豌豆品种对中高温大曲品质及浓香型白酒风味的影响机理

胡雪松1,2,王 越3,胡景辉1,2,崔 磊3,崔战友3,高梦昕1,2,王成梅3,郭梦姗1,2,韩兴林1,2,*

(1.中国食品发酵工业研究院有限公司,北京 100015;2.国家酒类品质与安全国际联合研究中心,北京 100015;3.安徽文王酿酒股份有限公司,安徽 阜阳 236400)

摘 要:对比6种豌豆(白豌豆B和麻豌豆MJ、MJ1、MJ2、MG1、MG2)的理化性质,基于麻豌豆MJ1较高的淀粉质量分数(61.36%)、蛋白质量分数(25.20%)和脂肪质量分数(1.60%),选取麻豌豆MJ1和白豌豆B进行中高温大曲制备,比较其理化性质、微生物组成及所酿造酒体风味物质组成。结果表明,麻豌豆曲糖化力(434.80 U)和发酵力(0.39 U)更优。高通量测序结果表明,白豌豆曲物种丰富度、多样性和均匀度更高,麻豌豆曲优势物种主导性更强(优势度指数是白豌豆曲的1.72~2.71倍)。全二维气相色谱-飞行时间质谱分析结果显示,麻豌豆曲酿造酒体风味物质种类比白豌豆曲多160种。关联分析显示,2类大曲在理化性质-微生物-风味物质关联上均存在差异,麻豌豆曲的风味形成更依赖于真菌群落,而白豌豆曲则与细菌关联更为密切。综上,适量添加麻豌豆MJ1可改善中高温大曲品质,在提升酒体风味复杂性与浓郁度方面展现出较大潜力。

关键词:麻豌豆;大曲;微生物群落;风味物质;白酒酿造

大曲作为传统固态发酵白酒酿造的核心糖化发酵剂,其品质直接决定酒醅的糖化效率、发酵进程及最终成品酒的风味特征与品质等级[1-2]。在大曲制备过程中,原料选择、制曲工艺、发酵环境等因素共同塑造曲块独特的微生物群落结构、理化性质与风味前体物质组成,而这些核心特征又能够通过酒曲进一步传递至酒体,与酿酒品质形成紧密的内在关联[3-6]。目前,行业内制曲多以小麦、大麦、豌豆等为基础原料[7-9],依托成熟的制曲体系形成相对稳定的品质特征,但随着消费者对白酒风味多元化、品质差异化的需求提升,探索不同制曲原料品种对酿酒品质的调控潜力,成为传统酿酒技术创新的重要方向。

豌豆作为大曲原料中的重要组分,富含蛋白质、碳水化合物及多种生物活性物质,不仅能为微生物生长提供充足营养,其降解产物还可作为风味前体物质参与酒类风味形成[10]。麻豌豆作为豌豆的特色品种,其核心特征是种皮带有褐色斑点,白豌豆则以种皮呈乳白色为主要特点。相较于常规的白豌豆,麻豌豆在蛋白质、淀粉、膳食纤维等功能性成分含量方面与白豌豆存在显著差异[11-12],理论上可通过改变原料调控大曲的微生物定殖、代谢路径及理化状态,进而为酿酒品质带来新的优化空间。麻豌豆多用于清香型白酒大曲制备,尤其是特级原酒制曲原料的首选豌豆品种[13-14],也有研究将麻豌豆应用于其他类型大曲制备,可使凤型大曲的糖化力、液化力、发酵力及酯化力均得到一定提升[12]。郝丽宏等[15]在对不同品种麻豌豆内生菌的研究中发现,麻豌豆细菌群落结构对大曲风味物质形成可能最为有利。豌豆因富含淀粉、蛋白质等营养成分,常作为制曲辅料使用。但其品种差异对大曲品质的影响尚未明确,针对麻豌豆曲与常规白豌豆曲在关键特征维度的系统性差异,以及这些差异如何影响酿造酒品质的科学认知尚未有定论,这限制了麻豌豆这一特色原料在酿酒领域的应用。

基于此,本研究比较2种豌豆所制浓香型大曲理化性质、微生物组成及其酿造酒体风味特征,旨在丰富大曲原料选择与品质调控的理论基础,为新型优质大曲的研发、酿酒工艺的优化及成品酒品质的提升提供科学依据和理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

豌豆样品取自安徽某酒厂,包括1种白豌豆(B)和5个不同品种的麻豌豆(MJ、MJ1、MJ2、MG1、MG2)。

大曲样品取自安徽某酒厂,分别采用麻豌豆MJ1和白豌豆B,以2.5%添加量,遵循中高温曲生产工艺制成麻豌豆曲和白豌豆曲。除豌豆品种不同外,其他原料和制曲工艺均相同。制曲工艺:以小麦、大麦和豌豆为主要原料,其中麻豌豆曲采用麻豌豆MJ1,白豌豆曲采用白豌豆B。制曲工艺流程:润料、原料配比、原料破碎、曲坯成型、入房培养、验曲及出曲。其中,润粮时将小麦表皮充分润湿,达到“心烂皮不烂、呈梅花瓣状”的状态;润粮水温控制在20~30 ℃,要求水质清澈、无色无味。随后将小麦、大麦、豌豆按77.5∶20∶2.5比例混合、破碎、过40目筛。曲坯成型要求平板曲无缺边掉角,外形平整、六面光滑、厚薄均匀一致。合格曲坯成型后入房培养,待曲块成熟后,从感官、理化指标等方面进行人工验曲,验曲合格后方可出曲。曲样为5块曲粉碎后的混合样品,取自同一季节、同一批次。采用浓香型白酒工艺,分别采用2种大曲进行酿造,酒体取自同一季节、同一批次、同一质量等级。

直链淀粉/支链淀粉检测试剂盒 爱尔兰Megazyme公司;叔戊醇标准品(色谱纯) 美国Sigma-Aldrich公司;无水乙醇(色谱纯)、浓硫酸(分析纯) 福晨(天津)化学试剂有限公司;氢氧化钠(分析纯) 天津市 北方天医化学试剂厂;酚酞、氢氧化钾、氯化钠(均为分析纯) 北京化工厂。

1.2 仪器与设备

AutoSystem XL气相色谱仪、Clarns 600气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)仪 美国PerkinElmer公司;Pegasus® 4D全二维气相色谱-飞行时间质谱(comprehensive two-dimensional gas chromatography time-of-flight mass spectrometry,GC×GC-TOFMS)仪 美国LECO公司;一维色谱柱StabilWax(30 m×0.25 mm,0.25 μm)、二维色谱柱Rxi-17Sil MS(2 m×0.25 mm,0.25 μm) 美国Restek公司。

1.3 方法

1.3.1 豌豆、大曲及酒体理化性质测定

豌豆水分含量参考GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中的直接干燥法进行测定;蛋白质含量参考GB 5009.5—2025《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》中的凯氏定氮法进行测定;粗脂肪含量参考GB 5009.6—2025《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》进行测定;还原糖含量参考GB 5009.7—2016《食品安全国家标准 食品中还原糖的测定》中的直接滴定法进行测定;总淀粉含量参考GB 5009.9—2023《食品安全国家标准 食品中淀粉的测定》进行测定;直链、支链淀粉含量采用试剂盒测定。

大曲水分含量、酸度、糖化力、液化力、酯化力及发酵力按照QB/T 4257—2011《酿酒大曲通用分析方法》进行测定。

酒体总酸、总酯按照GB/T 10345—2022《白酒分析方法》进行测定。

1.3.2 大曲菌群组成测定

大曲样品由北京诺禾致源科技股份有限公司进行DNA提取、聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)扩增并合成带有barcode的特异引物(表1);使用Illumina NovaSeq 6000进行文库构建和测序。

表1 PCR扩增引物序列
Table1 Polymerase chain reaction amplification primer sequences

引物名称引物序列341F5′-CCTAYGGGRBGCASCAG-3′806R5′-GGACTACNNGGGTATCTAAT-3′ITS1F5′-CTTCGTCATTTAGAGGAAGTAA-3′ITS2R5′-GACGCTTCTCCAGACTACAAT-3′

使用QIIME 2软件计算α-多样性指数,包括Observed_OTUs、Shannon指数、Simpson指数、Chao1指数、Goods_coverage、优势度和Pielou_evenness指数。

1.3.3 挥发性风味物质测定

1.3.3.1 GC×GC-TOFMS定性分析

将2种不同大曲酿造的浓香型白酒样品稀释至乙醇体积分数5%,取5 mL加入20 mL顶空瓶,加入1.5 g NaCl,以及20 μL叔戊醇(120 μg/L)作为内标。

GC条件:载气(高纯氦)流速1.0 mL/min。一维色谱柱升温程序:初始温度为40 ℃,保持3 min,以5 ℃/min 升至250 ℃,保持5 min;二维色谱柱温度始终比一维色谱柱高5 ℃,调制器温度始终比二维色谱柱柱温高15 ℃,调制周期4.0 s;进样口温度250 ℃。

MS条件:传输线温度250 ℃,离子源温度250 ℃,采集速率200 s-1,电子电离源,电离能量70 eV,检测器电压1 984 V,扫描范围为m/z 35~550。

1.3.3.2 GC-MS定量分析

将2种不同大曲酿造的浓香型白酒样品稀释至乙醇体积分数10%,取5 mL加入20 mL顶空瓶,加入1.5 g NaCl,以及10 μL 2-壬醇(20 μg/L)作为内标。柱温程序:起始温度30 ℃,保持5 min,以5 ℃/min升至60 ℃,以6 ℃/min升至120 ℃,保持5 min,以8 ℃/min升至210 ℃,保持5 min;载气(高纯氮)流速1 mL/min,分流比10∶1;氢气流速45 mL/min;空气流速450 mL/min;检测器温度260 ℃;进样器温度240 ℃。

1.4 数据处理

采用SPSS Statistics 26软件进行单因素方差分析,采用t检验进行组间两两比较,结果表示为x±s,使用Origin 2021软件进行绘图。物种组成堆叠图基于RStudio(4.5.1),利用dplyr、tidyr、ggplot2等R包绘制;Venn图采用RStudio(4.5.1)中的VennDiagram R包实现可视化;使用Wekemo Bioincloud(https://www.bioincloud.tech)[16]完成偏最小二乘判别分析(partial least squaresdiscriminant analysis,PLS-DA)和Mantel检验图绘制。

2 结果与分析

2.1 不同品种豌豆理化性质分析

由图1可知,6个品种豌豆样品外观存在明显差异。白豌豆B整体呈浅白偏黄;而麻豌豆(MJ、MJ1、MJ2、MG1、MG2)则呈现出从浅褐到深褐、灰褐的色泽差异,种皮纹理也存在不同程度差异。这种外观差异可能与品种间的遗传背景及生长环境有关。

图1 豌豆样品外观
Fig.1 Appearance of the pea samples

由图2可知,麻豌豆和白豌豆差异主要体现在蛋白质和脂肪含量上,麻豌豆蛋白质量分数(25.06%)和脂肪质量分数(1.40%)均显著高于白豌豆蛋白质(23.92%)和脂肪(0.89%),更充足的氮源有利于微生物合成酶系与风味物质前体,适量的脂肪有助于促进酯类风味物质的生成。白豌豆B的水分质量分数(11.829%)低于所有麻豌豆(12.039%~14.468%),较低水分更利于原料贮藏,但麻豌豆水分含量区间仍处于大曲制备的适宜范围;还原糖作为微生物初期代谢的快速碳源,以麻豌豆MG2中质量分数(1.752%)最高,白豌豆B(1.087%)与麻豌豆MJ1(1.062%)接近,可保证前期微生物启动代谢的碳源供给稳定性。作为大曲制备中微生物生长繁殖的核心碳源和氮源,淀粉与蛋白质供给能力直接影响大曲品质:麻豌豆MJ1淀粉质量分数(61.364%)高于白豌豆B(54.000%),且二者直链淀粉点比(29.564%、29.468%)相近、支链淀粉点比差异较小,相似的淀粉结构可减少微生物代谢路径差异;而麻豌豆MJ1蛋白质量分数(25.197%)显著高于白豌豆B(23.916%)。综合来看,麻豌豆MJ1与白豌豆B在碳水化合物组成(还原糖、淀粉结构)上相近,但麻豌豆MJ1在淀粉、蛋白质、脂肪等核心营养成分供给能力上更具优势,更能满足浓香型大曲中微生物代谢与风味物质生成需求,因此选取麻豌豆MJ1与白豌豆B作为浓香型大曲的添加原料开展后续研究。

图2 不同品种豌豆的理化性质对比
Fig.2 Comparison of physicochemical properties among different pea varieties

2.2 大曲菌群组成分析

2.2.1 α-多样性分析

由表2可知,各样品的Goods_coverage指数均为1,表明当前测序深度已基本覆盖样品内全部细菌与真菌物种,本次测序数据可真实反映大曲细菌、真菌群落组成特征。白豌豆曲细菌与真菌在物种丰富度(Chao1指数、Observed_OTUs)、均匀度(Pielou_evenness指数)和多样性(Shannon指数、Simpson指数)方面均高于麻豌豆曲,表明白豌豆曲中的微生物具有更高的丰富度、均匀度和多样性;而麻豌豆曲的优势度较高,是白豌豆曲的1.72~2.71倍,说明其优势物种主导性更强。白豌豆原料更利于微生物多样性与丰富度的发展,而麻豌豆则强化了优势物种的主导性,可能进一步影响大曲的发酵功能与代谢特性。白豌豆曲丰富多样的微生物体系具有使发酵过程更稳定、风味物质更复杂的潜力;而麻豌豆曲高度的优势物种主导性可能会使生产工艺要求更简单、更易控制,酒体风格更独特和 鲜明。

表2 麻豌豆曲与白豌豆曲微生物α-多样性对比
Table2 Comparison of microbial α-diversity between mottled pea Daqu and white pea Daqu

指标细菌真菌麻豌豆曲白豌豆曲麻豌豆曲白豌豆曲Chao1指数416.037430.00047.00064.143 Observed_OTUs4154304762 Pielou_evenness指数0.5380.6380.5320.533优势度0.1410.0520.2540.148 Goods_coverage1111 Shannon指数4.6805.5832.9553.173 Simpson指数0.8590.9480.7460.852

2.2.2 物种组成分析

麻豌豆曲与白豌豆曲在微生物群落结构上表现出显著差异,这种差异体现在物种组成、门水平分布及属水平优势类群等多个层面。

由图3A可知,在原核微生物方面,麻豌豆曲与白豌豆曲分别拥有246个和261个特有物种,共有物种169个,白豌豆曲中原核微生物种类数比麻豌豆曲多15个。由图3C可知,在门水平上,麻豌豆曲与白豌豆曲均以厚壁菌门(Firmicutes)为绝对优势类群(相对丰度均高于60%),但麻豌豆曲中放线菌门(Actinobacteriota)相对丰度更高(点比28.90%),而白豌豆曲变形菌门(Proteobacteria)更为突出,这一差异可能导致2种大曲在功能上出现分化。由图3D可知,属水平分布进一步凸显了这种分化,这一差异很可能由原料类型对微生态环境的选择作用所驱动。麻豌豆曲中魏斯氏菌属(Weissella)点据绝对优势(相对丰度>35%),其次是糖多孢菌属(Saccharopolyspora)(相对丰度25.21%),麻豌豆曲整体呈现出高度集中的群落结构。Weissella是大曲中优势的乳酸菌,具有代谢纤维二糖产生乳酸的能力,进而为酵母的酯化反应提供关键底物,最终生成乳酸乙酯等风味物质以提升酒体风味[17-18]Saccharopolyspora属于Actinobacteriota,能够分解蛋白质、淀粉、纤维素等多种大分子物质,该菌属通常与糖化力有关[19]。相比之下,白豌豆曲细菌群落结构更为均衡,Weissella、芽孢杆菌属(Bacillus)和泛菌属(Pantoea)以相似点比共同构成超过60%的相对丰度。Bacillus可分泌多种酶,如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等,对大曲中微生物群落的调节和风味化合物的生产具有重要作用[20]Pantoea属于一种常见的植物内生菌,也有报道称其在中高温大曲中点据优势地位[21]。值得注意的是,葡萄球菌属(Staphylococcus)在白豌豆曲中的相对丰度明显高于麻豌豆曲,该菌属有致病风险[22],需要警惕。

图3 麻豌豆曲与白豌豆曲菌群组成对比
Fig.3 Microbial community composition of mottled pea Daqu and white pea Daqu

由图3B可知,在真核微生物方面,白豌豆曲表现出更高的物种独特性(31个特有物种),而麻豌豆曲仅有16个特有物种,两者共有31个物种。由图3E可知,在门水平上,虽然子囊菌门(Ascomycota)在2类大曲中均点主导地位,但其在麻豌豆曲中的相对丰度超过75%,高于白豌豆曲(约70%),且白豌豆曲中毛霉门(Mucoromycota)相对丰度明显更高。由图3F可知,属水平分析进一步揭示了两者的群落组成差异,麻豌豆曲中扣囊复膜孢酵母属(Saccharomycopsis)相对丰度超过40%,形成单一优势格局,该菌属通常与β-苯乙醇、异戊醇、丁酸乙酯等香气成分的生成有关[23]。值得注意的是,麻豌豆曲中伊萨酵母属(Issatchenkia)相对丰度接近10%,而在白豌豆曲中相对丰度较低,这种酵母是典型的产香酵母,与多种香气成分的生成有关[24]。与麻豌豆曲相比,白豌豆曲表现出更为多样化的群落结构,Saccharomycopsis、根毛霉属(Rhizomucor)、曲霉属(Aspergillus)、嗜热子囊菌属(Thermoascus)和根霉菌属(Rhizopus)分布相对均衡。这种优势菌群差异是导致2类大曲在发酵特性与代谢功能上分化的重要原因[25-26]

2.3 大曲理化性质分析

由表3可知,2种大曲的理化性质基本处于QB/T 4259— 2011《浓香大曲》要求范围内(白豌豆曲酸度略超出范围),除液化力外,其余指标均存在显著差异。麻豌豆曲水分含量更高、酸度较低、糖化力和发酵力更优;白豌豆曲则在酸度、酯化力上表现突出。这种原料驱动的理化指标差异将对后续酿酒过程中的物质转化、风味生成路径产生不同影响,体现出麻豌豆与白豌豆在制曲性能上的独特性。

表3 麻豌豆曲与白豌豆曲理化性质对比
Table3 Comparison of physicochemical indicators between mottled pea Daqu and white pea Daqu

糖化力/U434.80±5.58371.01±19.63*100~1 000发酵力/U0.39±0.010.32±0.01**≥0.20指标麻豌豆曲白豌豆曲显著性QB/T 4259—2011要求水分质量分数/%13.43±0.3410.63±0.23**<14酸度/(mmol/10 g)1.32±0.051.60±0.00*0.3~1.5液化力/U0.22±0.030.20±0.01NS≥0.20酯化力/U416.15±25.90593.44±8.24*≥150

注:*.显著(P<0.05),**.极显著(P<0.01),NS.不显著。

2.4 酒体理化性质与风味物质分析

2.4.1 酒体理化性质分析

2种酒样总酸质量浓度较为接近(2.20~2.28 g/L),而麻豌豆曲酒样总酯质量浓度(6.13 g/L)显著高于白豌豆曲酒样(5.53 g/L)(P<0.05)。尽管白豌豆曲酯化力(593.44 U)高于麻豌豆曲(416.15 U),但大曲酯化力主要反映曲块本身酯合成酶系的短期催化能力,而酒体总酯是制曲、发酵、酯化、蒸馏及陈酿等多阶段共同累积的结果。麻豌豆曲酯化力虽低于白豌豆曲,但结合之前微生物多样性分析可知,麻豌豆曲和白豌豆曲在微生物组成上存在明显不同,尤其是产酯相关微生物种类和丰度差异,麻豌豆大曲中更有利于产酯微生物的生长或代谢,在发酵阶段更利于酯类物质的持续合成与积累,从而使得用其酿酒的酒体总酯含量更高。总酯是白酒等酒类中重要的风味物质,总酯含量高通常能赋予酒体更浓郁的香气,这表明麻豌豆大曲在提升酒体风味方面可能具有一定优势。

2.4.2 酒体风味物质定性分析

如图4所示,色谱图中每个点对应软件自动识别的一个色谱峰,对平行样品的色谱峰数量取平均值后,麻豌豆曲酒样总色谱峰数为10 709,白豌豆曲酒样总色谱峰数为9 375。在此基础上,通过质谱相似度匹配和保留指数校正对识别峰进行初筛,麻豌豆曲酒样检出3 952个色谱峰,白豌豆曲酒样检出3 547个色谱峰,均为样品中潜在的挥发性组分。结果表明,2种酒样的挥发性组分极为复杂,且大量化合物在一维色谱中存在共流出现象,这会显著增加一维色谱定性与定量分析难度,而在二维色谱分离中,大部分组分均获得良好的分离效果。进一步通过删除柱流失组分和临近周期相同组分等多级筛选策略,最终在麻豌豆曲酒样中鉴定出1 612种风味物质,白豌豆曲酒样中鉴定出1 452种风味物质。酒样中各类风味物质点比分布如图5所示。其中,麻豌豆曲酒样风味物质丰富度优于白豌豆样品,主要体现在酯类、醇类、羰基类、呋喃类和萜烯类物质上。2种曲酒样共有风味物质931种,麻豌豆曲酒样特有风味物质681种,比白豌豆曲酒样(521种)多160种。

图4 麻豌豆曲(A)与白豌豆曲(B)酿造酒样的 GC×GC-TOFMS色谱图
Fig.4 GC × GC-TOFMS chromatograms of Baijiu samples brewed with mottled pea Daqu (A) and white pea Daqu (B)

图5 麻豌豆曲(A)与白豌豆曲(B)酿造酒样风味物质占比及风味物质种类Venn图(C)
Fig.5 Proportion of flavor substances in Baijiu samples brewed with mottled pea Daqu (A) and white pea Daqu (B) and Venn diagram of flavor substance types (C)

2.4.3 酒体风味物质定量及差异风味物质分析

基于GC-MS定量分析结果,通过PLS-DA分析2种大曲酒样的差异风味物质,由图6A可知,PC1和PC2方差贡献率分别为30.27%和19.52%,累计可解释酒样风味物质差异的较大比例信息,组间差异主要由PC1轴驱动。从样本分布看,麻豌豆曲酒样与白豌豆曲酒样的样本点呈现出明显的聚类分离趋势:白豌豆曲酒样集中分布在左侧区域,而麻豌豆曲酒样则聚集在右侧区域。这一结果表明,基于风味物质组成差异,PLS-DA模型能够对2种曲酿造酒样进行有效区分,反映出二者在风味轮廓上存在显著且稳定的差异。由图6B可知,模型Q2截距小于0,且真实模型的R2Q2值均显著高于随机置换结果,说明模型无过拟合、分组差异真实有效,结果可靠。由图6C可知,以变量投影重要性(variable importance in projection,VIP)>1筛选出6种关键差异风味物质,按照VIP值从大到小排序为乙酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯、正己醇、丁酸乙酯和辛酸乙酯。

图6 麻豌豆曲和白豌豆曲酿造酒样风味物质PLS-DA得分图(A)、置换检验图(B)及VIP图(C)
Fig.6 Partial least squares-discriminant analysis score plot (A), permutation test plot (B), and variable importance in projection (C) based on flavor compounds of Baijiu samples brewed with mottled pea Daqu and white pea Daqu

2.5 酒体风味物质关联性分析

麻豌豆曲与白豌豆曲的对比分析显示,二者在微生物相互作用、理化性质及风味形成机制上存在显著差异。具体地,由图7可知,在酒体关键风味物质与微生物的关联性方面,2类豌豆曲的风味调控类群呈现分化差异。麻豌豆曲酒样的风味物质多与真菌关联[27],表现为乙酸乙酯与Rhizopus呈显著正相关,乳酸乙酯与Thermoascus呈显著负相关,正己醇与皮状新丝孢酵母属(Cutaneotrichosporon)呈显著负相关;而白豌豆曲酒样的风味物质多与细菌关联,表现为乙酸乙酯与PantoeaStaphylococcus、黏液乳杆菌属(Limosilactobacillus)呈显著正相关,乳酸乙酯与StaphylococcusLimosilactobacillus、片球菌属(Pediococcus)呈显著负相关,正己醇与Saccharopolyspora和未分类伪诺卡氏菌科(unidentified_Pseudonocardiaceae)呈显著负相关。

图7 麻豌豆曲(A)和白豌豆曲(B)酿造酒样关键风味物质、理化性质与微生物相关性网络热图
Fig.7 Correlation network heatmaps of key flavor substances,physicochemical properties and microorganisms in Baijiu samples brewed with mottled pea Daqu (A) and white pea Daqu (B)

在大曲理化性质与微生物的关联性方面,2类豌豆曲呈现出功能对应微生物类群完全不同的特点。麻豌豆曲糖化力仅与Weissella呈显著负相关;发酵力呈现“细菌抑制,真菌促进”的双向调控,即PantoeaLimosilactobacillus起抑制作用,AspergillusCutaneotrichosporon起促进作用;酯化力与嗜热真菌属(Thermomyces)呈显著负相关。白豌豆曲则未出现糖化力、发酵力的显著微生物关联;酯化力由酵母类群主导[28],与Saccharomycopsis呈显著正相关,与Issatchenkia呈显著负相关;液化力与Aspergillus呈显著负相关,而麻豌豆曲未检出液化力关联微生物。

3 结 论

制曲原料(麻豌豆MJ1与白豌豆B)的差异驱动了大曲微生物群落的重塑,从而在理化性质呈现显著差异,最终导致酿造酒体的风味特征和物质组成差异。麻豌豆曲在糖化力与发酵力方面更强,且呈现出由WeissellaSaccharomycopsis主导的集中式微生物群落特征,其酿造的酒体风味物质总数(1 612种)更多、总酯含量更高。相比之下,白豌豆曲则表现出更高的酸度、酯化力及更均衡多样的微生物体系,但其酒体风味丰富度相对较低(1 452种)。关联性分析进一步揭示,2类大曲中微生物与理化指标、风味物质之间的相互作用机制存在根本差异,麻豌豆曲的风味形成更依赖于真菌群落,而白豌豆曲则与细菌关联更为密切。综上所述,适量添加麻豌豆MJ1所制备的中高温大曲在提升酒体风味复杂性与浓郁度方面展现出更大潜力,考虑到豌豆在大曲中的添加量较少,其对中高温大曲及对应白酒的品质调控作用尚不明确。后续需深入探究豌豆的适宜添加比例,并尝试采用2种豌豆复配添加的方式,以期进一步优化浓香型大曲及白酒的综合品质。本研究可为针对性选用制曲原料以调控酿酒微生物和定向塑造产品风味与风格提供理论依据。

参考文献:

[1] 周晨曦, 郑福平, 李贺贺, 等. 白酒大曲风味物质研究进展[J]. 中国酿造, 2019, 38(5): 6-12. DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2019.05.002.

[2] Huang Ping, Ma Shiyuan, Yi Xiawei, et al. Seasonal changes driving shifts in core microbes of Nongxiangxing Daqu: a integrated multiomics analysis and deep learning[J]. Food Research International,2025, 221: 117216. DOI:10.1016/j.foodres.2025.117216.

[3] 梁敏华, 赵文红, 白卫东, 等. 白酒酒曲微生物菌群对其风味形成影响研究进展[J]. 中国酿造, 2023, 42(5): 22-27. DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2023.05.004.

[4] Ma Shiyuan, Luo Huibo, Zhao Dong, et al. Environmental factors and interactions among microorganisms drive microbial community succession during fermentation of Nongxiangxing Daqu[J]. Bioresource Technology, 2022, 345: 126549. DOI:10.1016/j.biortech.2021. 126549.

[5] 徐锦, 冯文聪, 朱澳迪, 等. 不同香型大曲微生态结构及其发酵特性相关性分析[J]. 食品科学, 2024, 45(13): 104-114. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20231027-235.

[6] 刘睿童, 王腊梅, 王欢, 等. 大曲枯草芽孢杆菌发酵基酒风味轮廓及其特征成分香气感知机制[J]. 食品科学, 2025, 46(17): 200-209.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250226-157.

[7] 李建勋, 王雨萌, 武山开, 等. 大曲质量影响因素的研究进展[J].食品工业科技, 2026, 47(4): 480-491. DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2025040003.

[8] 张英, 鄢定波, 胡景辉, 等. 清香型白酒发展概述[J]. 中国酿造, 2024,43(9): 1-8. DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2024.09.001.

[9] 罗江陶, 赵驰, 汤奥星, 等. 小麦品种对浓香型大曲品质、微生物群落及代谢产物的影响[J]. 食品科学, 2025, 46(20): 133-141.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250417-138.

[10] 代森, 张志勇, 李娜, 等. 基于HS-SPME-GC-MS法检测白酒制曲原料中的挥发性成分[J]. 酿酒科技, 2024(9): 135-139. DOI:10.13746/j.njkj.2023273.

[11] 林海峰. 不同品种豌豆的营养成分、体外抗氧化活性研究及豌豆凉粉开发[D]. 南昌: 南昌大学, 2021. DOI:10.27232/d.cnki.gnchu.2021.004053.

[12] 任晓荣, 张钰婧, 王丰霞, 等. 不同品种豌豆对食醋大曲制备过程中微生物、酶活及风味的影响[J]. 中国酿造, 2025, 44(10): 233-240.DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2025.10.033.

[13] 左可成, 彭方军, 李子旋, 等. 不同品种酒曲对大曲清香白酒酿造品质及风味的影响研究[J]. 酿酒, 2025, 52(6): 74-80. DOI:10.3969/j.issn.1002-8110.2025.06.020.

[14] 林海燕. 清香型特级白酒生产工艺探讨[J]. 食品工程, 2023(3): 10-13. DOI:10.3969/j.issn.1673-6044.2023.03.004.

[15] 郝丽宏, 孙艳美, 仪慧兰. 不同品种豌豆内生细菌菌群分析[J].中国酿造, 2025, 44(8): 75-81. DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2025.08.012.

[16] Gao Yunyun, Zhang Guoxing, Jiang Shunyao, et al. Wekemo Bioincloud: a user-friendly platform for meta-omics data analyses[J].iMeta, 2024, 3(1): e175. DOI:10.1002/imt2.175.

[17] 陈乐乐, 王乙伊, 汪怡宁, 等. 浙江地区中温大曲贮存过程细菌群落多样性及功能预测分析[J]. 中国酿造, 2023, 42(1): 109-114.DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2023.01.019.

[18] Wang Xueshan, Wang Bowen, Sun Zhongguan, et al. Effects of modernized fermentation on the microbial community succession and ethyl lactate metabolism in Chinese Baijiu fermentation[J].Food Research International, 2022, 159: 111566. DOI:10.1016/j.foodres.2022.111566.

[19] 黄魏, 李浪金, 谢丹, 等. 3种高温大曲发酵过程中细菌群落结构演替规律[J]. 食品研究与开发, 2023, 44(22): 155-162. DOI:10.12161/j.issn.1005-6521.2023.22.022.

[20] Wu Xianyu, Jiang Qianer, Wang Zhishan, et al. Diversity, enzyme production and antibacterial activity of Bacillus strains isolated from sesame-flavored liquor Daqu[J]. Archives of Microbiology, 2021,203(9): 5831-5839. DOI:10.1007/s00203-021-02552-8.

[21] 张芸曌. 中高温大曲主发酵期微生物群落与环境因子及理化性质的关联性研究[D]. 宜宾: 四川轻化工大学, 2019.

[22] 马婧涵, 杨玉婷, 刘月红, 等. 396株葡萄球菌临床特点及耐药性分析[J]. 中国实验诊断学, 2025, 29(8): 948-953. DOI:10.3969/j.issn.1007-4287.2025.08.013.

[23] 卢延想, 梁慧珍, 陈鹏, 等. 高温大曲中产香酵母的筛选及特征香气分析[J]. 食品研究与开发, 2021, 42(11): 167-174. DOI:10.12161/j.issn.1005-6521.2021.11.027.

[24] Guan Tongwei, Yin Xinrui, Jiang Yuhang, et al. Study on the preparation of compound mold enhanced Xiaoqu and its effect on the yield and flavor of Qingxiangxing Baijiu[J]. Food Chemistry: X, 2025,29: 102721. DOI:10.1016/j.fochx.2025.102721.

[25] 孙亮霞, 林一心, 王生艳, 等. 白酒大曲中产香功能微生物的应用研究进展[J]. 中国酿造, 2024, 43(9): 21-28. DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2024.09.004.

[26] 曹丹, 吕嘉枥, 刘翠, 等. 白酒酿造用大曲中真菌研究现状及进展[J].食品科学, 2025, 46(19): 299-309. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250325-195.

[27] Ma Yanrui, Deng Qingbo, Du Yongjing, et al. Biosynthetic pathway for ethyl butyrate production in Saccharomyces cerevisiae[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2020, 68(14): 4252-4260.DOI:10.1021/acs.jafc.0c00750.

[28] Chen Lanchai, Dai Jingwen, Shu Ya, et al. Effects of Saccharomycopsis fibuligera on the formation of flavor substances and functional enzymes during turbid rice wine brewing[J]. International Journal of Food Microbiology, 2025, 439: 111238. DOI:10.1016/j.ijfoodmicro.2025.111238.

Mechanism of Pea Variety Affecting the Quality of Medium-High Temperature Daqu and the Flavor of Strong-Flavor Baijiu

HU Xuesong1,2, WANG Yue3, HU Jinghui1,2, CUI Lei3, CUI Zhanyou3, GAO Mengxin1,2, WANG Chengmei3,GUO Mengshan1,2, HAN Xinglin1,2,*

(1. China National Research Institute of Food and Fermentation Industries Co. Ltd., Beijing 100015, China;2. International Joint Research Center of Quality and Safety of Alcoholic Beverages, Beijing 100015, China;3. Anhui Wenwang Distillery Co. Ltd., Fuyang 236400, China)

Abstract: The physicochemical properties of six pea varieties, namely white pea (B) and mottled peas (MJ, MJ1, MJ2,MG1, MG2), were compared. In view of the high mass fractions of starch (61.36%), protein (25.20%) and fat (1.60%)in mottled pea MJ1, medium-high temperature Daqu was prepared using the mottled pea MJ1 and white pea B as raw materials, and their physicochemical characteristics, microbial community structures, as well as the compositions of flavor substances in the brewed Baijiu were comparatively investigated. The results revealed that Daqu made from the mottled pea exhibited superior saccharifying power (434.80 U) and fermenting power (0.39 U). High-throughput sequencing analysis demonstrated that the Daqu produced with white pea possessed higher species richness, diversity and evenness,whereas the Daqu produced with mottled pea showed stronger dominance of dominant species, with its dominance index 1.72-2.71 times as high as that of white pea Daqu. The results of comprehensive two-dimensional gas chromatography time-of-flight mass spectrometry (GC × GC-TOFMS) indicated that the Baijiu fermented with mottled pea Daqu contained 160 more types of flavor compounds than that brewed with white pea Daqu. Correlation analysis identified discrepancies in the correlation networks among physicochemical properties, microorganisms and flavor substances between the two types of Daqu. Flavor formation in mottled pea Daqu relied more heavily on fungal communities, while flavor production in white pea Daqu was closely associated with bacterial communities. In conclusion, moderate supplementation of mottled pea MJ1 can improve the quality of medium-high temperature Daqu and present great potential for enhancing the complexity and intensity of liquor flavor.

Keywords: mottled pea; Daqu; microbial community; flavor substance; Baijiu brewing

收稿日期:2026-01-08

基金项目: “十四五”国家重点研发计划重点专项(2022YFD2101205)

第一作者简介: 胡雪松(1994—)(ORCID: 0000-0002-2296-755X),女,博士,研究方向为酿造微生物。E-mail: huxuesong01@163.com

*通信作者简介 韩兴林(1983—)(ORCID: 0000-0002-8972-7294),男,正高级工程师,博士,研究方向为发酵工程。E-mail: hannian2009@163.com

DOI: 10.11882/j.issn.0254-5071.2026.07.006

中图分类号:TS261.2

文献标志码:A

文章编号:0254-5071(2026)07-0042-09

引文格式:
胡雪松, 王越, 胡景辉, 等. 豌豆品种对中高温大曲品质及浓香型白酒风味的影响机理[J]. 中国酿造, 2026, 45(7): 42-50.DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2026.07.006. http://www.chinabrewing.net.cn
HU Xuesong, WANG Yue, HU Jinghui, et al. Mechanism of pea variety affecting the quality of medium-high temperature Daqu and the flavor of strong-flavor Baijiu[J]. China Brewing, 2026, 45(7): 42-50. (in Chinese with English abstract)DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2026.07.006. http://www.chinabrewing.net.cn