表1 白酒感官定量评分
Table 1 Sensory quantitative score of Baijiu
分值/分 强度012345无弱较弱中较强强
Analysis on the difference of volatile flavor compounds of the first round base liquor of sauce-flavor Baijiu with different years
中国白酒历经千百年的沉淀与积累，凭借着深厚的历史底蕴和独特的酿造技艺，孕育出了丰富多彩的白酒种类[1]。酱香型白酒作为中国白酒四大基本香型之一，广受消费者喜爱，其工艺可被总结为“端午制曲，重阳下沙，一年一个大的生产周期，两次投粮，九次蒸煮，八次发酵，七次取酒”[2]，此即独特的“12987”工艺。由于其复杂的工艺，导致酱香型白酒的风味要比其他酒种复杂、丰富的多。目前关于酱香型白酒风味物质的研究主要集中在不同产区、不同类型、不同质量等级方面。许忠平等[3]探究不同地区酱香型白酒感官特征和骨架风味物质含量，结果发现贵州地区酱香型白酒酯类含量最高，山东地区和南方其他地区酱香型白酒醇类含量较高，北方其他地区酱香型白酒羰基类含量较低；曾庆军[4]对不同类型酱香白酒的64种挥发性风味物质进行定量，并建立了相应预测模型，结果良好；王金龙等[5]分析不同质量等级酱香型白酒的风味物质，共鉴定出103种风味物质，包括酸类10种，酯类34种，醇类21种，醛类9种，酮类9种，吡嗪类10种，酚类6种，其他类4种；林先丽等[6]检测了21个不同质量等级酱香型白酒的挥发性化合物和味觉指标，对其进行区分并筛选关键差异物质，利用机器学习建立判别模型。酱香型白酒成品酒是由不同轮次和特征的基酒勾调而成，具有酱香突出、幽雅细腻、酒体醇厚、回味悠长、清亮透明、色泽微黄的酒体风格[7]。然而目前关于不同年份轮次酒在贮存过程中风味物质变化方面的研究较少。
本研究以不同年份酱香型白酒一轮次基酒为研究对象，采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）技术分析挥发性风味物质，利用主成分分析（principl component analysis，PCA）及正交偏最小二乘判别分析（orthogonal partial least squares-discriminant analysis，OPLS-DA）构建模型，基于变量投影重要性值（variable importance in the projection，VIP）及方差分析P值筛选不同年份酱香型白酒一轮次基酒中差异风味物质，并结合感官定量描述分析（quantitative descriptive analysis，QDA）解析不同年份酱香型白酒一轮次基酒挥发性风味物质差异性，以期对酱香型白酒酒体设计、基酒贮存变化、酒体风味物质研究提供理论依据。
贵州省仁怀市茅台镇某酒厂生产的2022年、2023年和2024年酱香型白酒一轮次基酒，分别编号为J_1_22、J_1_23、J_1_24；氯化钠（分析纯）、乙醇（色谱纯）：国药集团化学试剂有限公司、2-辛醇（色谱级）：上海Sigma-Aldrich公司；其他试剂均为国产分析纯或生化试剂。
GC-MS QP2010 Plus气相色谱-质谱联用仪：日本Shimadzu公司；DB-FFAP毛细管色谱柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm）：美国Agilent公司。
1.3.1 酱香型白酒基酒的感官评价
酱香型白酒基酒的感官评价参照国标GB/T 33404—2016《白酒感官品评导则》[8]、国标GB/T 16291.1—2012《感官分析选拔、培训与管理评价员一般导则》中的方法[9]，优选5名年龄在20～45岁且均具有国家三级品酒师以上资质成员组成评价小组。参照前期研究得出的描述词，经训练与探讨后，筛选出特征描述词9个，分别为“花香”、“果香”、“青草香”、“甜香”、“粮香”、“酸香”、“坚果香”、“甜香”和“余味”[10]，使用六点刻度法（0分代表无风味感知，5分代表风味感知最强）[11]对样品风味感官强度进行描述，风味特征定量表达及感官评分标准分别见表1和表2。
表1 白酒感官定量评分
Table 1 Sensory quantitative score of Baijiu
分值/分 强度012345无弱较弱中较强强
表2 酱香型白酒轮次基酒感官评价标准
Table 2 Sensory evaluation standards of round base liquor of sauce-flavor Baijiu
香气 评分/分5 4 3 2 1 0花香果香青草香甜香酸香坚果香植物香粮香余味花香明显，香气幽雅果香明显，香气幽雅青草香明显，香气幽雅甜香明显，香气幽雅酸香明显，香气幽雅坚果香明显，香气幽雅植物香明显，香气幽雅粮香明显，香气幽雅入口后余香明显，香气幽雅，持续时间长花香明显，且使人愉悦果香明显，且使人愉悦青草香明显，且使人愉悦甜香明显，且使人愉悦酸香明显，且使人愉悦坚果香明显，且使人愉悦植物香明显，且使人愉悦粮香明显，且使人愉悦入口后余香明显，且使人愉悦花香显著，自然芬芳果香显著，自然芬芳青草香显著，自然芬芳甜香显著，香气醇厚酸香显著，柔和协调坚果香显著，自然芬芳植物香显著，自然芬芳粮香显著，柔和协调入口后余香显著，持续时间较长花香较显著，细腻舒适果香较显著，细腻舒适青草香较显著，细腻舒适甜香较显著，细腻舒适酸香较显著，细腻舒适坚果香较显著，细腻舒适植物香较显著，细腻舒适粮香较显著，细腻舒适入口后余香较显著，持续时间较短略有淡淡的花香略有淡淡的果香略有淡淡的青草香略有淡淡的甜香略有酸香略有淡淡的坚果香略有淡淡的植物香略有淡淡的粮香入口后略有余香，持续时间短无花香无果香无青草香无甜香无酸香无坚果香无植物香无粮香入口后无余香
感官品评环境的设置遵循国家标准GB/T 13868—2009《感官分析建立感官分析实验室的一般导则》对感官分析实验室的具体要求，包括维持实验室内环境的绝对安静，确保无噪音干扰；保持实验室通风顺畅，避免任何香气或不良气味的存在；控制实验室内温度为20～25 ℃，相对湿度为60%；同时，保证实验室内光线充足且柔和，以提供舒适的观察环境，并避免墙壁产生强烈的反射影响观察效果[12]。
1.3.2 不同年份一轮次基酒的挥发性风味物质测定方法
不同年份的一轮次基酒挥发性风味物质测定采用HS-SPME-GC-MS法。
在处理样品时，精确量取10 mL的酒样，加入100 μL的质量浓度为100 μg/mL内标溶液（2-辛醇），随后将混合物均匀搅拌。
通过多功能全处理自动进样系统，运用DVB/CAR/PDMS固相微萃取头对顶空瓶中的样品进行顶空萃取。样品需在50 ℃的环境下，以450 r/min的速度振荡孵化5 min，随后在相同温度下，以相同的速度振荡萃取40 min。萃取结束后，样品在250 ℃解吸进样5 min，随后进行GC-MS分析。为确保结果的准确性，每个样品需重复测量3次。
GC条件：采用DB-FFAP毛细管色谱柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm）；进样口温度和气相色谱检测器温度设定为250 ℃，纯度≥99.999%的氦气（He）作为载气，流量设定为1.2mL/min，进样量1 μL，不分流进样方式。程序升温条件设定为：初温40 ℃保持1 min，然后以2.5 ℃/min的速度升至100 ℃，保持1 min，接着以3 ℃/min的速度升至160 ℃（不保持），最后以5 ℃/min的速度升至230 ℃，保持10 min。
MS条件：采用电子电离（electronic ionization，EI）源，电子能量70 eV。离子源温度230 ℃，四级杆温度150 ℃，质量扫描范围30～550 m/z。
定性定量方法：利用Agilent ChemStation将原始数据去除噪音、基线矫正和峰面积积分等步骤，利用美国国家标准技术研究所（National Institute of Standards and Technology，NIST）20a.L谱库检索、标准品比对，并结合保留指数（retention index，RI）对酒样中检出化合物进行定性。采用内标法定量。
1.3.3 数据处理
实验数据采用Excel 2019、Origin 2021和Simca14.1进行处理。
对不同年份酱香型白酒一轮次基酒进行感官评价，感官评价雷达图见图1。由图1可知，不同年份酱香型白酒一轮次基酒风格特征较为相近，一轮次基酒花香、果香、酸香和粮香较为突出，评分均高于2.5分。
图1 不同年份酱香型白酒一轮次基酒香气感官评价雷达图
Fig.1 Radar chart of aroma sensory evaluation of the first round base liquor of sauce-flavor Baijiu with different years
由图1亦可知，花香在2022年的基酒中最为显著，明显高于其他两个年份，且随着基酒贮存时间增加而明显升高；青草香、花香、果香、甜香和余味在2022年的基酒中相对较高，随着基酒贮存时间增加而提高；粮香在2024年的基酒中最为显著，明显高于其他两个年份，且随着基酒贮存时间增加而明显降低；植物香和坚果香在2024年的基酒中几乎不存在，但随着基酒贮存时间增加在酒体中开始出现且不明显。
对2022、2023、2024年酱香型白酒一轮次基酒中挥发性风味化合物进行定性定量分析，结果见图2。由图2可知，不同年份酱香型白酒一轮次基酒共检测出挥发性风味化合物156种，包括酸类12种，酯类44种，醛类13种，醇类27种，酮类12种，呋喃类5种，吡嗪类2种，芳香族10种，以及其他类31种。不同年份酱香型白酒一轮次基酒检出风味物质种类差异不显著（121～125种），但骨架风味物质（酸类、酯类、醛类、醇类等）总量逐年有增有减，而且其总量差异较大，酯类呈现下降趋势从133.87 mg/L减少到86.32 mg/L，占总风味物质含量的60.44%～66.94%，酯类物质在一轮次基酒中含量较高，这可能主要是生沙酒泼回出甑后的酒醅中促进酵母菌代谢产生了大量的酯类物质所导致 [15-16]；而酸类和醇类物质都呈现上升趋势，酸类从9.08 mg/L增加到14.12 mg/L，占总风味物质含量的4.36%～9.21%，酸类在一轮次基酒中含量相对较高，这主要是由于酿造过程中乳酸杆菌作为优势菌属代谢产生了大量的酸类物质[13-14]，醇类从10.63 mg/L增加到15.96 mg/L，占总风味含量的5.16%～9.40%；醛类变化较大，呈现先快速上升随后下降的趋势，从1.25 mg/L快速上升到20.65 mg/L随后下降到12.79 mg/L，占总风味物质含量的0.82%～13.16%。
图2 不同年份酱香型白酒一轮次基酒中各类别挥发性风味物质数量（a）、含量（b）及占比（c）
Fig.2 Quantity(a),contents(b)and proportion(c)of various categories volatile flavor components in the first round base liquor of sauce-flavor Baijiu with different years
基于前期对不同产地、不同类型和不同质量酱香型白酒风味成分中骨架风味物质（主要指酸、酯、醛、醇等）的研究[3，5，15]，筛选出了42种骨架成分，不同年份酱香型白酒一轮次基酒骨架风味物质见表3。
表3 不同年份酱香型白酒一轮次基酒骨架风味物质
Table 3 Skeleton flavor compounds of the first round base liquor of sauce-flavor Baijiu with different years
编号类别 化合物 CAS 含量/（mg·L-1）J_1_22 J_1_23 J_1_24 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0酸类11 12 140-10-3 107-92-6 503-74-2 498-23-7 111-14-8 64-19-7 516-05-2 142-62-1 124-07-2 112-05-0 124-04-9 1979-9-4 1 2 3酯类肉桂酸丁酸异戊酸柠康酸庚酸乙酸甲基丙二酸己酸辛酸正壬酸己二酸丙酸酸类总量戊酸丙酯乙酸丁酯戊酸乙酯105-37-3 123-66-0 141-78-6 0.266±0.008 1.902±0.346 0.242±0.007 0.017±0.004 0.179±0.007 8.114±0.669 0.121±0.007 0.000±0.000 0.164±0.092 0.000±0.000 0.011±0.002 3.312±0.646 14.315±0.575 3.165±0.468 0.623±0.034 4.708±0.067 0.153±0.012 1.355±0.578 0.262±0.006 0.024±0.005 0.173±0.008 6.942±0.638 0.084±0.053 0.524±0.029 0.173±0.018 0.032±0.005 0.015±0.001 2.249±0.356 11.987±1.181 1.040±0.229 0.433±0.029 3.886±0.185 0.130±0.011 0.804±0.058 0.479±0.013 0.046±0.001 0.161±0.004 5.480±0.491 0.000±0.000 0.043±0.007 0.075±0.022 0.007±0.012 0.019±0.003 2.140±0.007 9.384±1.674 0.416±0.009 0.392±0.017 1.737±0.063
续表
编号类别 化合物 CAS 含量/（mg·L-1）J_1_22 J_1_23 J_1_24 4 5 6 7 8 9 1 0 11 12 13 105-54-4 105-66-8 539-82-2 626-77-7 123-92-2 141-06-0 103-45-7 105-68-0 109-19-3 105-68-0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8醛类3658-93-3 100-52-7 1998-1-1 54889-48-4 75-07-0 124-19-6 18829-56-6 590-86-3 50-00-0醇类己酸丙酯辛酸丙酯戊酸-3-甲基-丁酯乙酸苯乙酯3-苯丙酸乙酯乙酸己酯丙酸丁酯丙酸异戊酯乙酸异戊酯异丁酸乙酯酯类总量己醛-2-乙缩醛苯甲醛2-呋喃甲醛辛醛-2-乙缩醛乙醛壬醛反式-2-壬烯醛异戊醛甲醛醛类总量正丙醇异戊醇2-壬醇正辛醇仲丁醇1-癸醇3-辛醇芳樟醇醇类总量71-23-8 123-51-3 628-99-9 111-87-5 78-92-2 112-30-1 589-98-0 78-70-6 4.288±0.768 0.807±0.007 0.255±0.002 0.899±0.007 0.748±0.023 0.174±0.007 0.801±0.002 0.203±0.001 0.000±0.000 0.124±0.002 16.795±1.822 10.431±0.422 0.000±0.000 0.000±0.000 0.058±0.002 0.653±0.019 0.483±0.006 0.014±0.004 0.529±0.001 0.074±0.002 12.880±0.120 8.608±1.636 4.135±0.123 0.000±0.000 0.247±0.001 0.060±0.001 0.198±0.036 0.156±0.015 0.042±0.004 13.446±1.536 3.459±0.062 0.728±0.039 0.230±0.011 0.947±0.053 0.875±0.039 0.296±0.002 0.237±0.039 0.920±0.044 4.371±0.200 0.376±0.013 17.798±0.982 18.039±0.856 1.092±0.061 0.582±0.019 0.551±0.083 0.335±0.167 0.275±0.048 0.013±0.005 0.116±0.006 0.081±0.003 21.085±1.246 7.821±2.398 0.922±0.047 0.728±0.039 0.257±0.023 0.415±0.020 0.264±0.035 0.274±0.035 0.316±0.004 10.979±2.203 1.942±0.066 0.831±0.010 0.077±0.020 1.020±0.059 0.511±0.037 0.502±0.013 0.300±0.007 1.412±0.044 8.694±0.297 0.550±0.014 18.384±0.564 0.000±0.000 0.503±0.017 0.681±0.020 0.006±0.000 0.184±0.001 0.064±0.003 0.230±0.067 0.000±0.000 0.097±0.007 1.251±0.451 5.326±0.016 1.142±0.034 0.831±0.01 0.350±0.003 0.000±0.000 0.730±0.026 0.809±0.002 0.925±0.028 10.113±0.079
2.3.1 酸类物质
酸类物质是白酒酒体中重要的呈香呈味物质[16]，对酒体的酸香具有决定性的影响，由于酸类物质还具备抗氧化及促进肠道健康的益生功能[17]，在白酒勾调环节中，适当增加总酸含量，不仅可以提升白酒的口感品质，同时有助于赋予酒体健康价值。
由图3可知，不同年份酱香型白酒一轮次基酒骨架风味物质中酸类总量呈上升趋势，其中，酒体内的乙酸、丙酸、丁酸含量发生显著变化，随储存时间的增加而明显上升，这与胥佳等[18]的研究结果一致，主要是由于白酒在贮存过程中会发生醛、醇的氧化作用和酯类物质的水解等原因造成的[19]。
图3 不同年份酱香型白酒一轮次基酒骨架风味物质-酸类含量
Fig.3 Skeleton flavor compounds-acids contents in the first round of base liquor of sauce-flavor Baijiu with different years
2.3.2 酯类物质
酯类化合物具有独特芳香气味，给酒体贡献花香和果香[20-21]，它主要是由微生物在酰基辅酶A和醇乙酰基转移酶的共同作用下代谢生成以及醇和酸在脂肪酶的催化下生成[22]。
由图4可知，不同年份酱香型白酒一轮次基酒骨架风味物质中酯类整体呈现下降趋势。酒体中的戊酸丙酯、乙酸异戊酯、丙酸异戊酯、戊酸乙酯、己酸丙酯发生显著变化，乙酸异戊酯和丙酸异戊酯随储存时间的增加而明显下降，这可能与高级醇酯的稳定性差有关[23]。而戊酸丙酯、戊酸乙酯和己酸丙酯随储存时间的增加而明显上升，这可能与某些酯类在酒体内呈现1～3年内以先发生酯化反应为主，3年后再以水解反应为主的现象相符合[24]。
图4 不同年份酱香型白酒一轮次基酒骨架风味物质-酯类含量
Fig.4 Skeleton flavor compounds-esters contents in the first round base liquor of sauce-flavor Baijiu with different years
2.3.3 醛类物质
醛类化合物是白酒中重要的香味协调成分，通过其刺激或柔和的特性，有效地烘托出白酒的香气并促进酒体的喷香效果，进而实现口感的协调与优化[25]。
由图5可知，不同年份酱香型白酒一轮次基酒骨架风味物质中醛类物质含量变化较大，呈现先上升后下降的趋势，在2023年基酒中含量最高，在2024年基酒中含量最低。酒体中的己醛-2-乙缩醛、2-呋喃甲醛和乙醛发生显著变化，己醛-2-乙缩醛呈现先快速上升再下降的趋势，这可能是因为在贮存前期乙醛与醇类发生缩合反应而贮存后期发生水解反应所致[18]；2-呋喃甲醛呈现下降趋势，这主要与醛的氧化有关[26]；乙醛呈现上升趋势（其被认为是白酒老熟的标志之一），主要是与酒体内乙醇的氧化有关，与任宏彬[27]的研究结果趋势一致。
图5 不同年份酱香型白酒一轮次基酒骨架风味物质-醛类含量
Fig.5 Skeleton flavor compounds-aldehydes contents in the first round base liquor of sauce-flavor Baijiu with different years
2.3.4 醇类物质
醇类化合物是白酒中一类重要的风味物质，它是酯类形成的前体物质[28]，具有烘托酯香之效用，能够显著提升白酒的醇厚口感，并显著增强白酒香气的持久性[25]。醇类化合物主要通过酵母发酵代谢、蛋白质分解等过程生成[29]。
由图6可知，不同年份酱香型白酒一轮次基酒骨架风味物质中醇类物质整体呈现上升趋势，这与张立严等[19]的研究一致。酒体中的正丙醇、异戊醇和2-壬醇发生显著变化，正丙醇和异戊醇随储存时间的延长呈略微上升趋势，这可能是因为相关酯类物质发生水解作用[19]，而2-壬醇随储存时间的延长呈降低趋势，这可能是因为其在贮存过程中发生氧化作用生成醛类和酸类、或者与酸发生酯化反应等[19]。
图6 不同年份酱香型白酒一轮次基酒骨架风味物质-醇类含量
Fig.6 Skeleton flavor compounds-alcohols contents in the first round base liquor of sauce-flavor Baijiu with different years
2.4.1 PCA及OPLS-DA模型建立及模型预测与验证
首先采用无监督的多变量统计方法PCA，能在最大程度保留数据原始信息的基础上对样品加以区分。为了进一步分析寻找3组基酒间差异性标志物，采用有监督的多元统计方法OPLS-DA，该方法能在很大程度上降低了系统噪声干扰，进而提高分类效能[30]。将2022年、2023年和2024年的酱香型一轮次基酒的挥发性风味组分进行PCA、OPLSDA，结果见图7。
图7 不同年份酱香型白酒一轮次基酒挥发性风味物质的主成分分析得分图（a）、正交偏最小二乘-判别分析（b）及置换检验结果（c）
Fig.7 Principal component analysis score plot (a), orthogonal partial least squares-discriminant analysis (b) and permutation test results (c)of volatile flavor components of the first round base liquor of sauce-flavor Baijiu with different years
由图7a可知，通过PCA，三个年份的酱香型白酒一轮次基酒能进行明显区分。由图7b可知，通过OPLS-DA，把酒样分为三组，2022年基酒为J_1_22组，2023年基酒为J_1_23组，2024年基酒为J_1_24组，三个年份的酱香型白酒一轮次基酒能明显区分。该模型变量解释能力（R2Y）和预测能力（Q2）分别为0.999和0.996。由图7c可知，将该模型经过200次置换检验，R2和Q2的截距分别为0.342和-0.831，说明模型不存在过拟合，模型验证可靠。
利用OPLS-DA中的VIP值和P值进行差异组分的识别，筛选出VIP值＞1且P＜0.05的差异风味物质有89种，其中酯类20种、醇类18种、酸类7种、酮类8种、醛类7种、呋喃类1种、吡嗪类1种、芳香族10种、其他物质17种。
2.4.2 差异风味物质的筛选
为了分析不同组分风味物质对区分不同年份酱香型白酒一轮次基酒的贡献率，根据OPLS-DA分析按照VIP＞1、P＜0.05的标准筛选出89种组分，选择贡献率高的前30种差异风味物质绘制聚类分析热图，结果见图8。
图8 不同年份酱香型白酒一轮次基酒差异风味成分聚类分析热图
Fig.8 Cluster analysis heat map of differential flavor components of the first round base liquor of sauce-flavor Baijiu with different years
由图8可知，2022年、2023年和2024年酱香型白酒一轮次基酒间30种差异风味物质组成具有显著性差异，2022年基酒中含量较高的风味物质有异戊酸乙酯、3-辛醇、1-癸醇、2-十一酮、乙酸异戊酯、乙酸己酯等；2023年基酒中含量较高的风味物质有4-十一烷酮、苯甲醛、丁酸-2-戊酯、己醛-2-乙缩醛、2-壬醇等；2024年基酒中含量较高的风味物质有异己酸乙酯、丙酸丁酯、异戊醇、乙酸、正丙醇、戊酸丙酯、己酸丙酯等；聚类分析结果表明，苯甲醛、4-十一烷酮、1-辛醇、辛酸丙酯、乙酸丁酯、异戊酸乙酯、3-辛醇、己醛-2-乙缩醛、丁酸-2-戊酯、2-壬醇等10种是导致不同年份酱香型白酒一轮次基酒差异的潜在差异物质。
本研究以酱香型白酒一轮次基酒为研究对象，利用HSSPME-GC-MS技术，结合感官定量描述和主成分分析等，研究了不同年份一轮次基酒挥发性风味物质的差异，确定了造成差异的潜在差异物质。感官品评结果表明，不同年份一轮次基酒感官特征较为相似；风味物质分析表明，不同年份一轮次基酒检出风味物质种类上差异不明显，但骨架风味物质（酸类、酯类、醛类、醇类等）总量变化显著，其中酯类总体呈下降趋势；而酸类和醇类总体都呈上升趋势；醛类变化较大，呈先上升后下降趋势。
通过PCA和OPLS-DA可以区分不同年份酱香型白酒一轮次基酒，筛选出VIP＞1、P＜0.05的差异风味物质89种，其中苯甲醛、4-十一烷酮、1-辛醇、辛酸丙酯、乙酸丁酯、异戊酸乙酯、3-辛醇、己醛-2-乙缩醛、丁酸-2-戊酯、2-壬醇10种是导致不同年份酱香型白酒一轮次基酒差异的潜在差异物质。本研究从感官品评和风味物质多维度解析了不同年份酱香型白酒一轮次基酒的风味物质差异和变化规律，为酱香型白酒酒体设计、风味物质研究提供了理论依据。
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