稻花香馫香型白酒風(fēng)味特征分析

袁 琦，王家勝，毛 豪，蔡開云，陳 萍，馮向東，方尚玲，3，陳茂彬，3*

（1.湖北工業(yè)大學(xué) 生物工程與食品學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.湖北稻花香酒業(yè)股份有限公司，湖北 宜昌 443100；3.湖北省釀造工藝與裝備工程技術(shù)中心，湖北 武漢 430070）

中國傳統(tǒng)白酒產(chǎn)生于西漢甚至漢代以前[1]，距今已有2 000多年的歷史，與世界其他5種蒸餾酒相比，其所含風(fēng)味化合物種類最為豐富[2]，目前已經(jīng)檢測出約1 874種風(fēng)味化合物[3]，這得益于中國傳統(tǒng)白酒獨特的釀造原輔料、生產(chǎn)工藝及地理環(huán)境等因素。四大基本香型白酒在釀造原輔料上存在巨大差異，濃香型和清香型以高粱為主要釀造原糧[4-5]，醬香型則以50%的高粱和50%的高溫大曲為主要釀造原料[6]，而米香型是以大米為主要釀造原料[7]。

對競爭日益激烈的白酒市場和人們不斷提高的消費水平而言，開發(fā)新型白酒有利于豐富中國白酒的種類和滿足人們對新口感的需求。為此，稻花香集團開發(fā)了一種馫香型白酒。它的釀造工藝分為小曲糖化、高溫堆積、泥窖發(fā)酵、量質(zhì)摘酒、洞藏貯存5個階段，在傳統(tǒng)白酒釀造工藝上進行創(chuàng)新，使酒體兼具清香、醬香、濃香三種香型特色風(fēng)格。清香源自于小曲糖化生香，加入根霉小曲糖化后的糟醅中微生物、香味物質(zhì)層次更豐富，賦予酒體更加清甜自然的風(fēng)味；醬香源于高溫堆積，這一過程不僅培育出產(chǎn)醬香風(fēng)味化合物的一類微生物，同時也生成了醬香風(fēng)味物質(zhì)和醬香風(fēng)味物質(zhì)的前體物。濃香源于泥窖發(fā)酵，經(jīng)過高溫堆積的堆積醅，加入一定配比的中高溫大曲，在泥窖中密封發(fā)酵。三香結(jié)合的工藝使得馫香型白酒色清透明，復(fù)合香氣幽雅，風(fēng)格獨特，深受消費者喜愛。本研究通過比較馫香型白酒與其他傳統(tǒng)香型白酒在風(fēng)味化合物種類和含量上的差異，揭示馫香型白酒的風(fēng)味特征，并結(jié)合工藝探索風(fēng)味形成的原因。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

濃香型基酒（66.4%vol）、馫香型基酒（62.4%vol）：稻花香集團；清香型基酒（56.4%vol）：石花釀酒股份有限公司；醬香型基酒（53%vol）：郎酒股份有限公司；兼香型基酒（53%vol）：白云邊股份有限公司；馥郁香型基酒（52%vol）：酒鬼酒股份有限公司；小曲清香型基酒（62.8%vol）：勁牌有限公司。

二氯甲烷、氯化鈉、無水硫酸鈉（均為分析純）：中國醫(yī)藥（集團）上?；瘜W(xué)試劑公司；乙醇、乙酸正戊酯、叔戊醇、乙醛、正丙醛、異丁醛、乙酸乙酯、2-戊酮、丁酸乙酯、正丙醇、異丁醇、乙酸異戊酯、戊酸乙酯、仲戊醇、正丁醇、異戊醇、己酸乙酯、正戊醇、乙偶姻、庚酸乙酯、乳酸乙酯、正己醇、己酸丁酯、辛酸乙酯、己酸異戊酯、糠醛、壬酸乙酯、DL-白氨酸乙酯、己酸己酯、癸酸乙酯、苯乙酸乙酯、苯丙酸乙酯、β-苯乙醇、肉豆蔻酸乙酯、棕櫚酸乙酯、油酸乙酯、亞油酸乙酯（均為色譜純）：上海麥克林生化科技有限公司或阿拉丁試劑（上海）有限公司提供。

1.2 儀器與設(shè)備

7890B-5977B氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatographymass spectrometry，GC-MS）儀、7820A氣相色譜儀：美國安捷倫科技有限公司；50/30 mm DVB/CAR/PDMS萃取纖維：上海安譜實驗科技股份有限公司；MS-H-ProA LCD數(shù)顯加熱型圓盤磁力攪拌器：大龍興創(chuàng)實驗儀器（北京）股份公司；30 mL頂空瓶：上海雷布斯網(wǎng)絡(luò)科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 溶液的配制

內(nèi)標溶液的配制：準確吸取100 μL叔戊醇、乙酸正戊酯，用體積分數(shù)60%的乙醇溶液定容至5 mL容量瓶。

標準溶液的配制：吸取相應(yīng)體積的34種標準品化合物（純度均＞98%）至100 mL容量瓶，經(jīng)分析天平稱質(zhì)量后，用體積分數(shù)60%的乙醇溶液定容至100 mL，此為母液。準確吸取一定體積的母液，用體積分數(shù)60%的乙醇溶液定容至5 mL容量瓶（定容過程中加入兩種內(nèi)標溶液各200 μL），配制成不同濃度梯度的混合標準溶液。

1.3.2 樣品處理方法

定性樣品：準確移取稀釋至14%vol的酒樣6 mL于30 mL頂空瓶中，準確稱取3 g NaCl，加入攪拌子，將頂空瓶密封好，放置于55 ℃的恒溫磁力攪拌器上平衡15 min，轉(zhuǎn)速為500 r/min；將裝有萃取纖維的進樣手柄插入頂空瓶，推出萃取纖維（纖維與液面保持1 cm），在同樣溫度、轉(zhuǎn)速條件下吸附40 min。萃取完成后，取出萃取纖維插入進樣口解吸5 min，進樣口溫度為260 ℃，然后用GC-MS分析。

定量樣品：準確吸取待測酒樣5 mL，加入100 μL內(nèi)標溶液，吸取1 μL待處理的酒樣進行GC分析。

1.3.3 儀器條件

（1）頂空固相微萃取GC-MS條件

氣相色譜條件：CP-WAX57CB色譜柱（50 m×0.25 mm×0.20 μm）；載氣為高純氦氣（He），恒定流速為0.7 mL/min，采用不分流模式；色譜柱初始溫度45 ℃保持1.5 min，以6 ℃/min升至85 ℃不保持，再以4 ℃/min升至225 ℃保持15 min。

質(zhì)譜條件：電子電離（electron ionization，EI）源，四極桿溫度為150 ℃，傳輸線溫度為250 ℃，離子源溫度為230 ℃。電子能量70 eV，全掃描模式，掃描質(zhì)量范圍30～550 aum。

（2）直接進樣法GC條件

CP-WAX57CB色譜柱（50 m×0.25 mm×0.20 μm）；載氣為高純氮氣（N2），恒定流速為1 mL/min，進樣量1.0 μL，分流比為10∶1；進樣口溫度240 ℃，檢測器溫度270 ℃；色譜柱初始溫度35℃保持6min，以6℃/min升溫至110℃恒溫3 min，再以6 ℃/min升溫至205 ℃保持13 min。

1.3.4 定性定量方法

定性方法：采用美國國家標準與技術(shù)研究院（national institute of standards and technology，NIST）17譜庫檢索進行初步定性，再將各成分的保留指數(shù)（retention index，RI）與參考文獻RI值對比定性；定量方法：計算參考GB/T5009.48—2003《蒸餾酒與配制酒衛(wèi)生標準的分析方法》。所得數(shù)據(jù)采用Origin 2021b軟件進行繪圖和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 定性結(jié)果分析

7種不同白酒定性分析結(jié)果見表1。由表1可知，7種不同白酒共檢測到141種風(fēng)味化合物，其中濃香型84種，清香型51種，醬香型76種，兼香型65種，馥郁香型70種，小曲清香型55種，馫香型78種。比較可知，馫香型在風(fēng)味化合物的豐富度上具有一定優(yōu)勢，這可能與多種因素有關(guān)，其中微生物的種類和數(shù)量是最主要的影響因素，近年來通對白酒發(fā)酵過程中微生物多樣性的研究總結(jié)發(fā)現(xiàn)，濃香型和醬香型酒醅中微生物明顯比清香型豐富[9]。

表1 7種原酒樣品風(fēng)味化合物定性結(jié)果比較Table 1 Comparison of qualitative results of flavor substances in seven kinds of Baijiu samples

續(xù)表

續(xù)表

續(xù)表

對7種白酒風(fēng)味化合物定性結(jié)果進行相關(guān)性分析，結(jié)果見圖1。由圖1可知，馫香型白酒的風(fēng)味化合物與濃香型、兼香型、馥郁香型相關(guān)性較強，與清香型和小曲清香型相關(guān)性較弱，除此之外與醬香型也存在一定的相關(guān)性。

圖1 7種原酒樣品風(fēng)味化合物定性結(jié)果相關(guān)性分析Fig.1 Correlation analysis of qualitative results of flavor substances in seven kinds of Baijiu samples

為了進一步研究馫香型與其他香型白酒之間的差異，采用主成分分析法（principal component analysis，PCA）對其進行分析，結(jié)果如圖2。由圖2可知，雖然馫香型與濃香型、兼香型、馥郁香型白酒有較高的相關(guān)性，但是它們之間還是存在明顯差異。3種香型中，兼香型更接近醬香型，馥郁香型更接近濃香型，而馫香型是位于兼香型和馥郁香型之間，這是因為所使用的糖化發(fā)酵劑和生產(chǎn)工藝的不同。馫香型和兼香型都采用高溫大曲與中溫大曲結(jié)合的工藝[10]，但是馫香型糖化時單獨使用小曲糖化；濃香型采用中高溫大曲邊糖化邊發(fā)酵的生產(chǎn)工藝[11]；馥郁香型生產(chǎn)過程中采用根霉麩曲糖化，大曲發(fā)酵的生產(chǎn)工藝[12]。兼香型主要融合了濃香型和醬香型的生產(chǎn)工藝，在風(fēng)味上形成了濃醬結(jié)合的特點[13]，而馫香型和馥郁香型是典型的三香混合，它們的生產(chǎn)工藝中都或多或少地借鑒了濃、清、醬三種香型的生產(chǎn)工藝。從PCA分析中可以明顯看出，兼香型和醬香型最接近，其次是馫香型，推測可能是由于在生產(chǎn)過程都存在高溫堆積這一關(guān)鍵性工藝[14]，高溫堆積是一次風(fēng)味物質(zhì)的富集過程，不僅為后續(xù)的入池發(fā)酵提供了大量的微生物和風(fēng)味前驅(qū)物，也為最終的醬香特征風(fēng)味奠定了重要基礎(chǔ)，目前在醬香型白酒高溫堆積醅中已經(jīng)檢測到約一百種揮發(fā)性風(fēng)味化合物[15]。馫香型和馥郁香型在生產(chǎn)工藝上與濃香型最大的差異體現(xiàn)在糖化過程，馥郁香型敞開式糖化是微生物的富集過程，網(wǎng)羅的微生物參與了后續(xù)的發(fā)酵，這一過程由于采用堆積的方式也可能產(chǎn)生醬香風(fēng)味的特征前體物質(zhì)。但是與馫香型相比缺少高溫大曲的堆積過程，這是馥郁香型比馫香型更接近濃香型的原因。

圖2 7種原酒樣品定性結(jié)果PCA分析結(jié)果Fig.2 Principal component analysis results of qualitative results of seven kinds of Baijiu samples

根據(jù)風(fēng)味化合物的種類和相對含量對7種白酒進行熱圖分析，結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，當酒樣被歸為3類時，類1中包括馫香型、濃香型、兼香型和馥郁香型，類2中包括清香型和小曲清香型，醬香型被單獨歸為類3。除兼香型外，類1所包含的三種香型在生產(chǎn)工藝中發(fā)酵容器都是泥窖，這使得這一類白酒的香味化合物在種類和含量上明顯區(qū)別于其它香型，結(jié)合圖3中香味化合物的分類，可以看出這一類物質(zhì)包括異正己酸、己酸乙酯、己酸酐、己酸己酯、己酸異丁酯、庚酸乙酯、己酸乙酯、己酸丁酯、戊酸乙酯、己酸戊酯和乙酸己酯等，其中己酸、己酸乙酯和己酸己酯是窖泥中含量較高的成分[16]，由此可見泥窖發(fā)酵工藝是這三種香型產(chǎn)生相關(guān)性的主要原因。

圖3 7種原酒樣品風(fēng)味化合物熱圖分析Fig.3 Heatmap analysis of flavor compounds of seven kinds of Baijiu samples

2.2 定量結(jié)果分析

7種白酒風(fēng)味化合物定量分析結(jié)果見表2，對定量結(jié)果進行PCA分析，結(jié)果見圖4。由表2可知，濃香型和醬香型所測骨架化合物的含量與其余5種差異較大，馫香型、兼香型和馥郁香型之間比較接近，且分布較圖2都更接近清香型，這可能是由于對骨干化合物進行檢測時會導(dǎo)致醬香型和濃香型風(fēng)味化合物種類豐富的優(yōu)勢難以體現(xiàn)。清香型和小曲清香型相似程度較定性分析有所降低，這可能是由于兩種類型的白酒在風(fēng)味化合物的種類上相似程度高，而在骨干化合物含量上差異較大。由圖4可知，馫香型、馥郁香型基本位于濃、清、醬三種基本香型之間，證明了三香融合的工藝最終會使得酒體骨架化合物的種類和含量趨近于三種基本香型。仔細對馫香型和馥郁香型的位置，發(fā)現(xiàn)馫香型比馥郁香型更接近醬香型，結(jié)合兩種香型的工藝特點分析，兩者都存在堆積培菌這一工藝，但是馥郁香型是在糖化過程中加入根霉麩曲堆積，而馫香型是在糖化完成后加入高溫大曲和蒸餾取酒后的糟醅堆積，馫香型工藝更接近醬香型的工藝是導(dǎo)致馫香型在骨干化合物的含量上更接近醬香型的重要原因之一。

圖4 7種原酒樣品定量結(jié)果PCA分析Fig.4 Principal component analysis of quantitative results of seven kinds of Baijiu samples

表2 7種原酒樣品風(fēng)味化合物定量結(jié)果比較Table 2 Comparison of quantitative results of flavor compounds of seven kinds of Baijiu samples

續(xù)表

對7種白酒結(jié)合具體風(fēng)味化合物進行熱圖分析，結(jié)果見圖5。由圖5的聚類分析可以看出，馫香型和馥郁香型這兩種三香混合的白酒風(fēng)味最為接近。馫香型白酒中肉豆蔻酸乙酯、苯丙酸乙酯、正丁醇的含量較其他6種高，分別達到了13.17 mg/L、7.95 mg/L和500.64 mg/L，其中肉豆蔻酸乙酯作為馫香型的骨架酯具有甜香和鳶尾油香[17-18]，苯丙酸乙酯具有棗香、蜂蜜甜香[19-20]，兩種化合物都是馫香型的重要香氣化合物；馥郁香型在異丁醇、戊酸乙酯、苯丙酸乙酯、丁酸乙酯和己酸丁酯等多種化合物的含量上都與馫香型比較接近；濃香型中己酸己酯、辛酸乙酯、正戊醇、己酸丁酯、正己醇、庚酸乙酯、己酸乙酯、2-戊酮、異丁醛的絕對含量明顯高于其他香型，這些物質(zhì)被分為一類，與濃香型的正相關(guān)性最高，β-苯乙醇與濃香型負相關(guān)性最高；清香型中乙醛含量最高，這可能是由于兩個原因造成的，一是乙醛和乙縮醛的含量占清香型總羰基化合物的90%以上[21]，二是清香型比起其他6種貯存時間最短；小曲清香型與β-苯乙醇、癸酸乙酯、乙酯異戊酯、異戊醇、異丁醇正相關(guān)性最高，其中乙酸異戊酯的含量與馫香型十分接近，分別達到了10.35 mg/L和13.07 mg/L，而此化合物是影響小曲白酒風(fēng)味的關(guān)鍵化合物[22]；兼香型與正戊醇、正丙醇正相關(guān)性最高；醬香型中乳酸乙酯、棕櫚酸乙酯、油酸乙酯、糠醛、DL-白氨酸乙酯、己酸異戊酯、乙偶姻、丙醛含量最高，其中乙偶姻是醬香型白酒的功能化合物四甲基吡嗪的前體物質(zhì)[23]；DL-白氨酸乙酯也是一種關(guān)鍵的香氣化合物，對陳醋和黃酒的風(fēng)味貢獻較大[24-25]。

圖5 7種原酒樣品骨干化合物聚類分析Fig.5 Cluster analysis of basic compounds of seven kinds of Baijiu samples

3 結(jié)論

白酒釀造工藝和微生物菌落是影響白酒品質(zhì)和風(fēng)味的重要因素。在白酒的生產(chǎn)過程中，原料、曲種、發(fā)酵容器和地理環(huán)境的差異導(dǎo)致微生物種數(shù)量和種類的差異，從而最終導(dǎo)致了白酒風(fēng)味化合物的差異。本研究最終證明馫香型白酒成功融合了濃、清、醬三種香型的生產(chǎn)工藝，是一種類似于馥郁香型的具有復(fù)合香氣的新型白酒。其中馫香型與醬香型乳酸乙酯含量都相對較高，且DL-白氨酸乙酯的含量明顯高于其他香型；從泥窖發(fā)酵工藝帶來的影響分析，馫香型與濃香型都與己酸、己酸乙酯、己酸己酯、己酸異丁酯、庚酸乙酯、己酸乙酯、己酸丁酯、戊酸乙酯、己酸戊酯和乙酸己酯等化合物存在較高的相關(guān)性；從骨干化合物的含量分析，馫香型與小曲清香型中β-苯乙醇、乙酸異戊酯和異戊醇的絕對含量相差很小且明顯高于其他香型，三種化合物含量分別達了26.74 mg/L，10.35 mg/L，557.07 mg/L。由此可見，馫香型中風(fēng)味化合物的種類和含量都與濃、清、醬三種香型有一定的相似度，卻又形成了自己獨特的風(fēng)味。