運用多工藝融合技術(shù)提升清香型白酒產(chǎn)品品質(zhì)的研究

杜艷紅，譚 昊，聶建光，李洪媛，王小偉，李婷婷，李 曉，陳思佳

（北京紅星股份有限公司，北京 101400）

北京紅星是二鍋頭技藝的始創(chuàng)者和傳承者，在清香大類白酒企業(yè)中銷量和銷售額名列前茅。由于產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，“紅星二鍋頭酒”被國家技術(shù)監(jiān)督局定為二鍋頭的標準樣，并被中國酒業(yè)協(xié)會授予“中國清香型白酒二鍋頭工藝代表性產(chǎn)品”。

隨著社會的發(fā)展、市場需求的變化，品質(zhì)消費已成為趨勢，白酒需要在傳承中創(chuàng)新。在酒體風(fēng)味感知方面消費者愈加追求香氣馥郁、口味飽滿柔順、回味凈爽、飲用舒適的產(chǎn)品；在酒體設(shè)計方面，部分酒企將不同香型風(fēng)格的白酒進行融合，部分酒企在制曲、釀酒等工藝上兼收并蓄、相互借鑒，開發(fā)出的產(chǎn)品風(fēng)格個性明顯，口味舒適。

探索多種工藝相融合，運用多種檢測儀器對酒體成分進行剖析，研發(fā)出適應(yīng)市場需求的產(chǎn)品，滿足不同人群需求，是當(dāng)前白酒市場的發(fā)展趨勢。文獻研究發(fā)現(xiàn)，陷宇等將高溫堆積發(fā)酵工藝融入到傳統(tǒng)大曲清香型白酒生產(chǎn)中，堆積發(fā)酵過程不僅增加乙酸乙酯含量，還產(chǎn)生多種雜環(huán)類化合物，在保證傳統(tǒng)清香型白酒酒體風(fēng)格特點的基礎(chǔ)上，增加了酒體的醇厚感與優(yōu)雅度；孫細珍等采用氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜技術(shù)，運用感官分析、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，對白酒中的主要風(fēng)味物質(zhì)進行檢測分析。全二維氣相色譜-飛行時間質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC×GC-TOF-MS）具有較高的檢測靈敏度，已廣泛應(yīng)用于白酒的風(fēng)味物質(zhì)檢測中，譚昊等通過應(yīng)用GC×GC-TOF-MS 對紅星清香型白酒風(fēng)味成分特征進行系統(tǒng)分析，為進一步探索紅星清香型白酒的風(fēng)味成分及產(chǎn)品特色提供了理論依據(jù)及科學(xué)基礎(chǔ)。

本研究將紅星強化高溫曲應(yīng)用于大曲清香型白酒釀造中，并融合堆積工藝，形成獨特的清香型調(diào)味酒。與此同時，運用先進檢測儀器及多種統(tǒng)計分析技術(shù)研究酒體風(fēng)味，指導(dǎo)酒體設(shè)計，創(chuàng)新性運用綜合調(diào)味、組合調(diào)味技術(shù)，充分發(fā)揮調(diào)味酒的優(yōu)勢，使紅星產(chǎn)品呈現(xiàn)出綿柔、細膩、飲時歡暢、飲后舒適的風(fēng)味特征，進而實現(xiàn)酒體清、雅、柔的獨特風(fēng)格。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

樣品：本研究所用樣品均由北京紅星股份有限公司提供。

儀器設(shè)備：Dicret-8 超純水機（Millipore，美國）；DVB/CAR/PDMS 固相微萃取三相頭（50/30 μ m×1 cm，Bellefonte，美國）；氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（8890A，Agilent，美國）；Pegasus BT 4D 質(zhì)譜儀（LECO，美國）；Sniffer 9100 嗅聞儀（Brechbühler，瑞士）。

1.2 試驗方法

1.2.1 紅星多工藝融合原酒工藝

堆積工藝相較于傳統(tǒng)二次清工藝主要差異為：在攤晾后加入大曲的同時，加入高溫強化曲，拌勻堆積24～48 h 后入缸發(fā)酵，工藝流程如圖1 所示。發(fā)酵結(jié)束后餾酒得多工藝融合原酒，經(jīng)貯存后可應(yīng)用于酒體設(shè)計中。

圖1 紅星多工藝融合原酒工藝流程圖

1.2.2 HS-SPME法提取樣品中揮發(fā)性組分

參照He X 等的試驗方法進行優(yōu)化，取適量樣品于15 mL 離心管中，用飽和氯化鈉水溶液將樣本中乙醇濃度稀釋到10%vol，精確移取5 mL 稀釋后的酒樣于20 mL 頂空進樣瓶中；將轉(zhuǎn)移后的樣本在50 ℃條件下，孵育10 min；吸附樣本前，SPME 萃取頭在270 ℃條件下，老化10 min；將老化后的SPME 萃取頭轉(zhuǎn)移至孵育室，50 ℃條件下，吸附樣本30 min；吸附結(jié)束后，將SPME 萃取頭轉(zhuǎn)移至GC進樣口，250 ℃條件下，脫附5 min；進樣后，SPME萃取頭在270 ℃條件下，老化10 min。

1.2.3 GC×GC-TOF-MS技術(shù)解析揮發(fā)性組分

色譜條件：一維色譜柱：DB-Heavy Wax（30m×250μ m×0.5μ m）（Agilent,USA），二維色譜柱Rxi-5Sil MS（2m×150μ m×0.15μ m）（Restek,USA）。一維色譜柱和二維色譜柱之間通過四噴口雙級熱調(diào)制器串聯(lián)，傳輸溫度為240 ℃。高純氦氣作為載氣，恒定流速為1.0 mL/min；進樣口溫度為250 ℃。一維色譜柱升溫程序為：初始溫度為40 ℃，保持3 min，以5 ℃/min 的速度升至250 ℃，保持5 min。二維色譜柱的溫度設(shè)置全程比一維色譜柱高5 ℃，調(diào)制器溫度始終高于二維色譜柱柱溫15 ℃，調(diào)制周期為4.0 s。進樣口溫度為250 ℃。

質(zhì)譜條件：質(zhì)譜傳輸線溫度為250 ℃，離子源溫度為250 ℃，采集速率為200spectra/s，電子轟擊源為70 eV，檢測器電壓為1984 V，質(zhì)譜掃描范圍為m/z 35～550。

1.2.4 氣相色譜條件

參照李曉的方法：取酒樣10 mL 加入100 μ L混合內(nèi)標，混勻后加入1.5 mL 進樣小瓶，混合內(nèi)標為叔戊醇、乙酸正戊酯、2-乙基丁酸。氣相色譜分析條件：DB-WAX UI 色譜柱（30 m*0.25 mm*0.5 μ m）；載氣N；恒流，柱流速1.08 mL/min；進樣口溫度230 ℃；進樣體積0.5 μ L。升溫程序為35 ℃保持4 min，5 ℃/min 升溫至100 ℃，10 ℃/min升溫至230 ℃，保持13 min；分流比30∶1。

2 結(jié)果與分析

2.1 多工藝融合實驗組酒樣與對照組酒樣主要風(fēng)味物質(zhì)成分比較

如表1 所示，多工藝融合組酒樣中乙酸乙酯、辛酸乙酯、乳酸乙酯、3-羥基-2-丁酮、酸類物質(zhì)、乙酸等有所上升，酒體中的有機酸與相應(yīng)的酯互相襯托、協(xié)調(diào)，使酒體柔和、豐滿、平衡。

表1 多工藝融合實驗組酒樣與對照組酒樣主要風(fēng)味物質(zhì)成分含量 (mg/L)

2.2 揮發(fā)性化合物的主成分分析

提取兩個主成分，累積方差貢獻率為75.74%，主成分1 的貢獻率為66.27 %，主成分2 為9.47 %。如圖2所示，橫軸為貢獻率大的主成分1得分，兩種酒樣在橫軸的坐標值產(chǎn)生較大區(qū)別，且組內(nèi)平行的橫軸坐標較為一致，說明數(shù)據(jù)組內(nèi)重復(fù)性較好，兩組酒樣可以較為清晰地得到區(qū)分，實驗酒樣與對照酒樣風(fēng)味存在顯著差異。

圖2 酒樣中揮發(fā)性組分在第一主成分和第二主成分上的二維得分圖

2.3 采用HS-SPME-GC×GC-TOF-MS 技術(shù)分析酒樣中揮發(fā)性組分特征

對2 種酒樣的色譜峰定性，共鑒定出揮發(fā)性化合物873 種。如圖3 所示，共檢出酯類化合物182種，主要包括以乙酯為主的直鏈酯、支鏈酯、羥基酯、不飽和酯等；醛酮類化合物126 種，主要為飽和及不飽和脂肪醛類和酮類，環(huán)酮以及縮醛類化合物；醇類103 種，主要為直鏈醇、支鏈醇、2-醇、3-醇、4-醇、不飽和醇、多元醇等；有機酸類29 種，主要為飽和及不飽和脂肪酸；芳香族化合物150 種，包括單環(huán)和多環(huán)的芳香烴、芳香酯、芳香醇、芳香醛、芳香縮醛、芳香酮、芳香醚等；萜烯類化合物49種，主要為單萜、倍半萜和二萜，包含萜烯、萜烯醇和萜烯氧化物等；呋喃類化合物有47 種，主要包括糠基酯、糠基醛和糠基酮等；酚類化合物有28 種，主要為一元酚和二元酚；醚類化合物13 種；內(nèi)酯類化合物6 種；含氮化合物41 種，其中包含吡嗪類物質(zhì)；含硫化合物22 種，主要為硫醚類和含硫雜環(huán)化合物；其他化合物77種。

圖3 酒樣中各類揮發(fā)性化合物數(shù)量

2.4 多工藝融合實驗組酒樣與對照組酒樣化合物成分比較

通過圖3、圖4 與表2，對比二者差異，多工藝融合酒樣酯類化合物（乙酸乙酯、乙酸-2-苯乙酯、丁酸-3 甲基丁酯、順式-4-羥基-7-十二烯酸內(nèi)酯）增加，酯類化合物可以提升果香和花香，賦予清香型白酒水果香及清甜香；醇類（2-甲基丙醇、3-甲基丁醇）、多元醇（2,3-丁二醇等）增加，醇類化合物是清香型白酒中含量最多的香氣化合物，賦予清香白酒醇香、果香，多元醇還可增加酒體的醇甜感；酸類化合物（乙酸、丙酸、2-戊酮酸、月桂酸、乳酸、2-羥基-2-甲基丙二酸等）增加，酒中的酸類化合物大部分是在發(fā)酵過程中由酵母代謝生成，其次來自原料、酒曲以及醇、醛氧化而來，是不可或缺的重要協(xié)調(diào)成分和呈味物質(zhì)；吡嗪類（2,3,5-三甲基吡嗪、2,3,5,6-四甲基吡嗪等）和酚類（愈創(chuàng)木酚、4-乙基愈創(chuàng)木酚、香蘭素等）增加，賦予酒體黃瓜等清新的香氣和奶油等甜香、烘烤類香氣。白酒中的許多酚類物質(zhì)對人體具有保健作用，如4-甲基愈創(chuàng)木酚、4-乙基愈創(chuàng)木酚和阿魏酸等化合物經(jīng)研究具有抗氧化的功能。萜稀類（α-蒎烯、香葉醇）等物質(zhì)增加使酒體香味更加濃郁協(xié)調(diào)。吡嗪類化合物也是重要的生理活性成分，如2-甲基吡嗪、2,3-二甲基吡嗪和2,3,5-三甲基吡嗪等均具有抗氧化功能，2,3,5,6-四甲基吡嗪是白酒中最為主要的吡嗪物質(zhì)，是中藥川芎的主要有效成分，是活血行氣祛瘀的一種中藥活性生物堿，經(jīng)檢測，2,3,5,6-四甲基吡嗪含量增長顯著，較對照組提升65倍。

圖4 全二維色譜檢測層次聚類熱圖

表2 多工藝融合實驗組酒樣與對照組酒樣雜環(huán)類化合物成分比較（mg/L）

通過以上分析，可見多工藝融合酒樣的風(fēng)味物質(zhì)種類和含量都明顯高于對照酒樣，主要表現(xiàn)為對酒體香氣貢獻的酯類、對酒體甜味貢獻的醇類、對酒體結(jié)構(gòu)飽滿貢獻的酸類、吡嗪類、酚類等含量提升。目前，已將多工藝融合調(diào)味酒應(yīng)用于紅星產(chǎn)品中，酒體的綿柔感、醇厚感、飽滿感、細膩感都得到明顯提升。

2.5 酒樣感官品評結(jié)果

表3 酒樣感官品評結(jié)果

品評結(jié)果顯示應(yīng)用多工藝融合酒樣香氣更為馥郁，增加了酒體柔順度、幽雅度，提升了酒體品質(zhì)。

3 結(jié)論

本研究以傳統(tǒng)二鍋頭酒釀造技術(shù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)和多工藝融合技術(shù)創(chuàng)新釀造工藝，開發(fā)多工藝融合原酒，并將其應(yīng)用到紅星產(chǎn)品中，結(jié)合HS-SPME 與GC×GC-TOF-MS 技術(shù)鑒定得出酒樣中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)873 種。多工藝融合酒樣較對照風(fēng)味物質(zhì)增加，飽和酯類、吡嗪類、萜烯類、酚類等含量上升，其中，2,3,5,6-四甲基吡嗪含量顯著增加，較對照組增加65 倍。經(jīng)品評，多工藝融合酒樣呈現(xiàn)出綿柔、細膩、飲時歡暢、飲后舒適的風(fēng)味特征，提升了紅星產(chǎn)品品質(zhì)。本研究為多工藝融合酒樣風(fēng)味組分剖析、特征挖掘與產(chǎn)品品質(zhì)相關(guān)性的研究等提供依據(jù)，但多工藝融合原酒對酒體的影響還有待深入研究。