基于酒类桶陈风味模型快速预测橡木桶使用次数的方法

技术领域

本发明属于酒类检测技术领域，尤其涉及到一种基于酒类桶陈风味模型快速预测橡木桶使用次数的方法。

背景技术

桶陈技术是一项古老的传统工艺，至今仍被用于改善葡萄酒、烈酒和一些特色啤酒的感官质量。目前随着我国经济的逐步发展和人民生活水平的不断提高，超高端啤酒的消费人群也逐步扩大。不同的知识阶层、消费能力及生活环境使人们对啤酒的消费需求有所不同，而优质产品的创新速度不及预期。高端桶陈啤酒的出现则缓解了此矛盾。

橡木中的顺、反式威士忌内酯、酚醛类化合物、挥发性酚类化合物等对于酒液的橡木风味和口感具有重要影响。桶陈过程对酒体风味特征产生了巨大的改变，椰汁、奶香、木质及香草风味明显增加。以橡木内酯、呋喃类化合物、酚醛类化合物为代表的橡木风味能够给成品带来超过60％以上的风味。

橡树属于壳斗科栎属(Quercus)植物，其成熟周期漫长，一棵能够满足橡木桶制作要求的橡树至少需要成活百年以上。近年随着威士忌等桶陈酒精饮料产量的不断增加，橡树的需求也与日俱增和，而其生长周期缓慢，已越来越无法满足市场的需求，导致其产区不断萎缩。综上所述，橡木桶高效利用已迫在眉睫，开发一种5分钟内完成强化萃取试验，24小时内判断不同树种对于各类桶陈产品的风味极限使用次数的方法成为其首要任务。

传统的橡木强化试验通常采取较温和条件长时浸泡法，使用60％的乙醇溶液(威士忌入桶酒精度％)浸泡3-6个月，模拟3-4年的桶陈产品。但该法耗时过长，不利于短时的产品设计及其他需求。磁力搅拌法可缩短此周期至12小时，但这也不能完全满足5分钟内完成强化萃取试验，当天快速预测的需求，而这种快速预测技术恰巧对于在威士忌设计后期出现频繁微调产品风味的情况下极其重要。

发明内容

本发明提供了一种基于酒类桶陈风味模型快速预测橡木桶使用次数的方法，使酿酒师在桶陈酒类产品的生产过程中可快速预测不同橡木桶的极限使用次数，为进一步更加合理的选桶、用桶及橡木桶的高效利用提供依据。

为了达到上述目的，本发明提供了一种基于酒类桶陈风味模型快速预测橡木桶使用次数的方法，采用多次超声萃取结合固相微萃取-气相色谱质谱联用对桶陈酒类产品的橡木风味物质的含量进行检测，快速模拟桶陈酒类产品在桶陈过程中橡木风味阈值，以预测不同酒类产品的橡木桶的极限使用次数。

作为优选，多次超声萃取过程中，当橡木风味物质的含量接近或低于其风味阈值时，判定对应的橡木桶不能再继续使用；在此过程中，历经的超声萃取次数对应实际桶陈过程中的橡木桶的极限使用次数。

作为优选，所述橡木风味物质为愈创木酚、顺式橡木内酯、丁香酚和香草醛。

作为优选，建立桶陈酒类产品不同桶陈次数与橡木风味物质含量的模拟曲线方程，具体为：

美国橡木片：

愈创木酚：Y＝1056e

顺式橡木内酯：Y＝8532.8e

丁香酚：Y＝4179.5e

香草醛：Y＝15716e

法国橡木片：

愈创木酚：Y＝410.41e

顺式橡木内酯：Y＝1551.5e

丁香酚：Y＝490.17e

香草醛：Y＝12369e

作为优选，橡木风味物质的风味阈值分别为：愈创木酚≥95μg/L、顺式橡木内酯≥67μg/L、丁香酚≥500μg/L、香草醛≥320μg/L。

作为优选，多次超声萃取具体为：

称取0.04g重度碳化的橡木屑置于试验瓶中，加入2mL乙醇/水，采用180W超声功率，控制温度小于20℃，超声时间设置为5min；

超声结束后，将溶液过滤至20mL顶空瓶中，并将其稀释至乙醇浓度≤20％，用于后续固相微萃取-气相色谱质谱分析；

将残留橡木屑在100℃烘干2小时，去除其中的水分与乙醇，以备再次超声萃取使用。

作为优选，所述橡木为美国橡木或法国橡木，对于美国橡木，乙醇与水的体积比设定为60：40，pH＝5.5；

对于法国橡木，乙醇与水的体积比设定为12.5：87.5，pH＝4。

可以理解的是，在上述方案中，利用对美国橡木的处理模拟波本威士忌的桶陈过程，利用对法国橡木的处理模拟葡萄酒及白兰地的桶陈过程，以预测橡木桶的极限使用次数。

作为优选，超声萃取的次数为1-5次。

作为优选，固相微萃取条件：纤维萃取头：65μm DVB/CAR/PDMS萃取头；萃取温度40℃；预保温时间2min；萃取时间15min；解析时间3min。

作为优选，气相色谱质谱条件：

采用弱极性毛细管柱60m×0.32mm×0.25μm，载气为氮气，流量为1.5mL/min；

柱升温程序是：35℃保持2min，然后以7.5℃/min升至60℃，并保持0.5min，以15℃/min升至240℃，并保持15min；

进样口温度250℃，电子轰击能量70eV，离子源温度230℃。

作为优选，所述橡木风味物质的标准质谱库采用NIST标准质谱库

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

本发明提供了一种基于酒类桶陈风味模型快速预测橡木桶使用次数的方法，可适用于不同乙醇含量的酒类(啤酒、葡萄酒、白兰地及威士忌等)在桶陈过程中对橡木桶的风味使用潜力的预测，使酿酒师在桶陈酒类产品的生产过程中可快速预测不同橡木对于不同酒类产品的橡木风味的极限使用次数，为进一步更加合理的选桶用桶及橡木桶的高效利用提供依据。

附图说明

图1为本发明实施例提供的超声处理的橡木片中风味物质的GC-MS选择离子图；

图2为本发明实施例提供的多次超声萃取美国橡木风味物质残留衰减示意图；

图3为本发明实施例提供的多次超声萃取法国橡木风味物质残留衰减示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

橡木样品：将美国橡木片(适用于波本威士忌的桶陈过程)于225℃下炭化15min，得到重度炭化的橡木片。

样品制备：分五次取0.04g重度炭化橡木片加入不同的试验瓶中，并加入2mL乙醇/水(60％v/v，pH＝5.5，模拟威士忌入桶酒精度％)。

超声处理：采用180W超声功率，控制温度小于20℃，超声时间分别设置为5min，超声完毕后，将样品过滤至20mL顶空瓶中，并将其稀释至乙醇浓度20％以下，用于后续固相微萃取-气相色谱质谱分析。

将残留橡木屑在100℃，烘干2小时，以备再次超声使用，直至所有橡木风味物质都低于其橡木风味阈值。

样品分析：

固相微萃取条件：纤维萃取头：65μm DVB/CAR/PDMS；萃取温度40℃；预保温时间2min；萃取时间15min；解析时间3min。

气相色谱质谱条件：

采用弱极性毛细管柱60m×0.32mm×0.25μm，载气为氮气，流量为1.5mL/min；

柱升温程序是：35℃保持2min，然后以7.5℃/min升至60℃，并保持0.5min，以15℃/min升至240℃，并保持15min；

进样口温度250℃，电子轰击能量70eV，离子源温度230℃。

样品定性分析：采用美国国家标准与技术研究院(National Institute ofStandards and Technology，NIST)标准质谱库。

样品定量分析：采用标准物质(Sigma-Aldrich)校准曲线定量。

如图1和2所示，各橡木桶萃取液中主要的风味物质为愈创木酚、顺式橡木内酯、丁香酚和香草醛，且经过五轮萃取测试，最终橡木风味物质含量衰减至阈值以下(如表1所示)，即超声萃取次数与橡木风味物质含量存在较高相关性(R

表1多次超声萃取美国橡木风味物质残留浓度

由表1可见，第4次超声后，愈创木酚的残留浓度已低于其风味阈值，这表明若是采用美国橡木桶，要想愈创木酚满足风味需要，最多使用三次桶，同理，第5次超声后，顺式橡木内酯的残留浓度已低于其风味阈值，第1次超声后，丁香酚的残留浓度已低于其风味阈值，第4次超声后，香草醛的残留浓度已低于其风味阈值。综上，如果要选用美国橡木桶，那么综合以上风味物质的风味阈值，需要选用新桶或一次桶。

实施例2

橡木样品：将法国橡木片(适用于葡萄酒及白兰地的桶陈过程)于180℃下炭化5min，得到轻度炭化的橡木片。

样品制备：分五次取0.04g轻度炭化橡木片加入不同的试验瓶中，并加入2mL乙醇/水(12.5％v/v，pH＝4，模拟葡萄酒桶陈过程)。

超声处理：采用180W超声功率，控制温度小于20℃，超声时间分别设置为5min，超声完毕后，将样品过滤至20mL顶空瓶中，用于后续固相微萃取-气相色谱质谱分析。

将残留橡木屑在100℃，烘干2小时，以备再次超声使用，直至所有橡木风味物质都低于其橡木风味阈值。

样品分析：

固相微萃取条件：纤维萃取头：65μm DVB/CAR/PDMS；萃取温度40℃；预保温时间2min；萃取时间15min；解析时间3min。

气相色谱质谱条件：

采用弱极性毛细管柱60m×0.32mm×0.25μm，载气为氮气，流量为1.5mL/min；

柱升温程序是：35℃保持2min，然后以7.5℃/min升至60℃，并保持0.5min，以15℃/min升至240℃，并保持15min；

进样口温度250℃，电子轰击能量70eV，离子源温度230℃。

样品定性分析：采用美国国家标准与技术研究院(National Institute ofStandards and Technology，NIST)标准质谱库。

样品定量分析：采用标准物质(Sigma-Aldrich)校准曲线定量。

如图3所示，各橡木桶萃取液中主要的风味物质为愈创木酚、顺式橡木内酯、丁香酚和香草醛，且经过四轮萃取测试，最终橡木风味物质含量衰减至阈值以下(如表2所示)，即超声萃取次数与法国橡木风味物质含量存在较高相关性(R

表2多次超声萃取法国橡木风味物质残留浓度

由表2可见，第1次超声后，愈创木酚的残留浓度已低于其风味阈值，这表明若是采用法国橡木桶，要想愈创木酚满足风味需要，最多使用一次桶，同理，第2次超声后，顺式橡木内酯的残留浓度已低于其风味阈值，第3次超声后，香草醛的残留浓度已低于其风味阈值。综上，如果要选用法国橡木桶，那么综合以上风味物质的风味阈值，需要选用新桶。