杂粮红曲酒高级醇及其挥发性风味物质研究

董洋，刘亚琼，刘姗姗

(1.河北农业大学，河北保定071001；2.正大畜牧投资（北京）有限公司秦皇岛分公司，河北秦皇岛066311)

杂粮红曲酒高级醇及其挥发性风味物质研究

董洋1，2，刘亚琼1，刘姗姗1

(1.河北农业大学，河北保定071001；2.正大畜牧投资（北京）有限公司秦皇岛分公司，河北秦皇岛066311)

红曲黄酒的风味主要是由红曲和酒曲发酵时产生的独特醇香及酯香复合而成的，其风味物质的种类、含量决定着红曲黄酒的感官品质。主要采用气相色谱法和固相微萃取技术检测分析红曲酒的高级醇及挥发性风味物质，该方法具有样品处理时间短、分析简便、操作简单等优点，以期为红曲酒的风味评价和工艺改良提供依据。

红曲黄酒；气相色谱；高级醇；挥发性风味物质

红曲黄酒是一种特型黄酒，其香气是由红曲和酵母发酵产生的醇香及陈酿产生的酯香共同组成。通过对其酒体的分析检测可知，其香气成分以醇、醛、酸、酯、酚等为主，其中主要包括β-苯乙醇、异戊醇、异丁醇、异戊醛、乳酸、乙酸、乙酸乙酯和苯酚等香气成分[1-2]，这些香气成分不仅气味不同，彼此之间还会相互影响并发生累加和抑制等作用。

黄酒的品质主要是通过其酿造风味来进行评判，酒体中的芳香物质、氨基酸和糖分等物质相互融合、协调反应使其具有醇香、果香、曲香、蜂蜜香、焦糖香、烟气香及药香等典型的香气特征[3]，而且其风味物质的种类、阈值、含量及相互之间的作用对黄酒的感官质量也起着决定性的影响，但由于黄酒的风味物质具有易挥发、浓度低、组分复杂等特性，使得对其具体风味的剖析主要取决于分析仪器的发展程度。

20世纪80年代，我国开始对黄酒中风味物质的特征进行分析研究。1980年，王荣民等[4]采用顶空取样与气相色谱相结合的技术初步分析了黄酒中的香气物质组分。1986年，沈国惠等[5]对黄酒中挥发性物质的分析鉴定首次应用了气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）。目前，国内外对黄酒中风味物质特征的研究主要采用GCMS和顶空固相微萃取联用技术（HS-SPME-GC-MS），并且应用此项联用技术检测出了100多种黄酒的挥发性物质。2009年，罗涛等应用HS-SPME-GC-MS技术对不同产地生产的黄酒中54种挥发性成分进行定量分析，并比较了香气活力值[6]。2010年，Yu C等[7]采用HSSPME-GC-MS技术定量分析了古越龙山牌黄酒的香气物质，并检测出66种特征香气成分。2011年，李红蕾等[8]亦采用此技术对黄酒酿造过程中30种特征香气物质的变化规律进行了分析。2012年，Fan W L等[9]采用GC-O和HS-SPME-GC-MS联用技术对黄酒中的香气组分进行分析鉴定，并检测出了57种挥发性物质，定量分析了其中52种挥发性组分。

本研究对生料发酵和熟料发酵的杂粮红曲酒中高级醇及其挥发性风味物质的种类和含量进行比较研究，以期为杂粮红曲酒的工艺改进和品质提升提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂及仪器

酒样：市售。

色谱甲醇：美国蓝白LABSCIENCE公司；乙酸乙酯、苯甲醇、β-苯乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、异丙醇、异丁醇、异戊醇、4-甲基-2-戊醇：国药集团；NaCl，天津市天力化学试剂有限公司；3-辛醇，Sigma公司。

仪器设备：恒温水浴锅，上海比朗仪器有限公司；Agilent-7890B自动进样气相色谱仪，美国Agilent公司；DB-624(30 m×0.25 mm×0.25 μm)毛细管色谱柱，美国Agilent公司；7890A-5975C Agilent气质联用仪，美国Agilent公司；萃取纤维头（50/30 μm DVB/CAR/PDMS），Supelco公司。

1.2 实验方法

1.2.1 杂粮红曲酒高级醇含量的检测分析实验设计[10]

（1）色谱条件

色谱柱：DB-624毛细柱(60 m×0.25 mm×1.4 μm)；进样口温度：220℃；检测器温度：300℃；分流比：10∶1；进样量：1 μL；载气压力(99.999%的N2)：0.50 MPa；柱温升温程序：

（2）标准曲线的绘制

甲醇标准曲线的绘制：准确称取3.2 g的色谱甲醇溶液置于100 mL容量瓶中，用无水乙醇定容，得到甲醇的标准储备液，吸取标准储备液配制成质量浓度为0.00、0.05g/100mL、0.10g/100mL、0.20g/100mL、0.40g/100mL、0.80 g/100 mL、1.60 g/100 mL和3.20 g/100 mL的甲醇标准溶液，按上述色谱条件进行操作，以甲醇质量浓度和检测峰面积之间的对应关系进行甲醇线性回归分析，得到甲醇的标准曲线，实验均重复3次。

高级醇标准曲线的绘制：准确称取0.32 g的乙酸乙酯、苯甲醇、β-苯乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、异丙醇、异丁醇、异戊醇、4-甲基-2-戊醇标准品置于100 mL容量瓶中，用无水乙醇定容，得到高级醇的混合标准储备液，吸取混标液配制成0.000 g/100 mL、0.005 g/100 mL、0.010 g/100 mL、0.020 g/100 mL、0.040 g/100 mL、0.080 g/100 mL、0.160 g/ 100 mL和0.320 g/100 mL质量浓度的高级醇混合标准溶液，按上述色谱条件进行操作，以高级醇质量浓度和检测峰面积之间的对应关系进行高级醇线性回归分析，得到各高级醇的标准曲线，实验均重复3次。

（3）重现性实验

分别对质量浓度为0.8 g/100 mL的甲醇标准液和0.08 g/100 mL高级醇混合标准液进行检测，实验重复5次，计算实验方法的重现性。

（4）样品制备分析

取1.5 mL酒样用0.22 μm的有机滤膜过滤，按上述色谱条件，采用外标法定量、保留时间定性的方法进行检测，以无水乙醇溶液进行参比，计算红曲酒样品中甲醇、高级醇的含量。

1.2.2 杂粮红曲酒挥发性风味物质的检测分析实验设计[11]

（1）气相色谱与质谱条件

色谱条件：DB-Wax(60m×0.25mm×0.25µm)色谱柱，进样口温度：240℃；检测器温度：230℃；流量：1mL/min，不分流进样；载气：He。

质谱条件：EI+电离源，电子能量：70 eV；灯丝发射电流：0.20 mA；离子源温度：230℃；扫描范围：33～450 amu；检测器电压：350 V。

升温程序：

（2）样品处理方法

取杂粮红曲酒7.5 mL置于20 mL解析瓶中，再向其中加入0.5 g NaCl和200 μL 3-辛醇，在40℃电子恒温水浴锅中平衡15 min，将活化好的萃取纤维头（50/30 μm DVB/CAR/PDMS）插入解析瓶中，在40℃水浴中顶空吸附40 min，拔出后插入GC-MS中进行解析和分离鉴定，重复2次。

（3）定性和定量分析

GC-MS定性：取NIST2005谱库中相似匹配度为80%以上的物质。

GC-MS定量：内标法。

本实验通过对各类香气化合物进行归类，以其总量及特征风味物质为指标，比较酒样中各种风味物质的变化规律。

1.3 实验结果统计分析方法

实验结果采用SPSS 17.0软件进行差异显著性统计分析，显著水平为0.05，采用OriginPro 8.6进行绘图。

2 结果与分析

2.1 杂粮红曲酒高级醇含量的检测分析实验结果

（1）甲醇和高级醇标准曲线的绘制

按照1.2.1的检测方法测定不同浓度的甲醇标准溶液，以甲醇的浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，从而得到甲醇的标准曲线，如图1所示，甲醇的标准曲线为Y= 6785.13X+39.26，R2=0.9997，甲醇的浓度范围分别为0.05～0.32 g/100 mL。

（2）高级醇标准曲线的绘制

采用DB-624毛细管色谱柱(60 m×0.25 mm×1.4 μm)对杂粮红曲酒中的高级醇进行分离，图2是质量浓度为0.320 g/100 mL高级醇混标的色谱图。从图2可看出，乙醇和各高级醇的保留时间按其出峰顺序为：6.483 min、6.918 min、8.587 min、9.432 min、10.714 min、11.923 min、14.329min、14.964min、15.394min、25.620min和27.244min。

以各高级醇的不同质量浓度为横坐标X，对应的峰面积为纵坐标绘制其标准曲线的回归方程，检出限以3倍的信噪比计算。由表1可知，不同浓度的各高级醇相关系数＞0.9999，其线性关系良好，检出限较低。

（3）方法重现性实验

按照1.2.1的方法分别对质量浓度为0.8 g/100 mL的甲醇标准液和0.08 g/100 mL高级醇混合标准液进行检测，实验重复5次，计算实验方法的重现性。结果见表2。

（4）样品检测

按照1.2.1的GC色谱检测方法，对不同发酵方式的杂粮红曲酒、不同水质生料发酵的杂粮红曲酒、市售宋红酒、古越龙山黄酒及女儿红进行检测，从表3可以看出，各酒样中均不含有甲醇和异丙醇，且各高级醇的含量均符合卫生指标的要求。但从高级醇总量上来看，不同发酵方式、不同品牌及不同水质的酒样高级醇含量相差较大，这可能与其发酵方式、生产原料、水质有关。

2.2 杂粮红曲酒挥发性风味物质的检测分析实验结果

按照1.2.2的气质联用技术的检测方法，本实验分别检测不同发酵方式的杂粮红曲酒、宋红酒、古越龙山黄酒、女儿红及不同水质酿造的杂粮红曲酒，如表4所示，利用此方法可以检测到酒样中31种香气物质，其中有16种酯类物质、4种醇、2种醛、2种酸、1种酚，还有6种其他物质。

黄酒中的香气成分主要是由于酵母及发酵过程中其他微生物代谢产生，发酵方式、发酵工艺条件、水质等对其香气成分的生成均有影响。由表4可知，酯类是黄酒中最主要的香气组分，生料发酵酿造的杂粮红曲酒在酯类物质种类和相对含量上均多于熟料发酵的酒样，其中生料发酵的酒样中酯类物质分别为正己酸乙酯、乳酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯、壬酸乙酯、癸酸甲酯、癸酸乙酯、苯甲酸乙酯、丁二酸二乙酯、十一酸乙酯、乙酸苯乙酯、3-苯丙酸乙酯，而熟料发酵的酒样中酯类物质分别为正己酸乙酯、辛酸乙酯、壬酸乙酯、癸酸甲酯、癸酸乙酯、苯甲酸乙酯、丁二酸二乙酯、十一酸乙酯、月桂酸甲酯、月桂酸乙酯、3-苯丙酸乙酯。还有由于水质的不同，用娃哈

哈纯净水、康师傅矿物质水、农夫山泉水生料酿造的杂粮红曲酒中的酯类物质的种类均较多，且相对含量均显著高于熟料发酵的酒样和市售的古越龙山黄酒、女儿红及宋红酒。这说明水质可能会影响红曲酒中酯类物质的生成。醇类和酸类也是黄酒中主要的香气组分，生料发酵的红曲酒醇类和酸类物质的相对含量均高于熟料发酵，且β-苯乙醇是黄酒中主要的高级醇。表4可以明显看出，生料发酵的酒样β-苯乙醇相对含量要高于熟料发酵，但略低于市售宋红酒和古越龙山黄酒，而生料发酵的红曲酒中乙酸含量略微偏高会引起酒体偏酸带涩，说明其酿造方式及工艺条件对杂粮红曲酒中β-苯乙醇和乙酸的生成具有非常重要的影响。

3 结论

3.1 通过对各酒样中高级醇含量的比较可知，不同的发酵方式对杂粮红曲酒中的异戊醇、苯甲醇、β-苯乙醇的影响较大，其中生料发酵的异戊醇含量为259.318 mg/L、苯甲醇含量为117.012mg/L、β-苯乙醇含量为40.046mg/L，而熟料发酵的异戊醇含量为218.069 mg/L、苯甲醇未检出、β-苯乙醇含量为25.176 mg/L；通过与市售宋红酒和不同品牌的黄酒相比可知，生产原料和酿造工艺对酒体中各高级醇含量均有影响。对比不同水质对生料发酵的杂粮红曲酒中高级醇的影响，发现水质对酒体中异戊醇含量影响较大。而且，矿物质水和纯净水酿造的酒体中高级醇含量较低，得到的杂粮红曲酒口感醇和，酒体协调，风味较好。

3.2 采用气质色谱联用技术对不同发酵方式和水质酿造的杂粮红曲酒、市售宋红酒、古越龙山黄酒和女儿红中的挥发性香气成分进行了检测，从一定程度上确定了酒体中香气成分物质的种类和含量，其中β-苯乙醇、癸酸乙酯、乙酸在其香气中所占含量较多，对酒体的香气影响较大。通过比较各酒样中的香气成分的种类和含量可知，酒体酿造的方式及工艺条件、生产原料、水质等对其香气成分均有一定的影响。

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Higher Alcohols and Volatile Flavoring Substances in Monascus Yellow Rice Wine Produced by Miscellaneous Grains

DONG Yang1,2,LIU Yaqiong1and LIU Shanshan1
(1.HebeiAgricultural University,Baoding,Hebei 071001;2.Chia TaiAnimal Husbandry Investment(Beijing) Co.Ltd.,Qinhuangdao,Hebei 066311,China)

The unique flavor of Monascus yellow rice wine is mainly composed of alcohol aroma and esters aroma produced by the fermentation of Monascus and yeast.The sensory quality of Monascus yellow rice wine was determined by the varieties and the content of flavoring substances.Higher alcohols and volatile flavoring substances in Monascus yellow rice wine were measured by GC and solid-phase microextraction technology.Such measurement method had the advantages of simple operation and rapid detection.This study might provide scientific evidence for the judgment of Monascus yellow rice wine and its technical improvement.

Monascus yellow rice wine;gas chromatography;higher alcohols;volatile flavoring substances

TS262.4；TS261.4；TS261.7

A

1001-9286（2017）03-0055-05

10.13746/j.njkj.2016378

河北省科技支撑计划项目（利用北方杂粮酿造红曲酒关键技术研究，项目编号：14236314D-3）。

2016-12-28

董洋(1991-)，女，硕士，研究方向为食品工程。

刘亚琼。

优先数字出版时间：2017-02-13；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20170213.0952.003.html。