徐建芬,張鳳杰

(1.上海金楓酒業(yè)股份有限公司,上海 201501；2.上海石庫門釀酒有限公司,上海 201501；3.中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院,北京 100015；4.國家酒類品質(zhì)與安全國際聯(lián)合研究中心,北京 109015)

陳釀是黃酒生產(chǎn)工藝中重要的過程之一。黃酒新酒存在口味粗糙、香味不足、不柔和、不協(xié)調(diào)等缺點,貯存一段時間后,酒體會變得香氣濃郁,柔和,隨著貯存時間的延長,黃酒的風(fēng)味會日趨豐富、飽滿、協(xié)調(diào),同時散發(fā)出優(yōu)雅的陳香[1-4]。黃酒的陳釀時間也稱為酒齡,是評價黃酒優(yōu)劣的重要指標,民間素有“酒是陳的香”的佳話[5-6]。

研究者已經(jīng)從不同角度對黃酒陳釀過程中香氣物質(zhì)變化的進行了研究[7-11],如閻文飛等[12]分析了北方黃酒陳釀過程中主要成分含量及其變化趨勢。近年來,基于傳感器的人工味覺和人工嗅覺在食品行業(yè)的應(yīng)用研究越來越多[13-14],江濤等[15]使用Flash GC型電子鼻對黃酒進行酒齡定量研究,并建立偏最小二乘回歸(partial least-squares regression,PLS)模型判定酒樣酒齡,可信度高。周牡艷等[16]將智能電子舌結(jié)合化學(xué)計量學(xué)方法較好地用于黃酒產(chǎn)地的判別。另外,表面張力(surface tension)是液體表面層由于分子引力不均衡而產(chǎn)生的沿表面作用于任一界線上的張力,與分子間作用力呈正相關(guān)在,即分子間作用力越大,表面張力越大。李紅等[17]采用表明張力的方法檢測白酒年份酒,發(fā)明了一種鑒定白酒年份酒的方法,在行業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用。

因此,本研究采用固相微萃取(solid-phase micro-extraction,SPME)結(jié)合氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(the gas chromatography mass spectrometry,GC-MS)分析黃酒陳釀過程中香氣物質(zhì)變化情況,結(jié)合SPSS相關(guān)性分析結(jié)果確定黃酒的主要陳香物質(zhì)；同時,采用日本INSENT電子舌對不同年份酒進行了味覺特征的初步研究；并采用表面張力變化來評價黃酒陳釀特征。綜上,本研究從分析化學(xué)、電化學(xué)和物理化學(xué)三方面分析了黃酒的陳釀特征,為陳釀黃酒的鑒別提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

不同陳釀時間的黃酒原酒:上海金楓酒業(yè)股份有限公司提供。

乙酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸乙酯、丁二酸二乙酯、辛酸乙酯、糠醛、苯甲醛、苯乙醛、異戊醇、β-苯乙醇、異丁醇、正丁醇、2,3-丁二醇等風(fēng)味標準品(色譜純,純度≥98%):比利時Acros公司；乙醇、酒石酸、氯化鉀、氫氧化鉀、鹽酸(分析純):國藥集團藥業(yè)股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Clarus 600型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀:美國PerkinElmer公司；固相微萃取裝置(配SPME手柄)、85μm PA萃取頭:美國Supelco公司；Dataphysics OCA20視頻光學(xué)表面張力測量儀:德國Dataphysics公司；TS-5000Z味覺分析系統(tǒng)(電子舌):日本Intelligent Sensor Technology公司；超純水機:帕斯特公司。

1.3 方法

1.3.1 香氣成分的測定[7]

樣品的前處理:首先將被測黃酒的酒精度稀釋至6%vol。移取稀釋后的酒樣6 mL于20 mL的頂空瓶中,加入3.000 g NaCl,加入30 μL的內(nèi)標工作液,放入磁力攪拌轉(zhuǎn),密封。在550r/min轉(zhuǎn)速下攪拌一段時間后,插入85μmPA萃取頭,纖維頭置于距離酒樣表面約20 mm的上部空間,在一定的水浴溫度下萃取一段時間后,取出手柄,直接進樣分析,并解析一段時間。

色譜條件:WAXetr毛細管色譜柱(30 m×0.25 mm×0.50μm)；載氣(高純氦氣),純度≥99.999%,流速:1mL/min,不分流進樣；進樣口溫度:220℃；柱溫:起始溫度35℃,恒溫2 min,以4℃/min升溫至80℃,以2℃/min程序升溫至140℃,以5℃/min程序升溫至230℃。

質(zhì)譜條件:離子源溫度,250℃,傳輸線溫度,250℃,電子轟擊源,70 eV；掃描范圍,30～550 amu,定性采用全掃描模式,定量采用選擇離子掃描模式；采集方式為離子掃描時,整個分析過程分為32個通道(包括內(nèi)標化合物乙酸正戊酯和2-壬醇)。

1.3.2 電子舌分析方法

利用TS-5000Z電子舌分析不同陳釀時間的黃酒樣品,得到酸味、鮮味、咸味、苦味、豐味、澀味、后苦味、后澀味的味覺輸出值,具體測定步驟為:1)模擬唾液清洗電極,重復(fù)3次；2)陰極緩沖液清洗電極,重復(fù)3次；3)陽極緩沖液清洗電極,重復(fù)3次；4)平衡、浸泡電極；5)電子舌樣品進樣量25mL,設(shè)定1個平行樣,在室溫條件下分別用CA0、AAE、CT0、C00、AE1電極檢測不同陳釀時間黃酒的酸味、鮮味、咸味、苦味和豐味,每種味道檢測4次,取平均值作為味覺輸出值。根據(jù)得到的味覺輸出值,利用味覺雷達圖、味覺主成分分析等方法對樣品進行分析。

1.3.3 表面張力分析方法

用Dataphysics OCA20表面張力檢測儀專用注射器量取一定體積的待測基礎(chǔ)酒清洗針頭3次,將注射器固定至視頻光學(xué)接觸角測量儀,待注射器中的液體滴下時,利用分析軟件通過對液滴形狀的計算求得待測酒樣的表面張力值,每個樣品測量3次,取算術(shù)平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃酒陳釀過程中香氣物質(zhì)變化

不同陳釀時間黃酒的香氣風(fēng)味物質(zhì)存在差異,根據(jù)1.3.1方法分析不同陳釀時間黃酒樣品中的酯、醇、醛類共15種物質(zhì)變化,總酯、總醇、總?cè)┑暮孔兓妶D1,不同物質(zhì)含量比變化見圖2。由圖1可知,在陳釀過程中隨著時間的延長,總酯和總?cè)┑暮靠傮w呈上升趨勢,總醇含量無明顯規(guī)律；由圖2可知,黃酒中主要的酯類化合物是乳酸乙酯,占總酯含量的39.0%～83.6%,且隨陳釀時間呈遞增趨勢,其次是乙酸乙酯,含量占10.6%～56.5%；異戊醇、β-苯乙醇和異丁醇是黃酒中的主要醇類物質(zhì),分別占總醇含量的51.5%～56.2%,23.2%～28.8%和11.7%～14.8%,β-苯乙醇是稻米類黃酒在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的特征性物質(zhì)；陳釀過程中,醛類物質(zhì)總量呈顯著的上升趨勢,尤其是糠醛,從初始的0.73 mg/L上升至18.58 mg/L,是初始條件的25倍。

圖1 不同陳釀時間黃酒中總酯、總醇、總?cè)╊惢衔锏暮縁ig.1 Contents of total esters,total alcohols and total aldehydes in Chinese rice wine with different aging time

圖2 不同陳釀時間黃酒中酯類(A)、醇類(B)、醛類(C)化合物相對含量變化Fig.2 Changes of relative contents of esters(A),alcohol(B)and aldehydes(C)in Chinese rice wine with different aging time

采用相關(guān)性分析方法,對黃酒中風(fēng)味物質(zhì)和黃酒陳香進行相關(guān)性分析,結(jié)果見表1。由表1可知,乳酸乙酯、丁二酸二乙酯和苯甲醛3種物質(zhì)與陳香呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,丁酸乙酯和糠醛與陳香呈顯著正相關(guān)關(guān)系,而其他指標與陳香無顯著性關(guān)系。

表1 陳香與風(fēng)味物質(zhì)的相關(guān)性分析Table 1 Correlation analysis of aged fragrant and aroma substances

2.2 不同年份黃酒的電子舌分析

不同陳釀時間黃酒在酸味、鮮味、澀味、苦味、豐富度、咸味、苦回味和澀回味的分布雷達圖見圖3。各指標與陳釀時間的相關(guān)性分析結(jié)果見表2。

圖3 不同年份黃酒電子舌檢測結(jié)果Fig.3 Determination results of Chinese rice wine with different storage time by electronic tongue

表2 電子舌響應(yīng)信號與黃酒陳釀時間相關(guān)性分析Table 2 Correlation analysis between electronic tongue response value and Chinese rice wine aging time

由圖3可知,黃酒的口感整體偏咸鮮味,略帶苦味,其豐富度飽滿。隨著陳釀時間的延長,酒體的豐富度越來越小,鮮味減弱,酸感更強。相關(guān)性分析見表2,由表2可知,陳釀年限與酸、澀回味呈極顯著正相關(guān)(P＜0.01),與鮮和豐富度呈極顯著負相關(guān)(P＜0.01),與咸味呈顯著性負相關(guān)(P＜0.05)。

不同年份酒中酸味、鮮味和豐富度的味覺值見圖4。根據(jù)韋伯-費希納定律,濃度變化達到20%以上,人便開始感知到味道的差別,故圖4中的每個單位都代表相應(yīng)味覺濃度相差20%。由圖4可知,酸味、鮮味、澀味、苦味、豐富度、咸味、苦回味和澀回味8種味覺值中,酸味、豐富度和鮮味的變化最大。其中酸味的差別更易令人察覺,陳釀10年黃酒的酸味值比新酒的高出了近127%,豐富度降低73.9%,鮮度降低29.4%。

圖4 不同年份酒酸、鮮和豐富度的味覺值變化Fig.4 Changes of taste value of sourness,umami,richness of Chinese rice wine with different aging time

2.3 黃酒陳釀過程中表面張力變化

表面張力為衡量液體體系的一個熱力學(xué)穩(wěn)定性參數(shù),黃酒從本質(zhì)來講就是乙醇-水分子的締合體系與其他氨基酸、微量風(fēng)味物質(zhì)等構(gòu)成的液體體系,所以黃酒具有一般液體所具有的本質(zhì)屬性。實驗所用黃酒為不同年份相同工藝釀造的黃酒原酒,可以認為這些酒樣具有一定的穩(wěn)定性,可以用來研究黃酒在陳釀過程中的陳化特征規(guī)律。按照1.3.3方法檢測6個年份黃酒的表面張力,結(jié)果如圖5,可以看出,黃酒的表面張力隨著陳釀時間延長整體呈上升趨勢。

圖5 不同酒齡黃酒表面張力的變化Fig.5 Changes of surface tension of Chinese rice wine with different aging time

為了檢驗不同年份黃酒表面張力隨年份變化的顯著性,對表面張力與陳釀時間的變化進行相關(guān)性分析,結(jié)果為二者的相關(guān)性系數(shù)為0.831,在置信度(雙尾)為0.05時,二者的顯著性為P=0.040＜0.05,說明黃酒的表面張力與陳釀時間具有顯著的高度正相關(guān)關(guān)系,即陳釀時間越長,表面張力越大。不同陳釀時間的黃酒雖然生產(chǎn)工藝都相同,但由于陳釀年限的延長,酒體中物質(zhì)發(fā)生大量的化學(xué)和物理變化,比如醇和酸生成酯,以及分子的締合作用等,使酒體的表面張力不斷增大。

3 結(jié)論

陳釀是優(yōu)質(zhì)黃酒生產(chǎn)中必不可少的重要工序,隨著陳釀時間的延長,黃酒的風(fēng)味會日趨豐富、飽滿、協(xié)調(diào),同時散發(fā)出優(yōu)雅的陳香。本研究綜合評價的黃酒陳釀過程中香氣、味覺特征和表面張力變化,結(jié)果如下:

(1)黃酒在陳釀過程中由于容器以及酒體物理化學(xué)變化的原因,香氣風(fēng)味物質(zhì)發(fā)生差異變化,總酯和總?cè)┖靠傮w呈上升趨勢,總醇含量無明顯規(guī)律。香氣物質(zhì)中乳酸乙酯、丁酸乙酯、丁二酸二乙酯、糠醛和苯甲醛5種物質(zhì)與陳香呈顯著正相關(guān),而其他指標(如異戊醇等)無顯著性。

(2)電子舌對不同年份黃酒的分析主要是通過不同電極識別酸味、鮮味、澀味、苦味、豐富度、咸味、苦回味和澀回味8種味覺值的變化。不同年份黃酒分析的結(jié)果表明,黃酒隨陳釀時間的延長,酸感增強,且變化極顯著,豐富度和鮮度都呈極顯著下降。

(3)采用表面張力評價黃酒隨陳釀時間的變化,結(jié)果表明,黃酒的表面張力隨著陳釀時間整體呈上升趨勢,黃酒的表面張力與陳釀時間具有顯著的高度正相關(guān)關(guān)系。

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