不同年份黃酒香氣的差異研究

王 琳，曾慶梅

(合肥工業(yè)大學農(nóng)產(chǎn)品生物化工教育部工程研究中心，安徽合肥 230009)

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不同年份黃酒香氣的差異研究

王 琳1，曾慶梅2*

(合肥工業(yè)大學農(nóng)產(chǎn)品生物化工教育部工程研究中心，安徽合肥 230009)

摘要[目的]全面了解不同年份黃酒香氣的差異，對年份黃酒的品質(zhì)進行更加全面的評價。[方法]將不同年份的黃酒經(jīng)預(yù)處理后，采用頂空固相萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法分析其揮發(fā)性風味成分及含量，計算出相應(yīng)的香氣活力值，采用主成分分析法分析不同年份會稽山黃酒的香氣差異。[結(jié)果]分析表明，不同年份的會稽山黃酒香氣有一定差異，辛酸、糠醇、乳酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸乙酯、苯甲酸乙酯與十年陳黃酒樣品香氣相關(guān)性較強，三年陳和五年陳黃酒樣品香氣受4-乙基苯酚、苯乙醇、異戊醇、苯乙醛的影響最大，5-甲基糠醛與六年陳黃酒樣品香氣聯(lián)系緊密，而八年陳黃酒樣品與之對應(yīng)的香氣物質(zhì)是糠醛和苯甲醛。[結(jié)論]高年份的黃酒受酯類物質(zhì)的影響較大，酯香味較濃；低年份的黃酒與醇類和一些反應(yīng)的中間產(chǎn)物酚、醛等相關(guān)性較強，因此普遍酒味較沖，醇厚有余，酯香不足，這對黃酒年份酒的區(qū)分具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞年份黃酒；香氣活力值；主成分分析；頂空固相微萃??；氣相色譜-質(zhì)譜

隨著人民生活水平的不斷提高，市場對包括黃酒在內(nèi)的低度釀造酒的需求量越來越大[1]，其中年份黃酒的出現(xiàn)開創(chuàng)了高端黃酒市場，高年份的黃酒越來越受到消費者的青睞[2]。黃酒香氣的濃郁程度對黃酒品質(zhì)有著相當大的影響[3]，近年來許多學者對各種品牌黃酒的風味成分，如揮發(fā)性物質(zhì)、氨基酸、有機酸、糖類等多種物質(zhì)進行了研究[4-8]，對同一品牌黃酒的揮發(fā)性物質(zhì)隨酒齡的變化也有一定的研究[9]，但對不同年份的黃酒香氣差異研究較少。

酒類中的揮發(fā)性成分是構(gòu)成其產(chǎn)品香氣特征的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，對黃酒風味的感知過程起著關(guān)鍵的作用[10]。對不同年份黃酒香氣差異進行研究，可以對年份黃酒的品質(zhì)進行更加全面的評價。黃酒的揮發(fā)性風味成分由多種化合物組成，而不同的化合物具有不同的香氣閾值[11]，因此只單一地考慮揮發(fā)性風味物質(zhì)濃度對不同年份黃酒香氣差異的影響是不全面的，只有將二者結(jié)合在一起才能做出客觀的評價，即采用香氣活力值(Odor activity value，OAV)作為評價指標[12]。香氣活力值是指所測嗅感物質(zhì)的濃度(C)與其閾值(T)之比(OAV=C/T)。黃酒的揮發(fā)性風味成分組成復雜，而不同的揮發(fā)性風味物質(zhì)對黃酒香氣的影響是不同的，因此應(yīng)從香氣的整體組成開始對不同年份的黃酒香氣的差異進行研究。

主成分分析是一種多元統(tǒng)計分析技術(shù)[13]，它采取一種降維的方法，將多個指標轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個綜合指標，其目的是簡化數(shù)據(jù)和揭示變量間的關(guān)系，因此可通過主成分分析法找出香氣差異來判別食品的品質(zhì)。將不同年份黃酒香氣物質(zhì)的香氣活力值通過主成分分析進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和降維，并對降維后的特征向量進行線性分類，最后在主成分分析的散點圖上顯示主要的二維散點圖，即可分析出不同年份黃酒的香氣差異[14]。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1原料。市售不同年份的會稽山(KJS)黃酒，分別是三年陳(KJS3)、五年陳(KJS5)、六年陳(KJS6)、八年陳(KJS8)和十年陳(KJS10)。

1.1.2主要試劑。2-乙基丁酸(色譜純)，阿拉丁試劑有限公司；NaCl(分析純)、乙醇(分析純)，國藥集團化學試劑有限公司。

1.1.3主要儀器設(shè)備。SPME手動進樣裝置、50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭、頂空瓶(15 mL)，Supelco公司；氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀(SCION TQ)，德國布魯克公司；高速冷凍離心機(TGL-20M)，湖南湘儀離心機儀器有限公司；電子天平(ML 104/02)，梅特勒-托利多儀器有限公司；HH數(shù)顯恒溫水浴鍋，金壇市金城國勝實驗儀器廠。

1.2方法

1.2.1樣品酒預(yù)處理。取會稽山各個年份一定量的黃酒，經(jīng)過恒重后，在3 000 r/min，25 ℃的條件下，離心處理30 min，處理好的黃酒樣品待用。

1.2.2頂空固相微萃取條件方法。

1.2.2.1萃取條件。樣品量5 mL，萃取溫度50 ℃，萃取時間40 min，加鹽量1 g，采用50/30 m DVB/CAR/PDMS萃取頭，對黃酒中的揮發(fā)性物質(zhì)進行萃取。

1.2.2.2內(nèi)標物濃度及添加量。稱取0.928 0 g 2-乙基丁酸，用15%的乙醇-水溶液定容至100 mL；內(nèi)標物添加量30 μL。

1.2.3GC-MS條件及定性定量方法。

1.2.3.1色譜條件。色譜柱型號為Elite-Wax ETR(30 m×0.25 mm×0.25 μm)毛細管柱，柱初始溫度40 ℃保持5 min，以5 ℃/min的速度上升至150 ℃，再以10 ℃/min的速度上升至230 ℃，然后保持10 min。載氣為高純度氦氣，流速為1.0 mL/min，進樣口溫度為250 ℃，進樣方式為不分流進樣。

1.2.3.2質(zhì)譜條件。接口溫度為230 ℃，電子轟擊EI離子源，掃描范圍(m/z)為30～550 amu，電子能量為70 eV，離子源溫度是210 ℃。

1.2.3.3定性及定量。將黃酒樣品揮發(fā)性物質(zhì)的質(zhì)譜圖與NIST MS search 2.0 Database數(shù)據(jù)庫進行比對。同時，通過對被檢測物質(zhì)與現(xiàn)有報道的文獻中相對應(yīng)物質(zhì)的保留時間進行比對后進行定性分析。定量分析是通過假定被檢測出的各揮發(fā)性物質(zhì)的響應(yīng)效率與內(nèi)標物質(zhì)相同，根據(jù)半定量法計算出各揮發(fā)性物質(zhì)的相對濃度。

1.2.4香氣活力值的計算。對氣相色譜-質(zhì)譜所測得的香氣物質(zhì)濃度進行數(shù)據(jù)處理，計算出對應(yīng)的香氣活力值平均值，該研究只對香氣值大于0.5的揮發(fā)性風味物質(zhì)進行比較。

1.2.5主成分分析法。使用SPSS 20.0軟件對不同年份黃酒的香氣值進行主成分分析，轉(zhuǎn)換得第1主成分和第2主成分，并得到相應(yīng)的散點圖和得分圖，根據(jù)散點圖和得分圖分析不同年份黃酒香氣的差異。

2結(jié)果與分析

2.1黃酒樣品香氣活力值的測定表1為香氣值大于0.5的揮發(fā)性風味物質(zhì)的香氣活力值。每一類風味物質(zhì)中均有1種或幾種化合物的香氣活力值較高，對風味的貢獻也較為明顯。黃酒中醇類物質(zhì)除主體物質(zhì)乙醇以外，主要是高級醇，其中異戊醇、苯乙醇、糠醇是黃酒中香氣活力值最高的3種高級醇，賦予黃酒典型的醇香味。黃酒中苯乙醇的香氣活力值最大，糠醇次之，這2種醇類對黃酒的風味影響較大。其中苯乙醇主要來源于發(fā)酵過程中的原料如大米、小麥中苯丙氨酸的降解。酯類物質(zhì)香氣活力值都比較高，香氣活力值最高的是辛酸乙酯，己酸乙酯、苯乙酸乙酯和γ-壬內(nèi)酯次之。根據(jù)文獻報道，γ-壬內(nèi)酯風味閾值低，主要是由酵母菌利用原料中的糖苷類前體物質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)生的，對黃酒陳釀酯香味的形成具有不可或缺的作用[15]。醛類物質(zhì)中的苯甲醛和苯乙醛香氣活力值比較高，苯乙醛的香氣活力值是所有揮發(fā)性風味成分中最高的。黃酒中的酸類物質(zhì)中戊酸和辛酸香氣活力值較高，但相較于其他的物質(zhì)，比較低，所以聞到的黃酒氣味中酸味比較少，一般具有比較明顯的醇香和酯香。

表1　會稽山黃酒揮發(fā)性風味物質(zhì)的香氣活力值

注：所有物質(zhì)檢測結(jié)果采用“均值±標準差(n=3)”。

Note：Detected results of all the substances were denoted by mean value ± standard deviation (n=3).

綜上所述，會稽山黃酒中辛酸乙酯和苯乙醛對黃酒風味的影響最為顯著，異戊醇、苯乙醇、糠醇、己酸乙酯、苯乙酸乙酯、γ-壬內(nèi)酯和苯甲醛也有較大的影響。

2.2黃酒樣品香氣成分的主成分分析以15個樣本的20種香氣物質(zhì)構(gòu)成的15×20矩陣利用SPSS 20.0軟件進行主成分分析，按照剔除最小特征值的主成分中對應(yīng)的最大特征向量變量的原則[16]，一次剔除1個變量，然后利用剩余變量再進行主成分分析，經(jīng)過有限次剔除后，直到第1、2主成分所構(gòu)成的信息量占總信息量的85%以上[17]。

經(jīng)過運算先后剔除苯乙酸乙酯、γ-壬內(nèi)酯、乙?；健⑽焖?、己酸和乙?；?，最后保留的成分有辛酸、糠醇、乳酸乙酯、辛酸乙酯、4-乙基苯、乙酸乙酯、苯乙醇、異戊醇、苯甲酸乙酯、苯乙醛、己酸乙酯、5-甲基糠醛、糠醛和苯甲醛共14個變量，將剩余的14個變量進行主成分分析。提取的第1、第2主成分的方差貢獻率累計達到了85.37%，第1主成分(PC1)構(gòu)成的信息量占總信息量的70.50%，第2主成分 (PC2)占14.88%。

從圖1中可以看出，5個年份的黃酒樣品被比較好地區(qū)分開，其中六年陳的黃酒樣品都位于整個區(qū)域左側(cè)的第二象限，十年陳的黃酒樣品都位于整個區(qū)域右側(cè)的第四象限，而三年陳、五年陳黃酒樣品位于整個區(qū)域的左側(cè)的第三象限。

十年陳黃酒樣品的主成分得分：1.5<第1主成分得分<2，-1<第2主成分得分<0，十年陳黃酒樣品的香氣值與第1主成分呈正相關(guān)、與第2主成分呈負相關(guān)，且第1主成分得分較高。六年陳黃酒樣品的主成分得分：-0.5<第1主成分得分<0，1<第2主成分得分<2，六年陳黃酒樣品的香氣值與第1主成分呈負相關(guān)、與第2主成分呈正相關(guān)，且與第2主成分相關(guān)較大。三年陳黃酒樣品的主成分得分：-1<第1主成分得分<-0.5，-2<第2主成分得分<-1，三年陳黃酒樣品與第1和第2主成分都呈負相關(guān)，且第2主成分的分值最高。五年陳黃酒樣品主成分得分：-1<第1主成分得分<-0.5，-2<第2主成分得分<-1，五年陳樣品雖然也與第1和第2主成分都呈負相關(guān)，但由于第1主成分得分較小，所以其與第2主成分相關(guān)性最大。

圖1　會稽山黃酒樣品揮發(fā)性風味物質(zhì)第1主成分與第2主成分得分散點圖Fig. 1　The scattered plot of first and second principal component scores of Kuaijishan Chinese rice wine

由圖2可知，與第1主成分相關(guān)系數(shù)較大的化合物是：辛酸(0.985,0.098)、糠醇(0.981,0.079)、乳酸乙酯(0.948,0.200)、辛酸乙酯(0.939,-0.072)、4-乙基苯酚(-0.922,-0.251)、乙酸乙酯(0.918,0.324)、苯乙醇(-0.896,-0.421)、異戊醇(-0.887,-0.415)、苯甲酸乙酯(0.884,-0.251)、苯乙醛(-0.813,-0.542)和己酸乙酯(0.712,0.611)。其中，辛酸(0.985,0.098)、糠醇(0.981,0.079)、乳酸乙酯(0.948,0.200)、辛酸乙酯(0.939,-0.072)、乙酸乙酯(0.918,0.324)、苯甲酸乙酯(0.884,-0.251)與樣品的香氣呈正相關(guān)且系數(shù)很大，即這幾種物質(zhì)的香氣活力值大小對黃酒樣品香氣的影響最大。4-乙基苯酚(-0.922,-0.251)、苯乙醇(-0.896,-0.421)、異戊醇(-0.887,-0.415)、苯乙醛(-0.813,-0.542)與第1主成分呈負相關(guān)，說明這4種化合物對不同品種黃酒香氣差異也有較大影響。從圖1中可以看出，十年陳黃酒處于第1主成分得分的最右側(cè)即最大正值，表明五年陳的黃酒受辛酸(0.985,0.098)、糠醇(0.981,0.079)、乳酸乙酯(0.948,0.200)、辛酸乙酯(0.939,-0.072)、乙酸乙酯(0.918,0.324)、苯甲酸乙酯(0.884,-0.251)香氣成分的影響較大；三年陳和五年陳的黃酒處于第1主成分得分的最左側(cè)即最小負值，表明三年陳和五年陳的黃酒受4-乙基苯酚(-0.922,-0.251)、苯乙醇(-0.896,-0.421)、異戊醇(-0.887,-0.415)、苯乙醛(-0.813,-0.542)影響較大。與第2主成分相關(guān)系數(shù)比較大的化合物只有5-甲基糠醛(0.097,0.968)，且呈正相關(guān)。六年陳黃酒均處于第2主成分得分的最上端即最大的正值，表明六年陳的黃酒受5-甲基糠醛(0.097,0.968)香氣成分的影響較大。

圖2　會稽山黃酒樣品揮發(fā)性風味物質(zhì)第1主成分與第2主成分散點載荷圖Fig. 2　The plot of factor loading of first and second principal component scores of Kuaijishan Chinese rice wine

八年陳黃酒樣品所在的位置上，與之對應(yīng)的香氣物質(zhì)是糠醛(0.087,-0.166)和苯甲醛(0.115,0.298)，即與其他香氣物質(zhì)相比這3種物質(zhì)與八年陳黃酒樣品的香氣相關(guān)性較強。辛酸(0.985,0.098)、糠醇(0.981,0.079)、乳酸乙酯(0.948,0.200)、辛酸乙酯(0.939,-0.072)、乙酸乙酯(0.918,0.324)、苯甲酸乙酯(0.884,-0.251)這幾種香氣物質(zhì)所處的位置與十年陳樣品基本相同，所以這幾種香氣物質(zhì)與高年份黃酒樣品的香氣聯(lián)系較緊密。4-乙基苯酚(-0.922,-0.251)、苯乙醇(-0.896,-0.421)、異戊醇(-0.887,-0.415)、苯乙醛(-0.813,-0.542)所在位置與三年陳和五年陳的黃酒的位置基本相同，表明這5種香氣物質(zhì)對低年份黃酒樣品香氣影響最強。

綜上所述，對不同年份黃酒的香氣值進行主成分分析后，可以在二維散點圖明顯判斷出不同年份的黃酒樣品香氣有著明顯的差異。辛酸(0.985,0.098)、糠醇(0.981,0.079)、乳酸乙酯(0.948,0.200)、辛酸乙酯(0.939,-0.072)、乙酸乙酯(0.918,0.324)、苯甲酸乙酯(0.884,-0.251)與十年陳黃酒樣品香氣相關(guān)性較強，三年陳和五年陳黃酒樣品香氣受4-乙基苯酚(-0.922,-0.251)、苯乙醇(-0.896,-0.421)、異戊醇(-0.887,-0.415)、苯乙醛(-0.813,-0.542)的影響最大，5-甲基糠醛(0.097,0.968)與六年陳黃酒樣品香氣聯(lián)系緊密，與八年陳黃酒樣品對應(yīng)的香氣物質(zhì)是糠醛 (0.087,-0.166)和苯甲醛(0.115,0.298)。由此可以看出，不同年份的會稽山黃酒在香氣物質(zhì)上有著明顯的差異。

3結(jié)論與討論

對不同年份黃酒的香氣值進行主成分分析后，可以在二維散點圖明顯判斷出不同年份的黃酒樣品香氣有著明顯的差異。辛酸、糠醇、乳酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸乙酯、苯甲酸乙酯與十年陳黃酒樣品香氣相關(guān)性較強，三年陳和五年陳黃酒樣品香氣受4-乙基苯酚、苯乙醇、異戊醇、苯乙醛的影響最大，5-甲基糠醛與六年陳黃酒樣品香氣聯(lián)系緊密，與八年陳黃酒樣品對應(yīng)的香氣物質(zhì)是糠醛和苯甲醛。綜上所述，不同年份的會稽山黃酒在香氣物質(zhì)上有著明顯的差異，高年份的黃酒受酯類物質(zhì)的影響較大，酯香味較濃；而低年份的黃酒與醇類和一些反應(yīng)的中間產(chǎn)物酚、醛等相關(guān)性較強，因此普遍酒味較沖，醇厚有余，酯香不足，這對黃酒年份酒的區(qū)分具有借鑒意義。但仍有很多內(nèi)容值得進一步完善和健全，例如可以對各知名品牌黃酒的年份酒產(chǎn)品進行分析，形成一個數(shù)據(jù)庫，以此對年份黃酒的品質(zhì)進行全面評價。

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基金項目國家自然科學基金項目(31371844)；國家863項目(2011AA100801)；安徽省科技計劃項目(1301032155)。

作者簡介王琳(1991- )，女，江蘇靖江人，碩士研究生，研究方向：發(fā)酵工程。*通訊作者，教授，博士，博士生導師，從事農(nóng)產(chǎn)品生物化工研究。

收稿日期2016-04-22

中圖分類號TS 262.4

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)14-093-04

Compraison of Aroma Component in Chinese Rice Wine of Different Vintages

WANG Lin,ZENG Qing-mei*

(Engineering Research Center of Bio-process,Hefei University of Technology,Hefei,Anhui 230009)

Abstract[Objective] To get a comprehensive understanding of the difference of aroma among the Chinese rice wine of different years,and to overall evaluate the quality of Chinese rice wine of different vintages. [Method] After pretreatment of Chinese rice wine of different vintages,the volatile aroma component and content were analyzed by using headspace solid phase extraction - gas chromatography - mass spectrometry analysis method. The aroma active values were calculated; and the aroma differences of Kuaijishan Chinese rice wine of different years were analyzed by using principal component analysis. [Result] There were certain differences in the aroma of Kuaijishan Chinese rice wine of different years. Octanoic acid,furfuryl alcohol,ethyl lactate,octanoic acid ethyl ester,ethyl acetate,ethyl benzoate in ten years wine had strong correlation with the odor activity value. As for three years and five years wine,the aroma was greatly affected by 4-ethyl phenol,phenylethyl alcohol,isoamyl alcohol,benzene acetaldehyde. The aroma activity value in eight years wine was almost determined by furfural and benzaldehyde; while 5-methyl furfural as strongly linked with six years wine. [Conclusion] Aged Chinese rice wine is greatly affected by esters and had relatively strong ester fragrance; while the younger Chinese rice wine had relatively strong correlation with alcohol,intermediate product phenol and aldehyde of some reactions. Therefore,younger Chinese rice wine usually has strong winey,is mellow,but has insufficient ester aroma,which provide references for the vintage identification of Chinese rice wine.

Key wordsVintage Chinese rice wine; Aroma activity value; Principal component analysis; Solid phase microextraction; Gas chromatography-mass spectrometry