吳知非，劉正，盧延想，秦培軍，儂楊勇，張金林，梁慧珍，賈士儒*

（1.天津科技大學(xué) 生物工程學(xué)院，天津 300457；2.貴州國(guó)臺(tái)酒業(yè)集團(tuán)股份有限公司，貴州 仁懷 550001）

醬香型白酒憑借其醬香突出、酒體醇厚、回味悠長(zhǎng)等特點(diǎn)受到廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)[1]。主流醬香型白酒大體上可分為坤沙酒和碎沙酒，坤沙酒為傳統(tǒng)大曲醬香白酒，符合“一二九八七”釀造工藝[2]；碎沙酒的原料是酒糟、高粱和大曲，是利用第七輪次酒的酒糟，加入粉碎的高粱和大曲進(jìn)行發(fā)酵蒸餾所得[3]。碎沙酒出酒率高，醬香較淡，香氣發(fā)悶，酒體單薄[4]。

新釀白酒口感爆辣，帶有強(qiáng)烈刺激性，釀造產(chǎn)生的大量易揮發(fā)刺激性化合物（雜醇油和乙醛等醛類物質(zhì)）是導(dǎo)致其口感較差的主要原因[5]。易揮發(fā)刺激性化合物在酒體貯存期間自然揮發(fā)，酒體辛辣刺激感隨之降低，因此白酒經(jīng)陳釀后方可用于勾調(diào)。傳統(tǒng)白酒陳釀工藝存在諸多缺陷：如利用陶壇進(jìn)行長(zhǎng)期貯酒會(huì)造成酒體滲漏、酒度降低[6]，導(dǎo)致時(shí)間成本和生產(chǎn)資金大幅提高。各大酒廠急迫尋求一種快速有效地人工催陳方法，在保證酒質(zhì)的前提下，縮短陳釀時(shí)間，減少生產(chǎn)成本[7]。

現(xiàn)有人工催陳技術(shù)以物理催陳法為主，目前常見(jiàn)的物理催陳方式有超聲催陳和電場(chǎng)催陳等[8]。魏群舒等[9]對(duì)米香型白酒進(jìn)行超聲催陳，發(fā)現(xiàn)酒體整體品質(zhì)明顯提高，感官品評(píng)與自然陳釀3 個(gè)月酒體水平相當(dāng)。王鳴山等[10]發(fā)現(xiàn)高壓變頻電場(chǎng)電離溶液形成等離子體，促進(jìn)醇的氧化和酯的形成，整體有利白酒陳化。Zheng 等[11]選擇不同電壓陳化白酒樣品，加速白酒中醇類物質(zhì)向酸類物質(zhì)轉(zhuǎn)化，對(duì)應(yīng)酯類濃度增加。喬敏莎[12]使用活性炭對(duì)白酒進(jìn)行后修飾，新釀白酒的辛辣刺激感降低，入口更加醇和，效果相當(dāng)顯著。自振空化器廣泛應(yīng)用于制糖工業(yè)[13]，跨界應(yīng)用于白酒催陳，以促進(jìn)白酒中水-乙醇分子締合作用，加速白酒中不同組分的氧化反應(yīng)?，F(xiàn)有白酒催陳類研究大多為單一催陳方法的優(yōu)化，缺乏不同催陳方法間的橫向?qū)Ρ萚14]。本研究利用氣相色譜儀（gas chromatography，GC）和液液萃取-氣相色譜-質(zhì)譜（liquid-liquid extraction-gas chromatography-mass spectrometry，LLE-GC-MS）聯(lián)用技術(shù)測(cè)定熟化后白酒微量組分，結(jié)合感官品評(píng)及理化指標(biāo)，對(duì)比4 種人工催陳方式對(duì)新釀白酒催陳效果，以期為白酒催陳類研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

醬香型白酒樣品（新蒸醬香型碎沙酒）：市售。

無(wú)水乙醇（色譜級(jí)）：德國(guó)默克爾公司；叔戊醇（內(nèi)標(biāo)物）、乙酸正戊酯（內(nèi)標(biāo)物）、2-乙基丁酸（內(nèi)標(biāo)物）（均為色譜級(jí)標(biāo)準(zhǔn)品，純度≥98.0%）：天津光復(fù)化工有限公司；氯化鈉（分析純）：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

精密電子天平（AB204-S）：梅特勒-托利多國(guó)際貿(mào)易（上海）有限公司；超純水儀（Milli-Q）；美國(guó)Millipore公司；變頻電場(chǎng)陳化設(shè)備（CN-02）：天津星拓科技發(fā)展有限公司；超聲波儀（KQ-250E）：昆山市超聲儀器有限公司；2 mL 進(jìn)樣瓶、10 μL/50 μL 微量進(jìn)樣器、Agilent7890 氣相色譜儀、FID 檢測(cè)器、CP-WAX 氣相色譜柱（50 m×0.25 mm×1.0 μm，批號(hào)19-07-005）：美國(guó)安捷倫公司；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（Trace 1300-ISQ）：美國(guó)賽默飛世爾科技公司；玻璃層析柱（50 mL）：泰州市蘇瑞玻璃儀器廠；自振空化器（SA-302）：貴州國(guó)臺(tái)酒業(yè)集團(tuán)股份有限公司自行研制；汪洋酒炭（JT-550）:重慶飛洋活性炭制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 催陳處理?xiàng)l件

1.3.1.1 電場(chǎng)催陳

將樣品酒裝入500 mL 茅型瓶中，靜置于變頻電場(chǎng)中央位置，進(jìn)行電場(chǎng)處理。電場(chǎng)電壓3 500 V，電場(chǎng)頻率40～65 Hz。酒樣分別處理8、16、24、32 h，得到電場(chǎng)催陳酒樣，后續(xù)進(jìn)行酒樣理化指標(biāo)、總酸、總酯含量、香氣成分等測(cè)定與感官品評(píng)。

1.3.1.2 介質(zhì)吸附催陳

將樣品酒以60 mL/min 的流速流經(jīng)填充有活性炭的玻璃層析柱[活性炭與酒樣料液比分別為1∶100、1∶200、1∶300、1∶400（g/mL）]，從柱子底部活塞下收集酒液，即得到活性炭吸附處理酒樣。

1.3.1.3 超聲催陳

將樣品酒通過(guò)超聲器進(jìn)行超聲處理，超聲頻率40 kHz，超聲功率400 W。處理時(shí)間分別為1、2、3、4 min，取出酒樣，即得到超聲催陳酒樣。

1.3.1.4 自振空化器催陳

控制自振空化器參數(shù)，處理溫度30 ℃；空化器入口壓力0.4 MPa；空化時(shí)間60 s；循環(huán)次數(shù)1 次。將酒樣以上述條件通過(guò)自振空化器，即得自振空化器催陳酒樣。

1.3.2 理化指標(biāo)檢測(cè)

1.3.2.1 酒精度測(cè)定

參照GB 5009.225—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)酒中乙醇濃度的測(cè)定》中的酒精計(jì)法[15]測(cè)定酒樣乙醇濃度。

1.3.2.2 總酸、總酯含量測(cè)定

采用中和滴定法測(cè)定總酸含量、總酯含量[16]。

1.3.3 酒樣香氣成分測(cè)定

1.3.3.1 GC 法測(cè)定白酒骨架香氣成分

白酒骨架香氣成分測(cè)定參考梁慧珍等[17]的方法。

1.3.3.2 LLE-GC-MS 法測(cè)定白酒香氣成分

白酒揮發(fā)性香氣成分測(cè)定參考唐平等[16]的方法。

1.3.4 感官品評(píng)

由相關(guān)專業(yè)人員組成6 人感官評(píng)定小組。分別對(duì)酒樣色澤、香氣、口感和風(fēng)格進(jìn)行評(píng)分，滿分為100 分，具體感官品評(píng)標(biāo)準(zhǔn)如表1 所示。

表1 感官品評(píng)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用SPSS 18.0 和Origin 2019 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官品評(píng)結(jié)果

催陳處理酒樣評(píng)分及感官描述見(jiàn)表2。

表2 催陳處理酒樣評(píng)分及感官描述Table 2 Aging treatment wine sample score and sensory description

由表2 可知，自振空化器處理酒樣與碎沙酒原樣差異不大；經(jīng)活性炭處理酒樣，入口刺激感降低，酒體爽凈，隨著活性炭用量的增加，香氣損失逐漸增大；經(jīng)電場(chǎng)處理酒樣，隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)，入口刺激感降低，酒體放香變好，醇和度有所增加；經(jīng)超聲處理酒樣，刺激感明顯降低，隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)，酒樣水味加重，香氣損失較為嚴(yán)重。

橫向比較4 種處理方式熟化效果，活性炭處理和電場(chǎng)處理后酒體綜合評(píng)價(jià)較高，催陳后酒樣刺激感降低，醇和度增加，酒體爽凈。

2.2 不同方法催陳后酒體理化指標(biāo)

2.2.1 酒精度

不同處理方式對(duì)酒精度的影響見(jiàn)圖1。

圖1 不同處理方式對(duì)酒精度的影響Fig.1 Effect of different treatment methods on wine precision

由圖1 可知，除超聲處理外，其余3 種處理方式酒精度損失較小，不超過(guò)0.5% vol；超聲催陳易造成部分乙醇分子揮發(fā)，超聲處理酒樣4 min，酒精度損失2.2% vol，這與感官品評(píng)結(jié)果中超聲處理樣品帶有水味結(jié)果相對(duì)應(yīng)。

2.2.2 總酸、總酯含量

不同催陳方法對(duì)總酸、總酯含量的影響見(jiàn)圖2

圖2 不同催陳方法對(duì)總酸、總酯含量的影響Fig.2 Effects of different aging methods on the contents of total acids and esters

酸類、酯類化合物是白酒中重要的呈香物質(zhì)，對(duì)酒體品質(zhì)有著極為重要的影響。GB/T 26760—2011《醬香型白酒》[18]中要求，優(yōu)級(jí)品質(zhì)醬香型白酒總酸、總酯含量需分別大于1.40 g/L 和2.20 g/L。由圖2 可知，除超聲處理4 min 酒樣外，其余不同催陳方法處理酒樣總酸、總酯含量均大于2.0 g/L 和3.0 g/L，高于優(yōu)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，是品質(zhì)良好的醬香型白酒。4 種催陳方法處理后的樣品總酸、總酯含量變化趨勢(shì)不盡相同。經(jīng)電場(chǎng)處理的樣品隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)，總酯含量提升幅度較小，電場(chǎng)處理24 h 的樣品總酯含量達(dá)3.86 g/L。由于活性炭具有無(wú)差異吸附性，經(jīng)活性炭處理酒樣總酯含量均有所下降，隨著活性炭用量的減少，總酯含量有一定回升。超聲處理反應(yīng)相對(duì)劇烈，隨超聲處理時(shí)間的延長(zhǎng)，總酯含量大幅下降。主要原因?yàn)閺?qiáng)烈的理化性質(zhì)造成酒精逸出，破壞了酯化反應(yīng)平衡，使得少部分易揮發(fā)酯類物質(zhì)揮發(fā)，同時(shí)部分酯類物質(zhì)發(fā)生水解反應(yīng)，導(dǎo)致酒體內(nèi)總酸含量升高。自振空化器處理樣品的總酸、總酯含量與原樣差異不大。

2.3 不同方法催陳后酒體微量成分含量變化

2.3.1 醇類物質(zhì)含量

不同催陳方法對(duì)高級(jí)醇含量的影響見(jiàn)圖3。

圖3 不同催陳方法對(duì)高級(jí)醇含量的影響Fig.3 Effect of different aging methods on the content of higher alcohols

高級(jí)醇作為風(fēng)味物質(zhì)對(duì)酒體有一定貢獻(xiàn)，高級(jí)醇的種類和含量對(duì)白酒的香氣特征和口感產(chǎn)生影響[19]，在白酒自然陳化過(guò)程中呈現(xiàn)下降趨勢(shì)[20]。高級(jí)醇含量為正丙醇、正丁醇、仲丁醇、異丁醇和異戊醇的含量總和。由圖3 可知，酒樣經(jīng)4 種催陳方法處理后，高級(jí)醇含量均呈現(xiàn)不同程度下降。碎沙酒原樣高級(jí)醇含量為5.09 g/L，電場(chǎng)處理16 h 樣品高級(jí)醇含量下降3.50%，處理24 h 樣品高級(jí)醇含量?jī)H下降0.86%。1∶100（g/mL）活性炭處理，由于其較高的料液比，高級(jí)醇含量下降7.25%。超聲處理樣品隨超聲時(shí)間的延長(zhǎng)，高級(jí)醇含量不斷下降，超聲處理4 min 時(shí)，高級(jí)醇含量下降了12.01%。自振空化器處理的樣品高級(jí)醇含量下降3.15%。

2.3.2 酯類物質(zhì)含量

不同催陳方法對(duì)酯類物質(zhì)含量的影響見(jiàn)圖4。

圖4 不同催陳方法對(duì)酯類物質(zhì)含量的影響Fig.4 Effect of different aging methods on the content of esters

乙酸乙酯和乳酸乙酯是醬香型白酒的主體酯類，二者相互間具有加成作用[21]，對(duì)酒體風(fēng)格和品質(zhì)有顯著影響。乙酸乙酯和乳酸乙酯的比例失調(diào)會(huì)使酒體沉悶，欠爽口有苦澀感，影響酒體品質(zhì)[22]。由圖4 可知，經(jīng)電場(chǎng)處理后，乙酸乙酯和乳酸乙酯含量略有增加，處理32 h 酒樣相對(duì)含量增幅最大，分別增加了7.96%、7.25%，兩種酯類比例系數(shù)變化不大。活性炭處理、超聲處理、自振空化器處理后，乙酸乙酯和乳酸乙酯含量均下降明顯?；钚蕴刻幚碇?，料液比為1∶100（g/mL）時(shí)相對(duì)含量降低最多，兩種酯類分別降低了18.5%、17.8%，兩種酯類比例系數(shù)呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)。超聲處理中，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，乙酸乙酯和乳酸乙酯含量呈下降趨勢(shì)，超聲4 min 樣品兩種酯類相對(duì)含量降至最低，分別降低了35.35%、21.94%；乳酸乙酯/乙酸乙酯比值隨處理時(shí)間延長(zhǎng)逐漸增大，主要原因是乳酸乙酯不易揮發(fā)，乙酸乙酯因超聲強(qiáng)烈理化性質(zhì)造成較多損失。自振空化器處理的樣品，兩種酯類含量均下降，其比例系數(shù)略有上升。

2.4 不同方法催陳后酒樣揮發(fā)性物質(zhì)含量變化

通過(guò)LLE-GC-MS 對(duì)催陳處理后樣品感官評(píng)分高于原酒樣的香氣成分進(jìn)行檢測(cè)和分析，結(jié)果如圖5、表3 所示。白酒風(fēng)味與其成分和物質(zhì)含量密切相關(guān)，在白酒中含有較多的酸類、酯類、醛類和醇類等香味物質(zhì)，這些物質(zhì)的香氣和口味各有不同，但彼此相互影響，共同構(gòu)成白酒風(fēng)味的多樣性[23-25]。

圖5 不同催陳方法對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)含量占比影響Fig.5 Effect of different aging methods on the proportion of volatile matter content

表3 處理后評(píng)分優(yōu)于原樣樣品的酸、酯類物質(zhì)變化Table 3 Acid，ester material changes with better scores than the original sample after processing mg/L

由圖5 可知，活性炭處理的兩種酒樣與碎沙酒原樣相比各物質(zhì)含量百分比接近。與碎沙酒原樣相比，電場(chǎng)處理16 h 和24 h 兩種酒樣中酸類物質(zhì)分別下降了2.55%、3.07%；酯類物質(zhì)含量分別上升了5.15%、5.52%；醇類物質(zhì)含量分別下降了7.08%、6.50%；醛類物質(zhì)含量分別上升了4.48%、4.05%。

由表3 可知，4 種催陳處理樣品中，電場(chǎng)處理的兩種酒樣酯類物質(zhì)含量較原樣小幅升高，棕櫚酸乙酯、油酸乙酯、亞油酸乙酯等高級(jí)脂肪酸乙酯含量明顯升高，具有改善酒體風(fēng)味的作用。高級(jí)脂肪酸乙酯含量升高是處理樣品感官評(píng)價(jià)中香氣增加、后味悠長(zhǎng)、略帶油味的主要原因，可見(jiàn)電場(chǎng)處理具有提升醬香型白酒品質(zhì)的效果。

3 討論與結(jié)論

使用自振空化器、活性炭、電場(chǎng)、超聲分別催陳樣品酒，活性炭和電場(chǎng)催陳后酒樣口感整體較好。1∶200（g/mL）活性炭處理、1∶300（g/mL）活性炭處理、電場(chǎng)處理16 h以及電場(chǎng)處理24 h 可以使酒體口感及評(píng)分高于原樣。它們的感官評(píng)分分別為86、89、87 和93。

其中，電場(chǎng)處理24 h 評(píng)分最高，為最優(yōu)催陳處理方式。電場(chǎng)處理后酒樣酯類物質(zhì)含量總體呈上升趨勢(shì)，乙酸乙酯和乳酸乙酯兩種主要酯類變化較為明顯；活性炭處理酒樣，由于活性炭無(wú)差異吸附性，各物質(zhì)含量均有一定程度的下降，適當(dāng)?shù)牧弦罕忍幚?，可以降低酒樣刺激感，同時(shí)具有較好的香氣保留。

目前人工催陳方法都建立在五大陳化機(jī)理假說(shuō)之上，研究人員較多采用物理催陳法，但大多忽略了金屬離子在老熟過(guò)程中的催化作用。以上試驗(yàn)為4 種物理催陳機(jī)理相關(guān)研究提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)于催陳機(jī)理、工藝放大等仍需做進(jìn)一步探討。