露酒是以蒸馏酒、发酵酒或食用酒精为酒基,加入可食用或药食两用(或符合相关规定)的辅料或食品添加剂,进行调配、混合或再加工制成的、已改变原酒基酒风格的饮料酒[1]。中国传统露酒是将药食同源及中药材通过浸泡、渗漉等方法制作而成,这会导致酒体气味和口感改变、药味厚重等不足,严重影响消费习惯[2]。国内学者对多肽露酒制备的相关研究大多是通过酵母发酵多肽酶解液,如何贝贝等[3]以牛乳为主要原料,脱脂后先酶解成蛋白肽,再复配枸杞原浆发酵制成奶酒,结果发现,奶酒的稳定性及抗氧化活性均得到了提高;李小强等[4]以薏仁为原料,通过碱性蛋白酶酶解、酒精发酵制得薏仁多肽酒,结果制得的薏仁多肽酒多肽得率达到60.1%;殷金莲等[5]研究了甲鱼多肽酒的发酵工艺,并对其抗氧化性进行分析,结果发现,甲鱼多肽酒具有一定的抗氧化活性,但由于酒体富含小分子多肽和氨基酸,使得甲鱼多肽酒略带苦味。综上,通过直接添加醇溶性多肽的方式,将多肽原料添加到酒中制备多肽露酒,不仅可以保留原有白酒风味口感,还可以增加酒体功能性。
本研究选取不同酒精度(33%vol和52%vol)的浓香型白酒,添加具有功能性的多肽原料鹿胶肽、火麻仁肽、玉米低聚肽[6-8],开发出一款符合国家食品安全标准和市场需求的健康露酒。对浓香型白酒原酒和多肽露酒进行感官评价、风味成分、抗氧化活性及氨基酸含量分析,初步验证多肽露酒的风味及功能性,为多肽在白酒中的应用奠定基础,为丰富露酒市场、开发露酒新品类提供依据[9]。
1.1.1 材料
鹿胶肽、火麻仁肽、玉米低聚肽(18种氨基酸组成见表1):武汉天天好生物制品有限公司;33%vol浓香型白酒、52%vol浓香型白酒:江苏洋河酒厂股份有限公司。
表1 鹿胶肽、火麻仁肽及玉米低聚肽的氨基酸组成
Table 1 Amino acid composition of deer gelatin peptide,hemp seed peptide and corn oligopeptide
注:“*”为必需氨基酸。下同。
1.1.2 试剂
1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)、2,2-联氨-双(3-乙基并噻唑啉-6-磺酸)二胺盐(2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)diammonium salt,ABTS)、过硫酸钾、2,4,6-三吡啶基三嗪(2,4,6-tris(2-pyridyl)-S-triazine,TPTZ)(均为分析纯):上海麦克林生化科技有限公司;三氯化铁、硫酸亚铁、没食子酸、氯化钠、无水乙醇、冰醋酸、碳酸钠(均为分析纯):国药集团化学试剂有限公司。
2S-S14振荡筛:河南东恒智能装备有限公司;Multiskan Sky酶标仪:赛默飞世尔科技公司;TG16-WS离心机:湖南湘仪实验室实验仪器开发有限公司;7890B-5977B气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)仪:美国安捷伦科技有限公司;S433D氨基酸分析仪:赛卡姆(北京)科学仪器有限公司;BSA124S分析天平:北京赛多利斯仪器系统有限公司。
1.3.1 多肽露酒制作工艺流程
醇溶多肽原料→稀释混合→基酒溶解→低温过滤→灌装→成品
操作要点:将醇溶鹿胶肽、火麻仁肽、玉米低聚肽分别用振荡筛过80目筛,将鹿胶肽、火麻仁肽、玉米低聚肽按照质量比3∶1∶1稀释混合,制成料包。取5 g料包投入500 mL不同酒精度的浓香型白酒中,搅拌溶解,-15~-10 ℃冷冻8 h,过滤除杂,灌装,得到多肽露酒成品。
1.3.2 感官评价
感官品评小组由20名(10男10女)具有专业品评能力和丰富经验的专家组成。在21 ℃恒温品酒室内,感官品评小组参考GB/T 27588—2011《露酒》[1],从色泽、香气、味道、风格4个方面对样品进行感官评价,具体评价标准见表2[10]。
表2 多肽露酒的感官评价标准
Table 2 Sensory evaluation standards for polypeptide Lujiu
1.3.3 挥发性风味物质检测
采用顶空固相微萃取(headspace solid phase microextraction,HS-SPME)结合GC-MS对样品中的挥发性风味成分进行检测[11]。
HS-SPME条件:将酒样酒精度稀释至14%vol后与3 g NaCl在顶空瓶中混合,置于恒温磁力搅拌器上55℃、500r/min平衡15 min,插入萃取纤维吸附30 min后进样解吸70 s。
气相色谱条件:CP-WAX57CB毛细管色谱柱(50 m×0.25 mm×0.20 μm);载气为高纯氦气(He),恒定流速为0.7 mL/min,采用不分流模式进样;升温程序为初始温度45 ℃保持1.5 min,然后以6 ℃/min升至85 ℃,再以4 ℃/min升至225 ℃保持15 min。
质谱条件:电子电离(electron ionization,EI)源,四极杆温度为150 ℃,传输线温度为250 ℃,离子源温度为230 ℃,电子能量70 eV,全扫描模式,扫描质量范围为30~550 amu。
定性、定量方法:将检测结果与美国国家标准技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)谱库进行比对,对检测出的挥发性风味成分进行定性分析。通过峰面积归一化法进行定量。
1.3.4 抗氧化活性测定
1.3.4.1 DPPH自由基清除率的测定[12]
取450 μL样品与5 mL 0.1 mmol/L的DPPH乙醇溶液混合作为实验组,将450μL样品与5mL无水乙醇溶液混合作为对照组,DPPH乙醇溶液作为空白组,室温下暗反应30 min,8 000 r/min离心5 min去除杂质沉淀,在波长为517 nm处测定吸光度值(OD517nm值)。实验组OD517nm值为As,对照组OD517nm值为Ac,空白组OD517nm值为A0,DPPH自由基计算公式如下:
1.3.4.2 ABTS阳离子自由基清除率的测定[13]
将7 mmol/L的ABTS原液与2.5 mmol/L过硫酸钾溶液按体积比1∶1混合制成工作溶液,存放12~16 h后稀释至OD734nm值=0.7备用。将500 μL样品与5 mL工作溶液混合,室温反应6 min,在波长734 nm处测定吸光度值Ac,无样品工作液作为对照组,测得吸光度值A0,计算ABTS阳离子自由基清除率,其计算公式如下:
1.3.4.3 总抗氧化活性的测定[14]
将0.3 mol/L乙酸缓冲液(pH=3.6)、40 mmol/L TPTZ溶液、20 mmol/L FeCl3溶液按照体积比10∶1∶1混合制成工作溶液。将750 μL样品与3 mL工作溶液混合,37 ℃保温8 min后在波长593 nm处测定吸光度值。采用不同质量浓度的FeSO4溶液绘制标准曲线,以硫酸亚铁溶液浓度(mmol/L)表示Fe3+的还原能力。
1.3.5 氨基酸测定
参考GB 5009.124—2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》[15]采用全自动氨基酸分析仪进行检测。
1.3.6 数据处理
每个实验都进行3个重复,结果表示为“平均值±标准偏差”。使用GraphPad Prism 8.2.1作图和方差分析。使用Origin 2019b软件作图。
不同酒精度的浓香型白酒原酒及多肽露酒的感官评分雷达图见图1。由图1可知,多肽的加入使得酒体颜色变微黄,但酒体清亮,无悬浮物,无沉淀;带有特殊的香气,香气融合较好,无异杂味;口味协调,酒体完整,且酒精刺激感减弱;不同酒精度多肽露酒的风格略逊于原酒,但基本能保证浓香型白酒的风格。不同酒精度原酒在色泽和风格评价上均优于多肽露酒,但在香气和味道评价上均比多肽露酒稍差。综上,多肽的添加不会改变酒体基本香型,可有效提升酒体风味层次与口感舒适度。
图1 不同酒精度浓香型白酒原酒及多肽露酒的感官评价雷达图
Fig.1 Sensory evaluation radar charts of original strong-flavor Baijiu and polypeptide Lujiu with different alcohol contents
挥发性化合物是白酒香气的主要来源,是影响酒类产品风味的主要指标之一。不同酒精度的浓香型白酒及多肽露酒的挥发性风味物质GC-MS检测结果见表3。由表3可知,从酒样中共检出114种挥发性风味物质,其中醇类17种、酯类46种、酸类20种、醛类7种,酮类4种、酚类4种、其他类16种。不同酒样中共有的挥发性风味物质有29种,包括正丁醇、异戊醇、苯甲醛、糠醛、正癸酸、月桂酸、癸酸乙酯、棕榈酸乙酯、苯酚、对甲酚等。3-甲基-2-丁醇、邻苯二甲酸二甲酯、苯亚甲基丙酮仅在多肽露酒中同时检出,为两种多肽露酒区别于浓香型白酒原酒的独有挥发性风味物质。丙酸、己二酸二异丙酯、苯甲酸苄酯、2,5-二叔丁基酚等7种挥发性风味成分仅在33%vol多肽露酒中被检测到;辛二酸二乙酯、己酸丙酯、甲酸辛酯、己酸戊酯、2,3,5-三甲基吡嗪等15种挥发性风味成分仅在52%vol多肽露酒中被检测到。
表3 不同酒精度浓香型白酒原酒及多肽露酒挥发性风味物质GC-MS鉴定结果
Table 3 GC-MS identification results of volatile flavor substances in original strong-flavor Baijiu and polypeptide Lujiu with different alcohol contents
续表
续表
注:“-”表示该物质未检出。
醇类化合物是白酒中的主要挥发性风味成分,由糖发酵、氨基酸分解代谢等产生[16]。正丁醇、异戊醇、苯乙醇和正戊醇是4个样品中主要的醇类物质,其中异戊醇相对含量最高,但添加多肽后异戊醇的相对含量均降低。与52%vol浓香型白酒原酒相比,52%vol多肽露酒中的乙醇、3-苯丙醇、正辛醇等部分醇类物质相对含量下降,但正丁醇、异丁醇等醇类物质相对含量明显提高;与33%vol浓香型白酒原酒相比,33%vol多肽露酒中大部分醇类物质的相对含量下降甚至未检出,但新增了正己醇、3-甲基-2-丁醇。
酯类化合物具有良好的芳香气味,是白酒风味中的主要贡献者[17]。相较于33%vol酒样,52%vol酒样中的酯类物质种类丰富,4-苯丁酸乙酯、苯甲酸乙酯、辛酸异戊酯、乙基异戊基琥珀酸酯、乙酸苯乙酯、亚油酸乙酯、己酸丁酯均为其特有的物质,这可能是33%vol多肽露酒风味及香气略逊于52%vol多肽露酒的原因之一。相较于52%vol浓香型白酒原酒,52%vol多肽露酒中酯类物质种类最多(36种),丁二酸二乙酯、庚酸乙酯、乳酸乙酯、己酸丁酯等12种酯类物质相对含量明显升高,其中乳酸乙酯相对含量升高1.43倍,杨斌[18]研究发现,5种浓香型白酒中乳酸乙酯的相对含量偏高,对白酒的香气存在一定的影响与贡献;然而癸酸乙酯、乙酸苯乙酯、己酸己酯等8种酯类物质的相对含量有所下降。与33%vol浓香型白酒原酒相比,33%vol多肽露酒中γ-己内酯、邻苯二甲酸二丁酯、棕榈酸乙酯等5种酯类物质的相对含量增加,仅癸酸乙酯的相对含量降低,苯乙酸乙酯、己酸己酯、乳酸乙酯等8种未检出。
酸类化合物是合成酯类物质和白酒风味形成不可或缺的前体物质[19]。4个酒样中共有的酸类物质种类最多,为12种,说明添加多肽物质对酸类物质影响最小。与33%vol浓香型白酒原酒相比,33%vol多肽露酒中的辛酸、正壬酸、苯甲酸、月桂酸等酸类物质的相对含量均增加,其中辛酸含量较高且增加了1.6倍,辛酸稀释后呈水果香气[20],而丁酸、异戊酸等酸类物质的相对含量有所下降。与52%vol浓香型白酒原酒相比,52%vol多肽露酒中的2-乙基丁酸、丁酸、己酸、冰醋酸、2-乙基丁酸等大多数酸类物质的相对含量均升高。在酸类物质中己酸相对含量最高,而33%vol浓香型白酒原酒中添加多肽后己酸相对含量有所下降,但是53%vol浓香型白酒原酒中添加多肽后己酸相对含量增加,分析原因可能是高度酒对己酸的保留效果更好[21]。
醛类化合物中,在不同酒精度浓香型白酒原酒中添加多肽后,糠醛相对含量均增加。α-亚乙基-苯乙醛、阿托醛、苯乙醛仅在52%vol多肽露酒中存在;33%vol多肽露酒中,苯甲醛含量相较于原酒有所升高。
酮类、酚类以及其他类物质同样均会影响酒样风味。苯亚甲基丙酮在不同酒精度多肽露酒中被检测到,原酒中均不存在;苯酚在所有样品中均被检测到,且在相同酒精度下,多肽露酒相对含量均高于原酒;其他类化合物中,如2,3,5-三甲基吡嗪、1-十四烯等4种化合物仅在52%vol多肽露酒中被检测到;1-苯基-1-丁烯、2-甲氧基-6-甲基吡嗪仅在33%vol多肽露酒中被检测到。
综上,52%vol酒样中的挥发性风味成分种类比33%vol酒样丰富,其中,33%vol浓香型白酒原酒添加多肽物质后挥发性风味物质种类减少,52%vol浓香型白酒原酒相反,可能是多肽类物质在52%vol原酒中保留效果更佳,且52%vol多肽露酒中挥发性风味物质种类最多,为80种;52%vol多肽露酒与52%vol浓香型白酒原酒检出57种共有风味成分,具有浓香型原酒的风味特征,且52%vol多肽露酒新增了23种挥发性风味物质,加入的多肽物质是酒体风味改变的关键[22]。
不同酒精度的浓香型白酒原酒及多肽露酒的DPPH、ABTS阳离子自由基清除率及总抗氧化活性见图2。由图2可知,不同酒精度的浓香型白酒原酒中添加多肽物质后,DPPH、ABTS阳离子自由基清除率及总抗氧化活性均显著提高(P<0.05),与33%vol浓香型白酒原酒相比,33%vol多肽露酒的DPPH自由基、ABTS阳离子自由基清除率及总抗氧化活性分别提高1.56倍、1.22倍、5.96倍;与52%vol浓香型白酒原酒相比,52%vol多肽露酒的DPPH自由基、ABTS阳离子自由基清除率及总抗氧化活性分别提高1.69倍、1.38倍、5.13倍,这与徐怀德等[23-24]的研究结果一致,多肽作为蛋白质的解离成分,部分生物活性多肽本身具有良好的抗氧化作用。结果表明,在浓香型白酒原酒中添加多肽可以明显提高酒体的抗氧化活性,增加酒体功能性。
图2 不同酒精度浓香型白酒原酒及多肽露酒的抗氧化活性测定结果
Fig.2 Determination results of antioxidant activity of original strongflavor Baijiu and polypeptide Lujiu with different alcohol contents
不同字母表示相同酒精度下同一指标差异显著(P<0.05)。
不同酒精度浓香型白酒原酒及多肽露酒的氨基酸组成及含量见表4。由表4可知,33%vol浓香型白酒原酒中仅检出天冬氨酸、丝氨酸、甘氨酸、缬氨酸、组氨酸、赖氨酸6种氨基酸,且含量均较低,其中赖氨酸含量最高为(0.543±0.02)mg/mL;而33%vol多肽露酒中,除了异亮氨酸未被检出外,其他15种氨基酸均被检测到,且除赖氨酸外,含量显著升高(P<0.05),其中天冬氨酸含量最高,为(1.227±0.053)mg/mL。52%vol浓香型白酒原酒中仅检出天冬氨酸、缬氨酸、组氨酸、赖氨酸4种氨基酸,其中赖氨酸含量最高,为(0.441±0.025)mg/mL;而52%vol多肽露酒中除半胱氨酸、蛋氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸未被检出外,其他氨基酸均被检出,其中天冬氨酸含量最高,为(1.29±0.034)mg/mL。33%vol多肽露酒中氨基酸总含量高于52%vol多肽露酒。结果表明,在浓香型白酒原酒中添加多肽可以明显提高氨基酸含量与种类,这与张庄英等[25]的研究结果一致。氨基酸具有一定的抗氧化和自由基清除活性,这与多肽露酒抗氧化显著提升结论相互佐证。此外,在通过低温过滤澄清工艺处理后,氨基酸依旧能被较好的保留,验证了多肽加入酒中工艺可实施性和酒体功能性。
表4 不同酒精度浓香型白酒原酒及多肽露酒氨基酸含量检测结果
Table 4 Detection results of amino acid content in original strongflavor Baijiu and polypeptide Lujiu with different alcohol contents
注:不同字母表示相同酒精度下同一指标差异显著(P<0.05)。
将醇溶鹿胶肽、火麻仁肽、玉米低聚肽进行复配,加入不同酒精度(33%vol与52%vol)的浓香型白酒原酒中制得多肽露酒。多肽的添加不会改变酒体基本香型,可有效提升酒体风味层次与口感舒适度。通过GC-MS从酒样中共检测出114种挥发性风味物质,其中3-甲基-2-丁醇、邻苯二甲酸二甲酯和苯亚甲基丙酮仅在多肽露酒中同时检出,为两种多肽露酒区别于原酒的独有挥发性风味物质,且52%vol多肽露酒中挥发性风味物质种类最多,为80种。此外,与原酒相比,多肽露酒的DPPH自由基、ABTS阳离子自由基清除能力及总抗氧化能力均显著提高(P<0.05);同时,氨基酸种类和含量也明显增加,其中33%vol多肽露酒中氨基酸种类最多,天冬氨酸含量最高(1.227 mg/mL);52%vol多肽露酒中氨基酸总含量最高,且天冬氨酸含量最高(1.29 mg/mL)。多肽露酒在基本未改变原酒风味和口感的条件下,明显提升了酒体的功能性,为白酒健康性、功能性的露酒转型升级提供思路,为白酒产业融合创新开辟新途径。
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Analysis of quality and antioxidant activity of polypeptide Lujiu