浓香型白酒因其独特的酒体风格而深受广大消费者的喜爱。其典型特点是窖香浓郁,绵柔甘冽,纯净和谐,香气协调,余味悠长[1]。有机酸是浓香型白酒的重要呈味物质,适量的有机酸能使酒体丰满、协调、回味悠长[2]。
酸类物质对白酒的口感有非常重要的影响,能有效地降低白酒的辛辣味和苦味,增加白酒的甜度[3]。而且酸类物质对白酒的香气也存在影响。己酸、丁酸、乳酸、乙酸是浓香白酒的重要酸类物质,具有明显的定味作用。乙酸可以产生强烈的刺激性酸味;适量的丁酸能增加酒体“窖香”,过浓则有“汗臭”气味;乳酸起调味作用,能增加白酒的醇厚性,过多则呈涩味[4]。酸类物质是酯类合成的前体物质,而酯类物质对白酒香气起重要作用[5]。因此,酸、酯平衡是控制白酒质量的重要因素。WANG G等[6]研究发现,老白干白酒中非挥发性酸类物质乳酸与乳酸乙酯和乙酸乙酯具有加成或协同作用,而且随着乳酸浓度的增加,这些化合物之间的相互作用程度也在变大。在浓香型白酒中,己酸是产生“窖香”的主要成分之一[7],也有研究表明己酸和丁酸在浓香型白酒“泥香”和“烤香”中起到关键作用[8]。目前,关于酸类物质对浓香型白酒风味的影响主要集中在风味形成机制的研究,而对酸类物质与浓香型白酒关键香气化合物的相互作用的研究尚鲜有报道。
本研究运用气相色谱法(gas chromatography,GC)和高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)对浓香型白酒中主要挥发性风味成分进行检测,结合香气活性值(odor activity value,OAV)、香气重组和缺失实验筛选出关键香气化合物,并以此配制模型溶液,通过感官分析和顶空固相微萃取气质联用(headspace solid phase microextraction gas chromatography-mass spectrometry,HSSPME-GC-MS)技术研究不同浓度的己酸、乙酸、丁酸、乳酸对模型溶液香气轮廓及香气物质的影响。旨在探索不同浓度的酸类物质对浓香型白酒风味的影响,以期为浓香型白酒质量调控提供理论依据。
白酒样品:某酒厂采购的优质浓香型白酒(52%vol),编号为NX。
己酸乙酯、丁酸乙酯、正丙醇、2-甲基丁酸乙酯、异丁醇、戊酸乙酯、异戊醇、正戊醇、庚酸乙酯、乳酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸、糠醛、壬酸乙酯、丙酸、异丁酸、苯甲酸乙酯、苯乙酸乙酯、苯丙酸乙酯、乙酸苯乙酯、异丁醛、己酸、乙醛、棕榈酸乙酯(纯度均>98%):上海Macklin公司;癸酸乙酯(纯度>98%):上海Sigma-Aldrich公司;戊酸、乙酸乙酯(纯度均>98%)、2-辛醇(色谱纯):上海MERYER公司;仲丁醇、正己醇、乙酸异戊酯、丁酸、异戊酸、1,1-二乙氧基乙烷(纯度均>98%):上海Aladdin公司;2-戊醇、2-甲基丁醇、辛酸、庚酸、苯乙醇(纯度均>98%):九鼎化学公司;乳酸(纯度>98%):山东西亚化学试剂有限公司;氯化钠(分析纯):天津市化学试剂一厂;无水乙醇(色谱纯):天津市光复精细化工研究所。
HP-INNOWAX色谱柱(30 m×320 mm×0.25 μm)、CPWAX57-CB色谱柱(50 m×250 μm×0.2 μm)、SilGreen H型色谱柱(700 mm×7.8 mm,8 μm)、DB-WAX毛细管柱(60 m×0.25 μm×0.50 μm)、7890B气相色谱(GC)仪、Agilent-1260 infinity高效液相色谱(HPLC)仪、7200-7890B气质联用色谱(GC-MS)仪:美国安捷伦科技(中国)有限公司。
1.3.1 浓香型白酒中挥发性风味成分的检测
运用GC法检测浓香型白酒主要挥发性风味成分,采用外标法定量。由于不同色谱柱对各类挥发性成分敏感度不同,所以采用不同色谱柱测定。参照NIU Y等[9]报道的香气物质提取和分离方法,用煮沸的超纯水将酒样稀释至10%vol。然后用0.22 μm微孔滤膜过滤,摇匀后直接进样。
GC条件:HP-INNOWAX色谱柱(30m×320mm×0.25μm),进样量1 μL,分流比37∶1,进样口温度250 ℃,载气为高纯氮气(N2),流速1 mL/min,检测器温度250 ℃。升温程序:60 ℃保持3 min,5 ℃/min升温至150 ℃,然后以10 ℃/min升温至230 ℃并保持5 min。
GC条件:CP-WAX57-CB色谱柱(50m×250μm×0.2μm),进样口温度250 ℃;检测器温度260 ℃;进样量1 μL;分流比为30∶1;载气为高纯氮气(N2);载气流速1 mL/min;升温程序:初始温度35 ℃,保持1 min,然后以3 ℃/min升温至70 ℃,再以3.5 ℃/min升至190 ℃,保持22 min,总运行时间为68.952 min。
定性定量方法:根据保留时间对样品中挥发性物质进行定性;采用外标法定量酒样中各物质含量。所有酒样重复3次。
1.3.2 乳酸含量测定
乳酸含量测定采用HPLC法。
HPLC色谱条件参考文献[10]并做适当修改。将1 mL酒样用0.22 μm有机相微孔滤膜过滤,SilGreen H型色谱柱(700 mm×7.8 mm,8 μm),紫外检测器,检测波长210 nm,流动相为0.005 mol/L稀硫酸,流速为0.6 mL/min,柱温60 ℃,进样量20 μL。
1.3.3 基于OAV分析关键风味成分
OAV是指食品中某一特定成分的质量浓度与其嗅觉阈值的比值。一般认为OAV≥1的物质对白酒的整体风味香气具有重要作用。基于风味成分的定量分析结果,并查阅文献[11-18]中每种香气物质的香气阈值,计算得到OAV,确定关键风味成分。
1.3.4 感官品评
参考ZHENG Y等[17]的方法,并稍加修改。
品评小组由10名从课题组招募的有定量描述性感官分析经验的小组成员(3名男生和7名女生,年龄23~29岁)组成。小组成员经过培训,能够准确分辨出浓香型白酒相关的气味的强度。以窖香、果香、醇香、醋香、汗臭/奶酪、谷物香、甜香、花香8个芳香属性来描述酒中的香气。
香气感官评分:将30 mL样品倒入白酒品评专用杯中,在(20±1)℃下进行感官描述,按照六点法[14]进行打分(0表示未闻到香气,5表示气味最强)。最终以品评人员所闻强度的算术平均值为每种香气的强度值,绘制香气得分图,每个分析重复3次。
1.3.5 香气重组与缺失实验
香气重组实验以体积分数为52%vol乙醇水溶液为基质,将OAV≥1的香气化合物按照定量浓度添加到基质中,充分摇匀后,室温下平衡10 min,对重组样品和原始酒样(NX)分别进行感官品评。
香气缺失实验在模拟重组的基础上,缺失某一类或一种香气化合物,通过三角试验来比较缺失模型和完全重组模型的差异[8,19],以显著性水平作为参考来进行检验。
1.3.6 模型溶液的制备
模型溶液的制备:以体积分数为52%vol乙醇水溶液为基质,将上述关键香气化合物(除己酸、乙酸、丁酸、乳酸)按照定量浓度添加到基质中。
1.3.7 添加酸类物质对模型溶液香气轮廓及香气物质的影响
在模型溶液中,分别添加己酸(0(J0)、92.7 mg/L(Ja)、927.0 mg/L(Jb)、1 854.0 mg/L(Jc))、乙酸(0(Y0)、104.9 mg/L(Ya)、1 049.0 mg/L(Yb)、2 098.0 mg/L(Yc))、丁酸(0(D0)、96.4 mg/L(Da)、964.0 mg/L(Db)、1 928.0 mg/L(Dc))、乳酸(0(R0)、104.9 mg/L(Ra)、1 049.0 mg/L(Rb)、2 098.0 mg/L(Rc)),分别考察酸类物质添加浓度对模型溶液香气轮廓及香气物质的影响。
1.3.8 添加酸类物质对关键香气化合物的影响
参考WANG J等[20]的方法,采用HS-SPME-GC-MS分析添加酸类物质对关键香气化合物的影响。
顶空固相微萃取(HS-SPME):取8 mL酒精度稀释至10%vol的酒样于20 mL顶空瓶中,加入3 g无水氯化钠进行饱和,再加入20 μL 2-辛醇(终质量浓度407.5 mg/L),并加入一颗转子,然后立即加盖密封。将顶空瓶置于60 ℃、400 r/min条件下的磁力搅拌器上,平衡10 min后,使用50/30 μm DVB/CAR/PDMS三相萃取头吸附萃取45 min,用于GC-MS分析。在GC进样口解吸5 min,每组实验做3个平行。
GC条件:DB-WAX毛细管柱(60 m×0.25 μm×0.50 μm),进样口温度250 ℃,载气为高纯氦气(He),流速1 mL/min,不分流进样,进样量1 μL。升温程序为:初始温度40 ℃,保持2 min,然后以12 ℃/min的速率升温至60 ℃,并保持3 min;再以5 ℃/min 的速率升温至150 ℃;最后以4 ℃/min的速率升温至230 ℃,并保持5 min,总运行时间为58 min。MS条件:电子电离(electronic ionization,EI)源,四级杆温度150 ℃,离子源温度230 ℃,溶剂延迟5 min,采集模式为全扫描。
定性定量方法:结合美国国家标准技术研究所(national institute of standards and technology,NIST)11谱库检索及标准品对样品中挥发性风味物质进行定性;采用内标法定量酒样中各挥发性风味物质含量。所有酒样重复3次。
1.3.9 数据分析
利用Excel 2019和SPSS 24.0对数据进行分析。Origin 2021软件用来绘制柱状图,热图由OmicStudio tools(https://www.omicstudio.cn/tool)绘制。
根据文献报道的浓香型白酒主要香气成分[21-22],运用GC和HPLC检测挥发性风味成分和乳酸,结果见表1。由表1可知,共检出39种挥发性风味物质,包括16种酯类,9种醇类,10种酸类,3种醛类和1种呋喃类。结果表明,以己酸乙酯为主的酯类在浓香型白酒中含量尤为突出,酯类中质量浓度最高的是己酸乙酯[(1 348.93±9.10)mg/L],其次是乙酸乙酯[(1 211.82±10.57)mg/L],乳酸乙酯[(838.89±8.91)mg/L],这3种酯在浓香型白酒挥发性成分中起着重要作用。此外,丁酸乙酯[(166.47±2.36)mg/L]、正丙醇[(166.10±6.02)mg/L]、异戊醇[(214.02±5.21)mg/L]、乙酸[(607.39±3.01)mg/L]、己酸[(743.14±0.05)mg/L]、丁酸[(113.04±0.01)mg/L]、1,1-二乙氧基乙烷[(372.85±0.86)mg/L]、仲丁醇[(181.31±1.52)mg/L]、乳酸[(788.38±1.24)mg/L]的质量浓度也比较高(>100 mg/L),可以看作浓香型白酒中的重要成分。以上酸类、酯类、醇类、醛类都是构成浓香型白酒主体风味的关键物质。四大酸类物质(己酸、乙酸、丁酸、乳酸)在浓香型白酒中的含量都在100 mg/L以上,对浓香型白酒风味有着重要作用。除乳酸外,其他3种皆为挥发性酸,但乳酸含量较高,可能影响了浓香型白酒的香气。
表1 浓香型白酒酒样中乳酸、挥发性风味成分含量测定结果及其OAV分析
Table 1 Determination results of lactic acid and volatile flavor components contents in strong-flavor Baijiu samples and OAV analysis
序号 保留时间/min 化合物 质量浓度/(mg·L-1) 阈值/(μg·L-1) 香气描述 OAV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 2.932 5.315 9.338 9.416 9.762 11.241 11.641 11.994 14.561 15.039乙醛a乙酸乙酯a丁酸乙酯a正丙醇a 2-甲基丁酸乙酯a异丁醇a乙酸异戊酯a戊酸乙酯a异戊醇a己酸乙酯a 602.28±2.63 1 211.82±10.57 166.47±2.36 166.10±6.02 1.53±0.26 47.96±1.69 0.59±0.02 29.10±1.28 214.02±5.21 1 348.93±9.10 500[13]3 2551.6[11]81.50[11]53 952.63[11]18 000[16]28 300[9]93.93[11]26.78[11]179 190.83[11]55.33[11]青草香菠萝香菠萝香果香,醇香果香麦芽香香蕉香果香,花香果香果香,窖香1 204.56 37.23 2 042.58 3.08<1 1.69 6.28 1 086.63 1.19 24 379.72
续表
注:“ND”表示未检出;“a”表示HP-INNOWAX色谱柱;“b”表示CP-WAX57 CB色谱柱。
序号 保留时间/min 化合物 质量浓度/(mg·L-1) 阈值/(μg·L-1) 香气描述 OAV 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 15.741 17.893 18.456 20.614 21.607 21.813 23.154 23.677 24.289 25.541 25.743 26.620 29.178 30.146 30.481 31.264 32.643 5.707 7.085 10.766 14.514 17.112 22.734 33.261 36.484 43.599 46.553 50.243 12.946正戊醇a庚酸乙酯a乳酸乙酯a辛酸乙酯a乙酸a糠醛a壬酸乙酯a丙酸a异丁酸a癸酸乙酯a丁酸a苯甲酸乙酯a苯乙酸乙酯a乙酸苯乙酯a己酸a苯丙酸乙酯a苯乙醇a异丁醛b 1,1-二乙氧基乙烷b仲丁醇b 2-戊醇b 2-甲基丁醇b正己醇b异戊酸b戊酸b庚酸b辛酸b棕榈酸乙酯b乳酸3.32±0.05 6.64±0.57 838.89±8.91 5.91±0.37 607.39±3.01 43.93±6.13 1.10±0.18 12.86±0.38 11.91±0.40 74.44±0.09 113.04±0.01 5.65±0.01 3.14±0.11 1.21±0.05 743.14±0.05 5.76±0.12 5.67±0.06 8.91±0.61 372.85±0.86 181.31±1.52 20.36±0.21 49.01±0.51 17.69±0.14 0.39±0.10 5.64±6.68 6.97±0.04 2.80±2.35 72.31±0.65 788.38±1.24 6 400[18]13 153.17[11]128 083.80[11]12.87[11]160 000[14]44 029.73[11]3 150.61[11]18 100[17]1 580[14]1 122.3[11]964.64[11]1 433.65[11]407[14]909[14]2 517.16[11]125[14]28 900[14]6[12]2 090[14]16 000[15]8 100[15]20 000[15]2 500[15]1 045.47[11]389.11[11]1 3821.32[11]2 701.23[11]39 299[16]-果香奶油香果香,花香果香果香,甜香醋香坚果香,焦香果香,酯香奶酪,醋香汗臭,酸臭果香,花香汗臭,窖泥臭花香,甜香花香,蜂蜜香花香,甜香汗臭,奶酪果香,花香花香花香果香甜香,醇香醇香,果香醇香汗臭,酸臭汗臭,奶酪汗臭花香,汗臭腊味<1<1 6.55 459.21 3.80 1.00<1<1 7.54 66.33 117.18 3.94 7.71 1.33 295.23 46.08<1 1 485.00 178.40 11.33 2.51 2.45 7.08<1 14.49<1 1.04 1.84-
由表1可知,共筛选出30种OAV≥1的关键香气化合物,分别为己酸乙酯、丁酸乙酯、异丁醛、乙醛、戊酸乙酯、辛酸乙酯、己酸、1,1-二乙氧基乙烷、丁酸、癸酸乙酯、苯丙酸乙酯、乙酸乙酯、戊酸、仲丁醇、苯乙酸乙酯、异丁酸、正己醇、乳酸乙酯、乙酸异戊酯、苯甲酸乙酯、乙酸、正丙醇、2-戊醇、2-甲基丁醇、棕榈酸乙酯、异丁醇、乙酸苯乙酯、异戊醇、辛酸、糠醛。其中一些化合物已被鉴定为浓香型白酒的关键香气化合物[9,23]。其中,己酸乙酯的OAV>20 000,表现为强烈的窖香、果香气味,因其较高的含量和较低的阈值[24],被公认为浓香型白酒的主体香气成分。
香气重组实验用于验证上述关键香气化合物,对重组样品和原始酒样分别进行感官品评,结果见图1。由图1可知,重组样品和原始酒样感官品评雷达图表明了二者之间的相似性,重组样品的香气轮廓与原始白酒样品较为接近,8种感官属性的差异基本都在1分以内,因此,是一个成功的香气重组。
图1 浓香型白酒与重组样品香气轮廓比较
Fig.1 Comparison of aroma profiles between strong-flavor Baijiu and reconstructed sample
为了验证重组模型中上述挥发性化合物对白酒样品整体香气特征的贡献,由相同的感官小组成员依照1.3.4中所述的方法通过三角试验对总共34个香气缺失模型(其中缺失了单个化合物或一类化合物)进行了感官评价,并与完全重组模型进行了比较,缺失前后模型之间的差异度越高,则说明该类或该种化合物对整体香气轮廓的贡献度越大。结果见表2。
表2 香气缺失实验结果
Table 2 Results of aroma omission experiments
注:“*”表示差异显著(P<0.05);“**”表示差异极显著(P<0.01);“***”表示差异高度显著(P<0.001)。
模型 重组模型中去除的化合物 正确识别的人数/个 显著性1 1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 1-8 1-9 1-10 1-11 1-12 1-13 2 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 3 3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 3-6 3-7 4 4-1 4-2 4-3 4-4缺失所有酯类化合物己酸乙酯丁酸乙酯戊酸乙酯辛酸乙酯癸酸乙酯苯丙酸乙酯乙酸乙酯苯乙酸乙酯乳酸乙酯乙酸异戊酯苯甲酸乙酯棕榈酸乙酯乙酸苯乙酯缺失所有酸类化合物乙酸己酸丁酸异丁酸戊酸辛酸缺失所有醇类化合物正丙醇异丁醇异戊醇仲丁醇正己醇2-戊醇2-甲基丁醇缺失所有醛类化合物糠醛1,1-二乙氧基乙烷异丁醛乙醛10 10 8 9 9 1 6 7 2 9 1 9 3 0 1***********************0 7 1 0 5 3 3 1 8 0 4 5 1 4 3 1 7 5 4 3 2************* * *** *
由表2可知,当缺失所有酯类(模型1)和酸类化合物(模型2)时,所有评估者均能准确识别缺失重组模型与完整模型的差异高度显著(P<0.001),说明这些呈现果香、花香的酯类化合物和提供酸香的酸类化合物在浓香型白酒整体香气形成中起着决定性的作用。此外,己酸乙酯(1-1)、戊酸乙酯(1-3)、辛酸乙酯(1-4)、乳酸乙酯(1-9)、苯甲酸乙酯(1-11)、己酸(2-2)的缺失实验表现出差异高度显著(P<0.001),与它们的高OAV结果一致。与完整重组模型对比,缺失丁酸乙酯(1-2)、乙酸乙酯(1-7)、乙酸(2-1)与完整重组模型相比,也表现出差异极显著(P<0.01)。另外,苯丙酸乙酯(1-6)、丁酸(2-3)的缺失,也观察到差异显著(P<0.05)。据报道,己酸、丁酸的缺失对浓香型白酒的窖香、奶酪味有显著影响[25-26],DONG W等[8]通过香气重组与缺失实验证明己酸、丁酸是浓香型白酒基酒的烤香、泥味的关键香气化合物。因此,己酸、丁酸对浓香型白酒整体香气轮廓的形成具有重要作用。而癸酸乙酯(1-5)、苯乙酸乙酯(1-8)、乙酸异戊酯(1-10)、棕榈酸乙酯(1-12)、乙酸苯乙酯(1-13)等的缺失均未观察到明显差异(P>0.05),表明这些物质不是浓香型白酒的关键香气化合物。
模型3结果显示,从完全重组模型中去除醇类化合物并没有造成高度显著的差异,10个评估者中并不能完全识别出所有醇的缺失。与完整重组模型对比,单独缺失异丁醇(3-2)、异戊醇(3-3)、正己醇(3-5),与重组模型之间存在显著差异(P<0.05)。模型4结果表明,缺失所有醛类化合物,10个评估者中有7个评估者可以准确识别极显著差异(P<0.01)。其中,单独缺失糠醛(4-1)和1,1-二乙氧基乙烷(4-2)的重组模型与完整重组模型相比,观察到显著差异(P<0.05)。
综上,缺失实验表明,己酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、辛酸乙酯、苯丙酸乙酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、苯甲酸乙酯、乙酸、己酸、丁酸、异丁醇、异戊醇、正己醇、糠醛以及1,1-二乙氧基乙烷等16种化合物为该浓香型白酒中的关键香气化合物。这些物质均已在不同品牌浓香型白酒中被证实为白酒中的关键香气化合物[9,24,27]。尽管有些化合物OAV≥1,但在缺失实验中未表现出明显差异,说明这些化合物是重要的香气化合物,但并不是关键香气化合物。
浓香型白酒的香气特征不仅取决于香气化合物的含量和阈值,还与香气化合物之间的相互作用有关[28]。上述缺失实验表明己酸、乙酸、丁酸在浓香型白酒风味贡献中起着重要作用,乳酸作为浓香型白酒中含量较高的非挥发性有机酸,对白酒整体的风味同样具有重要贡献。因此,本研究以己酸、乙酸、丁酸、乳酸为研究对象,考察添加酸类物质对浓香型白酒风味的影响。
2.3.1 添加酸类物质对模型溶液香气轮廓的影响
通过感官分析评估了添加酸类物质对模型溶液风味轮廓的影响,结果见图2。
图2 添加不同浓度酸类物质对模型溶液香气轮廓的影响
Fig.2 Effect of different concentration of acids addition on aroma profile of model solution
由图2A可知,将不同浓度的己酸添加到特定的重组模型中时,香气属性的强度发生了不同程度的变化。相较于模拟溶液J0,低浓度己酸的添加(Ja)有利于果香、花香、甜香等属性的增加,但削弱了醇香、谷物香;中浓度己酸的添加(Jb)与模拟溶液相比,果香、甜香、花香、谷物香减弱,但整体香气得分较高;高浓度己酸(Jc)的添加窖香明显增强,但花香、果香、甜香属性显著降低,同时酸香、汗臭/奶酪属性明显增加,整体香气较不和谐。综上,低浓度己酸的添加有利于果香、花香、甜香属性的增加,但过高浓度己酸的添加减弱了这些属性,使整体香气轮廓不太和谐。大多数研究结果表明,果香、甜香、花香是浓香型白酒重要的香气特征[5,29],所以己酸对模拟溶液整体香气特征贡献较大。另外,己酸的缺失与添加导致了窖香属性的明显变化,“窖香”是浓香型白酒最为典型的香气特征,董蔚[30]通过重组缺失实验也已证明己酸是负责浓香型基酒中“窖香”的关键香气化合物。这可能代表了浓香型白酒中不同香气化合物之间的一个重要的协同嗅觉效应。
由图2B可知,将不同浓度的乙酸添加到特定的重组模型中时,香气属性的强度产生了变化。低浓度乙酸的添加(Ya)增强了模型溶液Y0的酸香、甜香、花香,但窖香、醇香、汗臭/奶酪属性略有减弱,其余属性变化不明显;中浓度乙酸的添加(Yb)使模型溶液果香、醋香、花香、汗臭/奶酪属性增加,窖香、醇香香气属性减弱,整体香气轮廓更为和谐愉悦;高浓度乙酸的添加(Yc)与模型溶液相比,酸香属性增加明显,其余香气均受到不同程度的削弱,可能是过浓的醋香掩盖了其他香气属性。浓香型白酒以己酸为主体酸,其次含量较高的分别是乙酸和丁酸[3]。浓香型白酒通常需要较长时间陈化才能使酒体变得芳香纯正,而白酒在贮藏的过程中,乙酸和乙醇会发生酯化反应,从而形成陈酿酒独特的风味[31]。因此,乙酸含量的调控在浓香型白酒的品质中有着至关重要的作用。
由图2C可知,将不同浓度的丁酸添加到特定的重组模型中时,香气属性的强度发生了改变。低浓度丁酸的添加(Da)与对照模型溶液D0相比,窖香、酸香、花香增加较明显,醇香、果香减弱;随着丁酸浓度的增加(Db,Dc),醇香减弱,醋香、花香、汗臭/奶酪属性增强,但果香、谷物香、甜香变化不明显,这是因为丁酸主要提供汗臭、酸臭、窖泥臭,但花香略有增加,可能是因为丁酸可以促进酒样中花香的释放。研究表明,适量丁酸能增加浓香型白酒中的“窖香”属性,过浓则有“汗臭”气味[6,13],这与本研究结果一致。
由图2D可知,将不同浓度的乳酸添加到特定的重组模型中时,模型溶液整体香气轮廓发生了很大的改变。与对照模型溶液R0相比,低浓度乳酸的添加(Ra)香气属性均有所增加,其中窖香、果香、醇香变化明显,这说明乳酸的添加可以促进这些香气的释放;中浓度乳酸的添加(Rb)较模拟溶液相比,各香气属性均有不同程度的增加,但较Ra相比,果香、醋香增加,其余属性均减弱;高浓度乳酸的添加(Rc)较Rb相比,整体香气轮廓类似,甜香、汗臭/奶酪属性增强,谷物香减弱。乳酸的添加除汗臭/奶酪香气属性外,其余香气属性均有所增加,其中窖香、果香、花香变化明显,这说明乳酸的添加可以促进这些香气的释放,但具体原因尚不明确,有待进一步解析。WANG G等[6]通过嗅觉阈值研究了乳酸与乳酸乙酯以及乙酸乙酯的感知相互作用,结果发现,加入乳酸(1 142 mg/L、20 000 mg/L、53 703 mg/L)后,乳酸乙酯和乙酸乙酯的嗅觉阈值明显降低,这说明乳酸对两种酯具有增强或协同效应,而且随着乳酸浓度的增加,这些化合物之间的相互作用程度也会更大。然而,乳酸乙酯和乙酸乙酯在白酒中主要提供果香、甜香,这与本研究结果一致。
总的来说,乳酸添加对浓香型白酒整体风味轮廓影响较大,乳酸的添加一定程度上可以促进果香、窖香、花香、甜香等香气属性的释放。
2.3.2 添加酸类物质对模型溶液中香气化合物的影响
酸类物质是优质浓香型白酒中的重要香气成分,通过逐步添加试验,进一步了解酸类物质对浓香型白酒香气的影响。上述酸类物质的添加对感官形成的差异可能是对香气物质的释放产生了影响,随即基于HS-SPME-GC-MS法测定了添加一系列不同浓度的酸类物质对香气物质进行层次聚类分析(hierarchical cluster analysis,HCA),结果见图3。
图3 酸类物质对模拟溶液中香气化合物的影响
Fig.3 Effect of acids on aroma compounds in model solution
由图3A可知,随着己酸浓度的增加,戊酸乙酯、苯甲酸乙酯、辛酸乙酯、异戊醇、乙酸乙酯、苯丙酸乙酯的含量增加,这些酯类和醇类物质主要表现为“甜香”、“醇香”、“果香”。低浓度添加己酸使得己酸乙酯、异丁醇、糠醛含量减弱。低浓度己酸有利于丁酸乙酯、正己醇含量的增加,而高浓度减弱,丁酸乙酯主要提供酒体“果香”,而正己醇略带“甜香”,低浓度己酸有利于甜香、果香属性的增强,而随着己酸浓度增加而减弱。
由图3B可知,随着乙酸浓度的增加,丁酸乙酯、糠醛含量增加,丁酸乙酯主要表现为“果香”,糠醛主要提供“粮香”,这表明随着乙酸浓度的增加,果香、粮香增强;其余香气化合物在添加乙酸后其含量表现为先显著降低,后随着乙酸浓度的增加而逐渐增强。
由图3C可知,加入丁酸后,乳酸乙酯、苯甲酸乙酯的挥发性增强;而低浓度丁酸增强辛酸乙酯、戊酸乙酯、1,1-二乙氧基乙烷、乙酸乙酯、丁酸乙酯含量,随着丁酸浓度增加其含量逐渐减少;这一现象在己酸乙酯、异戊醇、异丁醇中也有所体现;另外,高浓度丁酸对糠醛、苯丙酸乙酯、正己醇的含量也存在减弱现象。
由图3D可知,加入乳酸后,异丁醇、1,1-二乙氧基乙烷、异戊醇、戊酸乙酯、辛酸乙酯和正己醇,其中正丙醇、异戊醇和1,1-二乙氧基乙烷随乳酸浓度的增加其含量逐渐减弱,而辛酸乙酯和正己醇的挥发性先增加后降低;而苯甲酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、苯丙酸乙酯和糠醛的挥发性随着乳酸浓度的增加而增强,这些物质大多与“果香”、“花香”、“窖香”相关。
综上,酸类物质的添加影响了浓香型白酒中香气化合物的挥发性。己酸和乳酸促进了部分酯类物质的释放,增强了其挥发性。乙酸对关键香气化合物挥发性的影响多表现为低浓度抑制,而丁酸则表现为高浓度抑制,这可能是酸类物质影响模型溶液香气轮廓的原因。因此,酸类物质对浓香型白酒风味具有重要影响。
本研究通过OAV分析及香气缺失实验,共筛选出浓香型白酒中16种关键香气成分,然后通过构建模型溶液,运用HS-SPME-GC-MS和描述性感官分析评估了添加酸类物质对浓香型白酒风味的影响。感官分析试验表明,添加酸类物质前后模型酒样香气轮廓存在明显差异,添加乳酸前后香气轮廓的差异尤为突出。低浓度己酸的添加有利于果香、花香、甜香等属性的增加,但过高浓度己酸的添加掩盖了这些属性,这一变化在其他酸类物质的添加中存在相似性。总的来说,酸类物质的适量添加可以促进酯类等物质释放果香、花香、甜香等令人愉悦的香气,但过高浓度酸类的添加会使模型酒样中酸类本身产生的汗臭、酸臭、脂肪臭等属性增加,从而掩盖酒体中的芳香属性,导致整体香气轮廓的不协调。HS-SPME-GC-MS分析结果表明,酸类物质的添加对模拟溶液中香气化合物的含量有一定影响,通过影响模拟溶液中香气化合物释放从而改变了整体的香气轮廓。本研究为浓香型白酒质量的调控分级以及调香提供了一定的理论基础。
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Influence of acids on the flavor of strong-flavor Baijiu