稻花香馫香型白酒风味特征分析

袁 琦，王家胜，毛 豪，蔡开云，陈 萍，冯向东，方尚玲，3，陈茂彬，3*

（1.湖北工业大学 生物工程与食品学院，湖北 武汉 430070；2.湖北稻花香酒业股份有限公司，湖北 宜昌 443100；3.湖北省酿造工艺与装备工程技术中心，湖北 武汉 430070）

中国传统白酒产生于西汉甚至汉代以前[1]，距今已有2 000多年的历史，与世界其他5种蒸馏酒相比，其所含风味化合物种类最为丰富[2]，目前已经检测出约1 874种风味化合物[3]，这得益于中国传统白酒独特的酿造原辅料、生产工艺及地理环境等因素。四大基本香型白酒在酿造原辅料上存在巨大差异，浓香型和清香型以高粱为主要酿造原粮[4-5]，酱香型则以50%的高粱和50%的高温大曲为主要酿造原料[6]，而米香型是以大米为主要酿造原料[7]。

对竞争日益激烈的白酒市场和人们不断提高的消费水平而言，开发新型白酒有利于丰富中国白酒的种类和满足人们对新口感的需求。为此，稻花香集团开发了一种馫香型白酒。它的酿造工艺分为小曲糖化、高温堆积、泥窖发酵、量质摘酒、洞藏贮存5个阶段，在传统白酒酿造工艺上进行创新，使酒体兼具清香、酱香、浓香三种香型特色风格。清香源自于小曲糖化生香，加入根霉小曲糖化后的糟醅中微生物、香味物质层次更丰富，赋予酒体更加清甜自然的风味；酱香源于高温堆积，这一过程不仅培育出产酱香风味化合物的一类微生物，同时也生成了酱香风味物质和酱香风味物质的前体物。浓香源于泥窖发酵，经过高温堆积的堆积醅，加入一定配比的中高温大曲，在泥窖中密封发酵。三香结合的工艺使得馫香型白酒色清透明，复合香气幽雅，风格独特，深受消费者喜爱。本研究通过比较馫香型白酒与其他传统香型白酒在风味化合物种类和含量上的差异，揭示馫香型白酒的风味特征，并结合工艺探索风味形成的原因。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

浓香型基酒（66.4%vol）、馫香型基酒（62.4%vol）：稻花香集团；清香型基酒（56.4%vol）：石花酿酒股份有限公司；酱香型基酒（53%vol）：郎酒股份有限公司；兼香型基酒（53%vol）：白云边股份有限公司；馥郁香型基酒（52%vol）：酒鬼酒股份有限公司；小曲清香型基酒（62.8%vol）：劲牌有限公司。

二氯甲烷、氯化钠、无水硫酸钠（均为分析纯）：中国医药（集团）上海化学试剂公司；乙醇、乙酸正戊酯、叔戊醇、乙醛、正丙醛、异丁醛、乙酸乙酯、2-戊酮、丁酸乙酯、正丙醇、异丁醇、乙酸异戊酯、戊酸乙酯、仲戊醇、正丁醇、异戊醇、己酸乙酯、正戊醇、乙偶姻、庚酸乙酯、乳酸乙酯、正己醇、己酸丁酯、辛酸乙酯、己酸异戊酯、糠醛、壬酸乙酯、DL-白氨酸乙酯、己酸己酯、癸酸乙酯、苯乙酸乙酯、苯丙酸乙酯、β-苯乙醇、肉豆蔻酸乙酯、棕榈酸乙酯、油酸乙酯、亚油酸乙酯（均为色谱纯）：上海麦克林生化科技有限公司或阿拉丁试剂（上海）有限公司提供。

1.2 仪器与设备

7890B-5977B气相色谱-质谱联用（gas chromatographymass spectrometry，GC-MS）仪、7820A气相色谱仪：美国安捷伦科技有限公司；50/30 mm DVB/CAR/PDMS萃取纤维：上海安谱实验科技股份有限公司；MS-H-ProA LCD数显加热型圆盘磁力搅拌器：大龙兴创实验仪器（北京）股份公司；30 mL顶空瓶：上海雷布斯网络科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 溶液的配制

内标溶液的配制：准确吸取100 μL叔戊醇、乙酸正戊酯，用体积分数60%的乙醇溶液定容至5 mL容量瓶。

标准溶液的配制：吸取相应体积的34种标准品化合物（纯度均＞98%）至100 mL容量瓶，经分析天平称质量后，用体积分数60%的乙醇溶液定容至100 mL，此为母液。准确吸取一定体积的母液，用体积分数60%的乙醇溶液定容至5 mL容量瓶（定容过程中加入两种内标溶液各200 μL），配制成不同浓度梯度的混合标准溶液。

1.3.2 样品处理方法

定性样品：准确移取稀释至14%vol的酒样6 mL于30 mL顶空瓶中，准确称取3 g NaCl，加入搅拌子，将顶空瓶密封好，放置于55 ℃的恒温磁力搅拌器上平衡15 min，转速为500 r/min；将装有萃取纤维的进样手柄插入顶空瓶，推出萃取纤维（纤维与液面保持1 cm），在同样温度、转速条件下吸附40 min。萃取完成后，取出萃取纤维插入进样口解吸5 min，进样口温度为260 ℃，然后用GC-MS分析。

定量样品：准确吸取待测酒样5 mL，加入100 μL内标溶液，吸取1 μL待处理的酒样进行GC分析。

1.3.3 仪器条件

（1）顶空固相微萃取GC-MS条件

气相色谱条件：CP-WAX57CB色谱柱（50 m×0.25 mm×0.20 μm）；载气为高纯氦气（He），恒定流速为0.7 mL/min，采用不分流模式；色谱柱初始温度45 ℃保持1.5 min，以6 ℃/min升至85 ℃不保持，再以4 ℃/min升至225 ℃保持15 min。

质谱条件：电子电离（electron ionization，EI）源，四极杆温度为150 ℃，传输线温度为250 ℃，离子源温度为230 ℃。电子能量70 eV，全扫描模式，扫描质量范围30～550 aum。

（2）直接进样法GC条件

CP-WAX57CB色谱柱（50 m×0.25 mm×0.20 μm）；载气为高纯氮气（N2），恒定流速为1 mL/min，进样量1.0 μL，分流比为10∶1；进样口温度240 ℃，检测器温度270 ℃；色谱柱初始温度35℃保持6min，以6℃/min升温至110℃恒温3 min，再以6 ℃/min升温至205 ℃保持13 min。

1.3.4 定性定量方法

定性方法：采用美国国家标准与技术研究院（national institute of standards and technology，NIST）17谱库检索进行初步定性，再将各成分的保留指数（retention index，RI）与参考文献RI值对比定性；定量方法：计算参考GB/T5009.48—2003《蒸馏酒与配制酒卫生标准的分析方法》。所得数据采用Origin 2021b软件进行绘图和分析。

2 结果与分析

2.1 定性结果分析

7种不同白酒定性分析结果见表1。由表1可知，7种不同白酒共检测到141种风味化合物，其中浓香型84种，清香型51种，酱香型76种，兼香型65种，馥郁香型70种，小曲清香型55种，馫香型78种。比较可知，馫香型在风味化合物的丰富度上具有一定优势，这可能与多种因素有关，其中微生物的种类和数量是最主要的影响因素，近年来通对白酒发酵过程中微生物多样性的研究总结发现，浓香型和酱香型酒醅中微生物明显比清香型丰富[9]。

表1 7种原酒样品风味化合物定性结果比较Table 1 Comparison of qualitative results of flavor substances in seven kinds of Baijiu samples

续表

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对7种白酒风味化合物定性结果进行相关性分析，结果见图1。由图1可知，馫香型白酒的风味化合物与浓香型、兼香型、馥郁香型相关性较强，与清香型和小曲清香型相关性较弱，除此之外与酱香型也存在一定的相关性。

图1 7种原酒样品风味化合物定性结果相关性分析Fig.1 Correlation analysis of qualitative results of flavor substances in seven kinds of Baijiu samples

为了进一步研究馫香型与其他香型白酒之间的差异，采用主成分分析法（principal component analysis，PCA）对其进行分析，结果如图2。由图2可知，虽然馫香型与浓香型、兼香型、馥郁香型白酒有较高的相关性，但是它们之间还是存在明显差异。3种香型中，兼香型更接近酱香型，馥郁香型更接近浓香型，而馫香型是位于兼香型和馥郁香型之间，这是因为所使用的糖化发酵剂和生产工艺的不同。馫香型和兼香型都采用高温大曲与中温大曲结合的工艺[10]，但是馫香型糖化时单独使用小曲糖化；浓香型采用中高温大曲边糖化边发酵的生产工艺[11]；馥郁香型生产过程中采用根霉麸曲糖化，大曲发酵的生产工艺[12]。兼香型主要融合了浓香型和酱香型的生产工艺，在风味上形成了浓酱结合的特点[13]，而馫香型和馥郁香型是典型的三香混合，它们的生产工艺中都或多或少地借鉴了浓、清、酱三种香型的生产工艺。从PCA分析中可以明显看出，兼香型和酱香型最接近，其次是馫香型，推测可能是由于在生产过程都存在高温堆积这一关键性工艺[14]，高温堆积是一次风味物质的富集过程，不仅为后续的入池发酵提供了大量的微生物和风味前驱物，也为最终的酱香特征风味奠定了重要基础，目前在酱香型白酒高温堆积醅中已经检测到约一百种挥发性风味化合物[15]。馫香型和馥郁香型在生产工艺上与浓香型最大的差异体现在糖化过程，馥郁香型敞开式糖化是微生物的富集过程，网罗的微生物参与了后续的发酵，这一过程由于采用堆积的方式也可能产生酱香风味的特征前体物质。但是与馫香型相比缺少高温大曲的堆积过程，这是馥郁香型比馫香型更接近浓香型的原因。

图2 7种原酒样品定性结果PCA分析结果Fig.2 Principal component analysis results of qualitative results of seven kinds of Baijiu samples

根据风味化合物的种类和相对含量对7种白酒进行热图分析，结果如图3所示。由图3可知，当酒样被归为3类时，类1中包括馫香型、浓香型、兼香型和馥郁香型，类2中包括清香型和小曲清香型，酱香型被单独归为类3。除兼香型外，类1所包含的三种香型在生产工艺中发酵容器都是泥窖，这使得这一类白酒的香味化合物在种类和含量上明显区别于其它香型，结合图3中香味化合物的分类，可以看出这一类物质包括异正己酸、己酸乙酯、己酸酐、己酸己酯、己酸异丁酯、庚酸乙酯、己酸乙酯、己酸丁酯、戊酸乙酯、己酸戊酯和乙酸己酯等，其中己酸、己酸乙酯和己酸己酯是窖泥中含量较高的成分[16]，由此可见泥窖发酵工艺是这三种香型产生相关性的主要原因。

图3 7种原酒样品风味化合物热图分析Fig.3 Heatmap analysis of flavor compounds of seven kinds of Baijiu samples

2.2 定量结果分析

7种白酒风味化合物定量分析结果见表2，对定量结果进行PCA分析，结果见图4。由表2可知，浓香型和酱香型所测骨架化合物的含量与其余5种差异较大，馫香型、兼香型和馥郁香型之间比较接近，且分布较图2都更接近清香型，这可能是由于对骨干化合物进行检测时会导致酱香型和浓香型风味化合物种类丰富的优势难以体现。清香型和小曲清香型相似程度较定性分析有所降低，这可能是由于两种类型的白酒在风味化合物的种类上相似程度高，而在骨干化合物含量上差异较大。由图4可知，馫香型、馥郁香型基本位于浓、清、酱三种基本香型之间，证明了三香融合的工艺最终会使得酒体骨架化合物的种类和含量趋近于三种基本香型。仔细对馫香型和馥郁香型的位置，发现馫香型比馥郁香型更接近酱香型，结合两种香型的工艺特点分析，两者都存在堆积培菌这一工艺，但是馥郁香型是在糖化过程中加入根霉麸曲堆积，而馫香型是在糖化完成后加入高温大曲和蒸馏取酒后的糟醅堆积，馫香型工艺更接近酱香型的工艺是导致馫香型在骨干化合物的含量上更接近酱香型的重要原因之一。

图4 7种原酒样品定量结果PCA分析Fig.4 Principal component analysis of quantitative results of seven kinds of Baijiu samples

表2 7种原酒样品风味化合物定量结果比较Table 2 Comparison of quantitative results of flavor compounds of seven kinds of Baijiu samples

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对7种白酒结合具体风味化合物进行热图分析，结果见图5。由图5的聚类分析可以看出，馫香型和馥郁香型这两种三香混合的白酒风味最为接近。馫香型白酒中肉豆蔻酸乙酯、苯丙酸乙酯、正丁醇的含量较其他6种高，分别达到了13.17 mg/L、7.95 mg/L和500.64 mg/L，其中肉豆蔻酸乙酯作为馫香型的骨架酯具有甜香和鸢尾油香[17-18]，苯丙酸乙酯具有枣香、蜂蜜甜香[19-20]，两种化合物都是馫香型的重要香气化合物；馥郁香型在异丁醇、戊酸乙酯、苯丙酸乙酯、丁酸乙酯和己酸丁酯等多种化合物的含量上都与馫香型比较接近；浓香型中己酸己酯、辛酸乙酯、正戊醇、己酸丁酯、正己醇、庚酸乙酯、己酸乙酯、2-戊酮、异丁醛的绝对含量明显高于其他香型，这些物质被分为一类，与浓香型的正相关性最高，β-苯乙醇与浓香型负相关性最高；清香型中乙醛含量最高，这可能是由于两个原因造成的，一是乙醛和乙缩醛的含量占清香型总羰基化合物的90%以上[21]，二是清香型比起其他6种贮存时间最短；小曲清香型与β-苯乙醇、癸酸乙酯、乙酯异戊酯、异戊醇、异丁醇正相关性最高，其中乙酸异戊酯的含量与馫香型十分接近，分别达到了10.35 mg/L和13.07 mg/L，而此化合物是影响小曲白酒风味的关键化合物[22]；兼香型与正戊醇、正丙醇正相关性最高；酱香型中乳酸乙酯、棕榈酸乙酯、油酸乙酯、糠醛、DL-白氨酸乙酯、己酸异戊酯、乙偶姻、丙醛含量最高，其中乙偶姻是酱香型白酒的功能化合物四甲基吡嗪的前体物质[23]；DL-白氨酸乙酯也是一种关键的香气化合物，对陈醋和黄酒的风味贡献较大[24-25]。

图5 7种原酒样品骨干化合物聚类分析Fig.5 Cluster analysis of basic compounds of seven kinds of Baijiu samples

3 结论

白酒酿造工艺和微生物菌落是影响白酒品质和风味的重要因素。在白酒的生产过程中，原料、曲种、发酵容器和地理环境的差异导致微生物种数量和种类的差异，从而最终导致了白酒风味化合物的差异。本研究最终证明馫香型白酒成功融合了浓、清、酱三种香型的生产工艺，是一种类似于馥郁香型的具有复合香气的新型白酒。其中馫香型与酱香型乳酸乙酯含量都相对较高，且DL-白氨酸乙酯的含量明显高于其他香型；从泥窖发酵工艺带来的影响分析，馫香型与浓香型都与己酸、己酸乙酯、己酸己酯、己酸异丁酯、庚酸乙酯、己酸乙酯、己酸丁酯、戊酸乙酯、己酸戊酯和乙酸己酯等化合物存在较高的相关性；从骨干化合物的含量分析，馫香型与小曲清香型中β-苯乙醇、乙酸异戊酯和异戊醇的绝对含量相差很小且明显高于其他香型，三种化合物含量分别达了26.74 mg/L，10.35 mg/L，557.07 mg/L。由此可见，馫香型中风味化合物的种类和含量都与浓、清、酱三种香型有一定的相似度，却又形成了自己独特的风味。