金種子馥香原酒特征性風(fēng)味成分剖析及其對(duì)比研究

程偉,楊紅文,陳興杰,彭兵,李娜,鞏子路,張杰,吳宏萍

1(安徽金種子酒業(yè)股份有限公司,安徽 阜陽,236023)2(安徽金種子集團(tuán)有限公司檢測中心,安徽 阜陽,236018)

中國白酒以酒曲為糖化發(fā)酵劑,利用淀粉質(zhì)或糖質(zhì)原料,經(jīng)蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾、陳釀、勾兌等釀制而成。當(dāng)前,中國白酒可分為12種香型,為滿足不同的消費(fèi)需求轉(zhuǎn)變,豐富白酒品類,眾多酒企嘗試開發(fā)多香型白酒。復(fù)合香白酒通常以“濃、清、醬、米”等為基本香型,由2種或2種以上香型的白酒復(fù)合而成,釀酒原料由傳統(tǒng)的單糧轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗉Z[1]。研究表明,白酒中1%～2%的微量成分是酒體的主要呈香呈味物質(zhì),現(xiàn)已鑒定出1 737多種,包括酯類、醇類、酸類、醛類、酮類、縮醛類、內(nèi)酯類、芳香族化合物、烴類、萜烯類、呋喃類、含硫化合物、含氮化合物等[2-6]。利用GC、GC-MS或近紅外光譜等分析儀器對(duì)白酒中的微量成分進(jìn)行檢測分析,明確酒體中各主要成分與酒體品質(zhì)的關(guān)聯(lián)性,可以為白酒品質(zhì)及其穩(wěn)定性提供依據(jù)[7-8]。金種子馥香原酒以江淮“老五甑”釀酒工藝為基礎(chǔ),采用“多糧釀造、多曲發(fā)酵、續(xù)糟混蒸、分層取酒、分類儲(chǔ)存”等工藝,以泥底石壁窖作為發(fā)酵容器,馥香原酒與濃香原酒的釀造工藝區(qū)別明顯[9-10]。

為明確金種子馥香原酒的風(fēng)格特征,本實(shí)驗(yàn)采用GC-MS等方法剖析馥香原酒特征性風(fēng)味成分,并參照醬香、芝麻香等香型原酒的風(fēng)味特征,比較了不同質(zhì)量等級(jí)的馥香原酒與濃香原酒的風(fēng)味成分差異,以期為馥香原酒的釀造工藝調(diào)整、質(zhì)量控制及其成品酒的勾調(diào)等提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

實(shí)驗(yàn)酒樣取自金種子酒業(yè)原酒庫。不同質(zhì)量等級(jí)(窖池下層、中層、上層的酒醅分別蒸餾取酒)的馥香原酒3種(特級(jí)酒73%vol、優(yōu)級(jí)酒71%vol、普級(jí)酒62%vol),不同質(zhì)量等級(jí)(窖池下層、中層、上層的酒醅分別蒸餾取酒)的濃香原酒3種(特優(yōu)酒67%vol、優(yōu)質(zhì)酒65%vol、普級(jí)酒60%vol),芝麻香原酒61%vol,醬香原酒53%vol,所取各酒樣的存儲(chǔ)期均為3個(gè)月。

所用二氯甲烷等試劑均為分析純。

7890A—5975C型氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(EI源),美國Agilent公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器,上海亞榮生化儀器廠；循環(huán)水真空泵,鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司。

1.2 分析方法

1.2.1 樣品的前處理與GC-MS檢測條件

各實(shí)驗(yàn)酒樣均降低酒精度到50%vol,采用二氯甲烷液萃取,取10 mL的酒樣,以V(二氯甲烷)∶V(酒樣)=1∶1重復(fù)萃取3次,經(jīng)中低溫加熱并抽真空去除二氯甲烷,樣液濃縮至5倍,進(jìn)行GC-MS分析。

GC-MS分析條件：色譜柱,安捷倫DB-5MS石英毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm)；進(jìn)樣口溫度200 ℃；色譜-質(zhì)譜接口溫度280 ℃；載氣(He),純度≥99.999%,流速1 mL/min；進(jìn)樣方式：不分流；進(jìn)樣體積1 μL；電離方式：EI；溶劑延遲3 min。程序升溫：50 ℃保持2 min,以 5 ℃/min 升至190 ℃,再以10 ℃/min 升至240 ℃,保持15 min。

1.2.2 風(fēng)味成分的對(duì)比分析

采用質(zhì)譜計(jì)算機(jī)自帶的NIST數(shù)據(jù)庫,結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道解析譜圖,以確定香氣物質(zhì)的種類。各類香氣物質(zhì)組分的峰面積除以所有測得香氣物質(zhì)組分峰面積的總和,得到各類香氣物質(zhì)組分的相對(duì)含量,并進(jìn)行半定量分析。應(yīng)用Origin 2017軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同質(zhì)量等級(jí)原酒中主要風(fēng)味成分的分類對(duì)比(馥香、濃香)

2.1.1 酯類、醇類物質(zhì)

由圖1-a可知,濃香特優(yōu)酒中酯的相對(duì)總含量為97.47%,馥香特級(jí)酒中酯的相對(duì)總含量為91.03%。由表1可知,濃香特優(yōu)原酒中己酸乙酯的相對(duì)含量是馥香原酒的2倍左右,己酸乙酯相對(duì)含量較低是馥香原酒的重要特點(diǎn)；同時(shí),馥香原酒中棕櫚酸乙酯的相對(duì)含量是濃香原酒的2～3倍,其中馥香優(yōu)級(jí)酒中棕櫚酸乙酯的相對(duì)含量達(dá)到23.69%。棕櫚酸乙酯對(duì)白酒的風(fēng)味有一定貢獻(xiàn),適量的棕櫚酸乙酯能夠增強(qiáng)酒體的穩(wěn)定性和厚重感,其易析出造成酒體渾濁現(xiàn)象[11]。窖泥對(duì)己酸乙酯的生成具有重要作用,馥香原酒的釀造采用“泥底石壁窖池”作為發(fā)酵容器,而濃香原酒的釀造采用“泥池老窖”作為發(fā)酵容器[12]；因而,濃香特優(yōu)酒中酯的相對(duì)總含量明顯高于馥香特級(jí)酒。

由圖1-b可知,馥香特級(jí)酒中醇類物質(zhì)的相對(duì)含量高于濃香特優(yōu)酒,而馥香優(yōu)級(jí)酒和普級(jí)酒中醇類物質(zhì)的相對(duì)含量低于濃香優(yōu)質(zhì)酒和普酒。結(jié)合表1可知,馥香優(yōu)級(jí)酒中的醇類物質(zhì)相對(duì)含量較高的是己醇與β-苯乙醇,分別為2.67%與2.53%；濃香優(yōu)質(zhì)酒中所含醇類物質(zhì)中相對(duì)含量較高的是異戊醇與己醇,分別為10.99%與1.74%。β-苯乙醇具有令人愉悅的玫瑰香,其含量對(duì)酒體品質(zhì)具有一定的影響[13]。

a-酯類物質(zhì);b-醇類物質(zhì)

表1 各實(shí)驗(yàn)酒樣中酯類、醇類物質(zhì)的GC-MS分析結(jié)果(馥香、濃香) 單位：%

2.1.2 酸類、醛類物質(zhì)

由表2可知,不同質(zhì)量等級(jí)的馥香原酒中均檢測到糠醛,濃香特優(yōu)酒中檢測到少量的糠醛；因此,酒體中醛類物質(zhì)的種類及其相對(duì)含量,可作為區(qū)分馥香與濃香原酒的依據(jù)?？啡┳鳛橹ヂ橄阈桶拙频闹匾L(fēng)味成分,當(dāng)其含量比其他微量成分微多時(shí),通常表現(xiàn)出優(yōu)雅的焦香氣味[14]。

表2 各實(shí)驗(yàn)酒樣中酸類、醛類物質(zhì)的GC-MS分析結(jié)果(馥香、濃香) 單位：%

由圖2-a可知,馥香原酒中酸的相對(duì)含量及種類數(shù)均區(qū)別于濃香原酒。酸類物質(zhì)是合成酯類物質(zhì)的前體物質(zhì),適量的酸對(duì)酒體的“協(xié)調(diào)、豐滿”等起到重要作用[15]。由于未采用極性色譜分析柱,本實(shí)驗(yàn)對(duì)有機(jī)酸類物質(zhì)的檢測效果不佳,已檢測到的酸類物質(zhì),其相對(duì)峰面積較小。本實(shí)驗(yàn)采用的方法與色譜分析柱,可以進(jìn)行原酒中的酯類、含硫化合物等成分的對(duì)比分析,有助于區(qū)別馥香、芝麻香、醬香等不同香型白酒,也具有借鑒意義。由圖2-b可知,馥香原酒中含有豐富的醛類物質(zhì),明顯區(qū)別于濃香原酒。結(jié)合表1可知,馥香普級(jí)酒糠醛的相對(duì)含量達(dá)到0.59%；此外,馥香原酒中還含有苯甲醛與苯乙醛,而濃香原酒中醛的種類及相對(duì)含量均較少或未檢出。

a-酸類物質(zhì)對(duì)比；b-醛類物質(zhì)對(duì)比

2.1.3 雜環(huán)類、酚類物質(zhì)

由圖3-a、表3可知,馥香原酒與濃香原酒中都含有呋喃類物質(zhì),僅在馥香原酒中檢測到吡嗪類物質(zhì)；馥香特級(jí)酒中含有糠醇、2-乙基-3,5-二甲基吡嗪等,馥香優(yōu)級(jí)酒中含有相對(duì)含量為0.74%的糠醇、0.04%的2,6-二甲基吡嗪等,馥香普級(jí)酒中含有相對(duì)含量為0.29%的糠醇。濃香優(yōu)質(zhì)酒與普酒中僅檢測到相對(duì)含量為0.06%與0.15%的糠醇,未檢測到吡嗪類物質(zhì)。吡嗪類物質(zhì)的氣味強(qiáng)度高、風(fēng)味閾值低,是白酒香氣的重要組成部分[16-17]。吡嗪類物質(zhì)具有焙烤香,這與馥香原酒呈“芝麻香、醬香”等風(fēng)味特征密切相關(guān)；因此,呋喃類、吡嗪類等風(fēng)味物質(zhì)的種類及其相對(duì)含量可以區(qū)分金種子馥香與濃香原酒。

由圖3-b可知,馥香特級(jí)酒和優(yōu)級(jí)酒中酚類物質(zhì)的相對(duì)含量與種類均高于濃香特優(yōu)酒和優(yōu)質(zhì)酒。由表3可知,不同質(zhì)量等級(jí)的馥香原酒與濃香原酒中均檢測到4-乙基愈創(chuàng)木酚；其中,濃香普酒中4-乙基愈創(chuàng)木酚的相對(duì)含量達(dá)到0.18%。酚類物質(zhì)通常由發(fā)酵原料中的木質(zhì)降解或部分氨基酸在微生物的作用下產(chǎn)生[18-19],4-甲基愈創(chuàng)木酚和4-乙基愈創(chuàng)木酚都是優(yōu)良的抗自由基消除劑。

a-雜環(huán)類物質(zhì)對(duì)比；b-酚類物質(zhì)對(duì)比

表3 各實(shí)驗(yàn)酒樣中雜環(huán)類、酚類物質(zhì)的GC-MS分析結(jié)果(馥香、濃香) 單位：%

馥香原酒的釀造具有“多糧制曲、多糧釀造、復(fù)合用曲”等特點(diǎn),尤其是麩曲與“高溫堆積”工藝的應(yīng)用,對(duì)呋喃、吡嗪等風(fēng)味物質(zhì)的生成具有重要影響。麩曲以麩皮為主要制曲原料,其含有較高的氨基態(tài)氮,有助于微生物代謝生成香草酸、香草醛以及4-甲基愈創(chuàng)木酚等,對(duì)酒體“焦香”風(fēng)味的形成具有重要作用[20-21]。

2.1.4 含硫化合物

含硫化合物由含硫氨基酸降解或發(fā)酵過程中的微生物代謝產(chǎn)生,具有香氣閾值低、香氣特征強(qiáng)等特點(diǎn),對(duì)咖啡、葡萄酒和一些焙烤類食品的風(fēng)味具有重要影響[22-24]。由圖4、表4可知,馥香原酒中檢測到3-(甲硫基)丙酸乙酯等含硫類化合物,其中在馥香優(yōu)級(jí)酒中的相對(duì)含量達(dá)到0.14%,在濃香原酒中均未檢測到該類物質(zhì)。耐高溫細(xì)菌麩曲具有較高的蛋白酶活力,有利于促進(jìn)含硫氨基酸的生成,對(duì)酒體中其他特殊風(fēng)味含硫化合物的生成具有促進(jìn)作用[25]。

表4 各實(shí)驗(yàn)酒樣中含硫化合物的GC-MS分析結(jié)果(馥香、濃香) 單位：%

圖4 各實(shí)驗(yàn)酒樣中含硫化合物的相對(duì)總含量及種類數(shù)對(duì)比(馥香、濃香)

2.2 不同香型原酒中主要風(fēng)味成分的分類對(duì)比(馥香、芝麻香、醬香)

由表5、圖5可知,馥香原酒中酯類物質(zhì)的相對(duì)含量高于芝麻香和醬香原酒,芝麻香和醬香原酒中醇類物質(zhì)的相對(duì)含量為13.00%～15.00%,而馥香原酒中醇類物質(zhì)的相對(duì)含量≤10.00%,明顯低于芝麻香和醬香原酒。酸類物質(zhì)在馥香特級(jí)酒中相對(duì)含量最高,其次是醬香原酒、馥香優(yōu)級(jí)酒、芝麻香原酒和馥香普級(jí)酒。馥香特級(jí)酒、優(yōu)級(jí)酒和普級(jí)酒中醛類物質(zhì)的相對(duì)含量均≤1.00%,芝麻香和醬香原酒中醛類物質(zhì)的相對(duì)含量在5.50%～8.00%,是馥香原酒的5～8倍以上。

圖5 各實(shí)驗(yàn)酒樣中酯類、醇類、酸類、醛類物質(zhì)的相對(duì)總含量對(duì)比(馥香、芝麻香、醬香)

含硫化合物在芝麻香型白酒中的含量最高,醬香型白酒次之,含量最低的是濃香型白酒[26-28]。由表5、圖6可知,雜環(huán)類與含硫化合物是馥香、芝麻香和醬香等香型原酒的主要特征性風(fēng)味成分。結(jié)合表6可知,馥香優(yōu)級(jí)酒中的雜環(huán)類與含硫化合物,其相對(duì)含量均處于芝麻香和醬香原酒之間；馥香特級(jí)酒和普級(jí)酒中的雜環(huán)類和含硫化合物,其相對(duì)含量均低于芝麻香和醬香原酒；此外,芝麻香原酒中含硫化合物的相對(duì)含量為0.51%,遠(yuǎn)高于馥香和醬香原酒。馥香優(yōu)級(jí)酒中酚類物質(zhì)的總相對(duì)含量最高達(dá)到0.29%,馥香原酒中酚類物質(zhì)的相對(duì)含量總體高于芝麻香和醬香原酒；其中,馥香優(yōu)級(jí)酒中4-乙基愈創(chuàng)木酚的相對(duì)含量達(dá)到0.16%。

表6 各實(shí)驗(yàn)酒樣中雜環(huán)類化合物、含硫化合物、酚類物質(zhì)的GC-MS分析結(jié)果(馥香、芝麻香、醬香)

圖6 各實(shí)驗(yàn)酒樣中主要風(fēng)味成分相對(duì)總含量的對(duì)比雷達(dá)圖(馥香、芝麻香、醬香)

表5 各實(shí)驗(yàn)酒樣中主要風(fēng)味成分的GC-MS檢測分析結(jié)果(馥香、芝麻香、醬香)

3 討論與結(jié)論

綜上表明,馥香原酒與濃香原酒的主要風(fēng)味成分區(qū)別在于：(1)馥香原酒中己酸乙酯的相對(duì)含量明顯低于濃香原酒,馥香原酒中含有豐富的β-苯乙醇；(2)濃香原酒中檢測到少量或未檢測到醛類、呋喃類物質(zhì),僅在馥香原酒中檢測到吡嗪類物質(zhì)；(3)含硫化合物在馥香原酒中被檢出,在濃香原酒中均未檢出；因此,含硫化合物、吡嗪類物質(zhì)等可作為馥香原酒區(qū)別于濃香原酒的特征性風(fēng)味成分。馥香原酒與芝麻香、醬香等香型原酒的主要風(fēng)味成分區(qū)別在于：(1)馥香優(yōu)級(jí)酒中的雜環(huán)類與含硫化合物,其相對(duì)含量均處于芝麻香和醬香原酒之間；馥香特級(jí)酒和普級(jí)酒中的雜環(huán)類和含硫化合物,其相對(duì)含量均低于芝麻香和醬香原酒；(2)馥香原酒中酚類物質(zhì)的相對(duì)含量總體高于芝麻香和醬香原酒；其中,馥香優(yōu)級(jí)酒中4-乙基愈創(chuàng)木酚的相對(duì)含量達(dá)到0.16%。

白酒風(fēng)味成分的種類及其相對(duì)含量,與釀酒工藝,原酒的儲(chǔ)藏時(shí)間、儲(chǔ)藏容器以及儲(chǔ)存環(huán)境等密切相關(guān),也受到原酒質(zhì)量等級(jí)差異等因素的影響[29]。該研究有利于明確馥香原酒的風(fēng)味特征及其與其他香型原酒的差異,并為馥香原酒的釀酒工藝調(diào)整、質(zhì)量控制及其成品酒勾調(diào)等提供理論基礎(chǔ)與依據(jù)。