封缸酒中美拉德反應(yīng)中風(fēng)味物質(zhì)的研究

胡曉云 甘 蓓 江松濤

(1.江西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測院，江西 南昌 330029；2.南昌大學(xué)生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，江西 南昌 330029)

?

封缸酒中美拉德反應(yīng)中風(fēng)味物質(zhì)的研究

胡曉云1甘 蓓1江松濤2

(1.江西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測院，江西 南昌 330029；2.南昌大學(xué)生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，江西 南昌 330029)

封缸酒屬于黃酒類酒品，其營養(yǎng)豐富，同時(shí)還具有一定的藥用價(jià)值和保健功能，本文研究的主要內(nèi)容包括：封缸酒中美拉德反應(yīng)的確定；美拉德反應(yīng)與封缸酒沉淀的產(chǎn)生以及風(fēng)味物質(zhì)含量變化之間的關(guān)系。研究結(jié)果如下：通過對新釀黃酒以及5年、8年、15年封缸酒中氨基酸、還原糖、吸光度、抗氧化性的測定分析，說明了封缸酒在陳釀過程中確實(shí)發(fā)生了美拉德反應(yīng)。通過改變溫度、pH、Na2SO3、金屬離子、還原糖、氨基酸這6種影響美拉德反應(yīng)速率的因素對新釀黃酒進(jìn)行處理，分析處理后吸光度和透光率的變化規(guī)律，結(jié)果表明美拉德反應(yīng)與沉淀的產(chǎn)生呈正相關(guān)關(guān)系。對新釀黃酒進(jìn)行加熱、加入賴氨酸、加入葡萄糖以加速美拉德反應(yīng)，對反應(yīng)后酒樣進(jìn)行GC-MS分析并與5年陳封缸酒做對比，結(jié)果表明封缸酒中的美拉德反應(yīng)能夠產(chǎn)生揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)糠醛、2，4-二甲基苯甲醛和3，5-二甲基苯甲醛。

封缸酒 美拉德反應(yīng) 風(fēng)味物質(zhì)

封缸酒是黃酒的一種，因其生產(chǎn)需密封酒缸而得名“封缸酒”，陳釀是優(yōu)質(zhì)黃酒生產(chǎn)必不可少的一道工序。新釀黃酒口味粗糙、香味不足、口感辛辣、不柔和、不協(xié)調(diào)，通過陳釀可改善黃酒的這些不足。陳釀過后的封缸酒酒香濃郁、酒味圓潤[1]，同時(shí)酒的色澤也會加深，色澤變化的重要原因之一就是酒中發(fā)生了美拉德反應(yīng)[2]。美拉德反應(yīng)又稱為“非酶棕色化反應(yīng)”，是還原糖與氨基酸、蛋白質(zhì)之間發(fā)生的一系列復(fù)雜反應(yīng)[3，4]。隨著反應(yīng)的進(jìn)行酒中的還原糖和氨基酸含量會減少，同時(shí)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物具有很高的抗氧化性，會使酒中抗氧化性增強(qiáng)[5]。本實(shí)驗(yàn)通過對同一酒廠新釀酒及5年、8年、15年封缸酒中氨基酸、還原糖、抗氧化性、吸光度的測定確定封缸酒在陳釀過程中確實(shí)發(fā)生了美拉德反應(yīng)。

封缸酒在陳釀過程中會產(chǎn)生沉淀，風(fēng)味物質(zhì)含量也有所變化，這些變化和美拉德反應(yīng)是否有一定的聯(lián)系。本實(shí)驗(yàn)將通過加速或抑制酒中的美拉德反應(yīng)，在490nm[6]下測定酒的吸光度，800nm[7]下測定酒的透光率，根據(jù)吸光度和透光率的變化規(guī)律總結(jié)美拉德反應(yīng)和沉淀之間的關(guān)系。通過SPMES與GC-MS聯(lián)用測定反應(yīng)后酒的風(fēng)味物質(zhì)變化[8]，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)美拉德反應(yīng)與對風(fēng)味物質(zhì)含量的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑

封缸酒：江西省瑞蘭封缸酒有限公司。

DPPH(1，1-二苯基-2-三硝基苯肼)、正壬醇：阿拉丁試劑股份有限公司；亞硫酸鈉、鹽酸、氯化鈣、硫酸銅、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉、無水乙醇：西隴化工股份有限公司，分析純；氯化鐵：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，分析純；葡萄糖：天津市大茂化學(xué)試劑廠，分析純；甲基藍(lán)、甲基紅：上海三愛思試劑有限公司；L-賴氨酸：上海藍(lán)季科技發(fā)展有限公司，層析純；磺基水楊酸：天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司，分析純。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備

722N-可見分光光度計(jì)：上海精科有限公司；s-433D氨基酸自動分析儀：德國SYKAM公司；eppendorf 5810R離心機(jī)：廣州安邦生物科技有限公司；KQ2200DB型超聲波清洗器：昆山市儀器有限公司；FA1604電子天平：上海天平儀器廠；雷磁PHS-3C pH計(jì)：上海精密科學(xué)儀器有限公司；電熱恒溫水浴鍋：上海浦東物理光學(xué)儀器廠；100um SPME萃取頭：上海安譜科學(xué)儀器有限公司；固相微萃取手柄：北京飛美斯分析科技有限公司；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國安捷倫公司。

1.3 美拉德反應(yīng)的驗(yàn)證

1.3.1 吸光度的測定

取新釀酒、5年陳封缸酒、8年陳封缸酒、15年陳封缸酒各10mL于干凈的小燒杯中，在490nm下對不同年份的酒樣進(jìn)行吸光度測定。

1.3.2 還原糖的測定

預(yù)試驗(yàn)：用移液管準(zhǔn)確量取菲林試劑Ⅰ、Ⅱ各5mL于200mL錐形瓶中，加35mL蒸餾水，混合均勻后，放在電爐上加熱至微沸，用葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，當(dāng)溶液的顏色將要變成紅色時(shí)，加入2滴次甲基藍(lán)作為指示劑，繼續(xù)用葡糖糖標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行滴定至藍(lán)色消失，記錄葡萄糖的用量。

正式試驗(yàn)：用移液管準(zhǔn)確量取菲林試劑Ⅰ、Ⅱ各5mL于200mL錐形瓶中，加35mL蒸餾水和比預(yù)試驗(yàn)少1mL的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液，加熱至溶液沸騰，并保持沸騰狀態(tài)2分鐘，加2滴次甲基藍(lán)作為指示劑，在沸騰狀態(tài)下用葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液快速滴至反應(yīng)終點(diǎn)，記錄葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液的消耗量。

樣品滴定：吸取各年份的酒樣5mL于250mL容量瓶中，以各年份酒樣代替標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖液進(jìn)行滴定，每個樣品重復(fù)3次滴定，按公式(1)計(jì)算結(jié)果。

(1)

式中：m1為5mL菲林試劑Ⅰ、Ⅱ相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖的質(zhì)量(g)；V2為滴定時(shí)消耗樣品的體積(mL)。X為樣品中的還原糖濃度(g/L)。

1.3.3 抗氧化性測定

取各年份封缸酒酒樣2mL以及2mL 0.1mmoL/L的DPPH溶液于10mL離心管中，在暗處反應(yīng)30min，517nm下測定反應(yīng)后各試樣的吸光度A1。同樣的方法測定2mL酒樣和2mL無水乙醇反應(yīng)后的吸光度A0，以及2mLDPPH溶液和2mL無水乙醇反應(yīng)后的吸光度A2。按照公式(2)計(jì)算封缸酒對自由基的清除率，清除率越高表示樣品的抗氧化性越強(qiáng)。

清除率={1-(A1-A0)/A2}×100%

(2)

1.3.4 氨基酸的測定

吸取各年份酒樣約8ml于離心管中，4000r/min下離心5分鐘。用移液槍吸取上清液1ml于另外的離心試管中，加入2%磺基水楊酸9ml，混勻，靜置15min。4000r/min下離心20分鐘，取上層清液，過0.22um膜后用氨基酸自動分析儀檢測。

1.4 美拉德反應(yīng)對揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量的影響

1.4.1 樣品前處理

取5mL反應(yīng)后的酒樣于20mL頂空瓶中，加入5uL8.2g/L的壬醇作為內(nèi)標(biāo)，再加入1.5g氯化鈉，先在50℃的恒溫水浴鍋內(nèi)預(yù)熱10min，然后將萃取頭插入到頂空瓶內(nèi)，使纖維頭距離液面上方1.5cm左右，在磁力攪拌下萃取45min。

1.4.2 色譜條件

色譜柱：選擇毛細(xì)管色譜柱DB-WAX為色譜柱，色譜柱長60米，內(nèi)部直徑0.25mm，液膜厚度0.25um。

萃取頭：DVB/CAR/PDMS。

色譜條件：進(jìn)樣口的溫度為260℃，解析時(shí)間為5分鐘，程序升溫的起始溫度是45℃，恒溫2min后，以4℃/min升高至85℃，再以4℃/min升高至235℃，保持10min。

1.4.3 測定分析

將萃取頭取出，插入到進(jìn)樣口中進(jìn)行進(jìn)樣分析。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 封缸酒中的理化指標(biāo)測定結(jié)果

2.1.1 吸光度測定結(jié)果

圖2.1 不同年份酒樣的吸光度

從圖可以看出隨著貯存年份的增加，封缸酒的吸光度逐漸變大，說明貯存過程中可能發(fā)生了美拉德反應(yīng)。

2.1.2 還原糖測定結(jié)果

不同年份酒樣的還原糖測定結(jié)果如表2.1，從表中可看出隨著年份的增加還原糖的測定值逐漸變大，導(dǎo)致結(jié)果還原糖測定結(jié)果呈上升趨勢的原因可能是封缸酒在陳釀過程中發(fā)生美拉德反應(yīng)，1個葡萄糖分子與氨基酸反應(yīng)產(chǎn)生了多個醛基類物質(zhì)。

表2.1 不同年份酒樣中的還原糖含量

2.1.3 抗氧化性測定結(jié)果

表2.2 不同年份的酒樣對DPPH自由基的清除率

從表2.2可以看出隨著年份的增加封缸酒的抗氧化性逐漸增強(qiáng)，說明了陳釀過程中可能發(fā)生了美拉德反應(yīng)。

2.1.4 氨基酸含量的測定

各年份酒樣中的氨基酸含量測定結(jié)果如表2.2所示。賴氨酸是美拉德反應(yīng)中活性最強(qiáng)的氨基酸，即使是處于蛋白質(zhì)分子中也能進(jìn)行美拉德反應(yīng)，從表2.2可以看出隨著貯存時(shí)間增加，賴氨酸的含量明顯低于新釀黃酒，總氨基酸含量也呈下降趨勢，但15年陳釀酒中的氨基酸略高于5年陳和8年陳封缸酒，造成這一現(xiàn)象的原因可能是15年陳封缸酒釀造原料中的蛋白含量偏高造成的。各年份酒樣中氨基酸所占總氨基酸的比重分別為：8.45%、4.17%、3.17%、2.6%?？梢钥闯鲭S著年份的增加賴氨酸的比重越來越低，說明陳釀過程中可能發(fā)生了美拉德反應(yīng)。

表2.3 不同年份酒樣中的氨基酸含量

2.2 各因素處理后酒樣吸光度、透光率的變化

通過加速或抑制酒中的美拉德反應(yīng)，測定反應(yīng)后酒樣的吸光度和透光率，其測定結(jié)果如下圖2.2～2.5所示。

圖2.2 不同溫度下酒樣的變化

從圖2.2可中吸光度曲線和透光率曲線可以看出，隨著溫度的升高吸光度逐漸增大，而透光率逐漸降低。吸光度升高說明美拉德反應(yīng)加深，透光率降低說明產(chǎn)生了渾濁，即美拉德反應(yīng)與沉淀的生成呈正相關(guān)關(guān)系。

圖2.3 不同pH下酒樣的變化

從圖2.3可以看出隨著pH的變大，吸光度逐漸增大，但透光率無明顯變化規(guī)律。說明了美拉德反應(yīng)會隨著pH的增加而加強(qiáng)，但是隨著美拉德反應(yīng)的加強(qiáng)，沉淀無明顯趨勢。這可能和蛋白質(zhì)的溶解度有關(guān)，蛋白質(zhì)的溶解性和溶液的pH值有關(guān)，在不同的pH下其溶解度不一導(dǎo)致其透光率的不規(guī)律性。

從圖2.4吸光度曲線可以看出Na2SO3對美拉德反應(yīng)有抑制作用，美拉德反應(yīng)隨其用量的增加而減弱，而透光率隨著用量的增加而變大，說明美拉德反應(yīng)與沉淀之間呈正相關(guān)關(guān)系。

圖2.4 不同Na2SO3添加量下酒樣的變化

圖2.5 不同CaCl2添加量下酒樣的變化

從圖2.5可以看出隨著CaCl2用量的增加，吸光度先下降后上升，即美拉德反應(yīng)先減弱后慢慢增強(qiáng)，透光率先上升后下降，即沉淀量呈先降低后上升趨勢。沉淀的生成和美拉德反應(yīng)呈正相關(guān)關(guān)系。

從圖2.6、圖2.7可以看出，增加酒樣中美拉德反應(yīng)的底物濃度(葡萄糖和賴氨酸)時(shí)，酒的吸光度顯著上升，說明酒的美拉德反應(yīng)較強(qiáng)烈；透光率明顯下降說明隨著美拉德反應(yīng)的加強(qiáng)，沉淀產(chǎn)生增多。當(dāng)葡萄糖添加量為2g/L或者賴氨酸添加量為0.8g/L時(shí)酒的吸光度達(dá)到最大，對酒中的美拉德反應(yīng)促進(jìn)效果最佳。由圖2.6、圖2.7可知美拉德反應(yīng)與沉淀的產(chǎn)生有正相關(guān)關(guān)系。

圖2.6 不同葡萄糖添加量下酒樣的變化

圖2.7 不同賴氨酸添加量下酒樣的變化

2.3 GC-MS風(fēng)味物質(zhì)測定結(jié)果

圖2.8 新釀黃酒的GC-MS分析

圖2.9 加熱處理后的黃酒GC-MS分析

圖2.10 加入賴氨酸處理后的黃酒GC-MS分析

圖2.12 5年陳封缸酒GC-MS分析

表2.4 GC-MS分析結(jié)果

從表2.4可以看出經(jīng)過處理熱處理、加入賴氨酸處理和葡萄糖處理后的酒樣中產(chǎn)生了糠醛、2，4-二甲基苯甲醛、3，5-二甲基苯甲醛以及2，4-二叔丁基苯酚，但是在5年陳封缸酒中未檢測到2，4-二叔丁基苯酚且它的含量在3種條件下基本不變，說明2，4-二叔丁基苯酚可能是酒樣在高溫下某些物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的，不是美拉德反應(yīng)的產(chǎn)物?？啡?、2，4-二甲基苯甲醛、3，5-二甲基苯甲醛這三種物質(zhì)在5年陳封缸酒中也檢測到了，且加入賴氨酸和葡萄糖后這3種物質(zhì)含量有所增加，說明這3種物質(zhì)是美拉德反應(yīng)產(chǎn)生的。異戊醇、苯甲醛含量比新釀黃酒降低了，這可能是由于加熱過程中異戊醇和苯甲醛和其他物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)導(dǎo)致其含量有所降低，壬醛、苯乙醇、琥珀酸二乙酯、乙酸苯乙酯變化不大。說明封缸酒中的美拉德反應(yīng)能夠產(chǎn)生揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)糠醛、2，4-二甲基苯甲醛和3，5-二甲基苯甲醛。

3 結(jié)論

通過對不同年份酒樣中的吸光度、氨基酸含量、抗氧化性、還原糖含量的測定分析，說明了封缸酒在陳釀過程中中發(fā)生了美拉德反應(yīng)。

美拉德反應(yīng)與沉淀之間的關(guān)系分析試驗(yàn)表明美拉德反應(yīng)與沉淀的生成有正相關(guān)關(guān)系。

GC-MS的分析結(jié)果表明封缸酒中美拉德反應(yīng)能夠產(chǎn)生揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)糠醛、2，4-二甲基苯甲醛和3，5-二甲基苯甲醛。

[1]沈國惠，王榮民，王勤新、陳封缸酒揮發(fā)性風(fēng)味成份的比較[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，1987，(1)：36-41.

[2]周建弟，丁關(guān)海.美拉德反應(yīng)及其產(chǎn)物對紹興酒的影響[J].中國釀造，2006(10)：67-67.

[3]WallerG R，F(xiàn)eather M S.The Maillard Reaction in Foods and Nutrition.Washington D C，USA：ACS.1983.

[4]Fujimaki M，Namiki M，Kato H.Developments in Food Science.V.13：Amino-Carbonyl Reactions in Food and Biological Systems.Amsterdam：Elsevier，1986.

[5]毛善勇，周瑞寶，馬宇翔，張梅.美拉德反應(yīng)產(chǎn)物抗氧化活性[J].糧食與油脂，2003(11)：15-18.

[6]胡慰望，謝筆鈞.食品化學(xué)[M].科學(xué)出版社，1992，50-53.

[7]姬中偉，毛健，馬俊孝.助凝劑和超濾處理對黃酒穩(wěn)定性的影響[J].食品與機(jī)械，2007，4(23)：24-26.

[8]葉慶，馬永昆，等.超高壓催陳丹陽封缸酒香氣成分變化的GC-MS分析[J].釀酒科技，2013(7)：97-100.

Thestudy of maillard action and flavor compounds in jar-sealed rice wine

HU Xiao-yun1GAN Bei1JIANG Song-tao2
(1.Jiangxiprovincialproductqualitysupervisiontestingcollege，JiangxiNanchang330029；2.Collegeoflifescienceandfoodengineering，NanchangUniversity，JiangxiNanchang330029)

The jar-sealed rice wine is one kind of rice wine，its full of many nutrition and has some medicine value and healthy function.The main contents of this article include：the confirmation of maillard action in the jar-sealed rice wine，the connection of maillard action with the precipitate and the flavor content，analysis of precipitation components and the stability research of the jar-sealed rice wine.The conclusion are as follows：

By testing and analyzing theamino acids，reducing sugars，absorbance，and anti-oxidation of the new rice wine and different years sealed rice wine，the result shows that the maillard action happened during the aging in the jar-sealed rice wine.

By changing the temperature，PH，Na2SO3，metal ions，reducing sugars and amino acids which affect maillard reaction rate in the new rice wine，analysis the change rules between the absorbance and the luminousness.results show that the maillard reaction and the generation of precipitation are positively correlated.

To speed up the maillard reaction in the flash rice wine by heating，adding lysine，adding glucose.Analysis the samples by GC-MS and compare to the 5-year jar-sealed rice wine，the result shows that the maillard in the rice wine can product furfural，2，4-dimethyl benzene，formaldehyde，3，5-dimethyl benzene formaldehyde.

Jar-sealed rice wine；maillard action；flavor compounds