中国白酒是世界六大蒸馏酒之一,具有悠久的历史。中国白酒根据风味特征分为十二大香型,其中酱香型白酒风味成分独特、工艺复杂,采用传统的一年1个生产周期、投料2次、蒸煮9次、发酵8次、取酒7次等复杂的酿造工艺所得[1-4]。每个轮次的基酒都有其独特的风味特点,对成品酒的风格和品质均有重要的影响,并且风味化合物是消费者偏好的关键决定因素,也是确定白酒感官特征的标准[5-7]。然而酿造过程中基酒的风味特征会受到各种因素的影响,即使是同种工艺类型酿造的白酒,产区环境和气候条件都会造成白酒风味的差异[8-10]。贵州赤水河是中国酱香型白酒的重要产区,其独特的地理环境和气候条件为酿造高品质的酱香型白酒提供了得天独厚的条件,但其上游、中游、下游酿造出来的白酒也具有不同的口感和风味[8]。对不同产区酱香轮次基酒进行感官特征和挥发性风味物质组分差异分析,对于未来不同产区酱香轮次基酒的风格表征体系构建具有重要意义。
随着中国白酒行业的持续增长与繁荣,白酒不仅成为了中国传统文化的重要载体,也逐渐走向国际市场,吸引了全球消费者的目光。白酒风味作为衡量白酒品质的核心要素,对于消费者的购买决策起到了至关重要的作用。感官品评是利用人的感觉器官(眼、鼻、口)对食品的色、香、味进行感官特性检验的科学,是白酒质量控制的手段之一[11]。色谱技术能够对白酒中的复杂风味成分进行有效的定性定量分析,它对于白酒的香气组分的检测起到了重要作用[12]。气相色谱(gas chromatography,GC)分析技术被广泛应用于白酒香气物质的定性定量分析,使得白酒质量、香型、品牌的鉴别结果更加准确[13]。韩云翠等[14]采用气相色谱技术分析基酒中的挥发性风味物质成分,并结合支持向量机(supportvectormachine,SVM)建立基酒质量等级判断模型。先春等[9]采用气相色谱(GC)对酱香型白酒香气成分指纹图谱相似度进行研究,发现酱香型白酒各具特色,色谱骨架成分含量存在显著差异。王金龙等[15]利用气相色谱(GC)分析了酱香白酒中风味物质的差异性。
因此,本研究以不同产区的酱香轮次基酒为研究对象,通过感官品评定量描述词对各轮次基酒的感官特征进行分析,采用气相色谱技术对酒样中的挥发性风味物质组分进行定量分析,以期得出不同产区酱香轮次基酒的挥发性风味物质差异,为不同产区酱香轮次基酒的标准评定、品牌表达、生产技术等研究提供理论指导,同时对不同产区酱香基酒的分类具有一定的指导意义。
1.1.1 材料
茅台产区七轮次基酒(MT1~MT7)酒样:茅台镇某酒厂;习水产区七轮次基酒(XS1~XS7)酒样:习水县某酒厂;金沙产区七轮次基酒(JS1~JS7)酒样:金沙县某酒厂。
1.1.2 化学试剂
乙醛、乙缩醛、糠醛等41种标准品,叔戊醇、乙酸正戊酯、2-乙基丁酸(内标)(均为色谱醇,纯度>99%):上海麦克林生化科技股份有限公司;2,3,5-三甲基吡嗪、2,3,5,6-四甲基吡嗪标准品(均为色谱纯):上海阿拉丁试剂公司;无水乙醇(色谱纯):天津市富宇精细化工有限公司。
8890气相色谱仪、DB-WAX毛细管色谱柱(30 m×250 μm×0.25 μm):安捷伦科技(中国)有限公司;SYS-III-30L超纯水制取机:上海和泰仪器有限公司;XH-B漩涡混合器:上海启前电子科技有限公司;PR224ZH/H电子天平:奥豪斯仪器(常州)有限公司。
1.3.1 总酸及总酯含量测定
参照GB/T 10345—2022《白酒分析方法》的方法测定酒样中的总酸(total acid,TA)、总酯(total esters,TE)含量。
1.3.2 感官分析
参照李世平[16]的方法和贵州金沙窖酒酒业有限公司标准,对不同产区酱香轮次基酒进行感官品评。感官品评小组成员共10人,年龄在20~35岁之间,每个成员至少具有3年以上品评训练经验,其中4名为国家级、省级白酒评委,另外6人为本公司专业品酒师。参考使用感官描述性分析方法对不同产区酱香轮次基酒的感官特征进行描述,收集描述词,再选出每个轮次基酒的感官描述词,因为每个轮次基酒的感官特征是不一样的,使用六点刻度法对不同产区酱香轮次基酒的风味感知强度进行打分(表1),绘制不同产区酱香轮次基酒风味雷达图。
表1 基酒风味感知强度定量评分标准
Table 1 Quantitative score standards of base liquor flavor perception intensity
注:0分表示基酒无风味感知,5分表示基酒风味感知最强。
分值012345程度无弱较弱中较强强
1.3.3 挥发性风味物质检测
采用气相色谱法检测不同产区酱香轮次基酒中的挥发性风味物质。色谱条件:氢火焰离子化检测器,DB-WAX毛细管色谱柱(30 m×250 μm×0.25 μm);升温程序为初温40 ℃保持1 min,以4.0 ℃/min升至130 ℃,以20 ℃/min升至200 ℃保持5 min;GC检测器和进样口温度为250 ℃;载气为氮气(N2)流量0.6 mL/min;进样量0.5 μL;分流比为30∶1。
定性、定量分析:根据各组分单标准品色谱峰的保留时间进行定性;采用内标法进行定量。
1.3.4 数据处理
采用Excel 2010进行样品数据处理,Origin2024软件对样品进行作图,TBtools绘制聚类分析热图。
酸、酯是白酒中重要的成分,其中酸是酒中酯香的稳定剂,适量的酸能提高酒体的丰满度和醇厚度;而酯类物质大多具有类似水果的舒适香气,是白酒中主要风味物质之一[17-18]。不同产区酱香轮次基酒总酸、总酯含量分析结果见图1。由图1可知,在酱香型白酒生产过程中,不同轮次基酒中的总酯含量高于总酸含量,这可能是因为发酵过程中微生物代谢的活性、特殊的酿造工艺、适宜的化学变化条件以及良好的贮存条件共同作用的结果[19-21]。随着基酒轮次的递增,不同产区酱香基酒的总酸含量呈现逐渐下降的趋势,且整体上JS低于MT、XS,这可能是由于微生物环境、生产工艺控制、曲药等原因所致。随着轮次的递增,MT呈现逐渐下降的趋势,XS和JS在第1、2轮次上升,之后逐渐下降,这与孙优兰等[7,22]的研究结果相似,可能与发酵过程中微生物代谢产生酯所需的营养物含量及发酵环境发生变化有关。综上可知,虽然轮次基酒的总酸、总酯的变化趋势相似,但不同产区的酱香轮次基酒中的总酸、总酯含量有所差异,这可能是不同产区酱香轮次基酒风格特征差异的原因。
图1 不同产区酱香轮次基酒总酸及总酯含量分析
Fig.1 Analysis of total acid and total ester contents of sauce-flavor rounds base liquor from different production areas
为解析不同产区酱香轮次基酒的感官特征,通过感官定量描述性分析方法对茅台、习水、金沙产区的酱香轮次基酒进行分析,结果见图2。由图2(A)可知,不同产区酱香一轮次基酒粮香、酸香突出,可能与原料的初始阶段发酵相关,其中MT1和JS1的粮香、酸香最强。由图2(B)可知,不同产区酱香二轮次基酒粮香、酸香、曲香、酱香较为突出,其中MT2的酱香、曲香较突出,而JS2的则是粮香、酸香,但酱香、曲香较弱,这可能是粮醅发酵过程的深入和风味物质的复杂化,金沙产区可能存在发酵不够深入。由图2(C)可知,不同产区酱香三轮次基酒酱香、曲香、花香、水果香突出,其中MT3中的酱香、曲香、水果香最强,XS3的花香最强,JS3的这些风味感知较弱。由图2(D)可知,不同产区酱香四轮次基酒酱香、曲香、花香、水果香、复合香突出,其中MT4的酱香、曲香、水果香、复合香最强,XS4花香最强,JS4的这些风味感知较弱。由图2(E)可知,不同产区酱香五轮次基酒酱香、曲香、复合香、烘焙香突出,其中MT5的酱香、曲香、复合香、烘焙香均最强。由图2(F)可知,不同产区酱香六轮次基酒酱香、焦香较突出,略带有芝麻香、窖香、醛香、曲香,其中MT6的酱香、焦香、曲香较强。由图2(G)可知,不同产区酱香七轮次基酒酱香、曲香、焦香较突出,略带有窖香、醛香,其中MT7、XS7的酱香较强,MT7、JS7的焦香较强。综合可知,三至五轮次基酒随着轮次的增加,酱香、曲香逐渐成为主导,同时伴随花香、水果香、复合香及烘焙香的出现,这些变化体现了发酵过程中微生物代谢产物的多样性和复杂性,并且茅台产区这些风味感知强于习水产区和金沙产区,这可能是因为产区地理位置、环境微生物、土壤、生产工艺的掌控、水质等多反面因素所导致。六至七轮次基酒焦香逐渐显现,推测这可能与后期发酵过程中高温、低水分条件下的美拉德反应等化学变化有关。
图2 不同产区酱香轮次基酒的风味感官雷达图
Fig.2 Flavor sensory radar chart of sauce-flavor rounds base liquor from different production areas
不同产区酱香一至七轮次基酒挥发性风味物质的聚类分析热图见图3。
图3 不同产区酱香一至七轮次基酒的挥发性风味物质聚类分析热图
Fig.3 Clustering analysis heat map of volatile flavor substances in the sauce-flavor first to the seventh rounds base liquor from different production areas
a~g依次代表一至七轮次基酒。
2.3.1 不同产区酱香一轮次基酒的挥发性风味物质
由图3a可知,不同产区酱香一轮次基酒挥发性风味物质组分有所差异,XS1中1,2-丙二醇、糠醛、正己酸、乙酸乙酯、乙醛、甲酸乙酯、4-乙基愈创木酚、乙缩醛、乳酸乙酯、棕榈酸乙酯、亚油酸乙酯、戊酸乙酯、2,3-丁二醇的含量最高;MT1中正丁酸、异戊酸乙酯、庚酸乙酯、2,3,5,6-四甲基吡嗪、丙酸乙酯、2,3,5-三甲基吡嗪、2,3-丁二酮、乙酸、β-苯乙醇、丁酸乙酯、异丁酸的含量最高;JS1中正己醇、2-甲基-1-丁醇、乙酸异戊酯、异丁醇、异戊醇的含量最高。
2.3.2 不同产区酱香二轮次基酒的挥发性风味物质
由图3b可知,对于不同厂区酱香二轮次基酒中的挥发性风味物质,JS2中的二甲基二硫、正己醇、正戊醇、2-乙酰基呋喃、乳酸乙酯、正丁酸、正丁醇、己酸乙酯、丁酸乙酯、异戊酸乙酯、2,3-丁二酮、丙酸乙酯、2-正丁基呋喃、辛酸乙酯的含量最高;MT2中的2,3,5-三甲基吡嗪、2,3,5,6-四甲基吡嗪、β-苯乙醇的含量最高;XS2中的乙醛、乙酸乙酯、2,3-丁二醇、乙缩醛、异丁酸、糠醛、1,2-丙二醇、棕榈酸乙酯、乙酸、亚油酸乙酯的含量最高。
2.3.3 不同产区酱香三轮次基酒的挥发性风味物质
由图3c可知,对于不同厂区酱香三轮次基酒中的挥发性风味物质,JS3中二甲基二硫、己酸乙酯、戊酸乙酯、正己酸、正戊醇、异丁醇、异戊醇、2-甲基-1-丁醇、正己醇、正丙醇、2-正丁基呋喃、2,3-丁二酮、丙酸乙酯、仲丁醇的含量最高;MT3中辛酸乙酯、异丁酸、2,3,5-三甲基吡嗪、2,3,5,6-四甲基吡嗪、2,3-丁二醇、异丁酸乙酯、乙酸、异戊酸的含量最高。XS3中2-乙酰基呋喃、丁酸乙酯、正丁酸、亚油酸乙酯、正丁醇、棕榈酸乙酯、庚酸乙酯、糠醛、乙醛、乙缩醛、甲酸乙酯、乙酸乙酯的含量最高。
2.3.4 不同产区酱香四轮次基酒的挥发性风味物质
由图3d可知,对于不同厂区酱香四轮次基酒中的挥发性风味物质,JS4中丙酸、丙酸乙酯、乳酸乙酯、二甲基二硫、正戊醇、糠醛、甲酸乙酯、异丁醇、乙缩醛、己酸乙酯、正己酸、2-甲基-1-丁醇、正己醇、异戊酸乙酯、异戊醇、乙醛、戊酸乙酯的含量最高;MT4中乙酸、正丙醇、2,3-丁二酮、异丁酸乙酯、2,3,5,6-四甲基吡嗪、异丁酸、辛酸乙酯、异戊酸、仲丁醇、2,3,5-三甲基吡嗪的含量最高;XS4中丁酸乙酯、正丁醇、β-苯乙醇、棕榈酸乙酯、1,2-丙二醇、庚酸乙酯、2-乙酰基呋喃、乙酸异戊酯、乙酸乙酯、2,3-丁二醇、亚油酸乙酯的含量最高。
2.3.5 不同产区酱香五轮次基酒的挥发性风味物质
由图3e可知,对于不同厂区酱香五轮次基酒中的挥发性风味物质,JS5中异戊酸乙酯、二甲基二硫、乙缩醛、乳酸乙酯、正己醇、戊酸乙酯、2-甲基-1-丁醇、糠醛、正己酸、乙醛、异戊醇、己酸乙酯、异丁酸、丙酸乙酯、正戊醇的含量最高;MT5中辛酸乙酯、2,3,5,6-四甲基吡嗪、异丁酸、仲丁醇、2,3-丁二酮、正丙醇、2,3,5-三甲基吡嗪、异戊酸、异丁酸乙酯、乙酸异戊酯的含量最高;XS5中2,3-丁二醇、乙酸乙酯、1,2-丙二醇、丁酸乙酯、正丁醇、正丁酸、丙酸、棕榈酸乙酯、乙酸、亚油酸乙酯的含量最高。
2.3.6 不同产区酱香六轮次基酒的挥发性风味物质
由图3f可知,对于不同厂区酱香六轮次基酒中的挥发性风味物质,JS6中的β-苯乙醇、2-甲基-1-丁醇、乙醛、异丁醇、2-正丁基呋喃、正己酸、糠醛、2-乙酰基呋喃、己酸乙酯、正戊醇、戊酸乙酯、正己醇、二甲基二硫、异戊醇、乙缩醛、庚酸乙酯的含量最高;MT6中乳酸乙酯、正丁酸、异戊酸、2,3,5-三甲基吡嗪、异丁酸、仲丁醇、正丙醇、2,3,5,6-四甲基吡嗪、2,3-丁二酮、辛酸乙酯的含量最高;XS6中乙酸乙酯、甲酸乙酯、1,2-丙二醇、棕榈酸乙酯的含量高。
2.3.7 不同产区酱香七轮次基酒的挥发性风味物质
由图3g可知,对于不同厂区酱香七轮次基酒中的挥发性风味物质,MT7中异丁酸乙酯、异丁酸、异戊酸、2,3,5-三甲基吡嗪、2,3,5,6-四甲基吡嗪、乳酸乙酯的含量最高;XS7中乙酸异戊酯、4-乙基愈创木酚、亚油酸乙酯、乙酸、乙酸乙酯、正丁醇、庚酸乙酯、辛酸乙酯、正丁酸、异戊酸乙酯、丁酸乙酯、棕榈酸乙酯、糠醛、甲酸乙酯、二甲基二硫的含量最高;JS7中乙醛、乙缩醛、正己醇、丙酸乙酯、正戊醇、丙酸、2,3-丁二酮、己酸乙酯、戊酸乙酯、正丙醇、正己酸、2,3-丁二醇、仲丁醇、2-正丁基呋喃、β-苯乙醇的含量最高。
综上分析可知,在一至七轮次基酒中,茅台产区轮次基酒的特点是2,3,5-三甲基吡嗪、2,3,5,6-四甲基吡嗪的含量最高;吡嗪类化合物一般赋予白酒焙烤香、焦香,同时研究发现吡嗪类化合物多来源于发酵过程中微生物代谢反应及美拉德反应,其含量与高温制曲工艺密切相[23-24]。此外,习水产区轮次基酒的特点是乙酸乙酯、棕榈酸乙酯的含量最高,在白酒酿造过程中,乙酸乙酯、棕榈酸乙酯主要是在发酵阶段通过微生物代谢、酯化酶催化和化学反应得到[25]。金沙产区轮次基酒的特点是存在正己醇含量最高,高级醇在白酒中起着主要的甜味剂和调味剂的作用,是白酒中某些酯类的组成基本物质,形成独特的酯类香气;每个产区的挥发性风味物质组分不一样,同时造就了不同产区白酒独特的风味特征[26-27]。
本研究以茅台产区(MT)、习水产区(XS)、金沙产区(JS)的酱香轮次基酒为研究对象,采用感官分析法、气相色谱技术对其感官特征、挥发性风味物质进行分析。感官分析结果表明,不同产区酱香轮次基酒感官评分存在差异,茅台产区的酱香、曲香、水果香、复合香、焦香高于习水产区和金沙产区,但在一轮次基酒中,金沙产区的粮香和酸香高于习水产区。气相色谱技术发现在一至七轮次基酒中,茅台产区轮次基酒中2,3,5-三甲基吡嗪、2,3,5,6-四甲基吡嗪的含量最高;习水产区轮次基酒中乙酸乙酯、棕榈酸乙酯的含量最高;金沙产区轮次基酒中正己醇含量最高;各产区轮次基酒中挥发性物质含量的不同赋予了其产区独特的风味。未来研究应关注白酒中关键风味成分及其协同作用,对于打造产区品牌,制定标准,指导生产改进具有重要的指导意义。
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Analysis on the differences of volatile flavor compounds in sauce-flavor rounds base liquor from different producing areas