郭文韬,王晓琴,崔文文,郑福平,张欣珂,孟 楠*
(1.北京工商大学 中国食品风味与营养健康创新中心,北京 100048;2.北京工商大学 中国轻工业酿酒分子工程重点实验室,北京 100048;3.北京农学院 食品科学与工程学院,北京 102206;4.北京农学院“一带一路”国际葡萄与葡萄酒产业科技创新院,北京 102206)
露酒是中国的特色酒种,GB/T 17204—2021《饮料酒术语和分类》将露酒定义为以黄酒、白酒为酒基,加入按照传统既是食品又是中药材或特定食品原辅料或符合相关规定的物质,经浸提和/或复蒸馏等工艺或直接加入从食品中提取的特定成分,制成的具有特定风格的饮料酒。根据生产工艺不同,将露酒分为浸提类和复蒸馏类;按照调配原料不同,分为植物类、动物类和动植物类。
露酒至今已有三千年历史,最早可追溯到商朝的“鬯”,即以黑黍为原料,加入郁金香草,使用发酵法共同发酵酿制而成[1-2]。至元明清时期,逐渐发展出冷浸法、热浸法、隔水加热“煮出法”等多种酿造工艺,原材料的选择也更加丰富,品类繁多,出现“凡有花果,皆可名露”的记载。
现代露酒在继承传统工艺方法和经验的同时,依托现代科学技术,在原料选择、物质提取与酒的后处理等方面有了极大改善[2-3]。现代露酒生产工艺主要由基酒酿造(蒸馏)、原辅料调配、浸提或复蒸馏、贮存、澄清、装瓶前处理和装瓶等工艺构成。目前,中国露酒市场总量为500亿元,以白酒为酒基的露酒正在尝试占据更多的市场份额[4]。《中国酒业“十四五”发展指导意见》预测,到2025年,包括露酒在内的其他酒行业产量将达380万kL,实现利润达170亿元,预计到2030年露酒规模可达2 000亿元[5],这展示了现代露酒的优良发展前景和广阔销售市场。
露酒的风味特征是评价露酒品质的重要指标之一。露酒的风味包括香气、口味、口感等多个属性。其中,露酒的香气成分较为复杂,根据物质结构可分为酯类、醇类、酸类、醛酮类、萜类、芳香族类等,可通过顶空固相微萃取(headspace-solid phase mcroextraction,HS-SPME)、液液萃取(liquid-liquid extraction,LLE)、液液微萃取(liquid-liquid microextraction,LLME)等多种前处理方法结合气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)、全二维气相色谱-飞行时间质谱(comprehensive two-dimensional gas chromatography-time-of-flight mass spectrometry,GC×GC-TOF-MS)等技术对露酒香气成分进行检测分析[6-10]。关于露酒滋味及呈味物质的研究鲜有报道,对露酒风味的综述和讨论重点关注其香气特征及呈香物质[11-13]。功效作用是露酒有别于其他酒种的标志性特征,也是评价露酒品的另一个重要指标。露酒具有抗氧化、防衰老、增强免疫力等功能,对人体健康起到积极作用,可通过小鼠周进食量、周食物利用率、迟发型变态反应实验、碳粒廓清实验、脏器指数、巨噬细胞吞噬鸡红细胞、小鼠负重游泳、乳酸肝糖原检测、血清尿素氮检测等实验进行露酒功效作用的探究[14-16]。
露酒具有优良的风味和口感,同时还发挥出良好的功效作用。虽然当前对露酒风味与功效已具有一定的研究结果,但是仍不够全面和深入,并且缺少系统性的总结、归纳与分析。因此,本文就目前露酒风味品质和健康功效的研究现状进行综述,重点关注香气成分及其香气特征、影响关键香气物质积累的因素以及露酒功效作用,剖析露酒研究的空白,探明露酒研究的方向,为露酒未来的研究发展及其品质提升奠定基础,提供依据。
露酒风格多样,种类繁多,风味口感各具特色,其中风味是衡量露酒感官品质的重要指标之一,囊括了香气、滋味、口感和风格等指标。郑蕾等[17]对我国41款露酒的风味描述词进行总结,并制作风味轮,如图1所示。露酒风味轮的首次获得为露酒风味研究和质量控制奠定了基础。然而,露酒生产工艺复杂且多样,调配原辅料种类丰富,相关风味研究较多,但尚未形成完整的研究体系。本文从露酒的香气和滋味两个方面,对露酒风味进行总结和归纳。
图1 露酒风味轮Fig. 1 Flavor wheel of Lujiu
嗅觉方面,露酒香气分为原料香、工艺香和酒香。原料香是指直接来源于调配原料的香气,主要包括花香、果香、香料香和粮食香等。工艺香是指在露酒酿造过程中由工艺处理而产生或融入的新香气,主要包括烘烤香、烟熏香、蜜制香、陈酿香、容器香等。酒香是指直接来源于基酒的香气,主要包括发酵香、窖香、糟香、醇香、曲香等,这些香气均由露酒中的香气化合物作用产生。虽然露酒相关的风味研究较多,但尚未形成完整的露酒风味研究体系。因此,根据影响露酒香气的因素类型,本文从基酒、调配原辅料及工艺三个方面概述不同因素对露酒香气成分的影响。
1.1.1 基酒对香气的影响
白酒和黄酒均可作为露酒的基酒,当前,露酒主要以白酒为基酒制备,白酒中蕴含一千余种风味物质,为露酒贡献酯类、酸类、醇类、醛类、酮类、酚类化合物等(见表1)。酯类化合物主要由白酒的发酵和蒸馏过程产生,一部分由酒曲中的微生物通过代谢反应产生,一部分由蒸馏过程中醇和羧酸发生的酯化反应产生,多呈现果香、花香、甜香等愉悦气味[6,18]。以53%vol自酿清香型白酒为基酒配制玫瑰露酒、丁香露酒和百合露酒,对香气物质进行分析发现,在基酒和三种露酒中均检测到乳酸乙酯、癸酸乙酯、丁二酸二乙酯、乙酸苯乙酯和月桂酸乙酯,表明上述香气成分主要来自于基酒,贡献了果香和玫瑰花香等积极的风味特征[19]。清香型白酒还为竹叶青酒贡献了酯类、醇类、酸类、醛类化合物,其中酯类化合物数量最多,含量可达基酒贡献总香气含量的53.24%,且乳酸乙酯是主要物质,为酒体贡献果香[20]。以浓香型白酒为基酒的沱牌枸杞酒、张裕至宝三鞭酒等露酒产品分别含有基酒带来的较高含量己酸乙酯与癸酸乙酯,为酒体贡献菠萝与椰子香气[21]。醇类化合物主要由白酒发酵过程中酵母代谢产生,其浓度受酵母菌数量和菌种、发酵温度、溶氧等因素影响,为露酒贡献花香和果香[22]。在玫瑰露酒、丁香露酒和百合露酒中,壬醇和苯乙醇被证实来自于基酒,贡献蔷薇花、玫瑰花香气[19]。酸类、醛酮类化合物主要在发酵过程产生,部分酸类化合物还可以由醇和醛氧化产生,赋予酒体酸味、奶酪、苦杏仁等风味[23-24]。竹叶青酒中的糠醛物质便被证实来源于基酒汾酒,为竹叶青贡献苦杏仁味[28]。挥发性酚类化合物则是由高粱、玉米等白酒原料中木质素降解或微生物的氨基酸代谢产生,贡献烟熏味和烘烤味,丰富了白酒香气的复杂性[25]。如清香型白酒中的2,6-二叔丁基对甲基苯酚可为玫瑰露酒、丁香露酒和百合露酒贡献樟脑香气[19]。
表1 白酒基酒中主要的香气化合物Table 1 Main aroma compounds in base liquor
1.1.2 调配原辅料对香气的影响
调配原辅料是露酒特征风味的主要来源,根据类别分为植物类和动物类,通过浸提或复蒸馏等工艺参与露酒调配,极大丰富了露酒中香气化合物的种类与含量。
目前关于调配原辅料对露酒风味影响的研究多集中于水果、中药材、花等植物原辅料。在以水果为调配原辅料的露酒中,酯类化合物的种类与含量相较于其他风味物质更丰富,表现出特有的花香、果香。在香蕉露酒、椰子果露酒中均鉴定到大量来自于水果的酯类物质,包括丁酸异戊酯、异戊酸异戊酯、异丁酸异戊酯、δ-癸内酯与δ-辛内酯,分别为香蕉露酒和椰子露酒贡献特征香气[30-31]。除酯类物质以外,原辅料中的萜类物质也为果露酒风味提升作出贡献,如(E)-β-大马士酮作为无花果果实的关键香气化合物,在希腊无花果露酒中被证实存在[32]。中药材因丰富的风味成分与功效作用,也是露酒使用较多的调配原辅料。对劲酒、竹叶青和五加皮药酒进行香气物质分析后,均鉴定到部分来自于中药材的香气物质,以酚类化合物和萜类化合物为主,还包括少量酯类化合物,但是,以中药材为原辅料的露酒通常使用多种药材混合浸泡,因此难以将风味物质来源与具体中药材建立一一对应关系[6,27-28]。除以上两大类植物原辅料外,花也可用于露酒制备。对比分析玫瑰露酒、丁香露酒和百合露酒的风味差异,玫瑰露酒中萜类物质种类和含量显著高于百合露酒,呈现玫瑰花香的香茅醇和香叶醇在玫瑰露酒中含量较高,而贡献丁香花、柑橘香气的芳樟醇和反式-橙花叔醇在丁香露酒中含量最高[19]。调配原辅料对露酒香气独特性和风格典性的形成具有重要性。
真菌与动物也常作为调配原辅料用于露酒的配制。药用菌灵芝制成的露酒香气优雅协调,含有乙酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙醛、正丙醇、2-甲基丁醇、乙酸、己酸等香气化合物,但是无法明确露酒中直接来源于灵芝的香气物质组成[33]。同时对采用浸提法制备的香菇露酒进行风味分析时发现,1-辛烯-3-醇具有野蘑菇气味,是来自于香菇的关键香气化合物[34]。关于动物类露酒中香气物质的研究尚且没有报道。因此,露酒的研究应扩大研究对象的范围和种类,填补研究领域的空白。
1.1.3 工艺对香气的影响
露酒工艺步骤繁多,调配原辅料所使用的前处理方式、杀菌方式、保藏方法等工艺均会对露酒香气产生影响,其中原辅料的前处理方式与保藏方式的影响最为明显。
(1)前处理方式
露酒原辅料前处理方式及工艺参数的改变,直接影响露酒的香气品质。配制香蕉露酒时,使用不同酒精度的谷物酒对香蕉进行浸泡,再加入不同浓度的糖溶液进行调配,通过感官评价的方式对配制好的露酒进行评价,确定最佳工艺条件,结果显示,低酒精度(17.29%vol)溶液浸泡调至中等含糖量(289.89 g/L)的露酒具有更高的感官接受度和风味评分,更加突显香蕉的香气特征,证明浸泡液条件的变化影响露酒的香气品质[30]。类似结果在嘉宝果露酒、黑莓露酒和芭乐露酒的研究中也得到证实,高质量浓度(340 g/L)糖溶液处理原辅料可以显著降低果露酒中酚类化合物的含量,使上述露酒在香气方面更加协调和突出,同时证实了高浓度酚类物质所带来的苦味和涩味不利于三种果露酒感官品质的表达[41]。
(2)杀菌方式
露酒杀菌方式和处理时长也会影响酒体香气的表达。高静水压技术是一种常见的食品杀菌工艺,以经过高静水压处理的梅果为原料制备露酒时,果肉组织更易被破坏,有利于基酒浸透,促进pH、糖含量等理化指标的增长,同时芳香成分提取率也得到显著提高,其中DL-苹果酸二乙酯和柠檬酸二乙酯的浓度与未经该技术处理的露酒相比分别提升了3倍和4倍,突显了焦糖、果香等风味特征[42]。对成品露酒采用不同的杀菌处理也会对酒体中香气物质的含量产生影响。对桑葚露酒分别采用紫外杀菌、巴氏杀菌、超声杀菌和微波杀菌进行处理,紫外杀菌对桑葚酒中总酯含量影响不显著;巴氏杀菌由于处理温度较高且时间较长,不利于总酯含量保持稳定;超声处理具有催陈作用,在30 ℃和40 ℃条件下随着处理时间延长,总酯含量逐渐升高;微波处理有利于酯类物质合成,在500 W、70 s的处理条件下,总酯的含量显著提升,有利于桑葚露酒的香气改善[43]。
(3)保藏方法
露酒的原辅料多为动物或植物,极易发生腐败变质,对原辅料进行妥善的保藏可以延长保鲜期,维持品质,对露酒的生产具有积极作用。但是,原辅料保藏方法的差异也会造成露酒香气品质的差异。在配制山楂露酒时,使用不同饱和度蔗糖溶液分别对山楂进行浸泡,再结合冷冻、热风干燥或冷冻干燥技术对果实进行保藏,以此为原辅料进行生产,结果显示,使用饱和蔗糖溶液浸泡结合冷冻干燥处理的山楂果实酿制的山楂露酒具有最高浓度的2-甲基丁醇,而饱和蔗糖溶液浸泡结合热空气干燥处理的山楂酿造的露酒具有较高浓度的乙酸乙酯、硬脂酸乙酯与9,12,15-十八碳三烯酸;使用不饱和蔗糖溶液处理的山楂露酒均具有较高浓度的醛类和酯类化合物,与冷冻干燥结合后可增加萜类化合物的组分和含量,与热风干燥处理结合可以提高醇类和烯烃类的含量,与冷冻处理结合则具有较高浓度的缩醛、芳香烃和烷烃类化合物[44]。由此可见,对原辅料保藏方法的选择,也会间接影响露酒中香气物质的组成及含量。
1.1.4 年份差异对香气的影响
对于以烈酒为基酒,中草药为原辅料调配而成的露酒通常会进行陈酿贮存的过程,随着陈年时间延长,露酒风味发生变化,使酒香变得更为醇厚、柔和。因此,年份是造成陈酿型露酒风味差异性的重要因素之一。酒龄五年的竹叶青酒中含有酒龄一年的竹叶青酒中所没有的2-正戊基呋喃和异丁醇,并且酒龄一年的竹叶青酒存在大量萜类物质,随着陈年时间延长,萜类物质转化为酸、醇、醛、烷烃等物质,酯类和醇类化合物含量明显提高,使老酒香气更加复杂、口感更加醇厚,证明陈酿时间会影响露酒香气物质的组成,挥发性香气成分也可作为鉴别露酒年份差异性的重要指标之一[10,45]。
味觉方面,露酒风味轮将滋味特征主要分为酸味、甜味、苦味、咸味和鲜味,经细致划分,共获得图1的19个滋味描述词。毛铺苦荞酒以苦荞麦、葛根、枸杞子、山楂、罗汉果等为调配原辅料,通过定量评价感官特征,发现该酒从滋味方面表现出甜、酸、苦、鲜4种滋味特征,同时还表现出协调、净爽、悠长、柔和、浓厚、细腻6种口感特征[46]。影响露酒滋味和口感的两种重要呈味物质分别是蔗糖和酒精。适度蔗糖的添加有利于增加露酒的甜味,使酒体更加圆润、饱满,适当的酒精度可以增加醇香和露酒口感的丰富性,因此,具有中等浓度含糖量、较低酒精度的露酒更受消费者的喜爱。在配制香蕉露酒时,添加中等浓度的蔗糖溶液更有利于香蕉露酒滋味的表达[30]。以宝果、黑莓、芭乐果实为原料配制露酒时,进行添加或不添加蔗糖的实验,结果也证实添加蔗糖可以显著提高消费者对露酒的接受度和喜爱度[41]。使用不同酒精度的10款玫瑰露酒进行消费者偏好性实验发现,与高酒精度产品相比,低酒精度产品具有更加绵柔、顺滑、协调的口感和一定甜味,更受青年群体欢迎[47]。目前关于露酒滋味及呈味物质的研究较少,而滋味对露酒风味的作用举足轻重,因此,对露酒滋味的研究亟待丰富和加强。
综上所述,露酒的风味研究已具备一定基础但缺乏深度和精度,未来应重点关注以下问题:①香气方面的研究:露酒香气物质的来源、关键呈香物质的相互作用关系、陈酿过程中香气物质的变化规律、以及香气物质的代谢机制;②滋味方面的研究:露酒的滋味特征及属性、重要呈味物质的鉴定与筛选、以及呈味物质的呈味机制。
露酒所用调配原辅料种类丰富,尤其是中草药和水果,可为露酒贡献丰富的营养物质和健康因子,与相同酒精度的酒精溶液相比,露酒具有抗氧化、免疫、抗炎症、器官保护、抑制体内酶活性等能力。但是,目前关于露酒功效的研究大多停留于功效作用的有无及强弱,未深入挖掘起功效作用的具体功能因子。
露酒含有丰富的生物活性成分,其优良的抗氧化性能成为当前功效研究热点之一(表2)。露酒的抗氧化功效主要有两种作用机制,一是含有抗氧化性物质,主要是以黄酮类化合物为代表的酚类物质;二是通过保护或增强抗氧化酶的活性发挥抗氧化性能。当前研究表明,使用桂花、藤茶、绞股蓝等作为调配原辅料配制露酒,其1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)、2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid),ABTS+)与羟基自由基清除率分别高于基酒90%、80%和86%,推测是原辅料中富含的黄酮、皂苷等生物活性成分提高了露酒抗氧化性能[48]。露酒还具有保护相关酶活性、提高机体抗氧化性能的作用。口服竹叶青酒的小鼠显著提高了血清和组织匀浆中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPX)活性,从而提高机体抗氧化能力[49-50]。对原辅料的处理工艺也会直接影响抗氧化物质的浸提,从而影响露酒的抗氧化性。玫瑰露酒中经干燥处理的花瓣比新鲜花瓣更易促进黄酮醇、酚酸、单宁等酚类成分和色素物质浸出,提高露酒中酚类物质的浓度,从而减轻了酒精造成的氧化作用[51]。值得注意的是,露酒的抗氧化性会随储存时间的延长而减弱,抗氧化性能的稳定性与露酒的原辅料有关,该结论在越橘果渣、甜菜根渣、苹果果渣、北美沙果果渣露酒的研究中得到证实[52]。
表2 露酒抗氧化能力研究Table 2 Researches on the antioxidant capacities of Lujiu
免疫能力通常指机体对外界不良因素的抵抗能力,分为特异性免疫和非特异性免疫。研究表明,适度饮用露酒有助于提高机体免疫力。使用不同剂量竹叶青酒喂养小鼠,可增强小鼠体内刀豆素A(concanavalin A,ConA)诱导的脾脏T淋巴细胞增殖能力与自然杀伤(natural killer,NK)细胞的活性,证实竹叶青酒具有提高免疫的能力[54]。免疫功能还可通过调节细胞因子表达,提高血清中白介素-6(interleukin-6,IL-6)和γ干扰素(interferon-γ,IFN-γ)水平,调节抗增殖、抗血管生成、抗癌以及抗原特异性免疫反应和炎症反应[55-57]。对劲酒的研究也呈现类似结果,小鼠经劲酒灌胃后,碳廓清能力和半数溶血值均得到显著提高,证明劲酒有提高免疫能力的功效[58]。对以全蝎、人参、何首乌等为调配原辅料配制的全蝎保健酒进行功效研究发现,小鼠脾淋巴细胞增殖能力、迟发型变态反应能力以及NK细胞活性显著提高,表明该酒同样具有增强免疫功能的作用[14]。
乙醇是酒精饮料的重要成分,在人体中被肠胃快速吸收,进入肝脏、大脑等器官,通过体内的乙醇脱氢酶,将乙醇转化为乙醛,并进一步转化为乙酸,造成酒精中毒。长期大量饮酒还会引发酒精性肝病、科萨科夫综合症(严重记忆障碍)、运动不协调、异常眼动、震颤等症状,对相关器官造成不同程度的损害[49,59]。然而,相比于基酒,丰富的调配原辅料使露酒起到器官保护作用。研究发现,竹叶青酒中含有地黄苦甙元、6''-O-反式-对-香豆酰基京尼平龙胆二糖苷、绿原酸-5-O-咖啡酰-3-O-芥子酰奎宁酸甲酯和齐墩果酸,可有效抑制酒精诱导的HepaG 2毒性,减小对肝脏细胞损伤[60]。对小鼠肝脏细胞进行切片观察,发现摄入竹叶青酒小鼠的肝细胞脂质变化程度减轻,证明竹叶青酒对肝脏具有保护作用[49]。毛铺苦荞酒中的苦荞麦、葛根、枸杞等原辅料富含芦丁(芸香苷)、葛根素、枸杞多糖以及丰富的微量元素,对脑部损伤也具有一定保护作用[61]。
抗菌抗炎能力也是露酒的重要功效之一。露酒调配原辅料中具有抗菌活性成分,可以有效弥补低度酒中乙醇浓度较低造成的抗菌能力不足的问题。如表3所示,使用琼脂扩散法、纸片扩散法研究发现,利用百里香、鼠尾草、薄荷、仙人掌等配制的草本露酒具有良好的菌体抑制能力[62]。通过一氧化氮抑制率检测发现,竹叶青酒中山柰素、5-羟基-3',4',7,8-四甲氧基黄酮醇、反式-对-香豆酸乙酯、顺式-对-香豆酸乙酯等物质对露酒的抗炎性能具有重要贡献;而黄芩酒中黄岑等黄酮类化合物显著减弱了大鼠足部肿胀炎症,同样证实了露酒具有抗炎能力[63-64]。
表3 露酒抗菌抗炎能力的研究Table 3 Researches on the antibacterial and anti-inflammatory abilities of Lujiu
除上述功效作用之外,露酒还具有预防疾病、抗疲劳、预防肝损伤等作用。饮用角豆甜酒、竹叶青酒等可抑制2型糖尿病、神经退行性疾病相关酶的活性,以此增强对机体的保护[13,49]。通过测定小鼠体质量、负重游泳时间、肝糖原含量、血乳酸含量、血清尿素含量等指标以及相关人体临床实验,证实劲酒、复方金钗石斛酒、玛咖酒等具有效缓解机体疲劳的功效,且劲酒还呈现改善畏寒肢冷、腰膝酸软、性欲减退、精神萎靡、躯体疲劳、脑力疲劳等作用[16,58,65-67]。但是,目前尚未建立露酒功效研究的成熟体系,研究内容与结果多为现象观察或指标检测,深入探究露酒原辅料中关键功效物质及其作用机制是改善露酒功效作用、提升露酒品质的关键问题。
露酒历史悠久、风格多样、感官品质独特、功效作用丰富,在酒类消费市场具有极强发展潜力。香气品质与功效作用是评价露酒品质的重要指标,也是影响消费者选购露酒的重要因素。本文通过对露酒风味品质及功效作用进行综述,总结了露酒香气物质来源及影响因素,明确了露酒风味物质来源的丰富性和多样性,同时指出露酒滋味特征及滋味物质组成、酿造过程中风味物质的变化机制、酿造工艺对风味物质的调控等研究不深入的问题,导致无法打破工艺改良与风味品质提升的壁垒;功效研究方面显示露酒具有抗氧化、抗菌抗炎、促进免疫力提高等作用,但是关键功能因子及其在酿造中的变化机理、功能因子的量效关系以及功效作用机制仍不清晰。
露酒风味品质问题是露酒产业发展与市场开拓的瓶颈问题之一,露酒健康属性深入、透彻的解析可助力露酒独特优势的发挥,基于以上需求,露酒未来的研究应着重开展基于靶向和非靶向代谢组学的风味研究,全面探究露酒风味物质来源及产生途径,重点关注滋味物质,建立露酒风味物质-原辅料-关键工艺关系网;露酒功效研究应该细化和锚定关键功能因子,明确量效关系,以期从微观层面更科学的解析露酒功效机理,为露酒品质提升提供科学的理论基础。