合连续柱蒸馏，能够有效将甲醇控制在安全限值以下，同时生产出香气更纯净、优雅、感官品质更优的葡萄酒烈酒。这项研究不仅为东亚葡萄烈酒的生产提供了安全可靠、兼顾品质的工艺流程，也为充分挖掘和利用我国特有的东亚葡萄种质资源、促进产业发展提供了重要的理论依据和技术支撑，具有显著的应用价值和推广意义。