史 玉,黄一承,马艳丽,丁云峰,顾地周,李晓磊,李 丹*
(1.长春大学 农产品加工吉林省普通高等学校重点实验室,吉林 长春 130022;2.长春大学 园林学院,吉林 长春 130021;3.吉林建筑大学 艺术设计学院,吉林 长春 130012;4.通化师范学院 生命科学学院,吉林 通化 134002)
露酒是以黄酒、白酒为酒基,以可食用或药食两用的辅料或从食品种提取或直接加入特定成分等,按照一定的生产工艺加工制成[1-2]。随着时代的不断发展,消费者更加关注酒体具有的风味及其带来的感官体验,研究与开发露酒具有广阔的前景。目前,露酒按照香源物质分为多类,如花香露酒、果味露酒、杜松子酒等[3],其风味物质差异非常大,这些差异主要来源于原料本身的风味物质、酿制过程微生物产生的风味物质以及有机酸等,也与其生产工艺密切相关[4-6]。
花卉大多具有宜人的香气,近些年来也被用于酿造白酒,改善酒体的风味。玫瑰、丁香、百合中不仅含有丰富的维生素、微量元素、氨基酸、可溶性糖等营养成分,还有含有醇、醛、酚等香味物质[7-10]。以白酒为基酒加入玫瑰、丁香、百合酿制的花香型露酒产品,不仅可以保留其营养及药用价值,还具有芳香浓郁、醇和圆润、风味多样的特点[11]。
花香型露酒因成分较为复杂,对其评价往往采用感官的方式,对主体挥发性风味物质研究较少,缺少系统的数据。游湘淘等[12]研究百合多粮白酒风味,采用气相色谱-质谱联用技术(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)直接进样检测,共鉴定出32种风味物质;马宇等[13]研究金银花纯花固态发酵酒风味,共检测出69种主要风味化合物,其中包括绿原酸等活性功能成分。目前,鲜见不同花香型露酒风味物质分析的相关报道。本研究以白酒基酒和玫瑰、丁香、百合露酒为研究对象,通过顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法(headspace solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)进行定量检测分析,并进行气味活度值(odor active value,OAV)分析,以期为三种花香型露酒的原料选择和品质控制提供参考。
高粱、玫瑰、丁香、百合:吉林省博硕农业科技有限公司;酒样(白酒基酒、玫瑰露酒、丁香露酒、百合露酒):实验室酿制;2-辛醇(分析纯):国药集团化学试剂公司;氯化钠(化学纯):美国Aladdin公司。
DVB/CAR/PDMS萃取头:美国Supelco公司;DB-WAX UI(60 m×0.25 mm×0.25 μm)毛细管色谱柱:美国Agilent公司;QP2010Ultra气相色谱-质谱联用仪:日本Shimadzu公司。
1.3.1 白酒基酒和花香型露酒的制备
取50 kg高粱,冷水浸泡12 h,蒸熟、冷却,花香型露酒还需要加入10 kg烘干的玫瑰/丁香/百合,再伴入0.5 kg酒曲,堆积发酵15 d,蒸馏得到第一次发酵酒液;酒糟再拌入0.5 kg酒曲,继续发酵15 d,蒸馏得到第二次发酵酒液,合并两次发酵酒液得到20 kg 53%vol的白酒和花香型露酒。
1.3.2 HS-SPME-GC-MS分析
HS-SPME条件:将4种酒样分别稀释4倍,取2.00 mL稀释后的样品加入15 mL顶空瓶中,并加入10 μL 2-辛醇(100 mg/L)、1.00 g氯化钠,放入磁力搅拌子,密封置于200 r/min的磁力搅拌器上,每次萃取前60 ℃预平衡20 min。采用气相色谱-质谱联用仪对酒样品中的挥发性风味成分进行分析。用已老化好的DVB/CAR/PDMS萃取头顶空吸附60 min,然后将萃取头拔出顶空瓶并迅速插入GC进样口解吸5 min,同时启动仪器采集数据。
GC-MS条件:进样口温度230 ℃,分流比1∶25;载气He,流速1.0 mL/min;升温程序:毛细管柱初温60 ℃,保持1 min,以25 ℃/min升至160 ℃,保持5 min,以3 ℃/min升至190 ℃,保持1 min,以5 ℃/min升至210 ℃,保持3 min,再以20 ℃/min升至230 ℃,保持1 min。GC-MS接口温度230 ℃,离子源温度230 ℃;电子电离源;电子能量70 eV;质量扫描范围35~550 m/z。
定性分析:采用保留指数和美国国家标准技术研究所(national institute of standards and technology,NIST)11标准质谱库检索对比分析,保留与标准质谱库相似度大于80%的化合物。
定量分析:采用内标法(假定校正因子为1)进行3次平行定量分析。各组分含量按下式计算[14]:
式中:X为样品的质量浓度,mg/L;A为测得样品的峰面积;A0为内标物的峰面积;C为内标物得质量浓度,mg/L。
1.3.3 重要挥发性风味化合物评价
挥发性风味物质对食品整体风味取决于挥发性风味物质的浓度和挥发性风味物质的感觉阈值。浓度相同时,感觉阈值低的物质容易被感知;感觉阈值相同时,浓度高的物质容易被感知。气味活度值(OAV)是指挥发性风味物质的绝对浓度(C)与其感觉阈值(T)之比[15]。在一定范围内,OAV越大说明该风味物质对食物整体风味的贡献越大[16]。OAV≥1的组分为样品中的重要挥发性风味物质;OAV<1的组分为总体挥发性风味的修饰物质。
1.3.4 数据处理分析
通过Microsoft Office Excel 2016对所得数据进行整理计算,采用IBM SPSS Statistics 20.0分析软件对数据进行Duncan检验(P<0.05)[17]。
通过对4种酒样挥发性风味物质采用SPME-GC-MS联用仪进行检测,将测得的组分与质谱数据库进行比较,保留相似度超过80%的组分,共鉴定出50种风味化合物,4种酒样的总离子流色谱图(total ion chromatograms,TIC)如图1所示。
图1 白酒基酒及3种露酒样品挥发性风味物质总离子流色谱图Fig.1 Total ions chromatogram of volatile components in base liquor and 3 kinds of Lujiu
通过GC-MS检测分析,对4种酒样的挥发性风味物质进行分类统计,如表1所示,主要包括酯类、酸类、醇类、萜烯类、酮类、醛类及酚类等化合物,这些化合物共同构成了几个品种露酒的独特风味,而在不同品种样品中鉴定出的风味化合物种类和含量具有较大差异。其中,白酒基酒中鉴定出23种挥发性化合物,玫瑰露酒中鉴定出24种,丁香露酒中鉴定出30种,百合露酒中鉴定出25种挥发性化合物,可以发现丁香露酒检测出的挥发性化合物数量要明显高于其他品种。
表1 白酒基酒及3种露酒样品中挥发性风味物质分析结果Table 1 Analysis results of volatile flavor compounds in base liquor and 3 kinds of Lujiu
续表
在4种样品中均检测到乳酸乙酯、癸酸乙酯、丁二酸二乙酯、乙酸苯乙酯、月桂酸乙酯、辛酸、壬醇、苯乙醇、植酮、苯甲醛和2,6-二叔丁基对甲基苯酚,说明这些是在酒中的常见挥发性化合物[15],其中苯乙醇在4种样品中的含量均超过26 mg/L,具有花香味,常在天然植物中发现,是一种高级醇,与酒类品质密切相关。
酯类物质存在于各种香型白酒中,是一类使酒体香味浓郁的芳香化合物[18]。乳酸乙酯、癸酸乙酯、丁二酸二乙酯、乙酸苯乙酯、月桂酸乙酯含量在1.9~9.7 mg/L,这几种相似的脂肪族羧酸乙酯具有白兰地酒香等香味,常被用作酒类香精[19-20]。乳酸乙酯是白酒中重要的呈香物质[21],在四种酒中含量均超过2.9 mg/L。酮类物质的含量较少且这类物质阈值较高,对酒样总体风味贡献较小。对于醇类物质,在玫瑰露酒中含有香茅醇、香叶醇,是具有玫瑰花香气的挥发性化合物,而在丁香露酒中含有香茅醇、芳樟醇、δ-杜松烯、反式-橙花叔醇和丁香酚,具有丁香等特殊花香。百合露酒中酸类物质的种类较其他三种酒多,其中辛酸作为其共有的挥发性化合物,具有奶油的香味。这些酸类物质除花果本身外还有发酵过程中产生的。醛类物质能提高酒体的丰厚度,改善酒体的香味[22]。其中苯甲醛是共有的挥发性化合物,具有苦杏仁及坚果香[23]。酚类物质中白酒基酒独有的4-乙基愈创木酚具有良好的生物活性功能,可以提高机体的免疫力[24]。
根据表1得到的各挥发性化合物的定性结果及离子峰面积比,以OAV为参数,确定4种酒样中的关键挥发性风味化合物,结果见表2。
表2 白酒基酒及3露酒样品中香气描述及对应OAVTable 2 Aroma descriptions and corresponding OAV in base liquor and 3 kinds of Lujiu
由表2可知,4种酒样重要风味物质中均含有癸酸乙酯、乙酸苯乙酯、月桂酸乙酯、壬醇和苯乙醇,且OAV均>10。白酒基酒中关键风味物质还有异戊乳酸酯和3-羟基-2-丁酮,共7种(OAV≥1)。玫瑰露酒中关键风味物质还有辛酸乙酯、异戊乳酸酯、香茅醇和香叶醇,共9种(OAV≥1)。丁香露酒中关键风味物质还有辛酸乙酯、苯乙酸乙酯、水杨酸甲酯、芳樟醇、香茅醇、α-松油醇和反式-橙花叔醇,共12种(OAV≥1)。百合露酒中关键风味物质还有辛酸乙酯,共6种(OAV≥1)。脂肪族羧酸化合物是酒中重要的呈香物质,壬醇、苯乙醇、香茅醇和香叶醇等醇类和萜类化合物具有玫瑰等花香气,对这几种花香露酒的风味具有积极贡献作用。酸类物质因为阈值相对较大,在酒中的风味贡献相对较小。
酒的品质与其含有的风味物质密切相关,本研究采用HS-SPME-GC-MS分析了4种酒的主要挥发物成分,共检出51种化合物,其中含量最多的是酯类和醇类化合物,分别检出了22和5种。通过计算各成分OAV,发现酒中酯类化合物对总体风味贡献较大。4种酒中丁香露酒的挥发性风味物质和重要风味物质最多,分别检出了30种和12种。不同原料酿制的酒都各自含有不同的特征香气物质。以玫瑰、丁香酿造的花香型露酒特征花香物质明显,玫瑰露酒含有玫瑰的特征花香物质:香茅醇、香叶醇;丁香露酒含有丁香的特征花香物质:香茅醇、芳樟醇、δ-杜松烯、反式-橙花叔醇和丁香酚。以百合酿造的花香型露酒未检出特征花香物质。在后续生产过程中可以对酿造原料的配比、发酵时间等进行适当调节,进而生产出具有特色花香风味的花香型露酒。