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      湖北孝感和四川成都地區(qū)來源的酒曲對米酒滋味品質(zhì)影響的評價

      2015-12-27 01:08:28王玉榮張俊英胡欣潔蔡宏宇楊成聰
      食品科學(xué) 2015年16期
      關(guān)鍵詞:成都地區(qū)酒曲孝感

      王玉榮,張俊英,胡欣潔,蔡宏宇,楊成聰,郭 壯,*

      (1.湖北文理學(xué)院化學(xué)工程與食品科學(xué)學(xué)院,鄂西北傳統(tǒng)發(fā)酵食品研究所,湖北 襄陽 441053;2.鄂爾多斯生態(tài)環(huán)境職業(yè)學(xué)院,內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017010;3.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,四川 雅安 625014)

      湖北孝感和四川成都地區(qū)來源的酒曲對米酒滋味品質(zhì)影響的評價

      王玉榮1,張俊英2,胡欣潔3,蔡宏宇1,楊成聰1,郭 壯1,*

      (1.湖北文理學(xué)院化學(xué)工程與食品科學(xué)學(xué)院,鄂西北傳統(tǒng)發(fā)酵食品研究所,湖北 襄陽 441053;2.鄂爾多斯生態(tài)環(huán)境職業(yè)學(xué)院,內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017010;3.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,四川 雅安 625014)

      分別從湖北孝感和四川成都地區(qū)采集10 個米酒曲,在同一實驗條件下使用該酒曲發(fā)酵制備得到米酒樣品,并采用電子舌技術(shù)和多變質(zhì)統(tǒng)計學(xué)方法相結(jié)合,對米酒樣品的滋味品質(zhì)進行評價分析。通過主成分分析和多元方差分析發(fā)現(xiàn)2 類米酒樣品其滋味品質(zhì)整體結(jié)構(gòu)存在顯著差異,冗余分析發(fā)現(xiàn)該差異是由酸味、苦味、豐度以及鮮味4 個指標(biāo)導(dǎo)致的。經(jīng)Mann-Whiney分析發(fā)現(xiàn),四川成都地區(qū)酒曲制備的米酒其苦味、鮮味和豐度均較之湖北孝感地區(qū)高(P<0.05),而酸味呈現(xiàn)出相反的趨勢。由此可見,不同地區(qū)來源的米酒曲對米酒產(chǎn)品的滋味品質(zhì)具有顯著的影響。

      米酒;米酒曲;電子舌;多變質(zhì)統(tǒng)計學(xué);品質(zhì)評價

      米酒作為我國傳統(tǒng)的低度發(fā)酵酒,在制作過程中微生物代謝不僅賦予其獨特的風(fēng)味和口感,同時還使其具有豐富的營養(yǎng)成分和特殊的食療功效[1]。酒曲是在特定的生態(tài)環(huán)境中,用成曲作為母種培養(yǎng)制作而成,含有包括細菌和真菌在內(nèi)的大質(zhì)微生物,對米酒品質(zhì)的形成起著決定性作用[2-3],因而有“曲是酒之骨”之稱。近年來越來越多的研究表明,不同地區(qū)生產(chǎn)的同一類發(fā)酵食品其微生物構(gòu)成存在較大差異[4]。因而有處由推斷,由于使用的酒曲、原料和工藝條件不同,不同地區(qū)生產(chǎn)的米酒產(chǎn)品其滋味品質(zhì)可能存在一定差異。然而令人遺憾的是,目前關(guān)于不同地區(qū)來源的米酒曲對米酒產(chǎn)品滋味品質(zhì)影響的研究報道尚少。湖北孝感傳統(tǒng)釀造米酒作為地方風(fēng)味小吃,已有千年的歷史,其以孝感歷史傳承的鳳窩酒曲發(fā)酵釀制而成,并因選料考究,制法獨特而名揚海內(nèi)外。米酒在四川成都地區(qū)又稱醪糟,因其口味鮮美營養(yǎng)豐富而深受群眾的喜愛,成為當(dāng)?shù)氐囊环N特色美食。由此可見,湖北孝感和四川成都地區(qū)出產(chǎn)的米酒曲,為研究不同地區(qū)來源的米酒曲對米酒產(chǎn)品滋味品質(zhì)的影響提供了較好的素材。

      研究者可以采用感官鑒評方法或電子舌技術(shù)對食品的滋味品質(zhì)進行評價。電子舌采用了人工脂膜傳感器技術(shù),可以對食品的基本味覺和回味進行數(shù)字化評價,克服了傳統(tǒng)感官鑒評方法受主觀因素影響大,在一定程度上較難保證結(jié)果準(zhǔn)確性的缺點[5],目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于酒的產(chǎn)地鑒別[6-7]、酒的品種鑒別[8-9]和酒齡識別[10]方面,同時在茶飲料[11-12]、茶葉[13-15]、魚肉[16]、高湯[17]、咖啡[18]和豆瓣醬[19]等食品的滋味品質(zhì)評價中亦有廣泛的應(yīng)用。因為電子舌獲得的食品滋味數(shù)據(jù)矩陣通常具有變質(zhì)較多的特點,所以為了從這些數(shù)據(jù)中有效挖掘出足夠的信息,研究者均運用多變質(zhì)統(tǒng)計學(xué)的方法對不同樣品的滋味品質(zhì)整體結(jié)構(gòu)進行分析[5]。

      本研究分別從湖北孝感和四川成都地區(qū)采集米酒曲樣品,使用同一原料和發(fā)酵條件進行米酒制作,并使用電子舌對其滋味品質(zhì)進行評價,探討2 個地區(qū)出產(chǎn)的米酒曲對米酒滋味品質(zhì)的影響。

      1 材料與方法

      1.1 材料與試劑

      糯米 市售;米酒曲從湖北孝感地區(qū)和四川成都地區(qū)各采集10 個農(nóng)家制作的米酒曲,其中孝感地區(qū)采集的米酒曲均為鳳窩酒曲。

      內(nèi)部溶液、參比溶液、陰離子溶液、陽離子溶液和味覺標(biāo)準(zhǔn)溶液 日本Insent公司。

      1.2 儀器與設(shè)備

      玻璃準(zhǔn)釀器 市售;SA 402B電子舌(配備5 個測試傳感器和2 個參比傳感器,其中AAE、CT0、CA0、AE1和C00測試傳感器分別用于測試鮮味、咸味、酸味、澀味和苦味) 日本Insent公司;SHZ-D水循環(huán)多用真空泵 鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司;LXJ-IIB低速大容質(zhì)多管離心機 上海安亭科學(xué)儀器廠;LRH-150生化培養(yǎng)箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司。

      1.3 方法

      1.3.1 米酒的制作

      去除沙子和碎米的糯米經(jīng)浸泡、蒸煮、攤涼和淋冷等操作后,按每千克糯米添加3 g米酒曲的比例將兩者拌勻,并于準(zhǔn)釀器中28 ℃發(fā)酵48 h備用。

      1.3.2 米酒樣品的預(yù)處處

      稱取200 g米酒樣品,常溫條件下3 000×g離心10 min后,使用快速濾紙對上清液進行過濾,濾液備用。

      1.3.3 電子舌對米酒樣品測定

      于樣品測定前24 h,將測試傳感器和參比傳感器進行活化。樣品測定時將100 g米酒濾液均勻的倒在2 個樣品杯中,在進行自檢和診斷后,電子舌系統(tǒng)按照下述步驟進行樣品測定[20]。

      傳感器在含有酒精的陰離子或陽離子溶液中浸沒90 s,以便清洗去除傳感器上的吸附物質(zhì);在參比溶液1和參比溶液2中分別洗滌120 s;在參比溶液3中浸泡30 s,得到參比溶液電勢Vr;在待測樣品中浸泡30 s得到樣品溶液電勢Vs,通過不同傳感器Vs~Vr的電勢差值可對鮮味、酸味、咸味、苦味、澀味等基本值進行評價;在參比溶液4和5中分別洗滌3 s后于參比溶液6中浸沒30 s,檢測到電勢Vr’,通過Vr’~Vr的電勢差可檢測樣品苦味、鮮味或澀味的回味。每個樣品重復(fù)測4 次,為減少系統(tǒng)誤差,去除第1次測定的數(shù)據(jù),選取后3 次測質(zhì)的數(shù)據(jù)作為本研究分析的原始數(shù)據(jù)。

      1.4 統(tǒng)計分析

      使用方差分析對各滋味指標(biāo)的差異性進行分析;使用主成分分析(principal component analysis,PCA)法、聚類分析法和多元方差分析法對米酒滋味品質(zhì)整體結(jié)構(gòu)的差異進行分析;使用Mann-Whiney分析和冗余分析(redundancy analysis,RDA)對與米酒滋味品質(zhì)整體結(jié)構(gòu)差異顯著相關(guān)的指標(biāo)進行分析。除RDA采用Canoco 4.5軟件外,其他分析均采用Matlab 2010b軟件。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 米酒各滋味差異性分析

      表1 米酒樣品各滋味指標(biāo)的差異性分析(n==2200)Table 1 Significance analysis of each taste index of rice wine fermented by rice wine koji from two regions (n = 2200)

      由表1可知,納入本研究的20 個米酒樣品其苦味、澀味、酸味、咸味和鮮味5 個基本味覺指標(biāo)和豐度這一回味指標(biāo)差異均極顯著(P<0.01),而后味A(澀味的回味)和回味B(苦味的回味)差異不顯著(P>0.05)。由總變異值的大小可知,米酒樣品在咸味上的差異性最大,其次為酸味、鮮味和豐度,而苦味和澀味的差異性較小。上述6 個指標(biāo)的極差值均大于1,即部分米酒樣品在某一個指標(biāo)上的差異即使通過感官鑒評也可以區(qū)分出來。

      經(jīng)Pearson相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),米酒樣品的苦味與澀味呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)(R=0.712,P=0.000 4),酸味與鮮味(R=-0.943,P<0.000 1)和鮮味的回味(R= -0.729,P=0.000 3)均呈極顯著負相關(guān),澀味與苦味的回味(R=0.459,P=0.04)和澀味的回味(R=0.516,P=0.02)均呈顯著正相關(guān)。

      2.2 湖北孝感和四川成都地區(qū)酒曲制備米酒滋味品質(zhì)整體結(jié)構(gòu)的差異

      以米酒樣品滋味指標(biāo)的測質(zhì)數(shù)據(jù)為研究對象,在構(gòu)建20 行、8 列矩陣的基礎(chǔ)上進而進行多元統(tǒng)計學(xué)分析。本研究首先使用PCA法這一無約束的多變質(zhì)排序方法,在分析各指標(biāo)相關(guān)性的基礎(chǔ)上利用降維的思想將8 個滋味指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個彼此不相關(guān)的綜合指標(biāo),從而對2 個地區(qū)酒曲制備的米酒樣品滋味整體結(jié)構(gòu)差異進行研究[21-22]。由圖1可知,在以2 個權(quán)重最高的PC1和PC2作圖時,雖然2 類米酒有一些樣品存在交疊現(xiàn)象但是多數(shù)呈現(xiàn)出較為明顯的區(qū)分,其中PC1和PC2分別占全部變質(zhì)34.97%和33.50%的權(quán)重。進一步采用多元方差分析對PC1和PC2所代表的變異度進行了檢驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)以酒曲的來源地為分組依據(jù)時,多元方差分析檢驗P值極顯著(P=0.002 4),這一結(jié)果說明,根據(jù)酒曲來源地劃分的湖北孝感、四川成都的分組確實是造成因子得分圖中各樣本空間排布呈現(xiàn)明顯區(qū)分的原因。

      圖1 2 個地區(qū)酒曲制備米酒滋味品質(zhì)的PC1與PC2因子得分圖Fig.1 Graphical representation of the principal component analysis of the taste profile of rice wine fermented by rice wine koji from two regions

      為了進一步驗證上述結(jié)果,采用非加權(quán)組平均(unweighted pair-group method with arithmetic means,UPGMA)法對2 個地區(qū)酒曲制備的米酒滋味整體結(jié)構(gòu)進行分析。由圖2可知,UPGMA結(jié)果與PCA結(jié)果一致,即雖然2 個地區(qū)酒曲制備的米酒有一些樣品存在交疊現(xiàn)象但是多數(shù)呈現(xiàn)出較為明顯的區(qū)分。

      圖2 基于UPGMA聚類分析的2 個地區(qū)酒曲制備米酒滋味品質(zhì)評價Fig.2 Cluster analysis of the taste profile of rice wine fermented by rice wine koji from two regions based on UPGMA

      圖3 2 個地區(qū)酒曲制備米酒滋味品質(zhì)的PC1與PC2因子載荷圖Fig.3 Graphical representation of the principal component analysis of the taste profile of rice wine fermented by rice wine koji from two regions

      由圖3可知,PC1由酸味、鮮味和豐度(鮮味的回味)3 個指標(biāo)構(gòu)成,而PC2由后味B(苦味回味)構(gòu)成。由圖1可知,在水平方向上,四川成都地區(qū)酒曲制備的米酒在因子得分圖上的排布較之湖北孝感地區(qū)偏右,因此結(jié)合圖3可以定性地認為四川成都米曲制備的米酒其鮮味和豐度較湖北孝感地區(qū)濃郁,而酸味呈現(xiàn)出相反的趨勢。由圖1亦可知,在垂直方向上,2 類樣品的排布沒有一定的規(guī)律呈現(xiàn),因而結(jié)合圖3可以定性地認為后味B這一指標(biāo)在2 組樣品中沒有明顯差異。

      歐式距離作為一個常用的距離定義,通過計算某2 個樣品在m維空間中的真實聚類,來反映2 個樣品間的親疏程度[23]。本研究采用歐式距離分別計算了湖北孝感地區(qū)(4.99±1.46,±s)和四川成都地區(qū)(4.04±1.17,±s)米曲制備的米酒樣品間滋味品質(zhì)整體結(jié)構(gòu)的平均距離,然而經(jīng)Mann-Whiney分析發(fā)現(xiàn)2 組數(shù)據(jù)差異不顯著(P=0.12)。

      2.3 2 個地區(qū)酒曲制備米酒滋味品質(zhì)整體結(jié)構(gòu)差異顯著相關(guān)指標(biāo)鑒定

      圖4 RDA雙序圖Fig.4 Biplot of RDA

      RDA作為一種有約束的多元統(tǒng)計學(xué)方法,主要作用是通過解釋變質(zhì)的線性組合來盡最大可能解釋響應(yīng)變質(zhì)的變異度[24]。本研究中進一步使用RDA,通過設(shè)置環(huán)境因素對數(shù)據(jù)進行約束,并對環(huán)境模型的顯著性進行檢驗。在上述分析中,通過采用無約束的多元統(tǒng)計學(xué)方法,證實了2 個地區(qū)酒曲制備的米酒其滋味品質(zhì)整體結(jié)構(gòu)存在顯著的差異,因而在RDA中,以酒曲的不同來源地分組(四川成都、湖北孝感)作為起約束作用的解釋變質(zhì),用于預(yù)測和解釋全部8 個米酒滋味指標(biāo)數(shù)據(jù)組成的響應(yīng)變質(zhì)。分析結(jié)果表明,數(shù)據(jù)中有15.1%的變異度能夠被四川成都、湖北孝感分組所解釋,而通過蒙特卡羅置換檢驗發(fā)現(xiàn)這一約束因素具有顯著性(P=0.044)。由圖4可知,苦味、鮮味、豐度(鮮味回味)以及酸味4 個指標(biāo)與RDA排序圖約束軸上的樣本賦值良好相關(guān),由此可見,4 個指標(biāo)代表了2 個地區(qū)酒曲制備米酒滋味品質(zhì)總體結(jié)構(gòu)差異顯著相關(guān)的關(guān)鍵滋味??辔丁Ⅴr味以及豐度(鮮味的回味)3 個指標(biāo)位于圖的左側(cè)(即四川成都米酒曲),這說明由四川成都酒曲制備的米酒其苦味、鮮味和豐度均較之湖北孝感地區(qū)高,而酸味呈現(xiàn)出相反的趨勢。Mann-Whitney檢驗結(jié)果顯示,4 個指標(biāo)中酸味、鮮味和豐度(鮮味的回味)3 個滋味指標(biāo)在2 類米酒中的差異具有統(tǒng)計上的顯著性(P<0.05),值得一提的是,2 類米酒樣品的苦味、澀味以及兩者的回味差異均不顯著(P>0.05)。

      3 結(jié) 論

      本研究分別從湖北孝感和四川成都地區(qū)各采集10 個米酒曲樣品,在實驗室條件下使用同一原料和發(fā)酵條件進行米酒制作,通過使用電子舌對其滋味品質(zhì)進行評價發(fā)現(xiàn),2 類米酒的滋味品質(zhì)整體結(jié)構(gòu)存在顯著的差異。其中四川成都地區(qū)酒曲制備的米酒其苦味、鮮味和豐度均較之湖北孝感地區(qū)高,而酸味呈現(xiàn)出相反的趨勢。由此可見,不同地區(qū)來源的米酒曲對米酒產(chǎn)品的滋味品質(zhì)具有顯著的影響。

      米酒的制作環(huán)境相對開放,制作工藝也比較簡單,只需將糯米浸泡、蒸熟、冷卻后接入酒曲室溫發(fā)酵2~3 d即可。由此可見,米酒的制作過程實質(zhì)是一個由多種微生物共同參與的復(fù)雜發(fā)酵過程,微生物的代謝產(chǎn)物直接決定了米酒的產(chǎn)品品質(zhì)。酒曲作為米酒制作的發(fā)酵劑,直接提供了米酒發(fā)酵所必需的微生物菌株,因而在后續(xù)研究中采用高通質(zhì)測序和電子舌技術(shù)相結(jié)合的方法,在一次實驗中全面、平行分析多個米酒曲樣本中的微生物群落信息[25],并實現(xiàn)其與米酒滋味的關(guān)聯(lián)分析,對后期通過控制微生物的生長和代謝活動達到提升米酒滋味目的具有重要的促進作用。

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      Effect of Rice Wine Koji Collected from Different Regions on the Taste of Rice Wine

      WANG Yurong1, ZHANG Junying2, HU Xinjie3, CAI Hongyu1, YANG Chengcong1, GUO Zhuang1,*
      (1. Northwest Hubei Research Institute of Traditional Fermented Food, School of Chemical Engineering and Food Science,Hubei University of Arts and Science, Xiangyang 441053, China;2. Erdos Ecological Environment Career Academy, Erdos 017010, China;3. College of Food Science, Sichuan Agricultural University, Ya’an 625014, China)

      In this paper, the taste quality of rice wines fermented under the same condition by rice wine kojis collected from Xiaogan, Hubei province and Chengdu, Sichuan province was studied by electronic tongue and multivariate statistics. Both principal component analysis (PCA) and multivariate analysis of variance (MANOVA) analysis showed significant differences in basic taste and aftertaste between rice wines from the two kojis. Meanwhile, sourness, bitterness, richness and umami were identified by redundancy analysis (RDA) as key variables significantly associated with the taste profile difference. Meanwhile, bitterness, richness and umami were significantly more abundant in the rice wine fermented by koji from Chengdu, whereas sourness showed the opposite tendency (Mann-Whitney test, P < 0.05). Therefore, rice wine kojis from different regions have significant impacts on the taste profile of rice wine.

      rice wine; rice wine koji; electronic tongue; multivariate statistics; quality evaluation

      TS264.3

      A

      1002-6630(2015)16-0207-04

      10.7506/spkx1002-6630-201516038

      2014-11-22

      湖北文理學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目

      王玉榮(1993—),女,本科生,研究方向為食品生物技術(shù)。E-mail:wangyurong1993@163.com

      *通信作者:郭壯(1984—),男,講師,博士,研究方向為食品生物技術(shù)。E-mail:guozhuang1984@163.com

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