封缸酒中美拉德反应中风味物质的研究

胡晓云 甘 蓓 江松涛

(1.江西省产品质量监督检测院，江西 南昌 330029；2.南昌大学生命科学与食品工程学院，江西 南昌 330029)



封缸酒中美拉德反应中风味物质的研究

胡晓云1甘 蓓1江松涛2

(1.江西省产品质量监督检测院，江西 南昌 330029；2.南昌大学生命科学与食品工程学院，江西 南昌 330029)

封缸酒属于黄酒类酒品，其营养丰富，同时还具有一定的药用价值和保健功能，本文研究的主要内容包括：封缸酒中美拉德反应的确定；美拉德反应与封缸酒沉淀的产生以及风味物质含量变化之间的关系。研究结果如下：通过对新酿黄酒以及5年、8年、15年封缸酒中氨基酸、还原糖、吸光度、抗氧化性的测定分析，说明了封缸酒在陈酿过程中确实发生了美拉德反应。通过改变温度、pH、Na2SO3、金属离子、还原糖、氨基酸这6种影响美拉德反应速率的因素对新酿黄酒进行处理，分析处理后吸光度和透光率的变化规律，结果表明美拉德反应与沉淀的产生呈正相关关系。对新酿黄酒进行加热、加入赖氨酸、加入葡萄糖以加速美拉德反应，对反应后酒样进行GC-MS分析并与5年陈封缸酒做对比，结果表明封缸酒中的美拉德反应能够产生挥发性风味物质糠醛、2，4-二甲基苯甲醛和3，5-二甲基苯甲醛。

封缸酒 美拉德反应 风味物质

封缸酒是黄酒的一种，因其生产需密封酒缸而得名“封缸酒”，陈酿是优质黄酒生产必不可少的一道工序。新酿黄酒口味粗糙、香味不足、口感辛辣、不柔和、不协调，通过陈酿可改善黄酒的这些不足。陈酿过后的封缸酒酒香浓郁、酒味圆润[1]，同时酒的色泽也会加深，色泽变化的重要原因之一就是酒中发生了美拉德反应[2]。美拉德反应又称为“非酶棕色化反应”，是还原糖与氨基酸、蛋白质之间发生的一系列复杂反应[3，4]。随着反应的进行酒中的还原糖和氨基酸含量会减少，同时美拉德反应产物具有很高的抗氧化性，会使酒中抗氧化性增强[5]。本实验通过对同一酒厂新酿酒及5年、8年、15年封缸酒中氨基酸、还原糖、抗氧化性、吸光度的测定确定封缸酒在陈酿过程中确实发生了美拉德反应。

封缸酒在陈酿过程中会产生沉淀，风味物质含量也有所变化，这些变化和美拉德反应是否有一定的联系。本实验将通过加速或抑制酒中的美拉德反应，在490nm[6]下测定酒的吸光度，800nm[7]下测定酒的透光率，根据吸光度和透光率的变化规律总结美拉德反应和沉淀之间的关系。通过SPMES与GC-MS联用测定反应后酒的风味物质变化[8]，分析实验结果，总结美拉德反应与对风味物质含量的影响。

1 实验部分

1.1 实验材料与试剂

封缸酒：江西省瑞兰封缸酒有限公司。

DPPH(1，1-二苯基-2-三硝基苯肼)、正壬醇：阿拉丁试剂股份有限公司；亚硫酸钠、盐酸、氯化钙、硫酸铜、酒石酸钾钠、氢氧化钠、无水乙醇：西陇化工股份有限公司，分析纯；氯化铁：国药集团化学试剂有限公司，分析纯；葡萄糖：天津市大茂化学试剂厂，分析纯；甲基蓝、甲基红：上海三爱思试剂有限公司；L-赖氨酸：上海蓝季科技发展有限公司，层析纯；磺基水杨酸：天津市恒兴化学试剂制造有限公司，分析纯。

1.2 实验仪器与设备

722N-可见分光光度计：上海精科有限公司；s-433D氨基酸自动分析仪：德国SYKAM公司；eppendorf 5810R离心机：广州安邦生物科技有限公司；KQ2200DB型超声波清洗器：昆山市仪器有限公司；FA1604电子天平：上海天平仪器厂；雷磁PHS-3C pH计：上海精密科学仪器有限公司；电热恒温水浴锅：上海浦东物理光学仪器厂；100um SPME萃取头：上海安谱科学仪器有限公司；固相微萃取手柄：北京飞美斯分析科技有限公司；气相色谱-质谱联用仪：美国安捷伦公司。

1.3 美拉德反应的验证

1.3.1 吸光度的测定

取新酿酒、5年陈封缸酒、8年陈封缸酒、15年陈封缸酒各10mL于干净的小烧杯中，在490nm下对不同年份的酒样进行吸光度测定。

1.3.2 还原糖的测定

预试验：用移液管准确量取菲林试剂Ⅰ、Ⅱ各5mL于200mL锥形瓶中，加35mL蒸馏水，混合均匀后，放在电炉上加热至微沸，用葡萄糖标准溶液进行滴定，当溶液的颜色将要变成红色时，加入2滴次甲基蓝作为指示剂，继续用葡糖糖标准液进行滴定至蓝色消失，记录葡萄糖的用量。

正式试验：用移液管准确量取菲林试剂Ⅰ、Ⅱ各5mL于200mL锥形瓶中，加35mL蒸馏水和比预试验少1mL的葡萄糖标准溶液，加热至溶液沸腾，并保持沸腾状态2分钟，加2滴次甲基蓝作为指示剂，在沸腾状态下用葡萄糖标准液快速滴至反应终点，记录葡萄糖标准液的消耗量。

样品滴定：吸取各年份的酒样5mL于250mL容量瓶中，以各年份酒样代替标准葡萄糖液进行滴定，每个样品重复3次滴定，按公式(1)计算结果。

(1)

式中：m1为5mL菲林试剂Ⅰ、Ⅱ相当于标准葡萄糖的质量(g)；V2为滴定时消耗样品的体积(mL)。X为样品中的还原糖浓度(g/L)。

1.3.3 抗氧化性测定

取各年份封缸酒酒样2mL以及2mL 0.1mmoL/L的DPPH溶液于10mL离心管中，在暗处反应30min，517nm下测定反应后各试样的吸光度A1。同样的方法测定2mL酒样和2mL无水乙醇反应后的吸光度A0，以及2mLDPPH溶液和2mL无水乙醇反应后的吸光度A2。按照公式(2)计算封缸酒对自由基的清除率，清除率越高表示样品的抗氧化性越强。

清除率={1-(A1-A0)/A2}×100%

(2)

1.3.4 氨基酸的测定

吸取各年份酒样约8ml于离心管中，4000r/min下离心5分钟。用移液枪吸取上清液1ml于另外的离心试管中，加入2%磺基水杨酸9ml，混匀，静置15min。4000r/min下离心20分钟，取上层清液，过0.22um膜后用氨基酸自动分析仪检测。

1.4 美拉德反应对挥发性风味物质含量的影响

1.4.1 样品前处理

取5mL反应后的酒样于20mL顶空瓶中，加入5uL8.2g/L的壬醇作为内标，再加入1.5g氯化钠，先在50℃的恒温水浴锅内预热10min，然后将萃取头插入到顶空瓶内，使纤维头距离液面上方1.5cm左右，在磁力搅拌下萃取45min。

1.4.2 色谱条件

色谱柱：选择毛细管色谱柱DB-WAX为色谱柱，色谱柱长60米，内部直径0.25mm，液膜厚度0.25um。

萃取头：DVB/CAR/PDMS。

色谱条件：进样口的温度为260℃，解析时间为5分钟，程序升温的起始温度是45℃，恒温2min后，以4℃/min升高至85℃，再以4℃/min升高至235℃，保持10min。

1.4.3 测定分析

将萃取头取出，插入到进样口中进行进样分析。

2 实验结果与讨论

2.1 封缸酒中的理化指标测定结果

2.1.1 吸光度测定结果

图2.1 不同年份酒样的吸光度

从图可以看出随着贮存年份的增加，封缸酒的吸光度逐渐变大，说明贮存过程中可能发生了美拉德反应。

2.1.2 还原糖测定结果

不同年份酒样的还原糖测定结果如表2.1，从表中可看出随着年份的增加还原糖的测定值逐渐变大，导致结果还原糖测定结果呈上升趋势的原因可能是封缸酒在陈酿过程中发生美拉德反应，1个葡萄糖分子与氨基酸反应产生了多个醛基类物质。

表2.1 不同年份酒样中的还原糖含量

2.1.3 抗氧化性测定结果

表2.2 不同年份的酒样对DPPH自由基的清除率

从表2.2可以看出随着年份的增加封缸酒的抗氧化性逐渐增强，说明了陈酿过程中可能发生了美拉德反应。

2.1.4 氨基酸含量的测定

各年份酒样中的氨基酸含量测定结果如表2.2所示。赖氨酸是美拉德反应中活性最强的氨基酸，即使是处于蛋白质分子中也能进行美拉德反应，从表2.2可以看出随着贮存时间增加，赖氨酸的含量明显低于新酿黄酒，总氨基酸含量也呈下降趋势，但15年陈酿酒中的氨基酸略高于5年陈和8年陈封缸酒，造成这一现象的原因可能是15年陈封缸酒酿造原料中的蛋白含量偏高造成的。各年份酒样中氨基酸所占总氨基酸的比重分别为：8.45%、4.17%、3.17%、2.6%。可以看出随着年份的增加赖氨酸的比重越来越低，说明陈酿过程中可能发生了美拉德反应。

表2.3 不同年份酒样中的氨基酸含量

2.2 各因素处理后酒样吸光度、透光率的变化

通过加速或抑制酒中的美拉德反应，测定反应后酒样的吸光度和透光率，其测定结果如下图2.2～2.5所示。

图2.2 不同温度下酒样的变化

从图2.2可中吸光度曲线和透光率曲线可以看出，随着温度的升高吸光度逐渐增大，而透光率逐渐降低。吸光度升高说明美拉德反应加深，透光率降低说明产生了浑浊，即美拉德反应与沉淀的生成呈正相关关系。

图2.3 不同pH下酒样的变化

从图2.3可以看出随着pH的变大，吸光度逐渐增大，但透光率无明显变化规律。说明了美拉德反应会随着pH的增加而加强，但是随着美拉德反应的加强，沉淀无明显趋势。这可能和蛋白质的溶解度有关，蛋白质的溶解性和溶液的pH值有关，在不同的pH下其溶解度不一导致其透光率的不规律性。

从图2.4吸光度曲线可以看出Na2SO3对美拉德反应有抑制作用，美拉德反应随其用量的增加而减弱，而透光率随着用量的增加而变大，说明美拉德反应与沉淀之间呈正相关关系。

图2.4 不同Na2SO3添加量下酒样的变化

图2.5 不同CaCl2添加量下酒样的变化

从图2.5可以看出随着CaCl2用量的增加，吸光度先下降后上升，即美拉德反应先减弱后慢慢增强，透光率先上升后下降，即沉淀量呈先降低后上升趋势。沉淀的生成和美拉德反应呈正相关关系。

从图2.6、图2.7可以看出，增加酒样中美拉德反应的底物浓度(葡萄糖和赖氨酸)时，酒的吸光度显著上升，说明酒的美拉德反应较强烈；透光率明显下降说明随着美拉德反应的加强，沉淀产生增多。当葡萄糖添加量为2g/L或者赖氨酸添加量为0.8g/L时酒的吸光度达到最大，对酒中的美拉德反应促进效果最佳。由图2.6、图2.7可知美拉德反应与沉淀的产生有正相关关系。

图2.6 不同葡萄糖添加量下酒样的变化

图2.7 不同赖氨酸添加量下酒样的变化

2.3 GC-MS风味物质测定结果

图2.8 新酿黄酒的GC-MS分析

图2.9 加热处理后的黄酒GC-MS分析

图2.10 加入赖氨酸处理后的黄酒GC-MS分析

图2.12 5年陈封缸酒GC-MS分析

表2.4 GC-MS分析结果

从表2.4可以看出经过处理热处理、加入赖氨酸处理和葡萄糖处理后的酒样中产生了糠醛、2，4-二甲基苯甲醛、3，5-二甲基苯甲醛以及2，4-二叔丁基苯酚，但是在5年陈封缸酒中未检测到2，4-二叔丁基苯酚且它的含量在3种条件下基本不变，说明2，4-二叔丁基苯酚可能是酒样在高温下某些物质反应产生的，不是美拉德反应的产物。糠醛、2，4-二甲基苯甲醛、3，5-二甲基苯甲醛这三种物质在5年陈封缸酒中也检测到了，且加入赖氨酸和葡萄糖后这3种物质含量有所增加，说明这3种物质是美拉德反应产生的。异戊醇、苯甲醛含量比新酿黄酒降低了，这可能是由于加热过程中异戊醇和苯甲醛和其他物质发生了反应导致其含量有所降低，壬醛、苯乙醇、琥珀酸二乙酯、乙酸苯乙酯变化不大。说明封缸酒中的美拉德反应能够产生挥发性风味物质糠醛、2，4-二甲基苯甲醛和3，5-二甲基苯甲醛。

3 结论

通过对不同年份酒样中的吸光度、氨基酸含量、抗氧化性、还原糖含量的测定分析，说明了封缸酒在陈酿过程中中发生了美拉德反应。

美拉德反应与沉淀之间的关系分析试验表明美拉德反应与沉淀的生成有正相关关系。

GC-MS的分析结果表明封缸酒中美拉德反应能够产生挥发性风味物质糠醛、2，4-二甲基苯甲醛和3，5-二甲基苯甲醛。

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[2]周建弟，丁关海.美拉德反应及其产物对绍兴酒的影响[J].中国酿造，2006(10)：67-67.

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[6]胡慰望，谢笔钧.食品化学[M].科学出版社，1992，50-53.

[7]姬中伟，毛健，马俊孝.助凝剂和超滤处理对黄酒稳定性的影响[J].食品与机械，2007，4(23)：24-26.

[8]叶庆，马永昆，等.超高压催陈丹阳封缸酒香气成分变化的GC-MS分析[J].酿酒科技，2013(7)：97-100.

Thestudy of maillard action and flavor compounds in jar-sealed rice wine

HU Xiao-yun1GAN Bei1JIANG Song-tao2
(1.Jiangxiprovincialproductqualitysupervisiontestingcollege，JiangxiNanchang330029；2.Collegeoflifescienceandfoodengineering，NanchangUniversity，JiangxiNanchang330029)

The jar-sealed rice wine is one kind of rice wine，its full of many nutrition and has some medicine value and healthy function.The main contents of this article include：the confirmation of maillard action in the jar-sealed rice wine，the connection of maillard action with the precipitate and the flavor content，analysis of precipitation components and the stability research of the jar-sealed rice wine.The conclusion are as follows：

By testing and analyzing theamino acids，reducing sugars，absorbance，and anti-oxidation of the new rice wine and different years sealed rice wine，the result shows that the maillard action happened during the aging in the jar-sealed rice wine.

By changing the temperature，PH，Na2SO3，metal ions，reducing sugars and amino acids which affect maillard reaction rate in the new rice wine，analysis the change rules between the absorbance and the luminousness.results show that the maillard reaction and the generation of precipitation are positively correlated.

To speed up the maillard reaction in the flash rice wine by heating，adding lysine，adding glucose.Analysis the samples by GC-MS and compare to the 5-year jar-sealed rice wine，the result shows that the maillard in the rice wine can product furfural，2，4-dimethyl benzene，formaldehyde，3，5-dimethyl benzene formaldehyde.

Jar-sealed rice wine；maillard action；flavor compounds