新型面粉黃酒研制及揮發(fā)性風味物質(zhì)研究

馬艷莉*，李素萍，丁玉峰，席曉麗，羅建成，于海彥

1. 河北農(nóng)業(yè)大學食品科技學院（保定 071000）；2. 南陽理工學院河南省工業(yè)微生物資源與發(fā)酵技術(shù)重點實驗室河南省張仲景方藥與免疫調(diào)節(jié)重點實驗室（南陽 473004）

黃酒被稱為“國酒”，與葡萄酒和啤酒共稱為世界三大古酒[1]。黃酒中含有8種必需氨基酸，故被譽為“液體蛋糕”。黃酒是以稻米、黍米、玉米、小米、小麥、水等為主要原料，經(jīng)過蒸煮、加酒曲、糖化、發(fā)酵、壓榨、過濾、煎酒（除菌）、貯存、勾調(diào)而成（GB/T 13662—2018）。黃酒酒精度為14%vol～20%vol，由于其理想的風味和高功能性成分（氨基酸、低聚糖、黃酮）而被廣泛消費[2]，其中多種營養(yǎng)物質(zhì)均來自谷物原料。

現(xiàn)在生產(chǎn)黃酒的主要原料是大米和糯米，而我國北方因溫度低、水資源匱乏，不適合稻米種植，而適合小麥的生長。由小麥加工得到的面粉在我國河北、河南、山西、陜西、甘肅等地區(qū)產(chǎn)量豐富[3]。面粉中含有的豐富蛋白質(zhì)在發(fā)酵過程中經(jīng)過蛋白酶、肽酶的分解而產(chǎn)生呈味氨基酸（鮮味、甜味、苦味、澀味和咸味）。氨基酸是黃酒中重要的營養(yǎng)和風味前體物質(zhì)[4]，為發(fā)酵過程中微生物的生長提供氮源，也有助于黃酒質(zhì)量。因此，小麥被廣泛用于制作酒曲，但以小麥面粉為主要原料的發(fā)酵產(chǎn)品研究較少。

為了開發(fā)一種新型面粉黃酒，試驗通過比較不同料液比下的面粉黃酒理化指標和感官評分，確定最佳料液比，并對最優(yōu)條件下發(fā)酵的面粉黃酒中揮發(fā)性風味物質(zhì)的質(zhì)量濃度進行分析測定。該研究可為黃酒釀造原料多元化及品質(zhì)提升提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

小麥粉，市售；大曲，隨州市大洪山綠色生態(tài)保健食品有限公司。

3-辛醇（內(nèi)標，純度≥98%，Sigma-Aldrich試劑公司）；3, 5-二硝基水楊酸、酒石酸鉀鈉（分析純，上海國藥集團化學試劑有限公司）；液化酶、糖化酶（江蘇博立生物制品有限公司）。

1.1.2 儀器與設(shè)備

SPX型生化培養(yǎng)箱（上海東器實業(yè)有限公司）；ZNCL-BS磁力攪拌器（上海卓越儀器設(shè)備有限公司）；5424R高速冷凍離心機（上海力申科學儀器有限公司）；7890B-5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國安捷倫科技公司）；PAL-α糖度計（日本愛拓公司）。

1.2 面粉黃酒基本釀造工藝流程

1.3 操作要點

1.3.1 液化

料液比（面粉∶水）控制在1∶1～1∶3（g/g），水浴溫度70～78 ℃，加入α-淀粉酶（7～9.5活力單位），維持液化15～35 min，然后煮沸5 min，冷卻至60 ℃左右。

1.3.2 糖化

用檸檬酸調(diào)節(jié)pH 4.0～4.5，然后在液化液中加入糖化酶（105～120活力單位），于58～65 ℃保持糖化1.5～2.5 h，降溫至25 ℃左右。

1.3.3 落料

在糖化液中依次加入大曲（6%～11%）和黃酒活性干酵母（0.05%～0.15%），混合均勻后放入容量為2 L自動排氣玻璃發(fā)酵罐中進行發(fā)酵。

1.3.4 發(fā)酵

前發(fā)酵維持7 d，發(fā)酵溫度為20～32 ℃。主發(fā)酵階段酵母代謝旺盛，每天早晚各開耙1次，頭耙時間8～10 h。后發(fā)酵時間為25 d，控制溫度15～25 ℃。

1.3.5 過濾

將發(fā)酵好的醪液使用8層紗布壓榨過濾，將過濾后的酒體放置于15 ℃的生化培養(yǎng)箱中過夜澄清，液體分層。將底部黏稠狀物質(zhì)經(jīng)過濾得到的清汁與上層清液混合得到發(fā)酵酒液，并用小瓶分裝。

1.3.6 殺菌

在65～80 ℃條件下保持15～25 min滅菌，迅速降溫冷卻，并將殺菌處理后的黃酒置于4 ℃保藏。

1.4 試驗方法

1.4.1 料液比對面粉黃酒的影響

經(jīng)前期試驗研究，已確定加酶量、酒曲添加量、發(fā)酵溫度等工藝參數(shù)，在此基礎(chǔ)上研究不同料液比1∶1，1∶1.3，1∶1.5，1∶1.8，1∶2，1∶2.5和1∶3（g/g）對面粉黃酒品質(zhì)的影響，共分為7個發(fā)酵組，測定醪液的理化指標及進行感官評定，選擇最佳料液比。

1.4.2 面粉黃酒基本理化指標的測定

酒精度采用酒精計法進行測定，具體方法參照GB 5009.225—2016《酒中乙醇濃度的測定》；pH、總酸、氨基態(tài)氮按照GB/T 13662—2018《黃酒》測定；可溶性固形物用糖度儀直接測定；總糖、還原糖用3, 5-二硝基水楊酸（DNS）法測定[5]。試驗設(shè)置3個平行，取平均值。

1.4.3 面粉黃酒感官品評

感官品評小組由10名經(jīng)培訓的食品專業(yè)品酒人員組成，從面粉黃酒的外觀、香氣、口味、風格4個方面進行評分。面粉黃酒品質(zhì)的優(yōu)劣以綜合評分為依據(jù)，總分100分。評定標準：不合格，≤59分；良好，60～79分；優(yōu)質(zhì)，80～100分[6]。每個樣品評分3次，結(jié)果取平均值。

1.4.4 固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用測定面粉黃酒中揮發(fā)性風味物質(zhì)

確定最佳料液比，取7.5 mL最優(yōu)的工藝條件下釀造的面粉黃酒，加到20 mL頂空瓶中，加1.0 g NaCl和25 μL內(nèi)標溶液（3-辛醇）。使用50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭，于50 ℃吸附40 min，于250 ℃解吸7 min，用于氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）測定[7]。

GC條件：色譜柱HP-Innowax（60 m×0.25 mm×0.25 μm），進樣口溫度250 ℃。程序升溫：40 ℃保持3 min，6 ℃/min升溫至100 ℃，10 ℃/min升溫至230℃，保持7 min。載氣為氦氣（＞99.999%），流速1.5 mL/min，不分流進樣。

MS條件：EI電離源；電子能量70 eV；離子源溫度240 ℃；傳輸線溫度250 ℃；采集模式，全掃描（Scan）；掃描范圍33～450 amu。通過檢出物質(zhì)譜圖和NIST14.L中的標準譜圖比對來鑒定化合物。

1.4.5 香氣活力值（OAV）

不同揮發(fā)性風味物質(zhì)的香氣活力值計算參照羅濤等[8]的方法。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析使用SPSS 25.0分析，組間差異采用單因素方差分析（ANOVA）進行檢驗，p＜0.05有顯著性差異。使用Origin Pro 8.6進行繪圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 料液比對面粉黃酒理化性質(zhì)的影響

面粉黃酒采用液態(tài)釀造工藝釀制，料液比高低是決定能否正常發(fā)酵和發(fā)酵產(chǎn)品質(zhì)量好壞的重要因素之一。由表1可知，面粉-水=1∶1.5（g/g）時，釀造的黃酒酒精度最高，達到15.68%vol，氨基酸態(tài)氮水平也較高，在p＜0.05水平上，與其他組有顯著性差異。一般來說，高氨基態(tài)氮含量的黃酒鮮味也較高[4]。

在可溶性固形物方面，除1∶1.5，1∶2.5和1∶3（g/g）試驗組，1∶1和1∶2（g/g）試驗組無顯著差異之外，其他組間差異顯著（p＜0.05），其中1∶1.3（g/g）釀造的黃酒的可溶性固形物含量較高，為16.9%。

由表1可知，總糖和還原糖呈現(xiàn)相似特征，雖然料液比1∶1（g/g）發(fā)酵的黃酒總酸含量和料液比1∶2.5（g/g）發(fā)酵的黃酒還原糖含量高于其他黃酒樣品，但在酒精度、氨基態(tài)氮和總糖方面低于1∶1.5（g/g）組。整體來說，酵母利用糖基質(zhì)較徹底，殘余糖度低，結(jié)果符合干型黃酒的要求。

表1 不同料液比釀制的面粉黃酒理化指標

2.2 面粉黃酒感官品評

如表2所示，7組黃酒按感官評分由高到低依次為1∶1.5，1∶2，1∶1，1∶1.3，1∶2.5，1∶1.8和1∶3（g/g）。由此可見，水的添加量對黃酒釀造有重要影響。

表2 不同料液比釀制的面粉黃酒感官品評得分

釀造用水作為微生物對原料進行糖化發(fā)酵作用的重要媒介，生化、酶促反應都需在水中進行，水中的無機成分也可調(diào)節(jié)酒的pH及維持膠體穩(wěn)定性，直接影響黃酒的風味和質(zhì)量[9]。對于1∶1（g/g）組，其酒精度和總糖含量并不突出，可能是由于加水量少，微生物的活動遲緩，原料未完全分解利用，但因整體風味協(xié)調(diào)，感官評分較高。1∶1.5（g/g）與其他料液比發(fā)酵釀制的黃酒酒精度、總糖、氨基態(tài)氮、感官評分之間有顯著性差異（p＜0.05）。整體而言，選擇料液比1∶1.5（g/g）發(fā)酵面粉黃酒更為合適。

2.3 面粉黃酒的揮發(fā)性風味物質(zhì)分析

經(jīng)發(fā)酵試驗發(fā)現(xiàn)，面粉黃酒有區(qū)別于其他黃酒獨特的感官香氣。取最優(yōu)的料液比（1∶1.5 g/g）條件下釀造的面粉黃酒進行GC-MS分析，面粉黃酒揮發(fā)性風味成分定性定量結(jié)果如表3所示。

表3 面粉黃酒中揮發(fā)性風味物質(zhì)含量及香氣活力值（OAV）

接表3

圖1 面粉黃酒中揮發(fā)性風味物質(zhì)的含量

結(jié)果表明，面粉黃酒共鑒定出49種揮發(fā)性風味物質(zhì)，包括7種醇類、22種酯類、2種酸類、3種醛酮類、2種萜類、8種烴類、4種雜環(huán)類。面粉黃酒風味物質(zhì)總含量為5 197.35 μg/L，風味物質(zhì)含量較高的依次為異戊醇、亞油酸乙酯、苯乙醇、棕櫚酸乙酯、月桂酸乙酯、(2R, 3R)-(-)-2, 3-丁二醇、(Z)-9-十八烯酸乙酯、甲氧基苯肟、2-甲基丙醇、癸酸乙酯、亞麻酸乙酯，含量為123.92～888.63 μg/L（表3）。醇類物質(zhì)由谷物蛋白分解得到的氨基酸經(jīng)脫氫、脫羧生成，是陳化酯類成分的前體物質(zhì)。其中苯乙醇香氣是玫瑰香和甜香，貢獻愉悅、柔和、優(yōu)雅的黃酒香氣[12]。

根據(jù)各風味物質(zhì)的香氣活力值，確定黃酒特征香氣成分[13-14]。OAV＞1的物質(zhì)有4種，分別為乙酸異戊酯、正己酸乙酯、辛酸乙酯和癸酸乙酯。可以發(fā)現(xiàn)，對香氣風味有貢獻的物質(zhì)是酯類化合物，結(jié)合表3中各香氣物質(zhì)的含量，即酯類物質(zhì)最多（2 450.07 μg/L），其次是醇類。在發(fā)酵和陳釀過程中，脂肪酸和醇類的酯化反應，以及酵母菌和其他微生物代謝均會形成酯類化合物，從而產(chǎn)生薔薇香、甜味、梨、蘋果香氣等風味特征。這些風味物質(zhì)相互融合，賦予面粉黃酒果香、豐滿、醇厚的感官品格。

3 結(jié)論

比較7組面粉黃酒的理化指標和感官特性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)料液比1∶1.5（g/g）組酒精度、氨基態(tài)氮和總糖方面顯著高于其他發(fā)酵組（p＜0.05）；通過感官品評，1∶1.5（g/g）組黃酒整體協(xié)調(diào)感更強，感官評分最高，故選擇1∶1.5（g/g）為最優(yōu)料液比。另外，以此料液比釀制的黃酒中豐富的酯類化合物是面粉黃酒具有香氣優(yōu)雅、口感醇甜的風味特征的關(guān)鍵原因之一。