魏岱岳,梁诗雅,3,何松贵,黎伟刚,吴振强
(1.华南理工大学 生物科学与工程学院,广东 广州 510006;2.广东省九江酒厂有限公司,广东 佛山 528203;3.江门市泛亚生物工程与健康研究院,广东 江门 529000)
豉香型白酒又称玉冰烧,是珠三角地区的代表性传统米酒,因具有独特的豉香风味而得名,在中国十二香型白酒中占有重要地位。豉香型白酒以大米为原料,以米饭、黄豆、酒饼叶和小曲扩大培养制成的大酒饼为糖化发酵剂,采用边糖化边发酵工艺,经蒸馏、陈肉酝浸、勾调等工序制作而成[1]。发酵结束后经常压蒸馏获得酒精度为30%的低度白酒,俗称斋酒,斋酒因含有大量杂质和高级脂肪酸而浑浊不清,并含有大量含硫化合物、醛类及杂醇类物质而带有新酒固有的辛辣刺激感,因此不能直接作为成品饮用。按肉酒比1∶10将老陈肥猪肉(成熟肥肉或陈肉)放入斋酒中浸泡,周期约1个月,此过程称为陈肉酝浸。经陈肉酝浸的斋酒变得清亮透明、口感醇厚,称为基酒。基酒经过自然沉淀、勾调、过滤、灌装后即为成品酒[2-3]。
老陈肥猪肉是由新鲜肥猪肉经一定工序制作而成。新鲜带皮的猪肩背部肥肉经沸水煮熟后,置于高度酒中浸泡4~5个月,再转入低度酒中浸泡2个月后才能用于陈肉酝浸,这一阶段为老陈肥猪肉的浸制阶段[4]。经过浸制的老陈肥猪肉脱去了肉腥味,肉皮变硬,肉色浅黄,质地松软多孔,肉中含有因脂质氧化生成的大量醛、酸和酯等风味物质,能够吸附斋酒中的杂质、加速酒体老熟。在陈肉酝浸阶段,浸泡在斋酒中的老陈肥猪肉氧化程度进一步加深,颜色逐渐变为深黄色,肉中的小分子风味物质和甘油融入酒中,加速了斋酒的陈化。在陈肉浸制和酝浸阶段,均有油脂不断渗出肥肉,最终在酒液上层积聚成一层体积可观的油层,称之为脂肪油。脂肪油呈浅黄色或深黄色,室温下一般为透明液态,具有浓郁的脂肪香气。
与浸泡在酒中的大块肥肉相比,脂肪油汇集在酒液上层,与空气接触面积大,更容易氧化产生大量小分子醛、酸类风味物质(见图1)。这些风味物质在长期浸泡过程中能够逐渐融入斋酒,与老陈肥猪肉提供的风味物质共同作用,使酒体形成典型的“豉香”风格。脂肪油不仅对加速斋酒陈化具有重要作用,而且单独使用液态脂肪油处理斋酒,比使用老陈肥猪肉更有利于实现车间的自动化操作,实现用量的精准调控。因此,脂肪油被认为是完全或部分代替老陈肥猪肉进行斋酒陈酿的优良选择,如何能使肥肉快速产生大量深度氧化的脂肪油,也是后续研究的一个重要目标。
图1 脂质氧化生成中链脂肪酸和二元酸示意图Fig.1 Process of lipid oxidized to medium chain fatty acids and diprotic acids
国内外对豉香型白酒的研究主要集中在成品酒的风味物质[5-7],也有部分文章[2,9-10]对老陈肥猪肉的高效浸制[4,8]和陈肉酝浸阶段肥肉或酒体的成分变化进行研究,但鲜有文章对脂肪油进行研究。本研究采用气相色谱(gas chromatography,GC)法对陈肉浸制和酝浸阶段析出的脂肪油进行组分含量的测定,并分析其产生和氧化机制,为后续使用脂肪油加速斋酒陈化及提高脂肪油的生产效率提供指导。
脂肪油(陈肉酝浸阶段所产脂肪油1和脂肪油2;陈肉浸制阶段所产脂肪油3和脂肪油4):广东省九江酒厂有限公司;37种脂肪酸甲酯混标:上海安谱实验科技股份有限公司;己酸甲酯、庚酸甲酯、辛酸甲酯、壬酸甲酯、癸酸甲酯、庚二酸二甲酯、辛二酸二甲酯和壬二酸二甲酯标准品(色谱纯)、正己烷(色谱纯):上海麦克林生化科技有限公司。
BS224S型分析天平:赛多利斯科学仪器有限公司;HH-S恒温水浴锅:巩义市予华仪器有限责任公司;MX-S可调式混匀仪:北京大龙兴创实验仪器有限公司;2014C岛津气相色谱仪、Wondacap-WAX色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm):岛津(中国)有限公司。
1.3.1 长链脂肪酸测定
参考BHOURI A M等[11]的方法并根据实验室仪器条件进行适当修改。在10 mL聚乙烯(polyethylene,PE)管中加入约0.2 g油样并准确称质量,依次加入2 mL正己烷,4 mL 2 mol/L氢氧化钾-甲醇溶液,室温涡旋3 min,静置分层。取0.2 mL正己烷层溶液稀释至2 mL,漩涡混匀。取1 mL稀释液过0.22 μm孔径有机相滤膜,用于气相色谱(GC)分析。
GC条件:进样口温度250 ℃;进样量1 μL;载气为氮气(纯度99.999%);流量1 mL/min;分流比1∶2;检测器温度250 ℃;柱箱升温程序:起始温度160 ℃,保持3 min,以10 ℃/min升至200 ℃,再以2 ℃/min升至220 ℃并保持3 min。通过对比样品峰与标准品峰的保留时间对脂肪酸组成进行定性分析,定量分析采用外标法[12]。
1.3.2 中链脂肪酸及二元酸测定
参照ALZWEIRI M等[13]的方法并进行适当修改。取约1.0 g油样于10 mL PE管中并准确称质量,依次加入5 mL 甲醇及0.5 mL浓硫酸(98%),漩涡混匀并密封,在70 ℃水浴中加热90 min。加热结束后冷却至室温,依次加入2 mL正己烷和0.5 mL 0.1 mol/L氢氧化钠溶液,室温漩涡3 min,取正己烷层过0.22 μm孔径有机相滤膜,用于气相色谱分析。
GC条件:进样口温度250 ℃;进样量1 μL;载气为氮气(纯度99.999%);流量1 mL/min;分流比1∶10;检测器温度250 ℃;柱箱升温程序:起始温度45 ℃,以3 ℃/min升至210 ℃并保留15 min。通过对比样品峰与标准品峰的保留时间定性出所要分析的中链脂肪酸和二元酸,定量分析采用外标法[12]。
1.3.3 统计分析
采用Microsoft Office Excel 2019软件进行数值计算,脂肪油组成以单次测定值表示。
生猪肉脂肪组织完整,细胞排列紧密,经煮熟后细胞结构被破坏,在浸制过程中胞内油脂大量析出,导致斋酒表面形成油层[4]。经GC测定,4个脂肪油样本中的长链脂肪酸种类和含量如表1所示。脂肪油3和脂肪油4中均检测出16种长链脂肪酸,包括5种饱和脂肪酸(saturated fatty acids,SFA)、4种单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acids,MUFA)和7种多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFA);而脂肪油1和脂肪油2只检测出13种脂肪酸,与脂肪油3和脂肪油4相比缺少C20:3n6、C20:4n6和C20:3n3。4种脂肪油中,SFA和MUFA均为主要组成成分,其总含量在脂肪油1~4中分别为975.93 g/kg、964.25 g/kg、930.93 g/kg和933.33 g/kg;而PUFA含量很少,均不足70 g/kg,脂肪油1中PUFA含量最少,仅为14.66 g/kg。李莹等[14]曾报道过不同品种猪肉的皮下脂肪组成,其PUFA含量为13.34%~18.60%,OLSEN E等[15]报道,猪肩背部肥肉PUFA含量为23.5%,脂肪油的长链脂肪酸组成与新鲜肥猪肉大致相同,但其PUFA含量却远低于新鲜肥猪肉,这是由于脂肪油聚集在斋酒上层,与空气接触面积大,更容易发生脂质氧化。而PUFA由于不饱和度高、稳定性差,与MUFA和SFA共同存在时容易最先被氧化[16-17],故其含量减少最为明显。总PUFA含量通常作为衡量肉制品氧化程度的关键指标[18],根据其数值高低可大致推测,氧化程度最深的为脂肪油1,其次是脂肪油2,脂肪油3和4氧化程度较浅。另外,脂肪油1中的MUFA含量明显少于其他3组脂肪油,这说明在长期的氧化过程中MUFA也发生了一定程度的氧化。
表1 脂肪油的长链脂肪酸组成Table 1 Composition of long chain fatty acid of fatty oil
中链脂肪酸及其乙酯化合物具有不同的香味特征,对构造豉香型白酒的主体风格具有关键作用。经测定,4个脂肪油样本中的5种中链脂肪酸含量见表2。己酸、庚酸、辛酸、壬酸和癸酸及其乙酯化合物在豉香型白酒中均曾被检测到[5],中链脂肪酸乙酯多具有花果香气,是白酒香气的重要来源,而酸类物质能够协调味觉、改善口感[2]。中链脂肪酸主要来源于脂质的氧化和分解,SHAHIDI F等[19]研究认为,不饱和脂肪酸(unsaturated fatty acids,UFA)被氧气氧化后形成脂质过氧化物,脂质过氧化物不稳定,容易裂解产生大量醛类物质,由于醛基具有还原性,能够被进一步氧化为羧酸。CAO J等[20]利用主成分分析发现,己酸和庚酸的前体物质己醛和庚醛主要来源于亚油酸,而辛醛、壬醛和癸醛则主要来源于油酸。由表2可知,氧化程度较深的脂肪油1和脂肪油2中的中链脂肪酸总量最多,5种脂肪酸的含量具有明显的规律性,癸酸含量最高,其余依次为辛酸、壬酸和己酸,庚酸含量最少。这可能是由于脂肪油1和脂肪油2中PUFA几乎消耗殆尽,MUFA逐渐成为主要的氧化反应物而被大量消耗,由于MUFA在肥肉中的含量远多于PUFA,因此其氧化产物辛酸、壬酸和癸酸的含量也逐渐占据优势。在氧化程度较浅的脂肪油3中,癸酸和辛酸含量最高,壬酸与己酸含量相当;而在氧化程度最浅的脂肪油4中,相比己酸,辛酸、壬酸和癸酸在数量上未表现出绝对的优势,说明此时在脂肪油3和4中的主要氧化反应物仍为PUFA,因此MUFA氧化产物的含量并未普遍高于PUFA氧化产物的含量。
表2 脂肪油的中链脂肪酸组成Table 2 Medium chain fatty acid profile of fatty oil
庚二酸二乙酯、辛二酸二乙酯和壬二酸二乙酯是豉香型白酒区别于其他香型白酒的特征性风味成分[6],其含量高低是衡量产品品质的重要指标[1],其中壬二酸被认为具有抗动脉粥样硬化作用[21]。二元酸主要来源于猪肉脂肪的氧化分解,杨桂敏等[22]曾报道,亚油酸和亚麻酸经脂肪氧合酶和氢过氧化物裂解酶催化氧化均可生成壬二酸的前体物质9-醛基-壬酸。4种脂肪油中的庚二酸、辛二酸和壬二酸的具体含量检测结果见表3。由表3可知,氧化程度最深的脂肪油1中的二元酸含量最高,而其他3种脂肪油中的二元酸含量则均为1 g/kg左右,远低于脂肪油1。二元酸的含量分布具有一定的规律性,在4种脂肪油中,壬二酸含量始终明显高于其他二元酸,辛二酸含量次之,庚二酸含量则始终最低。方毅斐[2]曾对陈肉酝浸过程中酒体中的二元酸含量变化做出研究,结果显示在任何时段,壬二酸含量均为最高,庚二酸含量最低。这说明在肥猪油油脂的自然氧化过程中,壬二酸为3种二元酸中的主要氧化产物,而庚二酸的产生则相对困难。
本研究采用气相色谱法测定了陈肉浸制和酝浸阶段析出的脂肪油中长链脂肪酸、中链脂肪酸和二元酸的含量,深入研究了不同脂肪油的脂质组成和氧化深度。结果表明,脂肪油的主要成分为SFA和MUFA,而PUFA含量很少,所有样本均不足70 g/kg。发现酝浸阶段所产脂肪油的氧化深度普遍深于浸制阶段所产脂肪油。脂肪油的氧化程度越深,PUFA种类和含量越少,最低可达14.66 g/kg;而中链脂肪酸和二元酸等风味成分含量则越多,最高分别达4.52 g/kg和3.02 g/kg。深度氧化的脂肪油中,壬酸和辛酸是最主要的中链脂肪酸,壬二酸则始终是含量最多的二元酸。本研究研究了陈肉浸制和酝浸阶段所产脂肪油的性质,为揭示泡肉过程的相关物质变化规律和推动豉香型白酒产业的技术革新提供了理论基础。