不同馏分清香型白酒感官质量与风味构成相关性分析

胡景辉 ，尉嘉眙，刘永贵，栗 伟，张明刚，栗永清，陈 沙，李 楠，韩兴林

（1.中国食品发酵工业研究院有限公司，北京 100015；2.黑龙江垦区天隆酒业有限公司，黑龙江双鸭山 155132；3.广西大学生命科学与技术学院，广西南宁 530004）

中国白酒是世界六大蒸馏酒之一，因其独特的生产工艺和产品风格而享誉全球，清香型是白酒四大基本香型之一，酒体清香纯正，具有清、爽、绵、甜、净的典型风格。清香型白酒采用“清蒸清烧二次清”生产工艺，最终得到“大米查酒”和“二米查酒”，因入缸发酵和配料等工艺条件的不同，造成了两米查酒在质量和风味上存在一定差异[1-3]。

在传统白酒生产过程中讲究“产香靠发酵，提香靠蒸馏”[4]，可见蒸馏是决定酒体质量的一个关键环节。蒸馏是将不同沸点和不同溶解性的微量风味分段蒸出，同时在蒸馏过程中由于热化学反应，某些风味物质发生热分解或重组而生成新的风味物质，例如随着温度的升高醇和酸发生酯化反应，使酯类物质含量再次增加[5-9]。李学思等[10]分析了浓香型白酒在蒸馏过程中总酯含量随酒精度的降低呈“下降-平衡-上升-下降”趋势；张鹏等[11]研究发现，浓香型白酒在蒸馏过程中己酸乙酯、乙酸乙酯和丁酸乙酯在酒中的含量随着时间的延长而趋于下降，乳酸乙酯含量与酒精度变化相反，呈现先下降后上升的变化趋势。

随着蒸馏的进行，不同物质先后分段馏出，导致不同馏分酒质量和风味的差异，本研究初步分析了清香型白酒不同米查次的同段馏分酒中风味物质差异，然后通过专业感官品评和主成分分析等方法分析酒体感官质量与风味物质构成之间存在的相关联系，为酒企科学蒸馏、量质摘酒和分级贮存提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂及仪器

原料：东北产优质高粱和大黄米。

试剂及耗材：标准品（色谱纯）：己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸乙酯等，ACROS ORGANICS 公司；乳酸、乙酸、己酸等，Sigma-Aldrich 公司；正丙醇、正丁醇、异戊醇、乙醛、乙缩醛等，Fluka 公司，纯度≥97%。

仪器设备：AutoSystem XL 气相色谱仪、CPWax 57CB毛细管色谱柱（50 m×0.25 mm×0.2 μ m），美国PerkinElmer 公司；ICS-3000 型离子色谱仪，配有EG40 淋洗液自动发生器、电导检测器和Chromeleon 6.80 色谱工作站，美国Dionex 公司；Ionpac AS11-HC 型分离柱(250 mm×4 mm)、Ionpac AG11-HC 型保护柱(50 mm×4 mm)，美国Thermo公司；ASRS-ULTRA 阴离子抑制器，美国Dionex公司。

1.2 试验方法

1.2.1 常规风味物质定量分析方法

①气相色谱法[12]

柱温程序：起始温度30 ℃，恒温5 min，以5 ℃/min 程序升温至60 ℃，以6 ℃/min 程序升温至120 ℃，恒温5 min，以8 ℃/min 程序升温至210 ℃，恒温5 min；载气（高纯氮）：流速1 mL/min，分流比10∶1；氢气：流速为45 mL/min；空气：流速为450 mL/min；检测器温度：260 ℃；进样器温度：240 ℃；进样量：1 μL。

②离子色谱法[13]

柱温：30 ℃；流动相：EG 淋洗液发生器自动产生淋洗液梯度淋洗；流速：1.1 mL/min；抑制器再生模式：外加水电抑制；电导检测器检测；进样量：25 μL。

1.2.2 摘酒方法

发酵完成之后按正常操作工艺上甑蒸馏，监控流酒过程中的酒精度变化，从出酒开始，除酒头部分外，每隔5%vol 为一馏分混合摘出后取样，按流酒顺序进行编号，见表1。

表1 不同米查次馏分酒样

1.2.3 感官品评方法

由5 名国家品酒师及经过筛选、培训的5 名研究生组成感官品评小组，品评员对每个酒样样品进行品评。根据清香型白酒感官要求对酒体香气和口感进行打分，具体指标要求见表2。

本工程外压力对管道等级影响较小，确定管道压力等级主要为管道内水压力。滩地片区管线最高点水位为529.1 m，最低点位于涝河河道，高程为497.5 m，高差为31.6 m。根据《农田低压管道输水灌溉工程技术规范》（GB/T 20203-2006），管道压力为最大工作压力的1.4倍。管道内水压力为44.2 m，管道公称压力为0.4 MPa。项目区分为两个片区，分别为涝河滩地片区与贤庄片区。管道最大工作压力为管网灌溉系统进口压力Hin，管网进口压力计算如下：

表2 清香型白酒感官要求及评分范围

1.3 工艺控制参数

采用清香型白酒传统地缸发酵工艺，以高粱和大黄米为原料（高粱∶大黄米=9∶1），大米查正常发酵蒸馏完成之后再次加入一定比例的大曲和稻壳进行二次发酵。两个米查次白酒生产工艺之间存在一定差异，尤其是在配料使用情况方面，两米查次工艺参数情况见表3。

表3 企业清香型白酒生产工艺参数

2 结果与分析

2.1 主要风味物质含量变化规律

清香型白酒中主要含有酯、酸、醇和醛等风味物质，通过气相色谱和离子色谱等方法共定量检测出40 种风味物质，其中酯类物质14 种，酸类物质8种，醇类物质13 种，醛类物质5 种。清香型白酒的香味成分主要是以乙酸乙酯为主的酯类、以正丙醇、异丁醇和异戊醇为主的高级醇类、以乙酸和乳酸为主的酸类等香味成分组成[14]。将两米查不同馏分酒中各主要风味物质含量的变化制成曲线图，结果见图1。

从图1 可看出，白酒中乙酸乙酯在蒸馏前期含量最高，此时在大米查酒中含量高于二米查同段馏分，随后快速下降到最低并在同一含量水平保持稳定，而乳酸乙酯含量随着蒸馏的进行而不断升高，在大米查酒中明显高于二米查酒同段馏分；乙酸和乳酸含量均不断升高，在大米查酒中两者相差不大，但在二米查酒中两者之间含量差异增大；主要高级醇类风味物质在两米查不同馏分酒中含量及变化趋势均无较大差异，呈现不断下降趋势。

2.2 不同风味物质间相对含量变化规律

白酒中的风味物质十分丰富，酒体中酸酯和醇酯的平衡关系是衡量酒体质量的重要因素，即酒体中所含酸类物质、醇类物质与酯类物质总量之间的比例关系，称为酸酯比和醇酯比，如名优清香型白酒中醇酯比应为1∶3以下[15]。乙酸乙酯和乳酸乙酯以及乙醛和乙缩醛之间的量比关系，对白酒质量和风格具有很大影响，一般清香型白酒中乙酸乙酯与乳酸乙酯之比（乙乳比）为1∶0.8，乙醛与乙缩醛之比（缩醛比）为1.14∶1 最适宜[16-17]。计算两米查不同馏分酒中主要风味物质含量间的量比关系，结果见表4。

由表4 可知，二米查酒醇酯比、酸酯比均高于大米查同段馏分酒，说明在二米查酒中酯类物质含量占比较小，而醇和酸类物质占比例较大，且二米查酒中酸酯比不断增大，未出现下降趋势。二米查酒中乙乳比均高于同段馏分酒，说明在二米查不同馏分酒中乙酸乙酯含量占总酯比均大于大米查同段馏分酒。而在醛类物质中，两米查白酒乙醛与乙缩醛比值相差不大，均在不断升高，说明在蒸馏过程中乙醛含量比重在不断上升。

2.3 酒体感官质量变化

由感官品评小组对20 个不同馏分酒样进行感官评分计算平均分数，结果见表5。

由表5 可知，在不同米查次的不同馏分酒中，酒体复合酯香和绵甜口感得分均随着馏分段的增加而呈现先上升后下降趋势，且酸味不断增强，苦味不断下降。在大米查中，第3 段馏分酒复合酯香最好，为9.6 分，第5 段馏分酒绵甜口感最好，为7.8分；二米查酒中，第2 段馏分酒复合酯香最好，为9.0分，第4段馏分酒绵甜口感最好，为7.3分。

2.4 主成分分析

主成分分析法（Principal components analysis，PCA）是主要通过转换和降维处理将多个变量转化为少数几个主成分，用较少的综合指标概括存在于大量实验数据中的信息，是解决存在多数变量且各变量之间存在一定联系等相关问题的一种有效方法。白酒中存在种类众多的微量成分，各种微量成分间也存在一定程度上的联系，因此可利用主成分分析法对其进行分析[12，18]。

表4 不同米查次馏分酒中主要风味物质量比关系

表5 不同馏分酒样得分结果

采用SIMCA-P 13.0 软件对酒样的风味物质数据进行主成分分析，其结果见图2、图3。

横坐标为每个样品在第一主成分得分值，纵坐标为每个样品在第二主成分得分值。图2 中第一主成分（PC1）贡献率为79.1%，第二主成分（PC2）贡献率为13.5%，两个主成分共能表达92.6%的酒样信息。图中20 个不同米查次的馏分酒样在4 个象限中均有分布，大米查酒和二米查酒样的第1、第2 段，第3 段、第4段和第9段、第10段馏分均分别在同一象限，且聚合度较好，说明大米查酒和二米查酒在蒸馏前期和后期的馏分酒样中风味数据相近；而大米查酒和二米查酒的第5 段、第6 段、第7 段、第8 段馏分未分布在同一象限内，且较为分散，说明大米查酒和二米查酒在蒸馏中期酒样的风味数据存在一定差异。

由图3 可知，乙酸乙酯、乙醛、乙缩醛和异丁醇等风味物质在载荷图的第四象限，与得分图中A1、A2、B1 和B2 酒样位置相同，说明乙酸乙酯等物质在不同米查次酒的蒸馏前期含量较高，具有较高贡献率；异戊醇、正丙醇和活性戊醇等风味物质在载荷图的第一象限，与得分图中A3、A4、B3、B4 和B5酒样位置相同，说明异戊醇等物质在不同米查次酒的蒸馏前中期含量较高，具有较高贡献率；乳酸乙酯、乳酸和乙酸等风味物质在载荷图的第三象限，与得分图中A9、A10、B9 和B10 酒样位置相同，说明乳酸乙酯等物质在不同米查次酒的蒸馏后期含量较高，具有较高贡献率；其他馏分段酒样在不同米查次存在一定差异，没有明显贡献率较大的风味物质。

综上所述，乙酸乙酯、乙醛、乙缩醛和异丁醇等风味物质对不同米查次酒的蒸馏前期酒样影响较大；异戊醇、正丙醇和活性戊醇等风味物质对不同米查次酒的蒸馏前中期酒样影响较大；乳酸乙酯、乳酸和乙酸等风味物质在不同米查次酒的蒸馏后期酒样影响较大。

3 结论

对比分析不同米查次白酒在蒸馏过程中风味物质变化差异，发现乙酸乙酯在蒸馏前期含量较高，随后迅速降低并趋于稳定；乳酸乙酯、乳酸和乙酸等风味物质含量随着蒸馏的进行均不断升高，其中乳酸乙酯和乳酸等风味物质在大米查酒中含量高于同段二米查酒，相反，乙酸含量在大米查酒中低于同段二米查酒。高级醇类物质在两米查的酒中变化趋势和含量无明显差异。分析风味物质间的量比关系发现，二米查酒中醇酯比、酸酯比和乙乳比均大于大米查酒同段馏分酒。

通过对清香型两米查20 个不同馏分酒感官品评，发现在不同米查次的不同馏分酒中，酒体复合酯香和绵甜口感得分均随着蒸馏的进行而呈现先上升后下降趋势，同时酸味不断增强，苦味不断下降。在大米查酒中，第3 段馏分酒复合酯香最好，其醇酯比、酸酯比、乙乳比和缩醛比分别为0.24、0.12、1.10 和0.81，第5 段馏分酒绵甜口感最好，其醇酯比、酸酯比、乙乳比和缩醛比分别为0.11、0.15、0.10和1.15；二米查酒中，第2 段馏分酒复合酯香最好，其醇酯比、酸酯比、乙乳比和缩醛比分别为0.19、0.12、8.33 和0.67，第4 段馏分酒绵甜口感最好，醇酯比、酸酯比、乙乳比和缩醛比分别为0.23、0.19、0.66 和1.22。

结合主成分分析发现，乙酸乙酯等风味在不同米查次的清香型白酒蒸馏前期的馏分酒中均具有较大贡献率，对酒体质量具有较大影响；乳酸乙酯等风味在蒸馏后期的馏分酒中均具有较大贡献率，对酒体质量影响较大。