非酒精揮發物總量(total volatile substances fornon-alcohol)(也叫非酒精系數)是指在白蘭地中除酒精之外的揮發性物質,包括:揮發酸、酯類、醛類、糠醛及高級醇。白蘭地國家標準GB1856-1997對這5種物質的總和做了下限規定:其中特級(XO)要求≥2.50g/L;優級(VSOP) ≥2.00 g/L;一級(VO) ≥1.25 g/L;對二級(三星)則沒有明確要求。所以除了酒齡外非酒精揮發物總量與質量和等級劃分密切相關。
白蘭地的生產過程包括:發酵、蒸餾、陳釀。這三個主要的生產流程是影響白蘭地質量的重要因素,也和非酒精揮發物總量密不可分,尤其是陳釀環節對其影響最為深遠。
葡萄經過發酵成為白蘭地原料酒,在白蘭地原料酒中乙醇占10%左右,醛類+酯類+高級醇只占0.5%,而水則占到近90%。利用各組分沸點的不同,對白蘭地原料酒進行蒸餾,蒸餾過程中這些揮發性物質隨著乙醇一起轉入餾出液,白蘭地的芳香物質主要是通過蒸餾產生的。所以蒸餾過后非酒精揮發物的含量增高,一方面是因為蒸餾使得非酒精揮發物被濃縮,而且這些物質在水中和酒精溶液中的溶解度不同。另一方面蒸餾過程會產生新的揮發性成分。蒸餾后的原白蘭地可進入橡木桶進行陳釀,在陳釀過程中各組分隨著氧化作用的進行發生一些列轉化。并且隨著陳釀時間的延長,非酒精揮發物總量升高。在所有白蘭地的非酒精揮發物成分中:戊醇、乙酸乙酯、異丁醇、正丙醇、乙醛含量較高,占到非酒精揮發物的95%以上,是構成白蘭地的主要香氣成分。
●發酵
發酵前葡萄汁中含有少量的醇、酯、醛、有機酸。發酵后很多芳香性的酯類產生或含量升高;另外乳酸乙酯、癸酸甲酯、辛酸乙酯、乙酸異戊酯、乙二酸二乙酯、1-烯基癸酸乙酯、月桂酸乙酯、癸酸-2-甲基丁酯等芳香酯類均是通過發酵后生成的。
在發酵過程中,由于氨基酸的轉化作用而導致了一些高級醇的生成(苯乙醇、異丁醇、正丙醇等)和變化(辛醇、己醇、2-烯基己醇等)。同時帶來了酸的生成(月桂酸癸酸)和變化(辛酸、乙酸等)。而這些酯類、酸和醇類成分都是白蘭地香氣成分的物質基礎。
發酵之前含有蘋果酸、酒石酸、檸檬酸,發酵之后產生乙酸、琥珀酸、乳酸。這些香氣的變化為后期白蘭地蒸餾產生香氣成分(醛類)和風味物質(酚類)的形成提供充足的物質基礎。
●●蒸餾
大部分揮發類香氣物質是在蒸餾中生成或是增加的,發酵后的葡萄酒中的香氣成分主要是醛類、酯類和高級醇,經過蒸餾后進入到原白蘭地中。其中酒頭含量最高,酒尾含量最低。乙酸乙酯多出現在酒頭,糠醛是在蒸餾過程中產生的,在發酵后的原料酒中沒有檢測到,其產生是戊糖的脫水作用,多出現在酒尾。
乙酸乙酯對白蘭地的香氣成分構成十分重要,在后序陳釀過程中,通過氧化和水解參與陳釀香氣的形成,不僅可以提高芳香物質的香氣,還可以減弱不良風味;而糠醛含量過高則會影響白蘭地的口味和風味(令人不愉快的苦杏仁味)。僅通過這兩個主要的香氣成分就可以發現蒸餾時酒頭酒尾的切取時機掌握,對白蘭地質量影響較大。
一次蒸餾后醇類和酯類的含量明顯增加:乙醇氧化為乙醛;高級醇和乙酸形成酯類;在這過程中伴隨一些戊醇等高級醇類物質的形成。經一次蒸餾后,酒中還會存有少量的酒石酸和蘋果酸,但經二次蒸餾、陳釀、以及在成品中以上酸均沒有檢測到。這種變化是由于上述酸分解轉化成了小分子的酸,如丙酸、丁酸等,而這也導致了蒸餾后 p H 值的降低。所以新蒸餾的白蘭地酸度較低,主要有乙酸、丙酸、丁酸等揮發酸。
●●●陳釀
橡木桶陳釀工藝是完善白蘭地品質的重要環節,白蘭地貯存過程中會發生一系列物理化學變化,這些錯綜復雜的變化賦予了白蘭地特有的典型性。經過長期的陳釀,使得白蘭地原有的苦澀、辛辣、刺喉、收斂等特性,變成甜潤、綿柔、醇厚及微苦。橡木桶陳釀工藝是完善白蘭地品質的重要環節,在陳釀過程中,無論是對源于橡木的物質還是對餾出液本身的物質變化,起主要作用的都是氧化現象。白蘭地的老熟陳釀過程實際上就是一個緩慢的氧化過程。其中五類(揮發酸、酯類、醛類、糠醛、高級醇)非酒精揮發物的變化也伴隨其中。
(1)揮發酸:乙醇氧化為乙酸,20年中增加2倍。
(2)酯類:乙醇脫水形成乙醛,乙醛氧化為羧酸,羧酸+醇脫水形成酯類;酸酯化。
(3)糠醛:橡木桶中的半纖維素在弱酸的條件下水解成單糖,其中的戊糖再脫水形成糠醛。
(4)醛類:氧化作用使得醇類變成醛;醛和乙醇形成縮醛;乙醇氧化成乙醛,乙醛和乙醇形成乙縮醛。且隨著陳釀時間的延長,其含量也會越來越高。
(5)高級醇:由于水分和乙醇的蒸發,高級醇的含量緩慢升高
陳釀時間與非酒精揮發物關系方程式[1]
C=0.7570+1.1203*Y-0.0529*Y2
(C:非酒精揮發物總量;Y:陳釀年份[0~8],不足整年,按天數換算為年數,如0.26 年)
另外在“非酒精揮發物總量”定義中,對最終結果起決定性作用的為醛類、酯類和高級醇等三大類芳香成分,為方便實際應用中檢測和分析,將其分別匯總后可以發現這三種成分呈現隨酒齡的增長而升高的趨勢,具體表現如下表
雖然非酒精揮發物總量隨著陳釀時間的延長其含量逐漸增加,但是單以非酒精揮發物總量作為判斷等級的標準可靠性仍然過低。還應結合 p H、色度、單寧、多酚類物質、礦質元素、總酚含量、香氣成分等質量評價指標,并采取多種并行的鑒定方法以提高鑒定的成功率和準確度。