陳青柳,劉雙平,唐雅鳳,韓 笑,周志磊,鄒慧君,王宗敏,姬中偉,毛 健,*
(1.江南大學食品學院,糧食發(fā)酵工藝與技術(shù)國家工程實驗室,江蘇 無錫 214122;2.國家黃酒工程技術(shù)研究中心,浙江 紹興 312000;3.江蘇省產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院食品生物技術(shù)研究所(如皋江大食品生物技術(shù)研究所有限公司),江蘇 南通 226500;4.會稽山紹興酒股份技術(shù)有限公司,浙江 紹興 312000)
黃酒作為我國的民族特色的傳統(tǒng)乙醇飲料,具有悠久的歷史,與啤酒、葡萄酒并稱為“世界三大古酒”[1]。隨著工業(yè)進步,機械化黃酒成為黃酒產(chǎn)業(yè)重要的一部分,紹興機械加飯黃酒是以糯米、清水、生麥曲、熟麥曲及酒母為原料,經(jīng)大罐發(fā)酵18~23 d,后經(jīng)壓榨、勾兌、陳化而成。相較于傳統(tǒng)發(fā)酵,機械黃酒發(fā)酵實現(xiàn)人工控制,使用無菌壓縮空氣通氣開耙,通氣和循環(huán)水聯(lián)合控制發(fā)酵溫度,使發(fā)酵過程更為穩(wěn)定,黃酒生產(chǎn)不受季節(jié)限制,實現(xiàn)了高產(chǎn)量和均一的產(chǎn)品質(zhì)量。
黃酒的獨特釀造工藝和原料造就了黃酒獨特、復雜的香氣特征,其主要風味成分包括揮發(fā)性風味物質(zhì)、氨基酸、有機酸、糖類、微量元素等。以往對機械黃酒發(fā)酵過程中的動態(tài)監(jiān)測,主要是對發(fā)酵過程中基本理化指標[2]、固形物[3]、氨基酸[4-5]、生物胺[6]、揮發(fā)性風味物質(zhì)[7-8]的研究,鮮見對機械黃酒釀造過程中有機酸和單體酚含量的報道,缺乏風味物質(zhì)動態(tài)變化的全面報道。對紹興機械黃酒大罐發(fā)酵過程進行跟蹤取樣,采用高效液相色譜(high performance liquid chromatography,HPLC)及氣相色譜-質(zhì)譜(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)聯(lián)用對樣品進行檢測,利用主成分分析(principal component analysis,PCA)探尋不同發(fā)酵階段的樣品風味物質(zhì)差異,深入全面地了解機械黃酒發(fā)酵過程中風味物質(zhì)的動態(tài)變化,對優(yōu)質(zhì)機械黃酒生產(chǎn)有指導意義。
黃酒發(fā)酵液和制酒酒母于2016年12月取自紹興某黃酒生產(chǎn)企業(yè)的機械加飯酒生產(chǎn)車間,取樣時間點為第0(投料落罐結(jié)束)、24、48、72、120、216、312、432小時;標準樣品,乙腈、甲醇(色譜純) 安譜實驗科技股份有限公司;其他試劑均為國產(chǎn)分析純。
e2695 HPLC系統(tǒng) 美國Waters公司;ANPEL p/N 462572液相色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm) 上海安譜公司;5 81 0 R臺式高速冷凍離心機 德國Eppendorf公司;Trace GC-MS聯(lián)用儀 美國Thermo公司;50/30 μm二乙基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷萃取頭 美國Supelco公司。
機械加飯黃酒以糯米、清水、生麥曲、熟麥曲及酒母為原料,經(jīng)大罐發(fā)酵18 d;前酵期3 d,投料落罐8~12 h后以無菌壓縮空氣進行通氣開耙,發(fā)酵溫度控制在33 ℃以下;后酵低溫發(fā)酵15 d,溫度控制在20 ℃以下。乙醇體積分數(shù)以外的發(fā)酵醪指標均取經(jīng)10 000 r/min離心10 min的清液進行測定。
1.3.1 基本理化指標的測定
溫度:工廠發(fā)酵罐內(nèi)置溫度計測定;總酸、pH值、乙醇體積分數(shù)和氨基態(tài)氮含量的測定:參照GB/T 13662—2008《黃酒》[9]的方法;還原糖含量的測定:采用2,3,5-三硝基水酸比色法[10]。
1.3.2 有機酸含量的測定
采用HPLC法,以外標法測定8 種有機酸,色譜條件參考文獻[11]。
預處理:用等體積10%的三氯乙酸溶液和樣品混勻于4 ℃條件下靜置5 h,經(jīng)10 000 r/min離心10 min后取上層清液過0.22 μm水系濾器;色譜條件:ANPEL p/N 462572色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);流動相:0.025 mol/L KH2PO4溶液(pH 3.1);流速0.7 mL/min;柱溫30 ℃;進樣量10 μL;運行時間15 min;紫外檢測波長210 nm。
1.3.3 游離氨基酸含量的測定
采用HPLC法,以外標法測定18 種游離氨基酸,測定方法參照QB/T 4356—2012《黃酒中游離氨基酸的測定高效液相色譜法》[12]。
1.3.4 多酚含量的測定
采用固相萃取-HPLC法,以外標法測定6 種單體多酚含量。預處理:取8 mL酒醪清液過活化過的CNW Poly-Sery HLB SPE小柱(500 mg/6 mL),3 倍酒樣體積的超純水沖洗小柱,棄去廢液,4 mL甲醇將多酚類物質(zhì)洗脫下后,氮吹濃縮至1 mL,過0.22 μm有機濾器后用于測定。色譜條件參照文獻[13]。
1.3.5 揮發(fā)性風味物質(zhì)的測定
采用頂空固相微萃取結(jié)合GC-MS聯(lián)用技術(shù),預處理方法參照文獻[14]。
GC-MS條件:TG-WAXMS色譜柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);進樣口溫度250 ℃;程序升溫:40 ℃保持2 min,以4 ℃/min升溫至230 ℃,保持5 min;載氣為高純氦氣(>99.999%),不分流,流速0.8 mL/min。電子電離源;發(fā)射電流50 μA;電子能量70 eV;離子源溫度230 ℃;傳輸線溫度250 ℃;質(zhì)量掃描范圍33~400 u。
定性及定量分析方法:利用NIST 2.0(Agilent Technologies Inc.)數(shù)據(jù)庫對物質(zhì)定性,對乙酸-2-苯乙酯、γ-壬內(nèi)酯、丁酸乙酯、辛酸乙酯、月桂酸乙酯、戊酸、癸酸乙酯、壬酸、苯乙醛、丁二酸二乙酯、正己酸乙酯、乙酸異戊酯、辛酸、1-壬醛、己酸、4-乙基愈創(chuàng)木酚、1-辛烯-3-醇、3-甲基丁酸、3-甲基丁醛、十六酸乙酯、苯甲酸乙酯、糠醛、4-乙烯基愈創(chuàng)木酚、異戊酸乙酯、2,4-二叔丁基酚、間乙基苯酚、3-甲硫基丙醇、癸酸、4-乙基苯酚、異戊醇、乙酸乙酯、3-苯丙酸乙酯、β-苯乙醇、正戊醇、異丁醇、肉豆蔻酸乙酯、乳酸乙酯以外標定量,其他揮發(fā)性風味物質(zhì)以2-辛醇(220 mg/L,20 μL)為內(nèi)標進行半定量。
樣品設3 個平行,采用Excel 13軟件和OriginPro 2016軟件進行數(shù)據(jù)處理、繪圖。
圖1 機械黃酒釀造中基本理化指標的變化曲線Fig.1 Change in physicochemical indexes in mechanically produced rice wine
如圖1所示,在機械黃酒的發(fā)酵中,乙醇體積分數(shù)、總酸、氨基態(tài)氮質(zhì)量濃度均呈先急后緩的增長趨勢,而pH值、還原糖質(zhì)量濃度呈先急后緩的降低趨勢,變化均在前48 h最為迅速。這是由于在落料初期,發(fā)酵醪中營養(yǎng)豐富,生麥曲和熟麥曲作為糖化劑及發(fā)酵劑[15-16],帶入的霉菌及糖化酶、液化酶、蛋白酶作用于原料產(chǎn)生了大量還原糖、氨基酸提供了豐富的碳源和氮源,同時在投料落罐8~12 h后開始以無菌壓縮空氣進行開耙通氣增加了體系的均勻度、提高了發(fā)酵醪的溶氧量,為酵母等有益微生物的生長代謝提供了良好的條件,因此主酵期間指標變化迅速,前酵結(jié)束時(第72小時)乙醇體積分數(shù)達到(12.73±0.32)%;而后通過控制冷凝水循環(huán)在酒醪打入后酵罐前將酒醪溫度降至13 ℃以下,后酵期溫度維持在11~13 ℃,還原糖的含量及低溫限制的了酵母等微生物及酶的活力,發(fā)酵變得緩慢。落料時發(fā)酵液理化指標相對偏差較大,隨著發(fā)酵的進行,樣品的相對偏差縮小,這是由于機械黃酒發(fā)酵過程中原料配比、通氣量、溫度均為人工控制,使得不同批次產(chǎn)品發(fā)酵狀態(tài)較為一致,在食醋釀造中微生物群落結(jié)構(gòu)也有類似變化[17]。
黃酒的主要成分是水和乙醇,其次是糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸、有機酸及揮發(fā)性香氣物質(zhì),多種風味成分共同作用下,相互累加、分離以及抑制呈現(xiàn)的復合香氣[18-19]。黃酒發(fā)酵中,風味物質(zhì)主要來源于原料和微生物的代謝的作用[20]。
2.2.1 有機酸含量變化分析
圖2 機械黃酒釀造中有機酸的變化曲線Fig.2 Change in the contents of organic acids in mechanically produced rice wine
有機酸在黃酒中起呈香和呈味作用,同時可在黃酒釀造的過程中起到抑制雜菌的作用。實驗中測定的8 種有機酸,除乙酸外均為非揮發(fā)性酸,主要起呈味作用。機械加飯酒釀造過程中,總酸含量呈增長趨勢,其中含量最高的有機酸是乳酸,與其他報道[21]中一致。如圖2所示,乳酸在發(fā)酵過程中占總酸的57.57%~73.17%,從落料結(jié)束(第0小時)到第432小時增長了0.55 倍,達到(5 568.67±203.87) mg/L。酒石酸、檸檬酸、蘋果酸總體上均呈先急后緩的增長趨勢,其中檸檬酸、蘋果酸均參與三羧酸代謝循環(huán),一般不會大量積累。乙酸質(zhì)量濃度在發(fā)酵過程中先升后降,在第120小時最高達到(563.23±61.16) mg/L。8 種有機酸中草酸、α-酮戊二酸含量最低,呈先增后降的趨勢。丙酮酸作為糖酵解最后一步的產(chǎn)物,是諸多代謝產(chǎn)物的前體,如乙醇、乳酸、雙乙酰、α-酮戊二酸、氨基酸等,在黃酒發(fā)酵過程中不會大量積累。HPLC測定的8 種有機酸總含量高于滴定法測定的總酸含量說明黃酒發(fā)酵液具有較好的緩沖體系。
2.2.2 氨基酸含量變化分析
表1 機械黃酒中的氨基酸質(zhì)量濃度Table1 Amino acid concentrations in mechanically produced rice wine mg/L
黃酒中的氨基酸具有一定的呈味作用,對黃酒的風味及感官品質(zhì)的形成具有重要貢獻[22]。在機械加飯酒釀造過程中,總氨基酸質(zhì)量濃度呈增長趨勢,從落料結(jié)束(0 h)的(1 030.73±139.06) mg/L增長到432 h的(3 587.12±284.50) mg/L,增長了2.48 倍。氨基酸在前酵期間的增長可能主要是由麥曲帶入及發(fā)酵醪中微生物產(chǎn)生的蛋白酶、肽酶水解原料中的蛋白所產(chǎn)生,而后酵期間氨基酸的增長可能主要是由微生物細胞中的氨基酸溶出造成。如表1所示,發(fā)酵過程中平均含量排前五的氨基酸占總含量的55.94%,分別為精氨酸(13.19%)、丙氨酸(12.27%)、色氨酸(11.23%)、脯氨酸(9.82%)、谷氨酸(9.43%),主要是苦味、甜味和鮮味氨基酸。含量最高的5 種氨基酸中除色氨酸外的4 種高含量氨基酸均不是高級醇的前體,且色氨酸降解生成的色醇在機械黃酒中并未檢測到。在發(fā)酵過程中,精氨酸、色氨酸、谷氨酸3 種氨基酸的質(zhì)量濃度先增加后下降,其他氨基酸均呈增長趨勢。從圖3可以發(fā)現(xiàn),發(fā)酵醪中主要是苦味和甜味氨基酸,苦味氨基酸總體呈先增后降的趨勢,而甜味氨基酸呈先急后緩的增長趨勢,兩者在發(fā)酵結(jié)束時分別占總氨基酸的42.39%和37.07%。黃酒中富含非蛋白質(zhì)氨基酸γ-氨基丁酸具有改善腦功能、增強長期記憶、抗焦慮及提高肝、腎機能等生理活性[23],紹興機械黃酒樣中γ-氨基丁酸質(zhì)量濃度發(fā)酵結(jié)束時達到(202.56±10.11) mg/L,遠高于上海機械黃酒γ-氨基丁酸含量(65.9 mg/L)[23]。
圖3 機械黃酒釀造中氨基酸的變化曲線Fig.3 Change in amino acid concentrations in mechanically produced rice wine
2.2.3 多酚含量變化分析
多酚化合物是以苯環(huán)為母體具有多個羥基的一類酚類的總稱,研究表明多酚物質(zhì)是黃酒的抗氧化性的重要來源,在黃酒中具有調(diào)味、保健等作用[24-25]。根據(jù)其他學者[26-28]對商品黃酒中多酚的研究,選擇6 種在黃酒中普遍存的單體多酚進行測定。如圖4所示,在機械加飯酒釀造過程中,6 種單體酚的總質(zhì)量濃度呈先增長后降低的趨勢,在第48小時達到最高(11.85±0.91) mg/L,其中兒茶素占60.59%,后酵結(jié)束時(第432小時)總質(zhì)量濃度為(4.70±0.14) mg/L。兒茶素作為前酵期間所占比例最高的單體酚,在48 h時達到最高(7.18±0.50) mg/L,較落料時(第0小時)增長了4.34 倍,轉(zhuǎn)入后酵后兒茶素含量迅速降低。在前酵期間表兒茶素含量僅次于兒茶素,而在后酵期含量最高,表兒茶素在第216小時(后酵期)達到最高(5.58±0.32)mg/L,占總酚的53.50%。p-香豆酸和阿魏酸在發(fā)酵過程中含量先增后降。p-香豆酸可在苯丙酸脫羧酶(EC 4.1.1.102)作用下形成揮發(fā)性風味物質(zhì)4-乙烯苯酚;黃酒中的阿魏酸主要由麥曲帶入,經(jīng)阿魏酸酯酶(EC 3.1.1.73)水解游離出來,阿魏酸經(jīng)酶或熱作用可生成4-乙烯基愈創(chuàng)木酚、香蘭素、愈創(chuàng)木酚等揮發(fā)性風味物質(zhì),在120 h時達到最高(0.69±0.06) mg/L。原兒茶素屬于安息香酸型,是前酵期間唯一含量呈下降趨勢的多酚,有研究顯示原兒茶酸可以防止尿素/瓜氨酸向致癌物質(zhì)氨基甲酸乙酯的轉(zhuǎn)化[29]。丁香酸屬于苯甲酸類,在發(fā)酵過程中含量所占比例較低但持續(xù)增長。黃酒發(fā)酵過程中從原料中游離出來的單體酚可經(jīng)微生物代謝產(chǎn)生的酶催化轉(zhuǎn)化其他風味物質(zhì),同時單體酚和聚合酚之間相互轉(zhuǎn)換也影響單體酚含量的變化。與其他對商品黃酒的報道[25,30]相比,此批次黃酒發(fā)酵結(jié)束時6 種單體酚總含量偏低,主要因發(fā)酵后期的兒茶素含量較低。
圖4 機械黃酒釀造中多酚物質(zhì)的變化曲線Fig.4 Changes in polyphenol concentrations in mechanically produced rice wine
2.2.4 揮發(fā)性風味物質(zhì)含量變化分析
用GC-MS聯(lián)用技術(shù)共檢測到62 種物質(zhì),主要包括27 種酯類、10 種醇類、7 種酸類、5 種醛類、5 種酚類、2 種呋喃、2 種烯類、1 種內(nèi)酯等。檢測到的揮發(fā)性風味物質(zhì)中酯類物質(zhì)種類最多,而醇類物質(zhì)含量最高,各類物質(zhì)總量的變化如圖5所示。
圖5 機械黃酒釀造中各類揮發(fā)性風味物質(zhì)的含量變化曲線Fig.5 Changes in volatile components in mechanically produced rice wine
整體上,總揮發(fā)性風味物質(zhì)在前48 h快速增長,在后酵期間整體上呈緩慢繼續(xù)增長后開始下降的趨勢,在發(fā)酵結(jié)束時(第432小時)質(zhì)量濃度為(490.24±10.5) mg/L。在機械加飯酒釀造中,醇類和酯類物質(zhì)作為主要的揮發(fā)性物質(zhì),在發(fā)酵過程中平均含量占總揮發(fā)性物質(zhì)含量的74.66%和18.90%,含量上遠高于酚類、醛類、酸類物質(zhì),決定了發(fā)酵過程中總揮發(fā)性物質(zhì)的含量變化趨勢。發(fā)酵過程中風味物質(zhì)變化趨勢及主要風味物質(zhì)的相對比例,與其他黃酒報道[8,31]相近。
在機械加飯酒發(fā)酵液中共檢測出10 種醇類物質(zhì):β-苯乙醇、異戊醇、異丁醇、3-甲硫基丙醇、2,3-丁二醇、二異丁基甲醇、正丙醇、正壬醇、1-辛烯-3-醇、D-香茅醇。含量前4的醇類依次為β-苯乙醇、異戊醇、異丁醇、3-甲硫基丙醇,在主酵期間(24 h內(nèi))增長最為迅速,而后增長趨勢有所不同,β-苯乙醇、異丁醇在繼續(xù)緩慢增長后呈下降趨勢,異戊醇波動幅度較大,是后酵結(jié)束時質(zhì)量濃度最高(155.31±5.99) mg/L的醇類物質(zhì),3-甲硫基丙醇在主酵期(24 h)結(jié)束后,含量變化幅度較小。β-苯乙醇、異戊醇、異丁醇、3-甲硫基丙醇在發(fā)酵過程,形成途徑有分解代謝途徑(Ehrlich途徑)和合成代謝途徑(Harris途徑),分解代謝途徑β-苯乙醇、異戊醇、異丁醇、3-甲硫基丙醇對應的前體氨基酸分別是苯丙氨酸、亮氨酸、纈氨酸、蛋氨酸。β-苯乙醇、異戊醇、異丁醇作為黃酒中的主要高級醇,對酒樣整體香氣特征具有明顯貢獻,香氣閾值分別為14、30 、40 mg/L。β-苯乙醇呈玫瑰花香味,異戊醇和異丁醇則呈現(xiàn)出雜醇油香、指甲油等溶劑氣味,含量過高會為黃酒帶來不愉快的異味[32]。2,3-丁二醇是酒類中少有的呈現(xiàn)多元醇之一,呈奶油和黃油香氣[33],是功能性物質(zhì)四甲基吡嗪的前體之一,主要在主酵期間(24 h)積累。正丙醇、正壬醇、1-辛烯-3-醇、D-香茅醇均只在酒母或前酵期間酒醪中檢測到,說明主要是由原料帶入。
在機械加飯酒發(fā)酵液中共測得27 種酯類化合物,包括23 種乙酯類和3 種乙酸酯類,發(fā)酵過程中平均含量前10的酯類為乳酸乙酯、乙酸乙酯、丁二酸二乙酯、丁酸乙酯、乙酸異戊酯、乙酸異丁酯、肉豆蔻酸乙酯、乙酸-2-苯乙酯、癸酸乙酯、辛酸乙酯。在機械加飯酒發(fā)酵中,酯類物質(zhì)總量在0~120 h時較大幅度持續(xù)增長到(139.04±4.46) mg/L,而后緩慢增長,312 h后含量有所降低。酯類物質(zhì)在發(fā)酵過程中主要由有機化學反應和微生物的生物合成這2 種途徑生成,而影響生物合成的關(guān)鍵酶主要有酯酶、醇?;D(zhuǎn)移酶、醇脫氫酶。酯類增長速度小于醇類物質(zhì),但大幅度持續(xù)增長時間較醇類物質(zhì)含量增長時間長。
乳酸乙酯和乙酸乙酯2 種酯在發(fā)酵過程中平均含量占總酯含量的88.91%,決定了機械加飯酒發(fā)酵過程中總酯的變化趨勢。乳酸乙酯是發(fā)酵過程中質(zhì)量濃度最高的酯類,在第120小時達到最高為(77.07±2.65) mg/L,后酵結(jié)束時(第432小時)質(zhì)量濃度降為(52.56±1.61) mg/L;乙酸乙酯在發(fā)酵過程中持續(xù)增長,在后酵后期有下降趨勢,終質(zhì)量濃度為(54.70±2.08) mg/L。丁二酸二乙酯屬于二乙酯化合物,在落料結(jié)束時(0 h)未檢測到,而后穩(wěn)定增長,后酵結(jié)束時(第432小時)達到(6.10±0.289) mg/L,是機械加飯酒中質(zhì)量濃度較高的酯類之一,但丁二酸二乙酯在乙醇溶液中的閾值也較高(20 000~1 250 000 μg/L)[33],對黃酒的香味貢獻值較小。丁酸乙酯在第48小時第1次檢測到,而后持續(xù)增長到發(fā)酵結(jié)束(第432小時)質(zhì)量濃度為(3.98±0.17) mg/L。乙酸異丁酯、乙酸異戊酯、乙酸-2-苯乙酯、肉豆蔻酸乙酯、月桂酸乙酯、十一酸乙酯、己酸乙酯含量變化趨勢與乳酸乙酯類似,具有先增后降的變化趨勢。這7 種酯類在落料結(jié)束時(第0小時)未檢測到或質(zhì)量濃度較低,而后在24~120 h期間達到最高值后開始下降,其中乙酸-2-苯乙酯質(zhì)量濃度在第120小時達到最高(1 499.95±69.22) μg/L,而后快速下降,后酵末期時未檢測到。發(fā)酵過程中含量較高的酯類的合成前體物質(zhì)在發(fā)酵醪中含量也較高。
在機械加飯酒發(fā)酵過程中檢測到5 種酚類物質(zhì):4-乙烯基愈創(chuàng)木酚、4-乙基愈創(chuàng)木酚、4-乙基苯酚、2,4-二叔丁基酚、間乙基苯酚,其中4-乙烯基愈創(chuàng)木酚、4-乙基愈創(chuàng)木酚、4-乙基苯酚存在于整個發(fā)酵過程中。4-乙烯基愈創(chuàng)木酚是由阿魏酸在高溫或阿魏酸脫羧酶(EC 4.1.1.102)的作用下形成,香氣閾值為20 μg/L[32];4-乙烯基愈創(chuàng)木酚是在發(fā)酵過程中含量最高的酚類物質(zhì),發(fā)酵過程中平均含量占酚類物質(zhì)總含量的76.88%,決定了總酚類物質(zhì)的變化趨勢,4-乙烯基愈創(chuàng)木酚在前酵期間增長最快,由落料結(jié)束時(第0小時)的(261.91±4.28) μg/L增長到第72小時的(16 004.6±552.04) μg/L,增長了60.11 倍,進入后酵期后增長速度減緩,后酵末期有下降的趨勢。4-乙基愈創(chuàng)木酚在0~24 h快速增長,而后呈波動趨勢。4-乙基苯酚在古越龍山黃酒中被描述為藥香[34],是4-香豆酸在阿魏酸脫羧酶(EC 4.1.1.102)作用下生成4-乙烯基苯酚,再經(jīng)乙烯基苯酚還原酶催化形成[35]。2,4-二叔丁基酚、間乙基苯酚僅在發(fā)酵第72、120小時檢測到。
在機械加飯酒發(fā)酵過程中檢測到5 種醛類物質(zhì),分別為3-甲基丁醛、苯乙醛、苯甲醛、1-壬醛、對甲基苯甲醛。從圖5B可以看出,醛類物質(zhì)基本在前酵前期檢測得到,這可能是由于醛類在發(fā)酵過程中作為前體被轉(zhuǎn)化為醇或酸。檢測到7 種羧酸類物質(zhì),分別為3-甲基丁酸、戊酸、癸酸、壬酸、己酸、辛酸、丁酸。除癸酸外,羧酸類物質(zhì)在0~24 h增長迅速。
對不同發(fā)酵時間的機械黃酒的風味物質(zhì)含量取均值標準化后進行PCA,如圖6A所示,第1主成分貢獻率為43.64%,第2主成分貢獻率為16.88%,2 個成分的累計貢獻率已達到60.52%,能較好地解釋數(shù)據(jù)信息。從圖6B可以看出,氨基酸、主要非揮發(fā)性有機酸(乳酸N25、檸檬酸N26、酒石酸N27、蘋果酸N28)與第1主成分有較大的正相關(guān)性,主要揮發(fā)性有機酸(戊酸V51、己酸V54、辛酸V55)與第1主成分呈負相關(guān)性。第2主成分的解釋能力弱于第1主成分,揮發(fā)性風味物質(zhì)正丙醇(V7)、乙酸異丁酯(V16)、乙酸-2-苯乙酯(V18)、癸酸乙酯(V19)、正己酸乙酯(V25)、苯甲酸乙酯(V30)與第2主成分有明顯正相關(guān)性,丁酸乙酯(V14)與第2主成分有明顯負相關(guān)性。
從圖6A可以看出,原料酒母和第0小時的樣品與其他發(fā)酵時間的樣品距離較遠,說明原料酒母和第0小時的樣品與其他樣品的差異性較大。除第48小時的發(fā)酵樣品,前酵期間的樣品都分布在Y軸左側(cè),而后酵期間的樣品都分布在Y軸右側(cè),說明第1主成分能較好地區(qū)分前酵和后酵期間的物質(zhì),非揮發(fā)性物質(zhì)對不同發(fā)酵階段的樣品解釋能力較大。同一發(fā)酵階段的樣品在第2主成分上投影距離大于在第1主成分的投影距離,說明第2主成分對同一發(fā)酵階段的樣品有更好的解釋能力。
圖6 不同釀造時間的機械黃酒及風味物質(zhì)在第1和第2主成分中的分布Fig.6 Distribution prof i les of wine samples and fl avor components in PC1 versus PC2 plot
機械化黃酒生產(chǎn)可對發(fā)酵過程的溫度、發(fā)酵醪含氧量等進行人工控制,使黃酒可常年生產(chǎn),不受季節(jié)限制,機械化黃酒精確的生產(chǎn)控制提高了黃酒的產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量的均一性。對紹興機械黃酒大罐發(fā)酵過程進行跟蹤取樣,采用HPLC及GC-MS對機械黃酒發(fā)酵過程中風味物質(zhì)進行檢測,發(fā)現(xiàn)有機酸、氨基酸、高級醇在前48 h持續(xù)快速增長,揮發(fā)性酚類物質(zhì)在前72 h持續(xù)快速增長,酯類物質(zhì)在前120 h持續(xù)快速增長,說明風味物質(zhì)主要在前酵期產(chǎn)生。機械加飯酒釀造過程中,乳酸是含量最高的有機酸,苦味氨基酸含量最高,前酵期間兒茶素含量最高,后酵期間表兒茶素含量最高,檢測到的揮發(fā)性風味物質(zhì)中酯類物質(zhì)種類最多,而醇類物質(zhì)含量最高。對不同釀造時間的機械黃酒釀造風味物質(zhì)進行PCA,提取的2 個成分的累計貢獻率達到60.52%,結(jié)果顯示第1主成分能較好地區(qū)分前酵和后酵期間的物質(zhì),非揮發(fā)性物質(zhì)對不同發(fā)酵階段的樣品解釋能力較大。