不同品种高粱酒醅发酵前后糖类代谢及其白酒香气特征差异

赵泽阳1,郭增杰2,陈柏志1,杨琳琳1,王志海2,邹剑秋1,吴京耕2*

(1.辽宁省农业科学院 高粱研究所,辽宁 沈阳 110161;2.辽宁三沟酒业有限责任公司,辽宁 阜新 123102)

摘 要:为阐明不同品种高粱酒醅发酵前后糖类物质变化规律及其对白酒香气特征的影响,该研究分别以辽粱2号(粳高粱)和辽糯22号(糯高粱)为原料制备浓香型白酒,比较不同品种高粱醅料中可溶性糖和总糖含量差异,通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)法分析酒醅发酵过程中糖类含量及代谢变化,并解析不同品种高粱酿造白酒香气特征差异。结果表明,在糖化阶段,辽糯22号的籽粒还原糖含量(48.50 mg/g)高于辽粱2号(35.65 mg/g),但辽粱2号表现出更优异的糖转化效率,其可溶性还原糖增幅(104%)高于辽糯22号(76%)。辽粱2号、辽糯22号共检测出28种糖类;糖类代谢分析结果显示,辽糯22号呈现“高效消耗型”模式,糖类总损失率达到84.4%;辽粱2号呈现“糖醇积累型”模式,木糖醇等糖醇类增幅是辽糯22号的2~3倍。辽糯22号酿造白酒总酯含量为5.16 g/L,乙酸乙酯占比53.1%,形成果香为主导的香型特征;辽粱2号酿造白酒香气组成较为均衡,乳酸乙酯和己酸乙酯含量分别比辽糯22号高17.1%和26.0%,出酒率达37.5%,比辽糯22号高17.9%。

关键词:高粱;品种;白酒;发酵前后;糖类代谢;香气特征

高粱(Sorghum bicolor)作为世界第五大谷物作物[1-2],在我国传统酿造工业中发挥重要作用[3],是白酒、醋类等发酵食品的主要原料之一[4]。根据淀粉分子结构的差异,高粱可分为粳高粱和糯高粱两大类型[5],其中粳高粱由直链淀粉和支链淀粉的混合组合[6],而糯高粱的淀粉组成相对单一,支链淀粉含量超过90%[7],这种淀粉结构差异直接影响了高粱的发酵特性,进而影响到最终产品的品质[8-10]

在发酵过程中,高粱籽粒中的淀粉在各种微生物酶系协同作用下逐步分解为不同聚合度的糖类物质,主要包括葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖及低聚糖等[11-12],这些糖类物质在发酵体系中扮演着多重角色[13],一方面不仅作为微生物生长代谢的重要碳源,直接影响微生物群落的演替和代谢活动[14],另一方面作为风味的前体物质,深刻影响发酵产品的色泽、风味、口感和营养价值[15-16]。而长期发酵过程中糖类物质的动态变化规律及其与品质特征的关系,一直是发酵工程领域的研究热点[17-18]

近年来,国内外学者对高粱发酵机理进行了大量研究[19-22]。研究结果表明,不同品种高粱在发酵过程中表现出显著的差异性,主要体现在糖化速率、糖类组成比例以及发酵终产物的品质特征等方面[23]。然而,现有研究多关注单一高粱品种的发酵特性[24-26],或侧重于发酵过程中某一特定时间节点的糖类组成[27-28],而对粳高粱与糯高粱在发酵前后糖类物质变化规律及其对发酵产品品质影响的研究相对匮乏。如前所述,粳高粱与糯高粱因淀粉结构的本质差异,其在发酵过程中的降解行为和糖类转化模式存在显著不同。然而,这种原料差异如何通过发酵过程的糖类物质转化最终体现在产品品质上,其内在关联机制尚不清晰。因此,系统比较粳高粱与糯高粱发酵前后糖类物质的变化规律,深入解析糖类组成差异与发酵品质特征之间的关联机制,对于科学评价不同高粱品种的酿造适性、优化原料配比、提升发酵产品品质具有重要的理论指导意义和实践应用价值。

本研究以辽粱2号(粳高粱)和辽糯22号(糯高粱)为原料制备浓香型白酒,比较不同品种高粱醅料发酵前后可溶性糖及总糖含量差异,通过气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)法分析酒醅发酵过程中糖类含量及代谢变化,并解析不同品种高粱酿造白酒香气特征差异。旨在揭示不同类型高粱酒醅发酵前后糖类物质的变化规律及对白酒香气特征的影响,并为高粱发酵工艺优化及产品品质的提升提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

辽粱2号(粳高粱):产地为辽宁省朝阳市,籽粒饱满,无霉变,含水量13.4%,淀粉含量65.2%,直链淀粉含量18.6%;辽糯22号(糯高粱):产地为辽宁省阜新市,籽粒饱满,无霉变,含水量13.4%,淀粉含量64.6%,直链淀粉含量3.1%。稻壳、酒曲:辽宁三沟酒业责任有限公司。

甲醇、异丙醇(均为色谱纯):美国Merck公司;双(三甲基硅基)三氟乙酰胺(bis(trimethylsilyl)trifluoroacetamide,BSTFA)(with 1%三甲基氯硅烷(trimethylchlorosilane,TMCS))、甲氧铵盐、吡啶(均为分析纯):美国Sigma-Aldrich公司;正己烷(色谱纯):德国CNW公司;核糖醇(内标)(分析纯):美国Agilent公司。

1.2 仪器与设备

8890-5977B气相色谱-质谱联用(GC-MS)仪:美国Agilent公司;5424R离心机:Eppendorf(中国)有限公司;MM400球磨仪:德国Restsch公司;AS 60/220.R2电子天平:波兰RADWAG公司;CentriVap冷冻干燥机:美国LABCONCO公司;MIX-200多管涡旋振荡器:上海净信实业发展有限公司;KQ5200E超声清洗仪:昆山市超声仪器有限公司;DHG-9055A烘箱:上海合恒仪器设备有限公司;XD-DCY-24Y氮吹仪器:上海析达仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 浓香型白酒酿造工艺流程及操作要点

高粱籽粒原料首先进行除杂处理,筛除砂石、秸秆等杂质,每窖高粱籽粒投料量为800 kg,粉碎至20目筛通过率为50%,润料4 h使籽粒充分吸水膨胀;稻壳辅料经清蒸处理以去除杂味和杂质。将润好的高粱原料与清蒸稻壳混合均匀后装甑,铺料厚度保持均匀一致,采用常压蒸煮工艺,蒸煮时间控制在40~60 min,确保淀粉充分糊化。首次蒸煮的原料出甑后,高粱原料、稻壳、中高温酒曲(浓香型)按照质量比10∶5∶4进行配料,充分翻拌均匀使酒曲与原料充分接触。将拌匀的醅料入泥窖,分层装填并踩实,确保醅料密实无空隙,装满后用泥浆密封窖口,发酵周期为50 d。发酵期满后开窖取醅,与新料混合后再次装甑进行蒸馏,采用缓火蒸馏、看花摘酒的传统工艺,根据流酒温度和酒花大小分段接取酒液,本试验所用白酒样品均为蒸馏中段酒。

1.3.2 分析检测

1.3.2.1 高梁及辅料中总糖及可溶性糖含量测定

总糖含量:采用3,5-二硝基水杨酸(dinitrosalicylic acid,DNS)法[29]测定;可溶性还原糖含量:采用蒽酮比色法[30]测定。

1.3.2.2 酒醅发酵前后糖类含量测定

选择发酵前及发酵50 d的醅料,采用多点取样的方法,取上层、中层及下层的醅料各一次。发酵前后酒醅中糖类含量:采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术测定。

酒醅样品前处理:样本真空冷冻干燥后球磨仪研磨(30 Hz,1.5 min)至粉末状,称取20 mg的粉末于对应编号离心管中;向样本中加入500 μL甲醇∶异丙醇∶水(3∶3∶2,V/V)提取液,涡旋3 min,4 ℃水浴超声30 min;4 ℃、12 000 r/min离心3 min,吸取50 μL上清液,加入20 μL质量浓度为1 000 μg/mL的核糖醇溶液,氮吹并冻干机冻干;加入100 μL甲氧铵盐吡啶(15 mg/mL),37 ℃孵育2 h,随后加入BSTFA 100 μL,37 ℃孵育30 min,得到衍生化溶液;移取50 μL衍生化溶液,加入正己烷稀释至1 mL,0.22 μm滤膜过滤,滤液保存于棕色进样瓶中,用于GC-MS分析。

气相色谱条件:DB-5MS色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm),升温程序为起始温度160 ℃保持1 min,然后以6 ℃/min的速率升温至200℃,以10℃/min的速率升温至270℃,以20℃/min的速率升温至320 ℃,保持5.5 min。载气为高纯氦气,载气流量1.0 mL/min,不分流进样。

质谱条件:电子电离(electronic ionization,EI)源,电子能量70 eV,传输线温度280 ℃,离子源温度230 ℃,四级杆温度150 ℃,质谱扫描模式为选择离子监测(selected ion monitoring,SIM)模式,扫描质量范围35~350 m/z。

定性定量方法:通过对比样本与标准品的质谱特征及其在色谱柱上的保留时间(retention time,RT),实现对单糖(如葡萄糖、果糖)、二糖(如蔗糖、海藻糖)及糖醇(如山梨醇、肌醇)的准确鉴定。采用内标法结合外标标准曲线回归方程进行准确定量。

1.3.2.3 白酒品质分析方法

白酒总酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯按照国家标准GB/T 10345—2022《白酒分析方法》中的气相色谱法进行检测;总酸按照国家标准GB 12456—2021《食品中总酸的测定》中电位滴定法检测;酒精度按照GB 5009.225—2023《酒和食用酒精中乙醇浓度的测定》的酒精计法进行测定。出酒率计算公式如下:

1.3.3 数据处理及统计分析

所有实验均设置3次重复,确保数据的可靠性和重现性。统计分析采用单因素方差分析(analysisofvariance,ANOVA),并使用Duncan多重比较法,在SPSS 23.0软件中完成。当P<0.05时,差异被认为具有统计学意义。使用Origin 2022软件绘图。

2 结果与分析

2.1 不同品种高粱及辅料中可溶性糖及总糖含量差异

辽粱2号、辽糯22号及辅料中可溶性还原糖和总糖含量测定结果见图1。由图1a可知,用于制备酒醅的酒曲的可溶性含量139.49 mg/g,稻壳的可溶性糖含量为10.78 mg/g,辽梁2号籽粒原料中的可溶性糖含量为35.65 mg/g,辽梁2号酒醅的可溶性糖含量为72.68 mg/g;辽糯22号籽粒原料中的可溶性糖含量为48.50 mg/g,辽糯22号酒醅的可溶性糖含量为85.53 mg/g。由图1b可知,酒曲的总糖含量为493.92 mg/g,稻壳的总糖含量为243.06 mg/g,辽梁2号籽粒原料中的总糖含量为747.38 mg/g,辽梁2号酒醅的总糖含量为949.48 mg/g;辽糯22号籽粒原料的总糖含量为719.96 mg/g,辽糯22号酒醅的总糖含量为892.05 mg/g。

图1 不同品种高梁及辅料中可溶性糖(a)和总糖(b)含量测定结果
Fig.1 Determination results of soluble sugars (a) and total sugars (b)contents in different varieties of sorghum and auxiliary materials

结果表明,辽糯22号籽粒原料可溶性糖含量高于辽梁2号,但二者总糖含量相近;经过蒸煮糊化和与酒曲、稻壳混合制备酒醅后,两种高粱的可溶性还原糖含量发生变化,其中,辽梁2号还原糖从35.65 mg/g增加到72.68 mg/g(增加约104%);辽糯22号还原糖从48.50 mg/g增加至85.53 mg/g(增加约76%)。表现为辽粱2号的糖转化效率更高。

2.2 不同品种高粱酒醅发酵前后糖类物质分析

2.2.1 不同品种高粱酒醅发酵前后糖类物质种类及含量检测

辽粱2号与辽糯22号发酵前后酒醅中糖类物质种类及含量检测结果见表1。

表1 不同品种高粱发酵前后酒醅中糖类物质种类及含量测定结果
Table 1 Determination results of types and contents of carbohydrate substances in fermented grains of different varieties sorghum before and after fermentation mg/g

由表1可知,所有样品采用GC-MS法检测出28种糖类化合物,按结构类型分类如下:单糖类:2-脱氧-D-核糖、D-木糖、D-阿拉伯糖、D-木酮糖、D-核糖、L-鼠李糖、L-岩藻糖、2-脱氧-D-葡萄糖、D-果糖、D-甘露糖、D-半乳糖、葡萄糖;糖醇类:木糖醇、阿拉伯糖醇、D-山梨醇、肌醇;糖酸类:D-(+)-核糖酸-1,4-内酯、D-葡萄糖醛酸、D-半乳糖醛酸;二糖类:蔗糖、D-纤维二糖、麦芽糖、海藻糖;三糖类:棉子糖;其他糖类衍生物:1,6-脱水-β-D-葡萄糖、1,5-酐-D-山梨糖醇、N-乙酰氨基葡萄糖、苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷。辽粱2号发酵前酒醅中共检出糖类物质27种,包括单糖12种,二糖4种,三糖1种,糖酸类3种,糖醇类4种,其他糖类衍生物3种;辽糯22号发酵前酒醅中共检出糖类物质27种,包括单糖12种,二糖4种,三糖1种,糖酸类3种,糖醇类4种,其他糖类衍生物3种;辽粱2号发酵50 d酒醅中共检出糖类物质25种,包括单糖11种,二糖4种,三糖1种,糖酸类2种,糖醇类4种,其他糖类衍生物3种;辽糯22号发酵50 d酒醅中共检出糖类物质24种,包括单糖10种,二糖4种,三糖1种,糖酸类2种,糖醇类4种,其他糖类衍生物3种。

2.2.2 不同品种高粱酒醅发酵前后各类别糖类物质数量变化

辽糯22号与辽粱2号高粱酒醅发酵前后各类别糖类物质数量韦恩图见图2。由图2可知,发酵50 d后,辽糯22号醅料和辽梁2号酒醅中共有糖类物质24种,这24种糖类在辽梁2号发酵前和发酵50 d均被检测到;共有23种糖类在辽梁2号发酵前和发酵50 d均被检测到。这些糖类构成为发酵过程提供稳定的碳源基础。同时为微生物代谢提供持续的营养支持。

图2 不同品种高粱酒醅发酵前后糖类物质数量韦恩图
Fig.2 Venn diagram of number of carbohydrate substances in fermented grains of different varieties sorghum before and after fermentation

结合表1可知,2-脱氧-D-葡萄糖、1,6-脱水-β-D-葡萄糖和D-(+)-核糖酸-1,4-内酯仅在发酵前检出,随后迅速被消耗或转化。而1,5-酐-D-山梨糖醇则是后期特异性糖类,仅在发酵50 d样品中出现,这表明其为糖醇代谢途径在发酵后期的特征产物。

综上,尽管辽粱2号与辽糯22号在淀粉结构上存在显著差异,但两者在发酵前糖类组成表现出高度一致性;且发酵过程种仅有2~3种糖类被消耗或转化,其余糖类均稳定存在,表明不同类型高粱在白酒发酵过程中遵循相似的糖类代谢调控机制,其品质差异更多体现在糖类化合物的相对含量和转化速率上,而非种类组成的根本性差异。

2.2.3 不同品种高粱酒醅发酵前后各类别糖类物质含量变化

辽糯22号与辽粱2号高粱酒醅发酵前后各类别糖类物质含量变化见图3。由图3可知,在白酒固态发酵体系中,辽粱2号与辽糯22号高粱酒醅中糖类物质含量变化上存在明显差异,发酵50 d后,两种高粱的糖类总含量均大幅下降,但消耗程度不同,其中辽糯22号的糖类损失率为84.4%;辽粱2号的糖类损失率为71.1%,两者差值达13.3%。表明辽糯22号具有更强的发酵活跃性和更彻底的底物转化能力。共有16种糖类在发酵过程中含量减少,其中蔗糖、棉子糖、葡萄糖、果糖、海藻糖等糖类含量出现大幅下降趋势,辽粱2号酒醅中蔗糖从12.956 mg/g降至0.042 mg/g,降幅为99.68%;辽糯22号酒醅中蔗糖从13.780 mg/g降至0.017 mg/g,降幅为99.88%。辽粱2号中棉子糖从2.492 mg/g降至0.009 mg/g,降幅为99.64%;辽糯22号中棉子糖从2.946mg/g降至0.008mg/g,降幅为99.73%。辽粱2号中葡萄糖从2.480 mg/g降至0.025 mg/g,降幅为98.99%;辽糯22号中葡萄糖从2.549 mg/g降至0.354 mg/g,降幅为86.11%。辽粱2号中果糖从1.084 mg/g降至0.049 mg/g,降幅为95.48%;辽糯22号中果糖从1.127 mg/g降至0.025 mg/g,降幅为97.78%。辽粱2号中海藻糖从0.748 mg/g降至0.032 mg/g,降幅为95.72%;辽糯22号中海藻糖从0.797 mg/g降至0.033 mg/g,降幅为95.86%,这种接近完全的消耗模式表明微生物对简单糖类的优先利用特性。

图3 不同品种高粱酒醅发酵前后各类别糖类物质含量的变化
Fig.3 Changes of various carbohydrate substances contents in fermented grains of different varieties sorghum before and after fermentation

与发酵性糖类的大量消耗形成鲜明对比的是,糖醇类化合物在发酵后呈现出显著的增长趋势,且两种高粱在这一方面表现出明显的品种差异性。由图3亦可知,辽粱2号中木糖醇从0.159 mg/g增至1.358 mg/g,增幅752.3%;辽糯22号中木糖醇从0.160 mg/g增至0.615 mg/g,增幅283.9%。辽粱2号的增长幅度是辽糯22号的2.7倍。辽粱2号中D-阿拉伯糖从0.227 mg/g增至0.961 mg/g,增幅329.3%;辽糯22号中D-阿拉伯糖从0.226 mg/g增至0.553 mg/g,增幅145.2%。D-核糖在辽粱2号中从0.018 mg/g增至0.116 mg/g,增幅563.3%,在辽糯22号中从0.018 mg/g增至0.068 mg/g,增幅290.4%。辽粱2号中L-岩藻糖从0.104 mg/g增至0.754 mg/g,增幅628.3%,辽糯22号中L-岩藻糖从0.018 mg/g增至0.371 mg/g,增幅258.2%。糖醇类化合物的生成主要来源于微生物代谢中的还原反应。在厌氧或微氧环境下,微生物将单糖转化为相应的糖醇。糖醇既作为渗透压调节物质,又作为能量储备形式。辽粱2号在糖醇积累上具有明显优势。这可能与其淀粉结构特性相关,直链淀粉缓慢释放为微生物提供相对稳定的糖源环境。这有利于糖醇合成途径的持续进行。

2.2.4 不同品种高粱酒醅发酵前后糖类物质代谢

不同品种高粱酒醅发酵前后糖类物质代谢模式见图4。由图4可知,两种高粱的糖类组成显示出不同的“糖类指纹”特征。辽粱2号在多种糖醇类化合物含量上超过辽糯22号,其中木糖醇含量高121%,阿拉伯糖醇高109%,肌醇高87%,山梨醇高79%;辽糯22号在糖醇积累上相对较低。但在某些传统发酵产物保留上表现出优势。麦芽糖含量比辽粱2号高96%,葡萄糖高40%。这种差异反映了辽糯22号在快速糖化和高效转化方面的代谢优势。从发酵生化角度分析,两种高粱的代谢分化体现在新生成化合物和完全消失化合物的模式上。辽粱2号呈现“糖醇积累型”代谢模式;辽糯22号呈现“高效消耗型”代谢模式。

图4 不同品种高粱酒醅发酵前后糖类物质代谢模式
Fig.4 Metabolic patterns of carbohydrate substances in fermented grains of different varieties sorghum before and after fermentation

2.3 不同品种高粱酿造白酒理化品质及香气特征

不同品种的高粱酿造白酒理化指标和香气特征见表2。由表2可知,辽梁2号白酒的酒精度为60.8%vol,总酸含量为1.76 g/L,总酯含量为4.54 g/L,乙酸乙酯为2.01 g/L,乳酸乙酯为1.99 g/L,己酸乙酯为0.5 g/L,出酒率为37.5%;辽糯22号白酒的酒精度为66.5%vol,总酸含量为1.87 g/L,总酯含量为5.16 g/L,乙酸乙酯为2.74 g/L,乳酸乙酯为0.37 g/L,己酸乙酯为0.37 g/L,出酒率为30.8%。在白酒发酵体系中,辽粱2号与辽糯22号呈现出显著的品种差异特征。辽糯22号白酒表现出明显的“高效消耗型”糖类物质代谢模式:酒精度高达66.5%vol,比辽粱2号白酒高出9.4%,显示出更强的发酵活跃度;总酯含量超出辽粱2号13.7%,整体香气浓度更高;特别突出的是乙酸乙酯含量比辽粱2号显著高出36.3%,在总酯组成中占主导地位(53.1%),形成了以果香为特征的浓郁香气风格;同时总酸含量也比辽粱2号高6.3%,口感更加醇厚饱满。相比之下,辽粱2号展现出“糖醇积累型”糖类物质代谢模式,出酒率高达37.5%,比辽糯22号优异17.9%,体现了卓越的原料利用效率和经济价值;在香气组成上表现出显著的均衡性,乳酸乙酯含量比糯高粱高17.1%,占总酯的43.8%,贡献奶香和酸甜香特征;己酸乙酯含量0.50 g/L,比糯高粱高26.0%,占总酯11.0%,提供窖香和甜香成分,形成了乙酸乙酯(44.3%)、乳酸乙酯(43.8%)、己酸乙酯(11.0%)三元并重的香气结构。结果表明,辽糯22号更适合生产香气浓郁、果香突出的浓香型白酒,其发酵活跃度高但出酒率相对较低;而辽粱2号则更适合生产香气平衡、层次丰富的产品,其原料转化效率高,香气组成复合协调。

表2 不同品种高粱酿造白酒理化指标和香气特征
Table 2 Physicochemical indicators and aroma characteristics of Baijiu brewed by different varieties sorghum

3 结论

本研究系统比较了辽粱2号(粳高粱)和辽糯22号(糯高粱)在白酒酒醅发酵前后的糖类物质、香气成分和品质特征变化,揭示了不同高粱品种在白酒发酵体系中的显著差异。结果显示,辽糯22号的籽粒还原糖含量(48.50 mg/g)含量高于辽粱2号(35.65 mg/g),总糖含量相近,但辽粱2号表现更优异的糖转化效率,可溶性还原糖增幅达104%,显著高于辽糯22号的76%增幅。两种高粱发酵前均检出27种糖类化合物且种类完全相同,经50 d发酵后,共有24种稳定存在的核心糖类。在糖类转化模式上,两种高粱呈现出显著的品种差异性,辽糯22号呈现为“高效消耗型”代谢模式,糖类总含量损失率高达84.4%,蔗糖、棉子糖、葡萄糖等发酵性糖类降幅均超过99%,体现出更强的发酵活跃性和底物转化能力。辽粱2号呈现“糖醇积累型”代谢模式,糖类损失率为71.1%,但在糖醇类化合物生成上具有明显优势,木糖醇增长幅度是辽糯22号的2.7倍,阿拉伯糖醇、肌醇等糖醇含量均显著高出辽糯22号。在最终品质方面,辽糯22号酿造白酒酒精度达66.5%vol,总酯含量5.16 g/L,乙酸乙酯占主导地位(53.1%),形成浓郁果香风格,适合生产香气浓郁的浓香型白酒。辽粱2号酿造白酒出酒率高达37.5%,原料利用效率优异,香气组成上形成乙酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯三元并重的平衡结构,适合生产香气层次丰富、口感协调的产品。该研究可为高粱品种精准选择、发酵工艺优化和产品品质设计提供科学依据,具有重要理论和实践价值。

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Differences in carbohydrate metabolism of fermented grains of different sorghum varieties before and after fermentation and aroma characteristics of Baijiu

ZHAO Zeyang1,GUO Zengjie2,CHEN Baizhi1,YANG Linlin1,WANG Zhihai2,ZOU Jianqiu1,WU Jinggeng2*
(1.Institute of Sorghum,Liaoning Academy of Agricultural Sciences,Shenyang 110161,China;2.Liaoning Sangou Wine Industry Co.,Ltd.,Fuxin 123102,China)

Abstract:To elucidate the patterns of carbohydrate changes in fermented grains of different sorghum varieties before and after fermentation and their impacts on the aroma characteristics of Baijiu,the strong-flavor (Nongxiangxing) Baijiu was prepared using Liaoliang No.2 (sorghum) and Liaonuo No.22(glutinous sorghum)as raw materials,respectively.The differences in soluble sugar and total sugar content in different varieties of sorghum were compared,while the sugar content and metabolic changes during the fermentation process of fermented grains were analyzed by gas chromatographymass spectrometry,and the differences in aroma characteristics of Baijiu brewed with different varieties of sorghum were analyzed.The results showed that during the saccharification stage,the reducing sugar content in Liaonuo No.22 grain (48.50 mg/g) was higher than that of Liaoliang No.2 grain(35.65 mg/g).However,the sugar conversion efficiency of Liaoliang No.2 was superior,and the increasing range in soluble reducing sugars(104%)was higher than that of Liaonuo No.22(76%).A total of 28 carbohydrate substances were detected in Liaoliang No.2 and Liaonuo No.22.The results of sugar metabolism analysis showed that a"high-efficiency consumption"pattern was identified in Liaonuo No.22,which achieved a total sugar loss rate of 84.4%.Conversely,a"sugar alcohol accumulation"pattern was observed in Liaoliang No.2,where the accumulation of sugar alcohols,such as xylitol,was 2-3 times higher than that of Liaonuo No.22.The total ester content in Baijiu brewed by Liaonuo No.22 was 5.16 g/L,and the ethyl acetate proportion was 53.1%,leading to a dominant fruity aroma.In contrast,the aroma composition of Baijiu brewed by Liao Liang No.2 was relatively balanced,the contents of lactic acid ethyl ester and ethyl hexanoate were 17.1%and 26.0%higher than those of Baijiu brewed by Liaonuo No.22 respectively,and the alcohol yield was 37.5%,which was 17.9%higher than that of Baijiu brewed by Liaonuo No.22.

Key words:sorghum;variety;Baijiu;before and after fermentation;carbohydrate metabolism;aroma characteristics

中图分类号:TS261.2

文章编号:0254-5071(2026)03-0105-07

doi: 10.11882/j.issn.0254-5071.2026.03.015

引文格式:赵泽阳,郭增杰,陈柏志,等.不同品种高粱酒醅发酵前后糖类代谢及其白酒香气特征差异[J].中国酿造,2026,45(3):105-111.

收稿日期:2025-07-14

修回日期:2025-10-18

基金项目:辽宁省藏粮于技重大专项(2023JH1/10200001);国家现代农业产业技术体系(CARS-06-13.5-A11,CARS-06-13.5-A22);辽宁省农业科学院农业绿色高质量发展专项(2025HQ1307);沈阳种业创新性专项(24-215-2-02)

作者简介:赵泽阳(1999-),男,研究实习员,硕士,研究方向为高粱表型。

*通讯作者:吴京耕(1982-),男,高级工程师,研究方向为白酒发酵。