籼米米酒和糯米米酒品质的评价

王玉荣，张俊英，潘婷，杜天雨，杨成聪，郭壮*

1(湖北文理学院 化学工程与食品科学学院，鄂西北传统发酵食品研究所，湖北 襄阳，441053) 2(鄂尔多斯生态环境职业学院，内蒙古 鄂尔多斯，017010)

籼米米酒和糯米米酒品质的评价

王玉荣1，张俊英2，潘婷1，杜天雨1，杨成聪1，郭壮1*

1(湖北文理学院 化学工程与食品科学学院，鄂西北传统发酵食品研究所，湖北 襄阳，441053) 2(鄂尔多斯生态环境职业学院，内蒙古 鄂尔多斯，017010)

从湖北省孝感市采集了15个凤窝酒曲样品，以籼米和糯米为原料进行了米酒的酿造，并采用电子舌和色度仪对米酒的品质进行了评价分析。通过主成分分析、多元方差分析和非加权组平均法分析发现，以籼米和糯米为原料酿造的米酒整体滋味品质存在显著差异(P<0.05)。通过冗余分析发现该差异是由于涩味、咸味、甜味、丰度(鲜的回味)和后味A(涩的回味)等5 个指标导致的。经配对t检验发现，以籼米为原料酿造的米酒其涩味、咸味、甜味和后味A(涩的回味)及L*、a*和b*值均显著高于糯米(P<0.05)。使用高效液相色谱法检测发现柠檬酸、苹果酸、乳酸和乙酸为米酒中的主要有机酸，且其在以籼米为原料酿造的米酒中的含量显著偏高(P<0.05)。由此可见，以糯米为原料酿造的米酒其滋味和色泽品质要优于籼米。

米酒；籼米；糯米；品质评价

作为我国传统的低度发酵酒，米酒因具有风味柔和、酸甜适口和营养丰富等诸多特点[1]，而深受消费者喜爱。米酒的制作过程，实质上就是经过酵母菌、根霉和乳酸菌等微生物的作用，使加工原料发生系列生物化学及物理变化的过程[2]，因而原料的化学成分[3]、酒曲种类[4]及发酵条件[5]等均会对其品质产生影响。本课题组在前期研究中发现，生产方式[6]和酒曲来源[7]亦会对米酒的品质产生影响。虽然近年研究人员对红米[8]、香米[9]、黑米[10]和紫米[11]等原料应用于米酒生产的可行性进行了探讨，但不可否认的是籼米和糯米依旧是米酒生产的主要原料。然而令人遗憾的是，目前关于以籼米和糯米为原料酿造米酒品质差异性研究的报道尚少。

滋味和色泽作为米酒品质的重要组成部分，其优劣直接决定了消费者对米酒的可接受性。通过采用人工脂膜传感器技术，电子舌实现了食品中酸、苦、涩、鲜、咸和甜味等6 个基本味及苦、涩和鲜味等3 个基本味回味的数字化评价，具有结果准确和感受阈值及强度与人保持一致的优点[12]，目前已经广泛的应用于啤酒[13]、肉制品[14]、红酒[15]、茶饮料[16]、水产品[17]和乳制品[18]等食品的滋味品质评价中，本课题组前期研究也表明其在米酒的滋味品质评价中具有一定的应用潜力[19]。通过直接显示三刺激值并将其转换为颜色空间标度，色度仪可以对食品的亮度、红绿度和黄蓝度进行测定，同时还可以对不同样品间的色差进行计算[20]，目前广泛的应用于即食米粉[21]、肉类[22-23]、面条[24]和水果[25]等食品色泽评价领域。

本研究以籼米和糯米为原料，使用从孝感采集到的15 个凤窝酒曲进行了米酒样品的制备。通过采用电子舌和色度仪，从滋味和色泽两个维度对米酒品质进行了评价，同时使用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography，HPLC)对样品中有机酸的含量进行了测定，进而探讨了原料种类对米酒品质的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

籼米和糯米，市售；凤窝酒曲，从湖北省孝感市孝南区、大悟区、孝昌区县和安陆县采集，合计15 个；内部溶液、参比溶液、阴离子溶液、阳离子溶液和预处理溶液，日本Insent公司；草酸、琥珀酸、酒石酸、柠檬酸、苹果酸、乳酸、醋酸、H3PO4、KCl和KH2PO4均为分析纯，购于洛阳化学试剂厂；甲醇和异丙醇均为色谱纯，购于国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

LRH-150生化培养箱，上海一恒科学仪器有限公司；SA 402B电子舌，日本Insent公司；SHZ-D水循环多用真空泵，巩义市予华仪器有限责任公司；LXJ-IIB低速大容量多管离心机，上海安亭科学仪器厂；LC20ADXR高效液相色谱仪，日本岛津公司；Inertsil C18液相色谱柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)，日本岛津公司；ΜLtraScan XE色度仪，美国Hunterlab公司；玻璃储酿器，市售。

1.3 方法

1.3.1 米酒曲的采集和米酒的制作

糯米经浸泡、蒸煮、摊凉和淋冷等工艺后，按照每 kg添加3 g米酒曲的比例，将糯米与15个米酒曲样品分别搅拌均匀，同时添加干糯米质量1/2的煮沸冷凉的水，然后置于储酿器中搭窝，于28 ℃发酵48 h备用。

以籼米为原料进行米酒制作时除不将原料进行浸泡外，其他工艺流程与糯米相同。

1.3.2 米酒各滋味指标的测定

1.3.2.1 米酒样品的处理

称取200 g米酒样品，常温下3 000×g离心10 min，取上清液使用快速滤纸抽滤后，滤液备用。

1.3.2.2 传感器的活化

酸、苦、涩、咸和鲜味测试传感器活化：向CA0、C00、AE1、CT0和AAE等5个测试传感器中分别加入200 μL内部溶液，并置于参比溶液中浸泡24 h；甜味传感器活化：向GL1测试传感器中加入200 μL内部溶液，并置于预处理溶液中浸泡24 h；参比传感器活化：向参比传感器中加入内部溶液，并置于3.3 mmol的KCl溶液中浸泡24 h。

1.3.2.3 基本味及回味的测定

经阳离子或阴离子溶液洗涤后的CA0、C00、AE1、CT0、AAE和GL1等6 个传感器，于参比溶液中浸泡30 s，测得参比电势Vr后，于样品溶液中亦浸泡30 s，测得样品溶液电势Vs，Vs-Vr即为样品酸、苦、涩、咸、鲜和甜味的强度值；经洗涤后，传感器C00、AE1和AAE于参比溶液中浸泡30 s，测得电势Vr’，Vr’-Vr即为后味A(涩的回味)、后味B(苦的回味)和丰度(鲜的回味)的强度值。

使用SA 402B电子舌每个循环最多可对10 个样品进行测试，为减小系统误差，每次测定时均添加同一个样品作为内参样品。数据处理时，待测样品减去同循环内参样品的强度值，即可得到每个待测样品各滋味指标的相对强度值。每个米酒样品重复测定4 次，选取后3 次的测量数据作为本研究的原始数据。

1.3.3 米酒色度的测定

将米酒样品搅拌均匀装入50 mm×50 mm比色皿后，采用色度仪对其色度进行测定，测试模式为反射，读数以CIE1976色度空间值L*(暗→亮：0→100)，a*(绿-→红+)，b*(蓝-→黄+)表示。

1.3.4 米酒中有机酸的测定

1.3.4.1 检测条件

Inertsil C18液相色谱柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)；检测器：紫外吸收检测器；柱温：30 ℃；流动相：KH2PO40.01 mol/L，用H3PO3调节pH至2.3；流速：0.8 mL/min；进样量：10 μL；检测波长：215 nm。

1.3.4.2 标准曲线绘制

分别称取草酸、琥珀酸、酒石酸、柠檬酸、苹果酸、乳酸和乙酸等7 种标准品各1.5 g，用超纯水溶解并定容至50 mL，配置成3 g/L的混合标准母液。用超纯水逐级稀释，制成质量浓度范围为0.001～3 g/L的系列混合标准工作溶液。上机测定后，以质量浓度为自变量(X)，以峰面积为因变量(Y)，对回归方程进行拟合并计算相关系数。

1.3.4.3 样品处理及测定

使用流动相将米酒样品稀释10 倍后，于90 ℃水浴锅中水浴30 min，冷却后12 000×g离心10 min，上清液经0.22 μm水相滤膜过滤后，置2 mL进样瓶中测定。

1.3.5 统计分析

使用配对t检验对籼米和糯米酿造米酒各滋味指标、各色度指标和各有机酸含量的差异性进行分析；使用主成分分析法(principal component analysis，PCA)、多元方差分析法(mμLtivariate analysis of variance，MANOVA)和非加权组平均法(unweighted pair-group method with arithmetic means, UPGMA)对籼米和糯米酿造米酒滋味品质整体结构的差异性进行分析；使用冗余分析(redundancy analysis，RDA)对与籼米和糯米酿造米酒滋味品质整体结构差异显著相关的指标进行分析。

除RDA采用canoco 4.5软件(Microcomputer Power，NY，USA)外，其他分析均采用Matlab 2010b软件(The MathWorks，Natick，MA，USA)。使用Origin 8.5软件(OriginLab，MA，USA)作图。

2 结果与分析

2.1 籼米和糯米酿造米酒滋味的分析

2.1.1 籼米和糯米酿造米酒各滋味指标差异性分析

由表1可知，以籼米为原料酿造的米酒其酸味、涩味、咸味、甜味和后味A(涩的回味)等5 个指标要显著高于糯米(P<0.05)，而在苦味、鲜味、后味B(苦的回味)和丰度(鲜的回味)等4 个指标上差异不显著(P>0.05)。

表1 籼米和糯米酿造米酒各滋味指标相对强度的差异性分析(n=30)

注：0.23(-6.11-1.76)分别表示中位数,(最小值-最大值)，下同。

2.1.2 籼米和糯米酿造米酒滋味品质整体结构的差异

滋味是水溶性呈味物质相互作用刺激食用者味蕾产生的感觉，因而在食品的滋味品质评价研究中仅孤立的对某一个滋味指标进行分析是不足的。在对米酒各滋味差异性分析的基础上，本研究进一步采用PCA、UPGMA、MANOVA和RDA等多元统计学方法对籼米和糯米酿造米酒滋味品质整体结构的差异性进行了分析，对于两类米酒滋味品质整体结构差异显著相关的指标进行了鉴定。

图1 籼米和糯米酿造米酒滋味品质的PC1与PC2因子载荷图Fig.1 Graphical representation of the principal component analysis of the taste profile characterization of rice wine fermented by indica rice and glutinous rice showing PC1 vs.PC2: Factor loading

经PCA发现，籼米和糯米酿造米酒整体滋味品质的信息主要集中在前3 个主成分，其累计方差贡献率为91.96%。由图1可知，第一主成分主要由甜味、咸味、涩味和后味A(涩的回味)等4 个指标构成，第二主成分由酸味和丰度(鲜的回味)等2 个指标构成，其贡献率分别为36.39%和33.34%。

由图2可知，当以原料的种类为分组依据时，30个样品可以分为2组，籼米和糯米酿造的米酒样品呈现出明显的聚类趋势，因此，可以定性认为两者滋味品质存在明显差异。由图2亦可知，当以米酒曲为分组依据时，30个样品可以分为15个组，同一米酒曲制备的籼米和糯米米酒没有明显的聚类趋势。综上所述，我们可以定性的认为以籼米和糯米为原料酿造的米酒其滋味品质存在明显的差异，且原料种类对米酒滋味品质的影响要大于米酒曲。

图2 籼米和糯米酿造米酒滋味品质的PC1与PC2因子得分图Fig.2 Graphical representation of the principal component analysis of the taste profile characterization of rice wine fermented by indica rice and glutinous rice showing PC1 vs.PC2: Factor scores注：数字为所用米酒曲的编号，黑三角1号和白三角1号，分别代表了使用1号米酒曲制备的籼米和糯米米酒样品。

为了对上述推论进行验证，本研究进一步采用MANOVA对不同分组米酒样品滋味品质的差异性进行了分析。经分析发现，当以原料的种类为分组依据时，不同分组之间差异显著(P=1.413E-8)，而以米酒曲为分组依据时，不同分组之间无显著差异(P=0.267)，这说明上述推论是正确的。

图3 基于UPGMA的籼米和糯米酿造米酒滋味品质评价Fig.3 The cluster analysis of the taste profile characterization of rice wine fermented by indica rice and glutinous rice based on UPGMA注：D和N分别代表以籼米和糯米为原料酿造的米酒，数字为所用米酒曲的编号。

为了验证PCA结果，本研究进一步采用UPGMA对以籼米和糯米为原料酿造米酒的滋味品质进行了分析。由图3可知，当平均距离取4.2时，30 个米酒样品可以形成5 个聚类，其中聚类I包含11 个样品，均由籼米酿造米酒构成；聚类II和III均包含6 个样品，均由糯米酿造米酒构成；聚类IV包含6 个样品，其中籼米和糯米酿造米酒样品各占一半；聚类V只包含1 个糯米酿造米酒样品。由此可见，UPGMA结果与PCA结果一致，即以籼米和糯米为原料酿造的米酒其滋味品质存在显著的差异，且原料种类对米酒滋味品质的影响要大于米酒曲。

2.1.3 与籼米和糯米酿造米酒滋味品质整体结构差异显著相关指标的鉴定

通过PCA和UPGMA等无监督的多元统计学分析，本研究证实了以籼米和糯米为原料酿造的米酒其滋味品质整体结构存在明显的差异。通过配对t检验，本研究亦发现了两类米酒样品间的部分滋味指标存在显著的差异。然而米酒滋味品质整体结构的不同，是不是由这些有差异的指标导致的，是本研究需要进一步验证的问题。作为一种有监督的多元统计学方法，通过解释变量的线性组合RDA可以尽最大可能解释响应变量的变异度[26]。本研究使用RDA，以原料的种类(籼米/糯米)作为起约束作用的解释变量，对9 个米酒滋味指标数据组成的响应变量进行了解释，进而对与米酒差异显著相关的指标进行了鉴定。分析结果表明，数据中有11.5%的变异度能够被以籼米/糯米的分组所解释，通过蒙特卡罗置换检验(Monte Carlo permutation test)发现这一约束因素具有显著性(P=0.028)。由图5可知，涩味、咸味、甜味、丰度(鲜的回味)和后味A(涩的回味)等5 个指标与RDA排序图约束轴上的样本赋值良好相关，因而上述5 个指标代表了籼米和糯米酿造米酒滋味品质总体结构差异显著相关的关键滋味。由图5亦可知，涩味、咸味、甜味和后味A(涩的回味)等4个指标位于籼米酿造米酒样品一侧，这说明由籼米酿造的米酒其涩味、咸味、甜味和后味A(涩的回味)可能高于糯米。结合表1分析结果我们可知，上述4 个指标在不同原料酿造米酒中的差异具有统计上的显著性(P<0.05)。值得一提的是，虽然丰度指标位于糯米酿造米酒样品一侧，但经配对t检验发现其差异性不显著(P>0.05)。由于涩味、咸味和和后味A(涩的回味)为米酒的缺陷型指标，由此可见，以糯米为原料酿造的米酒其滋味要优于籼米。

图4 RDA 双序图Fig.4 Biplot of the RDA注：P=0.028表示蒙特卡罗置换检验值。

2.2 籼米和糯米酿造米酒色度的分析

由表2可知，通过配对t检验发现，籼米酿造的米酒其明亮度显著高于糯米(P<0.05)，此外较之糯米，籼米酿造的米酒颜色明显偏红色和偏黄色(P<0.05)。通过计算色差(△E*)发现，使用同一米酒曲酿造的籼米和糯米米酒样品其平均色差为3.20，即两类米酒样品在色度上的差异是可以通过肉眼感知到的。众所周知，米酒的颜色多为乳白色，由此可见，使用糯米酿造的米酒其色泽要优于籼米。

表2 籼米和糯米酿造米酒各色度指标的差异性分析(n=30)

2.3 籼米和糯米酿造米酒有机酸含量的分析

通过使用HPLC对质量浓度在0.001～3 g/L的系列混合标准工作溶液进行分析，本研究对测得的各值进行了线性回归拟合，并通过相关系数计算对回归方程的可行性进行了评价，结果见表3。由表3可知，除琥珀酸相关系数为0.999 8外，其他6 种有机酸的相关系数均为0.999 9，说明7 种有机酸的峰面积与其对应的组分质量浓度呈现良好的线性相关性。由表3亦可知，米酒中的有机酸主要包括柠檬酸、苹果酸、乳酸和乙酸，虽然含有草酸、琥珀酸和酒石酸，但其含量较少。经配对t检验发现，以籼米为原料酿造的米酒7 种有机酸的含量均显著高于糯米(P<0.05)。

表3 籼米和糯米酿造米酒有机酸含量的差异性分析(n=30)

3 结论

本研究使用电子舌和色度仪对不同原料酿造米酒的品质进行了评价，结果表明以糯米为原料酿造的米酒其滋味品质和色泽要优于籼米。本研究亦使用HPLC对米酒中有机酸的含量进行了测定，结果表明柠檬酸、苹果酸、乳酸和乙酸为米酒中的主要有机酸，且以籼米为原料酿造的米酒中有机酸的含量要显著高于糯米。

[1] 苏钰亭,赵思明.甜米酒加工技术与品质特征研究进展[J].中国酿造,2014,33(4):27-30.

[2 ] 殷文政,樊明涛.食品微生物学[M].北京:科学出版社,2015:268-271.

[3] 杨停,贾冬英,马浩然,等.糯米化学成分对米酒发酵及其品质影响的研究[J].食品科技,2015,41(5):119-123.

[4] 胡银川,李明元,徐坤,等.菌种混合提高小曲米酒出酒率研究[J].中国酿造,2009,28(3):110-112.

[5] 刘家兴,迟原龙,胡小飞,等.米酒酿造的糖化条件优化[J].中国酿造,2014,33(10):18-21.

[6] 郭壮,汤尚文,蔡宏宇,等.市售与农家自酿孝感米酒滋味品质的比较研究[J].食品工业,2015,36(11):185-188.

[7] 王玉荣,张俊英,胡欣洁,等.湖北孝感和四川成都地区来源的酒曲对米酒滋味品质影响的评价[J].食品科学,2015,36(16):207-210.

[8] 陈祈磊,夏兵兵,丁琦峰,等.红米/籼米半固态酿制米酒的比较研究[J].成都大学学报,2011,30(3):209-211.

[9] 利勤,包清彬,廖玉琴,等.香米米酒加工工艺研究及理化品质分析[J].粮食与饲料工业,2012,35(10):13-17.

[10] 刘达玉,马艳华,王新惠,等.黑米酒的酿造及其品质分析研究[J].食品研究与开发,2012,33(9):86-90.

[11] 熊华,刘森,蒲开阳,等.紫米酒发酵工艺条件的研究[J].食品与发酵工业,2011,37(7):130-134.

[12] KOBAYASHI Y,HABARA M,IKEZAZKI H,et al.Advanced taste sensors based on artificial lipids with global selectivity to basic taste qualities and high correlation to sensory scores[J]. Sensors,2010,10(4):3 411-3 443.

[13] GUTIÉRREZ J M,HADDI Z,AMARI A,et al.Hybrid electronic tongue based on mμLtisensor data fusion for discrimination of beers[J]. Sensors and Actuators B: Chemical,2013,177(2):989-996.

[14] 王霞,徐幸莲,王鹏.基于电子舌技术对鸡肉肉质区分的研究[J].食品科学,2012,33(21):100-103.

[15] RODRIGUEZ-MENDEZ M L,APETREI C,GAY M,et al.Evaluation of oxygen exposure levels and polyphenolic content of red wines using an electronic panel formed by an electronic nose and an electronic tongue[J].Food chemistry,2014,155(7):91-97.

[16] ROY R B,TUDU B,SHAW L,et al.Instrumental testing of tea by combining the responses of electronic nose and tongue[J].Journal of Food Engineering,2012,110(3):356-363.

[17] 张晶晶,顾赛麒,丁玉庭,等.电子舌在中华绒螯蟹产地鉴别及等级评定的应用[J].食品科学,2015,36(4):141-146.

[18] 范佳利，韩剑众，田师，等.基于电子舌的乳制品品质特性及新鲜度评价[J].食品与发酵工业,2009,35(6):177-181.

[19] 郭壮,汤尚文,王玉荣,等.基于电子舌技术的襄阳市售米酒滋味品质评价[J].食品工业科技,2015,36(15):289-293.

[20] FRANCIS F J.Quality as influenced by color[J]. Food Quality and Preference,1995,6(3):149-155.

[21] 辛儒岱,王培培,严姗,等.基于色彩色差计的冲调型米粉焙炒程度判别及指标量化研究[J].食品工业科技,2013,34(13):62-65.

[22] GIROLAMI A,NAPOLITANO F,FARAONE D,et al.Measurement of meat color using a computer vision system[J].Meat science,2013,93(1):111-118.

[23] TRINDERUP C H,DAHL A,JENSEN K,et al.Comparison of a multispectral vision system and a colorimeter for the assessment of meat color[J].Meat Science,2015,102(4):1-7.

[24] 张智勇,孙辉,王春,等.利用色彩色差仪评价面条色泽的研究[J].粮油食品科技,2013,21(2):55-58.

[25] BROTONS J M,MANERA J,CONESA A,et al.A fuzzy approach to the loss of green colour in lemon (CitruslemonL.Burm.f.) rind during ripening[J].Computers and Electronics in Agriculture,2013,98(10):222-232.

[26] ISRAELS AB.Redundancy analysis for qualitative variables[J].Psychometrika,1984,49(3):331-346.

Comparative evaluation of product quality of rice wine fermented by milled rice and long-grain rice

WANG Yu-rong1, ZHANG Jun-ying2, PAN Ting1, DU Tian-yu1,YANG Cheng-cong1,GUO Zhuang1,*

1 (Northwest Hubei Research Institute of Traditional Fermented Food, School of Chemical Engineering and Food Science,Hu Bei University of Arts and Science, Xiangyang 441053, China)2 (Erdos Ecological Environment Career Academy, Erdos 017010, China)

Fifteen Fengwo rice wine koji samples were collected from Xiaogan Hubei province, and the product quality of rice wine fermented by indica rice and glutinous rice were studied by electronic tongue and colorimeter. Through principal coordinate analysis (PCA), multivariate analysis of variance (MANOVA), and unweighted pair-group method with arithmetic means (UPGMA), it was found that there were significant taste differences between rice wine fermented by indica rice and glutinous rice (P<0.05). Meanwhile, astringent, saltiness, sweetness, richness, and aftertaste-A were identified by redundancy analysis (RDA) as key variables significantly associated with the taste profile difference. The results of paired t-test indicated that the relative abundance of astringent, saltiness, sweetness, aftertaste-A,L*,a*andb*of rice wine fermented by indica rice were significantly higher than those by glutinous rice(P<0.05). The composition of organic acid were determinate by high performance liquid chromatography (HPLC) method. The results showed that citric acid, malic acid, lactic acid and acetic acid were majority of the organic acids in rice wine, and were more abundance in the samples fermented by indica rice compared with glutinous rice. Thus, it could be concluded that the rice wine fermented by glutinous rice had better taste and color quality in comparison with indica rice.

rice wine; indica rice; glutinous rice; quality evaluation

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201701031

硕士研究生(郭壮副教授为通讯作者,E-mail：guozhuang1984@163.com)。

湖北省教育厅科学技术研究计划中青年人才项目(Q20152603)

2016-06-13，改回日期：2016-08-30