張德芹，朱曉春，李拂曉，駱紅波，胡建鋒，孫優(yōu)蘭

（貴州習酒股份有限公司，貴州習水 564622）

威士忌（Whiskey）是以大麥等谷物為原料，經(jīng)發(fā)芽、糖化、發(fā)酵、蒸餾、陳釀、混配制得的一種蒸餾酒，其酒精度數(shù)在43%vol 左右，被英國人稱為“生命之水”。按照生產(chǎn)產(chǎn)地，威士忌主要分為蘇格蘭威士忌、愛爾蘭威士忌、美國威士忌和加拿大威士忌等；按照釀造方法主要分為單麥芽威士忌、純麥芽威士忌、谷物威士忌和調合威士忌等[1-4]。相關數(shù)據(jù)表明，近年來我國煙酒進出口貿易中，威士忌酒進口規(guī)模總體呈現(xiàn)快速增長趨勢，進口規(guī)模由2017年的9.17 億元快速增至2021 年的30.02 億元，其中以蘇格蘭麥芽威士忌消費占比較高，是當今中國最熱門的西方烈酒。蘇格蘭威士忌在文化和經(jīng)濟上都是比較重要的產(chǎn)品，在風味化學方面，蘇格蘭威士忌是一種復雜的混合物，由數(shù)千種風味化合物組成，其性質在很大程度上尚未解析透徹[5]。

因此，本研究采用氣相色譜-氫火焰檢測器（gas chromatography-flameionization detector，GCFID）、液液微萃取-氣相色譜質譜聯(lián)用技術（liquidliquid microextraction-gas chromatography-massspectrometry，LLME-GC-MS），對國內流行的4 個品牌11 款麥芽威士忌感官特征及風味結構特征進行解析，旨在為不同品牌威士忌產(chǎn)品的特征風味解析及品質表達提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

酒樣：4個品牌11款蘇格蘭麥芽威士忌（40%vol或43%vol，橡木桶陳釀時間為12 年～21 年），均通過市場采購獲得，其酒精度、原料及工藝等相關信息如表1所示。

表1 不同品牌威士忌產(chǎn)品詳細信息

試劑：無水乙醚、氯化鈉、正戊烷，均為分析純，購于成都金山化學試劑有限公司；正構烷烴混合標準品（C7～C40）、乙醇、2-辛醇、2-乙基丁酸、乙酸正戊酯、乙醛、丙醛、異丁醛、甲酸乙酯、二乙氧基甲烷、乙酸乙酯、乙縮醛、甲醇、異戊醛、2-戊酮、仲丁醇、丁酸乙酯、丙醇、異戊酸乙酯、異丁醇、乙酸異戊酯、戊酸乙酯、2-戊醇、丁醇、異戊醇、己酸乙酯、戊醇、醋嗡、乳酸乙酯、己醇、辛酸乙酯、乙酸、糠醛、丙酸、異丁酸、2，3-丁二醇、1，2-丙二醇、丁酸、異戊酸、戊酸、苯乙酸乙酯、己酸、β-苯乙醇、庚酸、辛酸、棕櫚酸乙酯、油酸乙酯、亞油酸乙酯等98 種標準化合物（均為色譜純，純度均≥95 %），購于上海安譜實驗科技股份有限公司。

儀器設備：氣相色譜-質譜聯(lián)用儀（Agilent GC 7890-5975 MSD），美國Agilent 公司；氣相色譜儀（Agilent GC 8890），美國Agilent 公司；超純水系統(tǒng)（Aquaplore3S），美國艾科浦公司；電子天平（AR2130/C），奧豪斯上海公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 感官描述性分析方法

參照國標GB/T 11857—2008《威士忌》[6]方法，對11 款威士忌產(chǎn)品的色澤、香氣、口味及余韻等指標進行感官描述性分析。

1.2.2 揮發(fā)性風味成分分析

1.2.2.1 GC-FID檢測方法

取酒樣10 mL置于儲備瓶中，加入200 μL混合內標（叔戊醇320.4 mg/L、乙酸正戊酯351.4 mg/L、2-乙基丁酸361.6 mg/L），混勻后分裝至進樣瓶。

GC 條件：DB-WAX 色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；進樣口溫度240 ℃；進樣量1 μL；分流比30∶1；載氣為氮氣（純度≥99.999 %）；柱流量1 mL/min；升溫程序：起始30 ℃，保持3 min，3 ℃/min升溫至90 ℃，不保持，再以5 ℃/min升溫至180 ℃，保持25 min；氫火焰離子化檢測器溫度250 ℃。

1.2.2.2 LLME-GC-MS檢測方法

LLME 條件：準確吸取10 mL 稀釋到10 %vol的酒樣，加入氯化鈉至飽和（3 g 左右），添加10 μL內標物（2-辛醇：16.1 mg/L），加入2 mL 乙醚∶戊烷（1∶1），渦旋振蕩3 min，靜置分層后吸取上層有機相1 mL至進樣瓶。

GC 條件：采用DB-FFAP色譜柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm，J&W Scientific），進樣口溫度和氣相色譜檢測器溫度250 ℃，載氣為氦氣（純度≥99.999%），流量為1.2 mL/min，不分流進樣；程序升溫條件為：①吡嗪類、酚類、硫化物：初溫40 ℃保持1 min，以8 ℃/min 升至80 ℃，不保持，以2.5 ℃/min 升至115 ℃，不保持，以8 ℃/min 升至155 ℃，不保持，以5 ℃/min 升至220 ℃，不保持；② 其他微量化合物：初溫40 ℃保持1 min，以2.5 ℃/min 升至100 ℃，保持1 min，以3 ℃/min 升至160 ℃不保持，以5 ℃/min升至230 ℃，保持10 min。

MS 條件：采用EI 離子源和70 eV 的電子能量，設置離子源溫度為230 ℃，四級桿溫度為150 ℃，掃描范圍為45～550 amu。

1.2.3 風味成分定性定量方法

1.2.3.1 定性分析

利用Agilent ChemStation將酒樣檢測原始數(shù)據(jù)依次進行去除噪音、基線矯正和峰面積積分等步驟，利用NIST 20a.L譜庫檢索、標準品比對，并結合保留指數(shù)（retention index，RI）對酒樣中檢出化合物進行定性。其中保留指數(shù)定性：根據(jù)改進的Kovats 法[7]計算RI，將C7～C40 正構烷烴與酒樣在相同的色譜條件下進樣分析，通過保留時間計算未知化合物的保留指數(shù)，按公式（1）計算：

式中：RI 為保留指數(shù)；n 和n+1 分別為未知物流出前后正構烷烴碳原子數(shù)；tn和tn+1分別為相應正構烷烴的保留時間；ti為未知物在氣相色譜中的保留時間（tn＜t＜tn+1）。

1.2.3.2 定量分析

（1）標準曲線定量

以10%vol 乙醇-飽和氯化鈉水溶液作為標曲溶劑，加入已知濃度待測物標準儲備液，并進行梯度稀釋，配制成系列標準溶液。加入同樣品一致的混合內標溶液，進行GC-FID、LLME-GC-MS 檢測分析，檢測條件與前述方法一致，采用選擇特征離子法掃描進行測定。以待測物與相應內標物質的峰面積比為縱坐標，質量濃度比為橫坐標，繪制標準曲線并對樣品中各檢出化合物進行精確定量。以信噪比大于3 作為檢出限，信噪比大于10 時作為定量限。

（2）內標法定量：計算內標物峰面積和樣品中各組分峰面積比值，從而定量出風味成分的含量。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析及圖像處理

采 用Microsoft Office Excel 2016、SIMCAP14.1 等相關軟件進行數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計學分析及結果可視化。

2 結果與分析

2.1 不同品牌麥芽威士忌感官特征

對11 款不同品牌麥芽威士忌的感官分析結果見表2。由表2可知，4 個品牌代表性產(chǎn)品的感官風格各異，其中MKL 威士忌以太妃糖香氣特征突出，SGD 威士忌以巧克力、煙熏味特征突出，BF 威士忌以干果香、橡木味特征突出，GLFD 威士忌以成熟的水果香、橡木味特征突出。這主要是由于不同的生產(chǎn)工藝、地理環(huán)境和陳釀時間造就了其感官風格的差異性。

表2 不同品牌麥芽威士忌感官分析結果

2.2 不同品牌麥芽威士忌揮發(fā)性風味成分檢測結果

酒樣中所含風味成分的種類和含量是決定酒體品質和風格典型性的關鍵因素，采用GC-FID、LLME-GC-MS 兩種檢測分析技術對11 款不同品牌麥芽威士忌風味成分進行定性和定量分析，通過對檢測圖譜峰進行提取和匹配，結合質譜數(shù)據(jù)庫比對、標準品比對和保留指數(shù)鑒定，在不同品牌麥芽威士忌中共定性定量出風味化合物99 種，包括酯類33 種，醇類19 種，醛類8 種，酸類10 種，吡嗪類10 種，酮類9 種，酚類6 種以及其他類4 種。根據(jù)定量結果發(fā)現(xiàn)，各麥芽威士忌酒中的風味物質總含量在2405.31～3667.31 mg/L 之間，以GLFD-21 年含量最高，酸類、醇類、酯類、醛類含量相對較高，對所檢風味成分的含量進行統(tǒng)計分析和可視化，如圖1所示。

圖1 不同品牌麥芽威士忌揮發(fā)性風味檢測結果

酯類化合物主要來源于發(fā)酵過程中醇和酸的酯化作用[7]，11 款威士忌酒中檢出酯類共計33 種，含量為267.84～439.49 mg/L，占總含量的10.28%～16.01 %，以SGD GLOD-21 年定量結果最高，GLFD-12 年含量最低。檢出含量較高的主要有乙酸乙酯、乳酸乙酯、癸酸乙酯、辛酸乙酯、異戊酸乙酯以及十二酸乙酯等，其中乙酸乙酯和乳酸乙酯主要呈水果香和甜香[8]，癸酸乙酯和辛酸乙酯具有似白蘭地水果香[9]，異戊酸乙酯和十二酸乙酯主要呈花果香氣[10]。相關研究表明[11]，上述風味化合物對威士忌酒具有重要的風味貢獻。通過對比發(fā)現(xiàn)，乙酸乙酯和乳酸乙酯均隨陳釀時間的延長而升高，乳酸乙酯在SGD GLOD-21 年中含量（66.95 mg/L）高于其他酒體2.5～8 倍；除乳酸乙酯外，SGD GLOD-21 中癸酸乙酯（45.83 mg/L）、十二酸乙酯（19.64 mg/L）、辛酸乙酯（30.14 mg/L）含量均高于其他產(chǎn)品，使該產(chǎn)品擁有馥郁的水果香氣，與感官結果基本一致。

醇類化合物是酯類化合物的前驅物質，主要通過酵母發(fā)酵代謝、蛋白質分解等生成[12]，11 款威士忌酒中檢出醇類共計19 種，含量為710.02～1269.64 mg/L，占總含量的21.91 %～40.72 %，以MKL-15年含量最高，GLFD-18年含量最低。檢出含量較高的醇類主要為異丁醇、異戊醇、正丙醇以及β-苯乙醇等，與已有報道基本一致[13-14]。適宜的高級醇類可以賦予酒體特殊的香氣，使酒體柔和、醇厚，根據(jù)檢測結果，MKL-15 年中高級醇類含量最高，可能是影響其感官特征的主要因素；此外，β-苯乙醇在SGD 和BF 兩個品牌中含量相對較高，可賦予酒體花香氣息。

酸類化合物主要由微生物利用淀粉、脂肪、蛋白質等有機物發(fā)生生化反應生成[15]，11 款威士忌酒中酸類化合物共計10 種，含量為1190.76～2342.24 mg/L，占總含量的43.25%～63.87%，其中以GLFD-21 年含量最高，BF-12 年含量最低。檢出含量較高的主要有乙酸、乳酸、辛酸、異戊酸、己酸等，酸類對酒體的口味具有重要作用，同時可以平衡香氣。根據(jù)檢測結果，GLFD-21 年中乙酸和乳酸含量均明顯高于其他威士忌，是造成其口味口感方面差異的主要因素。

醛類共計檢測出8 種揮發(fā)性化合物，含量為78.61～134.55 mg/L，占總含量的3.07 %和5.37 %，含量較高的主要有乙縮醛、乙醛以及糠醛等，其中乙縮醛作為白酒老熟重要的標志性化合物之一，主要由儲存過程中醛和醇發(fā)生縮合而成。根據(jù)檢測結果，乙縮醛在儲存年份長的威士忌中含量相對較高，說明該化合物是威士忌陳釀過程的重要特征性物質。

其他類化合物如酮類共檢出9 種，含量為4.07～9.34 mg/L，占總含量的0.16 %～0.39 %，以3-羥基-2-丁酮和2-戊酮含量較高；酚類共檢出6種，含量為1.88～0.49 mg/L，占總含量的0.02 %左右；相比之下，檢出吡嗪類含量更低，僅占總含量的0.01%左右。上述幾類的含量占比低，對整體的揮發(fā)性化合物的影響相對較小。

2.3 不同品牌麥芽威士忌揮發(fā)性風味差異性分析

主成分分析（PCA）是一種多元統(tǒng)計分析技術，通過確定少數(shù)幾個主成分因子來表示原樣本中多個復雜且規(guī)律難尋的變量，得到樣本間規(guī)律性與差異性的評價，作為一種數(shù)理統(tǒng)計分析手段，主成分分析被廣泛應用于食品領域的研究[15-17]。因此，為解析不同品牌威士忌風味差異，對11 款產(chǎn)品進行PCA 分析，其酒樣分布圖及載荷圖結果如圖2所示。

圖2 不同品牌麥芽威士忌PCA分析

根據(jù)圖2（a）Score plot，11 個威士忌酒共聚為4類，BF 威士忌與GLFD-12 年和18 年聚為一類，主要分布于Y軸的正半軸；MKL威士忌與SGD-12 年和15 年聚為一類，主要分布于X 軸的正半軸；GLFD-21年和SGD DFZ-21年分別單獨聚類，其中GLFD-21 年位于第三象限，SGD DFZ-21 年位于第四象限，說明其酒樣風味的差異特征較明顯。

結合圖2（b）Bioplot 可以看出，MKL 威士忌和SGD 威士忌的風味物質含量比較豐富，而BF 威士忌和GLFD 威士忌風味物質的豐富程度則相對較小，進一步說明風味化合物的量比關系是導致酒體風格特征差異的主要因素。進一步對比各風味成分的相關性大小，發(fā)現(xiàn)與MKL 威士忌、SGD-12 年和15 年相關性較大的風味成分主要有亞油酸乙酯、苯乙醇、己酸己酯、乙酰苯、2-甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪等，與BF 威士忌、GLFD-12 年和18 年相關性較大的風味成分主要有乙酸苯乙酯、乙酸異戊酯、丙醇、異丁酸、糠醛等，與GLFD-21 年威士忌呈現(xiàn)正相關的風味成分主要有2-乙?；?5-甲基呋喃、3-辛醇、1-辛烯-3-醇、2-乙?；量?、2-庚酮等，與SGD DFZ-21 年威士忌呈現(xiàn)正相關的風味成分主要有戊酸乙酯、甲酸乙酯、辛酸乙酯、乳酸乙酯等，上述成分是構成各類酒體風格差異的主要特征性成分，但其對各類酒體的風味貢獻還需進一步研究。

3 結論

本研究以國內流行的4 個品牌（MKL、SGD、BF、GLFD）11 款麥芽威士忌代表性產(chǎn)品為研究對象，通過感官描述分析，表明4 個品牌麥芽威士忌感官風格各異，其中MKL 威士忌以太妃糖香氣特征突出，SGD 威士忌以巧克力、煙熏味特征突出，BF 威士忌以干果香、橡木味特征突出，GLFD 威士忌以成熟的水果香、橡木味特征突出；通過GCFID、GC-MS 聯(lián)用檢測技術從11 款麥芽威士忌中共定性定量出風味化合物99 種，包括酯類33 種，醇類19 種，醛類8 種，酸類10 種，吡嗪類10 種，酮類9種，酚類6 種以及其他類4 種。結合PCA 分析結果表明，MKL 威士忌、SGD-12 年和15 年威士忌酒聚為一類，其相關性較大的成分主要有亞油酸乙酯、苯乙醇、己酸己酯、乙酰苯、2-甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪等；BF 威士忌、GLFD-12 年和18 年威士忌酒聚為一類，其相關性較大的成分主要有乙酸苯乙酯、乙酸異戊酯、丙醇、異丁酸、糠醛等；GLFD-21年威士忌與SGD DFZ-21 年威士忌均單獨聚類，其中GLFD-21 年威士忌以雜環(huán)類化合物如2-乙酰基-5-甲基呋喃、2-乙?；量┑葹橹饕町愋蕴卣鞒煞?，而SGD DFZ-21 年威士忌主要以酯類為主要差異性特征成分，如戊酸乙酯、辛酸乙酯、乳酸乙酯等，上述成分是構成各類酒體風格差異的主要特征性成分。本研究解析了MKL、SGD、BF 和GLFD 4個品牌代表性產(chǎn)品的感官特性及其風味結構特征和差異，為不同品牌麥芽威士忌表達提供了理論參考。