黃酒的揮發(fā)性風味成分研究進展

李冬琴，楊萌，文笑雨，吳云霞，王志男，耿敬章

（陜西理工大學 生物科學與工程學院，中國謝村北派黃酒研究院，陜西 漢中 723000）

黃酒與啤酒、葡萄酒并稱世界三大古酒，是以稻米、黍米、玉米、小麥等為原料，經(jīng)過蒸料，拌以麥曲、米曲或酒藥，進行糖化和發(fā)酵而制成的。獨特的原料和復雜的釀造工藝賦予了黃酒淡琥珀色、甜、苦、澀、酸、鮮的口感和醇香、焦糖香、果香、曲香等豐富的風味[1]。黃酒的風味物質來源廣泛，包括原料自身隨釀造過程帶入發(fā)酵醪液中的香氣物質、發(fā)酵過程中的微生物利用酒醪原料代謝生成的物質、陳化過程中發(fā)生的化學反應所產(chǎn)生的物質等[2]。其揮發(fā)性風味成分雖屬于微量組分，但對黃酒的風格和質量起著重要的作用，也是影響消費者偏好的重要因素，因此，對我國黃酒香氣成分進行探討，有利于更進一步促進黃酒的多樣性發(fā)展，滿足不同的消費群體。

1 黃酒中主要揮發(fā)性風味成分

黃酒的揮發(fā)性成分非常復雜，是由酯類、醇類、酸類、羰基化合物等多種香氣化合物相互協(xié)調作用，共同構成的一種復合香[3]。這些揮發(fā)性的物質與大分子的物質共同構成了酒體的風味。

1.1 醇類

黃酒中的醇類物質既是呈香物質，又是呈味物質，具有豐富黃酒味感和助香的作用。一定量的醇不僅是酒中醇香的主要來源，賦予黃酒獨特的香味，還能與酸酯化形成酯類物質使酒體更為豐滿，是黃酒提味的常見物質[4]。黃酒中的異戊醇、異丁醇和苯乙醇等高級醇的感官活性值均大于1，對維持酒類特征香氣及口味起著重要的作用[5]。其中苯乙醇作為黃酒國標中特別列出的風味物質，其具有淡雅、甜潤、玫瑰氣味的芳香。β-苯乙醇是一種具有玫瑰花香的芳香高級醇，是黃酒中主要的高沸點香氣成分，也是米香型酒中主體香味成分之一，具有蜜香玫瑰味的清雅香氣，落口有綿甜清爽之感。

1.2 酯類

1.3 酸類

酸類物質是影響黃酒風味及口感的一項重要指標，其在陳釀的過程中與乙醇作用生成芳香脂類物質，并且具有緩沖作用，可協(xié)調其他風味物質。黃酒中的有機酸大多是發(fā)酵的代謝產(chǎn)物，也有一小部分來自于原料、酒母、釀造用曲或者漿水中。Liu等[8]檢測黃酒中有機酸，結果表明，黃酒中的有機酸總量在3 822.0 mg/L～7 067.0 mg/L，平均濃度為5 454.5 mg/L，其中乳酸含量最高，達到2 615.9 mg/L～5 447.8 mg/L，其次是乙酸和檸檬酸。鄭春亮等[9]利用氣質聯(lián)用技術從黃酒中分析出乙酸、丁酸、戊酸、己酸、棕櫚酸、辛酸等多種有機酸，且研究顯示酸類物質約占總香氣成分的2%。

1.4 羰基化合物

羰基化合物是黃酒微量成分的組成部分，主要包括乙醛、異丁醛、苯甲醛等。在黃酒中，羰基化合物主要指的是醛酮類和酰類等具有強烈的刺激性氣味物質。醛酮類與醇類在酒中作用類似，是屬于襯托和協(xié)調香氣成分的一類物質，各種酒的醛酮類物質都以乙醛含量居多，其次是乙縮醛、雙乙酰等化合物[10]。在貯存的過程中，黃酒中的乙醛含量逐漸減少，乙縮醛含量增加，從而增加了酒的柔和度。

1.5 芳香族化合物

黃酒中的芳香族化合物包括苯乙醇、苯甲酸、苯乙酸和酚類物質，而部分的酚類物質則是構成酒體特征香味的主體。酚類物質是黃酒中最有代表性的一類物質，不僅對酒的風味有一定的貢獻，賦予酒類丁香氣味，還對人體具有一定的保健作用[11]。

1.6 其他風味成分

黃酒中除上述風味物質外，還存在其他風味成分，包括萜烯類、吡嗪類以及部分含硫化合物，它們也是構成酒類復雜風味的重要組成部分[12]。萜烯類物質是花香揮發(fā)物的重要成分，在黃酒中也起到一定的呈香作用。嗪類是1，4-二氮雜苯母環(huán)的一類化合物的總稱，這類化合物具有極低的風味閾值，微量的吡嗪即可使酒呈現(xiàn)特征風味。

1.7 典型黃酒中的特征性風味物質

由于原料、菌種及釀酒工藝等不同，不同地區(qū)生產(chǎn)的黃酒在風味和口感上會有一定的差異，也會生成一些不同于其他黃酒的特殊風味物質。

王培璇等[13]對比分析不同地區(qū)黃酒的揮發(fā)性風味成分，發(fā)現(xiàn)紹興黃酒和山東即墨黃酒中揮發(fā)性物質所占的比例相近，酚類物質所占比例明顯高于其他地區(qū)黃酒；而蘇派黃酒、福建紅曲酒、上海和酒、客家黃酒和陜西黑米酒揮發(fā)性物質比例相近，其中烴類化合物所占比例相對較高。胡健等[14]對比上海黃酒、紹興古越龍山黃酒及其他江浙地區(qū)黃酒，發(fā)現(xiàn)上海黃酒產(chǎn)品中正丙醇含量比其余產(chǎn)地的黃酒低約35%，而異丁醇和異戊醇平均含量分別比其余產(chǎn)地的黃酒高約66%和23%，古越龍山黃酒中的仲丁醇遠遠高于其他公司。羅濤等[15]研究發(fā)現(xiàn)，對浙江黃酒香氣有突出貢獻的化合物包括乙?；健⒈揭宜嵋阴?、苯甲醛、苯酚、乙酸、糠醛、3-甲基丁酸和2-甲基丙醇等；對上海和江蘇黃酒香氣有突出貢獻的化合物是乙酸乙酯、苯乙醇、異戊醇和己醛；對北方黃酒香氣有突出貢獻的化合物主要包括愈創(chuàng)木酚、γ-壬內酯、乙酸異戊酯、異戊醇和糠醇等。這些香氣物質的種類及含量不同，賦予了各地黃酒不同的特點，因此黃酒中的特征性揮發(fā)性風味物質也可以作為區(qū)分不同地區(qū)黃酒的重要依據(jù)。

2 對酒體風味產(chǎn)生影響的因素

2.1 原料

原料通過向微生物提供對黃酒香氣至關重要的風味化合物前體，對黃酒的風味有很大貢獻，不同的谷物中含有不同比例的淀粉、蛋白質和脂肪，因此所得的黃酒具有不同的風味特征[16]。黃酒釀造原料的選擇，既要根據(jù)不同地區(qū)人民的飲用習慣和經(jīng)濟情況，又要考慮提高黃酒的口感和風味。通常選用具有高淀粉、低蛋白、低脂肪特性的原料，以達到產(chǎn)酒多、酒氣香、酒質穩(wěn)定的目的。

汪建國等[17]利用糯米、粳米、秈米做對比，分析不同種類米對于黃酒品質的影響，發(fā)現(xiàn)糯米黃酒酒味醇和，甘爽，醇香濃郁，而秈米黃酒和粳米黃酒與糯米黃酒相比，味道淡薄，酸味略高，這可能是由于糯米蛋白質、脂肪含量低，而且殘留酒液中的可溶性物質多，從而香氣足，雜味少，使酒味醇和、爽適。β-苯乙醇是一種具有玫瑰花香的芳香高級醇，是黃酒中主要的高沸點香氣成分。陳雙等[18]研究發(fā)現(xiàn)，β-苯乙醇產(chǎn)量與原料中苯丙氨酸含量呈正相關性。

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2.2 酒曲及微生物

2.2.1 酒曲

酒曲被稱為“酒之骨”，是黃酒釀造的動力，其對黃酒的風味也有重要的影響。麥曲作為一種糖化發(fā)酵劑，在糖化發(fā)酵中起著重要作用，還為酒體帶來了獨特麥曲風味[19]。并且酒曲中的微生物產(chǎn)生大量細胞代謝酶，隨后在整個黃酒發(fā)酵過程中產(chǎn)生小分子，這有助于最終產(chǎn)品的風味形成[20]。

冉宇舟等[21]用酶制劑替代麥曲進行黃酒發(fā)酵試驗，對揮發(fā)性香氣成分進行檢測，發(fā)現(xiàn)加麥曲可明顯增加乳酸乙酯和乙酸乙酯的含量，而這些物質的含量可能與酵母的發(fā)酵及代謝有關。不同麥曲添加量對于黃酒風味也會產(chǎn)生影響。張雨等[22]對比不同生麥曲添加量對黃酒揮發(fā)性物質的影響，發(fā)現(xiàn)醛類物質的濃度基本與生麥曲添加量關系不大，但是醇類物質和酯類物質濃度隨著生麥曲添加量的增加而升高。

2.2.2 微生物

由于黃酒是在開放環(huán)境下利用多種微生物共同發(fā)酵釀造的，因此黃酒釀造過程中的微生物群落對風味化合物的產(chǎn)生起著決定性的作用[23]。在黃酒釀造過程中檢測到的微生物主要包括酵母、細菌和絲狀真菌，其中，酵母和絲狀真菌由于參與糖化、液化和酒精發(fā)酵而貢獻了最多的香氣成分[24-25]。酵母菌除了在發(fā)酵過程中產(chǎn)生乙醇和二氧化碳外，還產(chǎn)生許多風味化合物，極大地影響了黃酒的香氣和味道特征[26]。霉菌主要功能是將淀粉分解為糖，提供發(fā)酵的源頭產(chǎn)物，通過分泌各種酶類，分解蛋白質、脂肪和催化生成酯類物質，協(xié)助提升酒的整體風味。而細菌在黃酒釀造過程中承擔產(chǎn)酸、產(chǎn)香的任務，與產(chǎn)酯酵母屬一樣屬于提供酒體風味的原動力[27]。

黃酒生產(chǎn)中微生物種類繁多，為了豐富微生物多樣性，黃酒一般在開放環(huán)境下發(fā)酵，這增加了其微生物群落和風味化合物的復雜性，涉及到的生理生化過程極其復雜，因此，進一步探究黃酒中微生物與風味形成之間的聯(lián)系，有助于更深入探究黃酒風味的形成機理。

2.3 漿水

黃酒屬于低度釀造酒，其成分的80%以上是水，所以水質好壞會直接影響酒的風味和質量。酸漿水是黃酒生產(chǎn)浸米過程中的副產(chǎn)物，用酸漿水替代部分投料用水，可以起到“以酸制酸”的作用，并且酸漿水中含有乳酸桿菌等細菌，可以抑制其他雜菌污染，對黃酒香氣的形成也具有一定的作用[28]。張雨等[29]研究了不同米漿水添加量對黃酒釀造與風味的影響，發(fā)現(xiàn)黃酒中甲醇、β-苯乙醇和乳酸乙酯的濃度隨著米漿水添加量的增加而增加。

2.4 發(fā)酵

黃酒的風味成分大多是在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的，其中醇類物質主要在發(fā)酵前期生成，這是由于在發(fā)酵前期米飯和麥曲中的蛋白質被大量分解生成多種氨基酸，酵母通過氨基酸代謝產(chǎn)生了大量的各種低沸點醇類香氣物質[30]。有機酸大部分是在發(fā)酵過程中由各種細菌和酵母通過代謝糖類物質而生成，其濃度隨著發(fā)酵的進行而增加[31]。黃酒中酯類物質非常豐富，在發(fā)酵過程中其濃度呈現(xiàn)遞增的趨勢，而高級酯類如乳酸乙酯和丁二酸二乙酯，大部分是在陳釀過程中產(chǎn)生的[32]。

2.5 滅菌

滅菌處理是黃酒生產(chǎn)過程中的一個關鍵步驟，可以防止部分微生物污染，影響黃酒產(chǎn)品的保質期和安全性。但是，不當?shù)臍⒕椒〞S酒酒體的風味產(chǎn)生一定的影響。熱滅菌是黃酒行業(yè)常用的滅菌方法。然而，這種傳統(tǒng)的煮沸技術不僅會導致大量的營養(yǎng)損失，而且會造成黃酒風味的損失[33]。Yang等[34]通過對比靜高壓與高溫滅菌處理對黃酒風味的影響，發(fā)現(xiàn)靜高壓處理可增加黃酒中游離氨基酸的含量，與未經(jīng)處理的黃酒相比，風味含量高出7.35%。并且熱處理后谷類香氣和澀味的感官屬性突出，而高靜水壓處理后黃酒以果香為主，并具有延續(xù)性和豐滿性的特點。這種非熱殺菌技術，可以有效地提高黃酒的風味，或許將成為未來黃酒殺菌的主要技術。

2.6 陳釀

黃酒的特點在于越陳越香，可能是由于在陳釀期間發(fā)生氧化、水解、酯化和醇-水氫鍵締合等化學、物理反應，使得陳釀期長黃酒的風味會更加豐富、協(xié)調，香氣更加濃郁、醇和。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在陳化過程中，醛類、酮類、酯類物質、呋喃類等風味物質的含量會隨著酒齡的增長而增加。如葫蘆巴內酯、苯乙酮，苯甲醛、3-甲基丁醇、1，1-二乙氧基乙烷、索托龍、香蘭素等主要香氣成分的含量隨陳化時間的延長而顯著增加，而4-乙烯基愈創(chuàng)木酚、甲硫醇及醇類物質等成分的含量隨陳化時間的延長而降低[35-36]。鄭春亮等[9]研究發(fā)現(xiàn)隨著儲存年份的延長，黃酒中的異丁醇、異丁基甲醇等含量會相對減少，而乙酸乙酯、糠醛等含量則增加，可推測，在黃酒陳釀的過程，促進了乙酸乙酯、糠醛等成分的生成。

3 黃酒揮發(fā)性風味成分的富集與檢測

3.1 揮發(fā)性成分的富集提取

黃酒中揮發(fā)性物質不僅種類繁多，還存在累加以及抑制等相互作用，研究其微量組分含量時需先提取富集。因此，選擇合適的研究分析方法來鑒別特征風味物質的組成，對黃酒的研制和生產(chǎn)具有重要意義。酒類揮發(fā)性成分的提取方法較為成熟，如液液萃取、蒸餾萃取、頂空法、固相萃取和固相微萃取等是常見的預處理技術[37-38]。其中，將固相微萃取法（solid-phase micro-extraction，SPME）與頂空法（head space，HS）結合所建立的頂空固相微萃取技術聯(lián)合提取、萃取、富集于一體，具有環(huán)境友好、簡單有效、重現(xiàn)性好等優(yōu)點，已成為酒類揮發(fā)性成分分析中主流的技術之一[39]。閻文飛等[40]利用頂空固相微萃取-氣質聯(lián)用技術分析即墨黃酒的揮發(fā)性香氣成分，確定最佳提取條件為萃取探針在50℃條件下萃取60 min，此方法操作簡單，重復性好，適用于黃酒風味成分的富集檢測。

3.2 揮發(fā)性成分檢測分析

隨著黃酒風味物質研究的發(fā)展，氣相色譜（gas chromatography，GC）、氣相色譜-質譜聯(lián)用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）技術、氣相色譜-離子遷移譜（gas chromatography-ion mobility spectrometry，GC-IMS）、綜合二維氣相色譜-質譜聯(lián)用（comprehensive two-dimensional gas chromatography-mass spectrometry，GC×GC/qMS）等技術不斷出現(xiàn)并應用于黃酒風味物質的檢測中。其中GC-MS技術由于其迅速、準確和重復性高等優(yōu)點成為了常用對食品風味進行評價的技術。黃星奕等[41]采用GC-IMS技術檢測黃酒風味物質，將氣相分析技術的簡易快捷與離子遷移譜的高分辨、高準確度分析有機結合，可滿足黃酒中風味物質的快速無損檢測。Yu等[42]試驗發(fā)現(xiàn)GC×GC/qMS技術比氣相色譜-質譜聯(lián)用技術具有更好的分離效果，并且可以替代氣味活性值確定對黃酒特有香氣有貢獻的主要揮發(fā)性化合物，該方法適用于黃酒揮發(fā)性成分的分析。

除這些檢測技術外，還有很多學者將風味的檢測方法與電子鼻或者嗅辨儀等相結合，通過模擬人體嗅覺系統(tǒng)，更系統(tǒng)地對黃酒風味進行檢測分析，為黃酒風味物質的進一步研究奠定了一定的基礎。

4 結語與展望

目前已有眾多關于黃酒酒體風味的研究，黃酒中的揮發(fā)性風味成分是酒中重要成分之一，各種香氣成分的含量、感官閾值以及相互作用決定其最終的香氣特征，所以黃酒中風味物質強度的量化研究也是黃酒評價的努力方向。因此風味組分的鑒定不僅需要儀器的檢測分析，還需要有人體嗅覺感官分析的參與。由于釀酒過程中影響風味的因素較為復雜，且隨著時間推移，人們對酒的風味需求不斷變化，所以全面了解黃酒風味成分、氣味特征，以及各因素對于黃酒風味成分的影響，對黃酒產(chǎn)品開發(fā)、黃酒風味評價及其營養(yǎng)品質的提升具有重要意義。