不同品种高粱理化特性及其对白酒风味品质影响的研究进展

陈 建,扎西尼玛,李 华,李江乙,郑 佳*,赵 东

(宜宾五粮液股份有限公司,四川 宜宾 644000)

摘 要:高粱作为白酒的核心酿造原料,其品种与理化组分直接决定发酵过程与风味形成。本文系统综述不同品种高粱的理化特性及其对白酒品质的影响,重点聚焦淀粉、单宁、蛋白质和脂质等关键成分,讨论淀粉的糊化特征、单宁的生物转化及作用、蛋白质及脂质的风味贡献等;比较高粱自身游离态与结合态风味物质对“粮香”的贡献;总结粳、糯高粱在酿造适应性上的差异。最后,指出当前研究存在的问题,并提出未来需深入探究的研究方向,以期为推动白酒产业的质量提升与风味创新提供参考。

关键词:酿酒高粱;白酒品质;营养成分;影响因素

白酒是以谷物为原料,经过蒸煮、糖化、发酵、蒸馏、陈酿、勾调而成的传统蒸馏酒,具有悠长的历史与特殊的风味[1]。目前,我国白酒分为浓香、酱香、米香、清香等12种香型[2],不同香型白酒的风味差异源于原料、酿造工艺与微生物体系的不同,这种差异不仅造就其丰富的风味多样性,也构成酒体品质调控的复杂核心。粮食原料作为白酒酿造的基础,其品种与质量直接关系到发酵过程中微生物群落的构成与代谢活动,从而影响白酒的风味、口感与香气特征。

高粱因具有淀粉含量高、脂肪含量低、蛋白质和单宁含量适中等优点,从众多酿造原料中脱颖而出,成为我国白酒生产使用最广泛的原料。根据直链淀粉与支链淀粉比例,高粱可分为粳、糯两类。糯高粱的支链淀粉占比较高,淀粉结构整体较疏松,更易糊化,酿造的白酒风味也较绵甜、淡雅[3],而粳高粱作为清香型白酒的主要原料,具有高出酒率、低成本的优点。本文在系统梳理不同品种高粱淀粉、单宁、蛋白质、脂质等关键组分理化特性的基础上,重点分析各组分及其相互作用对白酒风味形成的影响,并进一步比较粳高粱与糯高粱在酿造适应性及自身风味物质上的差异,以期为白酒酿造中高粱品种的优选与工艺优化提供理论依据。

1 高粱理化特性对白酒的影响

1.1 淀粉

淀粉是高粱中含量最高的营养成分,其具体组成、颗粒结构与晶体特性因品种而异,这构成其功能差异基础。高粱淀粉的质量分数在65.3%~81.0%之间,平均值为79.5%,颗粒分子大小在6~10 µm之间[4],主要存在于胚乳中。

由表1可知,不同产地与品种高粱的淀粉含量存在显著差异,如贵州产区高粱淀粉质量分数普遍较低(65.3%~69.19%),四川品种淀粉质量分数较高且范围更集中(73.00%~76.23%),而澳洲品种淀粉质量分数表现出最宽的变异范围(64.08%~78.42%)。这表明高粱淀粉的含量差异不仅取决于其粳糯性质,更受品种选育以及生态环境的影响[5],这种含量差异与品种来源的多样性,为后续白酒发酵效率和产品质量带来实际差异。

表1 不同产地、品种高粱淀粉含量
Table1 Starch contents of sorghum from different producing areas and varieties

产地品种淀粉质量分数/%粳高粱糯高粱青壳洋、国窖红1号、宜四川糯红4号、金糯粱1号、 73.00~76.23[6-7]泸州红1号凤杂18号、晋杂22号、晋糯4号、晋糯5号、山西晋杂23号、晋杂34号、晋杂12号、晋杂23号、晋糯3号68.12~76.95[7-12]矮吨粱王、山西粳高粱内蒙古兴颗3号、内杂5号71.04~78.23[7]河北冀酿4号、汉青1号、红茅6号、冀酿2号70.37~76.15[7,12]贵州致茂、颖新、红穗、高粱地、国台、红缨子65.30~69.19[13-14]东北东粱80、吉杂210、瑞杂1号、凤杂4号、地区齐杂7号、东北粳高粱、吉杂127、辽杂19齐杂104、齐糯115、69.26~77.45[7-8,11-12]澳洲AZ、ANFbuster、康博64.08~78.42[6,15]

1.1.1 不同品种高粱淀粉精细结构与性质差异

淀粉分子主要由直链淀粉和支链淀粉2种多糖分子组成[16],由图1可见,直链淀粉是一种线性聚合物,由多个葡萄糖单元通过α-1,4糖苷键连接而成,存在一个非还原性末端;而支链淀粉则呈现以直链淀粉分子为基础的分支螺旋结构,其支链通过α-1,6糖苷键连接,具有多个非还原性末端,这使其比直链淀粉更易被β-淀粉酶水解[17]。由于支链淀粉含有大量的分支结构,水分子易进入内部并破坏淀粉的结晶区,因此在相同条件下更易吸水糊化,且支链淀粉的糊化温度低于直链淀粉,糊化后不易回生。直链淀粉的线性结构有助于在分子之间形成氢键,使淀粉分子重新变为有序的结晶状态,加速淀粉回生。

图1 直链淀粉(a)与支链淀粉(b)分子结构示意图
Fig.1 Molecular structure diagrams of amylose (a) and amylopectin (b)

1.1.2 淀粉对白酒生产过程及品质的影响

白酒酿造是实现淀粉向乙醇及多种风味物质转化的复杂代谢过程。在以霉菌为主的微生物糖化作用下,淀粉转化为葡萄糖和果糖等还原糖。这些还原糖随后进入核心的糖代谢网络:经由糖酵解路径生成乙醇和二氧化碳,这个过程中会产生一些中间代谢产物,如丙酮酸、乙醛等,它们是许多高级风味物质的重要前体。除此之外,若发酵环境缺乏氨基酸,则葡萄糖可通过Harris途径产生多种高级醇,赋予酒体饱满醇厚的口感[18]。醇类氧化及乳酸菌代谢等过程产生醛类,进而转化为酸类物质,适量酸类物质能协调酒体、消减苦涩并增强后味。各类醇类、酸类物质作为风味前体物经进一步酯化形成构成白酒主体香气的酯类化合物[19]。整体上,这一系列以糖代谢为核心的转化过程,最终形成醇、醛、酸、酯比例协调的风味体系,共同塑造白酒的香气层次、口感丰富性与品质风格。

根据直链淀粉与支链淀粉比例差异,高粱可分为糯高粱(支链淀粉占比≥80%)和粳高粱(支链占比< 80%),糯高粱因支链淀粉含量高、糊化温度低,在相同工艺下能达到更高的糊化度,这使其在糖化阶段能被糖化酶更快速、彻底地降解为可发酵性糖,在发酵阶段能够被微生物更高效地利用,可提升出酒率3%~8%[20-21]。 粳高粱因直链淀粉含量相对较高,整体糊化效率低,导致微生物发酵进程缓慢。此外,过高的直链淀粉含量导致发酵前期产酸缓慢,使得中后期因总淀粉量高而产酸加剧,酸酯代谢失衡,酸酯含量异常将改变酒体风味。

由于糯高粱在提高出酒率及风味物质含量方面展现出显著优势,在白酒实际生产中常首选糯高粱为其酿造原料,在浓香型白酒酿造中,要求其总淀粉质量分数大于70%,其中支链淀粉相对含量大于90%。

1.2 单宁

相较于其他几种酿造原料,单宁属于高粱独有的一类营养组分,其主要分布于高粱种皮中,少量分布在胚芽中。不同产地与品种高粱间的单宁含量差异如表2所示。四川产区品种单宁质量分数普遍较高(1.0%~1.7%),澳洲品种较低(0.23%~0.94%),其他产区多在0.37%~1.57%波动。从粳糯性质来看,糯高粱的单宁含量普遍高于粳高粱,这与籽粒种皮厚度及颜色密切相关:种皮越厚、颜色越深,单宁含量越高;而粳高粱多皮薄粒黄,单宁含量相对较低[22-23]。

表2 不同产地、品种高粱单宁含量
Table2 Tannin contents of sorghum from different producing areas and varieties

产地高粱品种单宁质量分数/%粳高粱糯高粱泸州红1号、金糯粱1号、四川宜糯红、红缨子、泸糯红、1.0~1.7[6-7,10,24]青壳洋晋杂12号、晋杂22号、晋糯3号、晋糯4号、山西晋杂23号、晋杂34号、矮吨粱王、风杂18号晋糯5号、0.37~1.57[7-10,12]内蒙古兴颗3、内杂5号0.63~0.91[7]河北冀酿4号、汉青1号、红茅6号、冀酿2号0.57~1.2[7,12]贵州贵友、国台、致茂、颖新、红穗、红缨子0.56~1.47[13-14]东北吉杂210、东粱80、凤杂4号、齐糯115、瑞杂1号、 地区齐杂7号、吉杂127、辽杂19红糯13号、齐杂1040.51~1.37[7-8,12]澳洲ANFbuster、康博、AZ、澳洲红0.23~0.94[6,10,15]

单宁作为部分风味物质的前体物质,经微生物酶解后可转化或生成一系列能够赋予酒体特征香气的酚类化合物。酚类物质的组成与比例是决定白酒风味品质的关键因素之一,在众多挥发性酚类化合物中,愈创木酚及其衍生物(如香草醛、4-甲基愈创木酚和4-乙基愈创木酚等)具有较低的风味阈值,在酒体中具有较高的风味贡献。这些物质为白酒带来包括烟熏香、焦香、乳香及窖底风味等在内的复杂感官特征,构成酒体独特的风味轮廓。酿造原料的单宁含量对其他风味物质的产生存在影响。研究表明,当单宁质量分数为1.2%时,酒样中乙酸乙酯、辛酸乙酯和乳酸乙酯等能够赋予酒体花果香与甜香的关键酯类含量显著升高[25],而异丁醇、异戊醇、乙缩醛和糠醛等醇醛类刺激性风味物质含量显著降低,这可能是因为单宁可通过非特异性的氢键和疏水性相互作用与蛋白质结合,从而影响蛋白质分解并生成高级醇[26]。醛类物质含量的降低可能源于单宁对纤维素酶的抑制,该作用阻碍稻壳的酶解过程,进而减少醛类物质的代谢生成[27]。

然而,单宁含量过高会阻碍微生物生长,单宁可通过2种主要机制抑制发酵微生物的生长与活性:一是直接与细菌细胞壁成分结合;二是通过自身氧化反应生成过氧化氢等活性氧物质。这些作用均会破坏微生物细胞膜的通透性,进而干扰其生理功能并产生抑制效应[28]。此外,过高含量的单宁对淀粉酶的活性也具有抑制作用,从而影响发酵进程,产生酒醅黏度过高等问题[29],提高生产难度,降低出酒率。单宁质量分数达到2%时,大部分微生物生长受到阻碍,达到5%时,所有微生物的生长代谢活动均会停滞[30]。

适宜的单宁含量不仅能为酒体带来特殊的风味,还能在发酵时抑制杂菌生长,提高白酒品质。因此,在白酒发酵中,一般要求选用单宁质量分数为1.4%~1.8%的高粱进行酿造[31]。

1.3 蛋白质

蛋白质是高粱中第2大营养物质,其质量分数约为5%~20%。蛋白质含量是影响白酒品质的重要因素之一。一方面,蛋白质作为白酒酿造期间的氮源,为微生物提供生产所需的营养物质,有利于发酵过程中微生物的群落更替;另一方面,蛋白质分解为氨基酸后,可在微生物作用下进一步转化为芳香物质[32],为白酒增添香气,从而提升其风味品质。如表3所示,相较于粳、糯属性的规律性差异,2类高粱蛋白质量分数未表现出明显的二分特征,均分布于7%~11.5%之间,重叠度高。但产地间差异突出:内蒙古品种蛋白质量分数高达8.93%~11.51%,而澳洲与贵州品种含量相对较低。这表明蛋白质含量更多受如肥料供应、土壤环境等种植条件的影响,而非品种遗传背景。这些差异为通过原料选择调控酿造过程中的氮源供给与风味前体物形成提供依据。

表3 不同产地、品种高粱蛋白质含量
Table3 Protein contents of sorghum from different producing areas and varieties

产地品种蛋白质量分数/%粳高粱糯高粱泸州红1号、金糯粱1号、宜糯红、红缨子、四川泸糯红、青壳洋、7.66~11.35[6-7,10]宜糯红4号、国窖红1号晋杂22号、山西粳高粱、晋糯4号、晋糯5号、山西晋杂12号、晋杂34号、晋杂23号、矮吨粱王、晋糯3号7.06~10.4[7-12]凤杂18号、晋杂23号内蒙古兴颗3、内杂5号8.93~11.51[7]河北冀酿4号、汉青1号、红茅6号、冀酿2号8.02~10.69[7,12]贵州红缨子、01522、015497.08~10.94[14,33]东北凤杂4号齐糯115、东北粳高粱、瑞杂1号吉杂7.96~11.43[7-8,11-12]地区红糯13号、齐杂104、210、东粱80、齐杂7号、吉杂127、辽杂19澳洲ANFbuster、康博、AZ、澳洲红7.05~11.09[6,10,15]

高粱中的蛋白质主要由醇溶蛋白和谷蛋白组成,这 2种蛋白作为植物种子中的贮藏蛋白,溶解性较差,难以被微生物直接利用[34-35]。白酒固态发酵环境可促进这2种蛋白溶解,促使高粱蛋白质分解为多种氨基酸,这些氨基酸也是白酒中多种重要风味物质的前体物质[19]。

氨基酸主要通过3种途径对白酒风味产生影响,在高粱蒸煮过程中,高温高压条件促使氨基酸发生热解反应,通过脱羧与脱氨作用形成多种风味物质。例如,含硫氨基酸受热分解可产生噻唑类、噻吩类等挥发性强、阈值低的风味化合物。在发酵阶段,氨基酸在脱氨酶和氧化酶催化下生成α-酮酸,进而经脱羧反应转化为醛类物质。这些醛类可进一步衍生为高级醇、酯类及酸类等白酒关键香气成分,其典型途径如亮氨酸代谢生成乙酸异戊酯(香蕉风味)、异戊酸乙酯(苹果风味)及2-甲氧基-3-异丁基吡嗪(柿子香气)[36]。此外,氨基酸与还原糖之间的美拉德反应也对风味形成具有重要贡献。反应初期,氨基酸的氨基与还原糖的羰基在高温下缩合形成Schiff碱,继而在酸性环境中经Amadori重排转化为1-氨基-1-脱氧-2-酮糖;反应中期则主要通过3条路径进行:酸性条件下的Osulose路线、碱性条件下的还原酮途径及Strecker降解反应,分别产生呋喃类衍生物、吡咯类衍生物及醛、酮和吡嗪类化合物,赋予白酒焦香、坚果香等特征风味[19]。然而,过高蛋白质含量的高粱并不适用于白酒酿造。对9个品种的高粱进行对比分析发现,蛋白质含量与甲醇含量呈正相关,且蛋白质含量过高会导致糟醅酸度过高,引发杂菌大量增殖,生成杂醇油等物质,影响白酒品质[37-38]。综上所述,蛋白质含量不宜过高或过低,最佳的蛋白质含量要求因具体的白酒类型和生产工艺而有所不同,通常白酒生产所用高粱的蛋白质量分数在8%~10%之间[39]。

1.4 脂质

脂质是高粱中另一重要营养成分,其本质是甘油与脂肪酸构成的有机物,在高粱中含量较低,为2%~6%,主要分布在籽粒的胚和种皮上。在白酒酿造过程中,脂质主要通过氧化及水解等反应生成多种风味前体物质,从而影响白酒品质[19]。

在白酒酿造的高温环境下,不饱和脂质极易发生氧化反应生成无味的氢过氧化物,氢过氧化物稳定性较差,可进一步降解生成醛类、烯类、醇类等挥发性风味物质[40]。除此之外,脂质还易水解为多种低分子有机酸和高级脂肪酸,如棕榈酸、油酸、亚油酸、硬脂酸及肉豆蔻酸等。这些游离的脂肪酸类物质通过蒸馏过程随乙醇挥发进入基酒,丰富基酒中的不饱和脂肪酸种类及含量。在酶与乙醇的共同作用下,脂肪酸与其他物质结合形成酯类物质。在酯化反应速率达到最高时,会发生逆酯化反应,使其分解成为醇类、酸类物质[41],经氧化还原产生酮类和醛类化合物,从而丰富酒体风味成分。然而,脂肪含量过高易造成发酵过程中酸类物质大量累积,抑制微生物生长和酶的活性,使白酒产生异味。同时,棕榈酸乙酯、油酸乙酯及硬脂酸乙酯等高级脂肪酸乙酯大量生成会造成酒体低温浑浊,影响整体感官品质[42]。综上,在高粱的酿造特性中,脂质含量需被精准调控,超过4%通常不利于酿造[43],过量脂质可能衍生出影响酒体纯净度与风味的负面成分,并干扰蒸馏效率。

1.5 各组分间的相互作用

高粱中的单宁、蛋白质和脂质并非孤立地影响酿造过程,除各自作为风味前体物质外,各组分还能通过氢键、范德华力和疏水相互作用等非共价键力与淀粉结合,在更深层次上调控发酵进程。

1.5.1 单宁与淀粉的结合

粮食蒸煮糊化是酿酒工艺中的重要环节,其直接影响后续的糖化和发酵效果,以及最终白酒的产量和品质[44]。高粱中的单宁属于分子质量较大的多元酚类化合物,以缩合类单宁为主,由于尺寸较大无法进入淀粉螺旋空腔,其与淀粉的相互作用主要依赖非共价键[45]。单宁分子上丰富的酚羟基可与淀粉侧链羟基形成密集的氢键网络,同时疏水基团之间也可产生疏水相互作用,共同驱动淀粉分子的聚集与交联。在糊化过程中,单宁可促进淀粉颗粒水合,降低糊化温度与糊化焓[46],这对白酒生产节能减耗具有积极意义。但大分子单宁也会限制直链淀粉的溶出,导致体系黏度下降。在糖化与发酵阶段,单宁通过氢键占据淀粉分子链间的结合位点,阻碍直链淀粉的重排与结晶,有效抑制淀粉回生,且抑制作用随单宁分子质量或酚羟基数目增加而增强[47]。

1.5.2 蛋白质与淀粉的结合

蛋白质多与直链淀粉结合,以复合物的形式存在并形成类似网格状的结构,在淀粉糊化的过程中该结构会使淀粉浸出量减少,从而导致淀粉糊化效率降低[48],淀粉糊化温度升高,从白酒生产角度而言,不仅会提高生产成本,还不利于发酵进行,但蛋白质的存在会阻碍淀粉分子再结晶,还能有效防止水分在重组淀粉凝胶中的迁移和凝胶网络结构的收缩[49],即阻止其回生,减缓淀粉的陈化,从而使其能够被微生物所利用。

1.5.3 脂质与淀粉的结合

由于高粱直链淀粉内部结构具有疏水性,在糊化过程中疏水性脂质可借助疏水相互作用进入螺旋空腔,形成淀粉-脂肪酸复合物[50]。一方面,复合物的形成使直链淀粉的溶出受到限制,同时抑制淀粉颗粒的膨胀[51],进一步导致高粱淀粉糊化温度升高、糊化时间变长及体系黏度增加等[52-54],显著改变其糊化特征值。另一方面,复合物会阻碍直链淀粉分子聚集和重排,降低淀粉相对有序度,延缓淀粉回生[55]。值得注意的是,粳高粱因直链淀粉比例较高,更易形成此类复合物,因而其糊化抵抗性较强;而糯高粱以支链淀粉为主,与脂质的相互作用较弱,在蒸煮适应性上表现出一定优势。

2 不同品种高粱自身风味对白酒品质的影响

除高粱营养物质外,原料自身风味也会对白酒风味产生影响。高粱原料的风味物质包含结合态风味物质和游离态风味物质2种,结合态风味化合物是本身不具有风味的风味前体物质,在白酒发酵过程中这部分物质经微生物和酶的作用,转化为游离态风味物质,成为白酒风味的重要组成部分[56];而游离态风味物质是指原料本身的风味物质,这些物质具有沸点低、易挥发、分子质量较小的特性,在白酒的蒸馏阶段随蒸汽和乙醇挥发进入酒体,赋予酒体原料的“粮香”,这些物质大部分在原料蒸煮时释放,故也被称为原料的蒸煮风味物质。研究表明,原料中大部分游离态风味物质均可在白酒中检出[57], 进一步说明其对白酒风味品质的重要性。如表4所示,高粱的结合态、游离态风味物质差异较大,游离态风味物质以醛酮类、酯类、酚类为主,而结合态风味物质则富集醇类、芳香族化合物及萜类物质。

表4 高粱结合态、游离态风味物质对比
Table4 Comparison between bound and free flavor compounds in sorghum

3-甲基-1-丁醇、1-己醇、1-辛烯-3-醇、十二醇、异戊醇3-甲基苯甲醛、丙烯醛、已醛、壬醛、2-壬烯醛、6-溴-2-己酮、苯丙酮、醛酮类癸醛、十二醛、2,2,6-三甲基基甲酮、己醛、辛醛、2-辛烯6-甲基-5-庚烯-2-酮、2-癸酮醛、2,6-壬二烯醛、2,4-壬二烯醛、2-癸烯醛、2,4-癸二烯苯甲醇、苯甲醛、苯乙醛、基苯甲醛、1,3,5-三甲基苯、苯酚辛酸乙酯、壬酸乙酯、棕榈酸乙酯、乙酸十二烯基酯、酯类癸酸乙酯、十二酸乙酯、硬脂酸乙酯、己酸乙酯、乙二丁二酸二乙酯、棕榈酸乙酯醇单硬脂酸酯、苯乙酸四氢糠酯、γ-壬内酯、棕榈酸甲酯、乳酸乙酯、辛酸乙酯壬酸、(E)-2-辛烯酸正己酸杂环类2-戊基呋喃、四甲基吡嗪吲哚、己内酰胺、苯并噻唑α-柏木烯、α-萜品醇、α-萜品烯2,4-二叔丁基酚、对甲酚类别结合态风味物质[58-60]游离态风味物质[61-62]醇类2-乙基己醇、1-辛醇、甲基苯甲醇、正庚醇2,4-二甲基苯甲醛、壬醛、2-辛烯醛、辛醛、庚醛、4′-甲氧基苯丙酮、甲基十四烷环己酮、2-辛酮、2-壬酮、醛、苯乙醛、香兰素、2-壬烯醛、香叶基丙酮芳香族苯乙酮、β-苯乙醇、2, 5-二甲萘、间二甲苯乙酸十一酯、γ-己内酯、邻苯己酸乙酯、庚酸乙酯、二甲酸二丁酯、甲酸香叶酯、酸类戊酸、己酸、庚酸、辛酸、癸酸、正戊酸、乙酰丙酸、D-樟脑、1,1,6三甲基-1,2二氢萜类萘、异佛尔酮、β-大马酮、芳樟醇、去氢白菖烯、香叶基丙酮、紫罗兰酮酚类对甲硫基苯酚4-乙基愈创木酚、间甲酚、酸酐类丙酸酐

2.1 不同品种高粱自身风味差异

高粱在白酒酿造中使用最多且最为广泛[63],许多香型白酒(如酱香型、单粮浓香型)都将其作为唯一的酿造原料。大量研究显示,高粱自身具有丰富的风味物质。倪德让等[64]将高粱蒸煮时产生的水蒸气冷凝液作为研究对象,使用浸入式固相微萃取结合气相色谱-嗅闻-质谱技术进行分析。结果显示,高粱蒸煮香气的风味特征主要呈现出花香和甜香,其中风味物质以芳香类物质为主。练顺才等[65]用同时蒸馏萃取法提取高粱蒸煮时产生的香气成分,结合气相色谱-质谱技术分析,共检出108种香气成分,高粱蒸煮时产生的主要香气成分可能是杂环、酮、醛、醇类物质。

不同种类的高粱,其自身风味也不同。吕佳慧等[58]通过酸水解法对粳、糯高粱的结合态香气物质进行解析,共检出21种结合态香气物质,包括5种醇类、7种醛酮类、5种芳香族化合物、3种萜烯类、1种呋喃类,且糯高粱风味物质总量及醛酮类风味物质含量远高于粳高粱。在游离态风味上,这种差异更明显,通过同时蒸馏萃取结合气相色谱-质谱技术对粳、糯高粱的蒸煮香气成分进行分析,发现糯高粱的蒸煮香气成分种类及含量更丰富,其特征风味物质4-乙基愈创木酚、正己酸乙酯、壬醛等与白酒所需风味更为契合[62]。Fan Xiaojing等[66]对各种类高粱蒸煮风味进行解析,发现其蒸煮风味还存在地域性差异。

2.2 高粱自身风味对白酒品质的影响

白酒中的“粮香”特征主要源于酿造原料在蒸煮过程中释放的游离态风味物质,其形成与迁移直接影响白酒的风味品质。在高粱蒸煮过程中,原料中的中长链脂肪酸与游离氨基酸等前体物质在高温湿热条件下发生氧化分解和美拉德反应等一系列化学转化,生成醛类、呋喃类、芳香族化合物等关键香气组分[67-68]。研究表明,蒸煮高粱时产生的愈创木酚、苯乙醛及4-乙烯基愈创木酚是构成其“粮香”的核心物质,其中愈创木酚所呈现的“蒸粮香”与酒样中的“粮香”强度显著相关,苯乙醛则贡献突出的花香与甜香[69]。针对不同工艺条件开展的相关研究,进一步凸显出高粱自身风味对白酒品质的影响, Yuan peiyao等[70]研究表明,在浓香型白酒酿造体系中,混蒸混烧工艺进一步促使蒸煮过程中生成的壬醛、己醛、(E)-2-癸烯醛等醛类物质以及丙酸酐、对乙烯基愈创木酚等特征化合物随蒸汽进入基酒,显著丰富酒体的风味层次。这些游离态风味物质不仅直接赋予白酒特有的谷物香气,还能在蒸馏与贮存过程中与其他风味组分发生协同作用,增强酒体香气的复杂性与协调性,从而奠定白酒风味品质的重要基础。因此,高粱游离态风味物质的组成与含量对白酒“粮香”风格的形成具有决定性作用。

3 结 语

高粱作为我国白酒酿造的核心原料,其品种与理化特性深刻地影响着白酒的风味风格与生产效益。本文系统梳理淀粉、单宁、蛋白质、脂质等关键组分在酿造过程中的作用,明确粳、糯高粱在出酒率、风味物质形成及工艺适应性上的综合差异,为原料筛选与工艺调控提供理论依据。

糯高粱因支链淀粉比例高、糊化温度低、出酒率较高,在多数香型白酒酿造中表现出优于粳高粱的适应性。同时,各组分之间的相互作用进一步增加高粱酿造性能的复杂性,孤立分析某一组分无法准确预测高粱的酿造性能,必须从多组分协同的角度重新审视。此外,高粱自身携带的游离态风味物质直接贡献白酒的“粮香”特征,且糯高粱的蒸煮香气种类与含量普遍优于粳高粱,进一步巩固糯高粱在风味品质上的优势。

基于上述结论,未来研究应聚焦以下方向:1)在机制层面,解析单宁与淀粉、蛋白质与淀粉、脂质与淀粉 3类复合物对糊化效率、糖化速率及风味前体释放的具体贡献,而非孤立评价某一组分。2)在原料评价层面,应摒弃“糯高粱必然优于粳高粱”的笼统认知,建立分香型、分产地的原料品质分级标准,将淀粉与单宁比值纳入核心评价指标。3)在工艺调控层面,可通过调节蒸煮温度、水分含量等参数主动调控复合物的形成程度,实现对发酵节奏与风味生成的精准控制。4)在育种方向层面,建议分香型选育专用高粱品种:浓香型以高淀粉、中高单宁为目标,酱香型以中高淀粉、中低单宁为目标。通过上述研究,有望真正打通原料、工艺与风味之间的内在关联,为白酒产业的高质量发展提供科学支撑。

参考文献:

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Research Progress on Physicochemical Properties of Different Sorghum Varieties and Their Effects on Flavor Quality of Baijiu

CHEN Jian, ZHA Xinima, LI Hua, LI Jiangyi, ZHENG Jia*, ZHAO Dong

(Yibin Wuliangye Co. Ltd., Yibin 644000, China)

Abstract: As the core brewing ingredient of Chinese Baijiu, the variety and physicochemical composition of sorghum directly govern the fermentation behaviors and flavor generation. This paper systematically reviews the physicochemical traits of various sorghum cultivars and their influences on Baijiu quality, focusing on key components including starch,tannins, proteins, and lipids. It further discusses the gelatinization characteristics of starch, the biotransformation and functional effects of tannins, as well as the flavor contributions of proteins and lipids. Furthermore, it compares the contributions of free and bound flavor compounds in sorghum to the “grain aroma”, and summarizes the discrepancies in brewing adaptability between non-glutinous and glutinous sorghum. Finally, it outlines the existing deficiencies in current research and proposes promising research directions for further exploration, so as to offer references for quality improvement and flavor innovation in the Baijiu industry.

Keywords: brewing sorghum; Baijiu quality; nutritional component; influencing factor

DOI: 10.11882/j.issn.0254-5071.2026.08.004

中图分类号:TS262.3

文献标志码:A

文章编号:0254-5071(2026)08-0031-08

引文格式:
陈建, 扎西尼玛, 李华, 等. 不同品种高粱理化特性及其对白酒风味品质影响的研究进展[J]. 中国酿造, 2026, 45(8):31-38. DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2026.08.004. http://www.chinabrewing.net.cn

CHEN Jian, ZHA Xinima, LI Hua, et al. Research progress on physicochemical properties of different sorghum varieties and their effects on flavor quality of Baijiu[J]. China Brewing, 2026, 45(8): 31-38. (in Chinese with English abstract)DOI: 10.11882/j.issn.0254-5071.2026.08.004. http://www.chinabrewing.net.cn

收稿日期:2026-02-10

基金项目: 四川省科技计划项目(2024ZHYS0030)

第一作者简介: 陈建(1968—)(ORCID: 0009-0001-1426-9348),男,工程师,研究方向为酱香型白酒生产。E-mail: wly521chenjian@163.com

*通信作者简介: 郑佳(1986—)(ORCID: 0000-0001-9823-0629),男,正高级工程师,博士,研究方向为白酒风味化学。E-mail: zhengwanqi86@163.com