劉家歡,孫細(xì)珍,2*,熊亞青,寧珍珍,倪興婷,江莎,解倩倩

1(勁牌有限公司,湖北 黃石,435100)2(中藥保健食品質(zhì)量與安全湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北 黃石,435100)

中國(guó)白酒是世界著名的六大蒸餾酒之一,其歷史悠久,早在我國(guó)西漢時(shí)期就有記載[1]。醬香型白酒是中國(guó)白酒的十二大香型之一,更是四大基本香型之一[2],其具有醬香突出、酒體醇厚、香氣幽雅、空杯留香持久的特點(diǎn)[3]。醬香型白酒生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜、生產(chǎn)周期長(zhǎng),經(jīng)歷2次投料、9次蒸煮、8次發(fā)酵、7次餾酒[4],需要豐富的微生物環(huán)境以及高溫制曲、高溫堆積、高溫發(fā)酵、高溫餾酒等特殊的工藝要求[5]。醬香型白酒的主要產(chǎn)區(qū)位于四川省、貴州省赤水河沿岸,以遵義市茅臺(tái)鎮(zhèn)產(chǎn)地最為著名,北方產(chǎn)地有承德琢酒、齊齊哈爾北大倉(cāng)酒等優(yōu)秀的醬酒代表[6];此外湖北省神農(nóng)架地處1 100多米海拔高山,具備90%以上的森林覆蓋率,具有“暖濕、清風(fēng)、富氧”的生態(tài)環(huán)境[7],形成風(fēng)格獨(dú)特的醬酒產(chǎn)區(qū),所產(chǎn)醬酒酒體干凈,回甜感良好,深受當(dāng)?shù)叵M(fèi)者喜愛(ài)。

不同產(chǎn)地具有各自獨(dú)特的氣候、菌群、水源和溫度等外界條件,雖然采用了類(lèi)似的生產(chǎn)工藝,但不同的外界條件使得不同產(chǎn)地醬香型白酒擁有截然不同的風(fēng)味,化學(xué)上表現(xiàn)為酒中微量香氣成分及其相互間的量比關(guān)系不同[8]。目前已有較多研究者對(duì)來(lái)自不同產(chǎn)區(qū)的醬香型白酒進(jìn)行研究,張卜升等[9]利用氣相色譜-離子遷移譜聯(lián)用等技術(shù)對(duì)貴州、四川、河北和黑龍江四省產(chǎn)地的醬香型白酒進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地醬香型白酒間某些風(fēng)味特征存在顯著差異,可以利用感官評(píng)定和氣相色譜手段進(jìn)行有效鑒別,同時(shí)闡明了風(fēng)味感官差異的物質(zhì)基礎(chǔ);李研科等[10]通過(guò)對(duì)不同產(chǎn)地的44個(gè)醬香型基礎(chǔ)酒樣品的總酸、總酯、酒精度及揮發(fā)性微量成分的測(cè)定分析得出,相同產(chǎn)地的微量成分含量基本一致,不同產(chǎn)地的微量成分含量略有差異,但是不同產(chǎn)地在酯類(lèi)、醇類(lèi)、醛類(lèi)的量比關(guān)系基本一致;唐平等[11]對(duì)赤水河流域5個(gè)不同地區(qū)醬香型白酒樣品的揮發(fā)性香氣物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)分析,發(fā)現(xiàn)不同地區(qū)的醬香型白酒的主要香氣種類(lèi)基本相似,含量差異較大,并明確了不同地區(qū)的醬香型白酒中香氣成分的分布規(guī)律。由此可見(jiàn),研究不同產(chǎn)區(qū)醬香型白酒的風(fēng)味結(jié)構(gòu)特征及其差異性,對(duì)于探明其品質(zhì)內(nèi)涵具有重要意義。

本研究以茅臺(tái)鎮(zhèn)和神農(nóng)架2個(gè)產(chǎn)區(qū)的醬香型白酒為研究對(duì)象,采用感官定量描述分析(quantitative descriptive analysis, QDA)、GC-MS、氣相色譜-嗅聞(gas chromatography-olfactometry, GC-O)、頂空-固相微萃取(headspace solid-phase microextraction, HS-SPME)等多方法聯(lián)用微量組分分析技術(shù),剖析兩類(lèi)醬香型白酒的香氣輪廓與風(fēng)味特征,明晰不同產(chǎn)區(qū)、不同生態(tài)環(huán)境對(duì)醬酒品質(zhì)的影響,增進(jìn)對(duì)2個(gè)產(chǎn)區(qū)醬香型白酒風(fēng)味獨(dú)特性的認(rèn)識(shí),為生產(chǎn)品質(zhì)控制提供參考和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

實(shí)驗(yàn)樣品分別由茅臺(tái)鎮(zhèn)酒業(yè)和神農(nóng)架酒業(yè)提供,其中茅臺(tái)鎮(zhèn)酒業(yè)醬酒樣品共7批,編號(hào)為MTZ1～7;神農(nóng)架酒業(yè)醬酒樣品共5批,編號(hào)為SNJ1～5。

實(shí)驗(yàn)用化學(xué)試劑均為分析純,購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;定量?jī)?nèi)標(biāo)(叔戊醇、乙酸正戊酯、2-乙基己醇、異戊酸-d3、愈創(chuàng)木酚-d3、辛酸乙酯-d15、2-辛醇、己醛-d12、茴香基丙酮、2-甲氧基-3-甲基吡嗪、糠醛-d4、二異丙基二硫醚),正構(gòu)烷烴(C7～C30)及定量所用標(biāo)準(zhǔn)品,均為色譜純,購(gòu)自上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司;本實(shí)驗(yàn)中所用水均為超純水。

1.2 儀器與設(shè)備

Agilent 8890-5977B氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、8890氣相色譜-氫焰離子化檢測(cè)器、DB-FFAP毛細(xì)管色譜柱(60 m×0.25 mm, 0.25 μm)、HP-5色譜柱(30 m×0.25 mm, 0.25 μm),美國(guó)Agilent科技有限公司;SPME三相萃取頭(2 cm 50/30 μm DVB/CAR/PDMS),美國(guó)Supelco公司;ODP-4型嗅聞儀、MPS-2型多功能自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng),德國(guó)Gerstel公司;Milli-Q超純水儀,美國(guó)Millipore公司;AB135-S十萬(wàn)分之一電子分析天平,美國(guó)Mettler-Toledo公司;FA2004萬(wàn)分之一天平,上海精密科學(xué)儀器有限公司;Flex 2純水處理系統(tǒng),上海威立雅水處理技術(shù)有限公司;DC12H氮吹儀,上海安譜科技有限公司;Multi Reax渦旋振蕩儀,德國(guó)海道夫儀器公司;ZNCL-BS智能磁力攪拌器,鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 感官分析

根據(jù)國(guó)際感官分析標(biāo)準(zhǔn)ISO 8586:2012 Sensory analysis-Selection and training of sensory assessors和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10345—2007《中國(guó)白酒分析方法》,由10 名專(zhuān)業(yè)評(píng)酒委員(6 男4 女,其中國(guó)家級(jí)評(píng)酒委員5 名,省級(jí)評(píng)酒委員5 名)組成感官評(píng)價(jià)小組,感官評(píng)估在溫度為(20±1) ℃的品評(píng)室內(nèi)進(jìn)行[12]。分別將20 mL醬酒樣品倒入專(zhuān)用白酒品嘗杯中,由所有小組成員嗅聞白酒樣品討論香氣屬性,參考文獻(xiàn)[13-14]篩選出糟香、醬香、糧香、花香、果香、青草香、酸香、甜香、曲香共9個(gè)香氣屬性(表1);隨后小組成員采取0～5分制(0=無(wú)氣味,1=非常弱,2=弱,3=中等,4=強(qiáng),5=非常強(qiáng))對(duì)9個(gè)香氣屬性的強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)分[15]。

表1 感官屬性、感官描述以及參比樣Table 1 Sensory attributes, sensory descriptors, and reference samples

1.3.2 香氣化合物的提取與分離

參照文獻(xiàn)[16]的方法對(duì)代表酒樣進(jìn)行液液萃取(liquid-liquid extraction, LLE)處理。分別取MTZ1和SNJ1代表性醬酒樣品用超純水稀釋至酒精體積分?jǐn)?shù)為10%,然后在1 000 mL分液漏斗中加入500 mL稀釋酒樣,并加入NaCl使溶液至飽和狀態(tài),加入二氯甲烷萃取(70 mL×3);合并有機(jī)相于500 mL分液漏斗中,加入Na2CO3-NaHCO3緩沖溶液(pH=10, 70 mL×3)充分振搖,使有機(jī)相和水相分離,收集有機(jī)相,記為A組;收集水相于500 mL分液漏斗中,加入HCl水溶液(4.0 mol/L)使pH=2,加入二氯甲烷萃取(70 mL×3),收集有機(jī)相,記為N組;向A、N兩組萃取液中加入無(wú)水Na2SO4于-20 ℃下干燥過(guò)夜脫水,過(guò)濾后緩慢氮吹濃縮至0.5 mL,用于GC-O和GC-MS分析。

1.3.3 GC-O及GC-MS條件

將A、N兩組萃取液分別在GC-MS上經(jīng)HP-5和DB-FFAP色譜柱進(jìn)行分析。采用DB-FFAP色譜柱(60 m×0.25 mm, 0.25 μm)分析時(shí),升溫程序?yàn)?初溫40 ℃,以3.5 ℃/min升至220 ℃,保持10 min,再以15 ℃/min升至250 ℃;載氣(高純He≥99.999%)流速1.42 mL/min,進(jìn)樣口溫度250 ℃,進(jìn)樣量1 μL,不分流進(jìn)樣;采用HP-5色譜柱(30 m×0.25 mm, 0.25 μm)分析時(shí),升溫程序?yàn)?初溫50 ℃,保持5 min,以3.5 ℃/min升至180 ℃,以30 ℃/min升至320 ℃,保持10 min。載氣(高純He≥99.999%)流速1 mL/min,進(jìn)樣口溫度280 ℃,進(jìn)樣量1 μL,不分流進(jìn)樣。

MS條件:電子電離源;電子能量70 eV;離子源溫度230 ℃;四極桿溫度150 ℃;輔助通道加熱溫度280 ℃;掃描模式為全掃描,質(zhì)量掃描范圍m/z20～500。

GC-O條件:在配有嗅聞儀的GC-MS上進(jìn)行;樣品經(jīng)DB-FFAP分離后按照1∶1的分流比分別進(jìn)入嗅聞儀及質(zhì)譜,嗅聞儀傳輸線(xiàn)溫度250 ℃,嗅聞口溫度200 ℃,加濕器流速50 mL/min。3 名經(jīng)嗅聞?dòng)?xùn)練[17]的評(píng)價(jià)人員(1 名男性和2 名女性)對(duì)樣品進(jìn)行GC-O分析,分析過(guò)程中將鼻子置于嗅聞口前,記錄色譜流出物的保留時(shí)間和香氣特征。

1.3.4 香氣化合物的定性分析

采用Masshunter軟件分析處理氣相色譜-質(zhì)譜數(shù)據(jù),采用NIST 20譜庫(kù)檢索進(jìn)行初步定性;隨后使用C7～C30正構(gòu)烷烴計(jì)算香氣化合物的線(xiàn)性保留指數(shù),并與NIST網(wǎng)站中報(bào)道的保留指數(shù)進(jìn)行比對(duì),最后采用標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)化合物的定性結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)。

1.3.5 稀釋萃取分析(aroma extract dilution analysis,AEDA)

參照文獻(xiàn)[18]的方法將LLE得到的濃縮液在進(jìn)樣分析前以2倍為稀釋倍數(shù)依次進(jìn)行稀釋(1∶2、1∶4、1∶8、1∶16、1∶32……),隨后采用1.3.3節(jié)所述條件進(jìn)樣分析,各風(fēng)味物質(zhì)的香氣稀釋(flavor dilution,FD)因子為GC-O分析時(shí)能被嗅覺(jué)感知到的最大稀釋倍數(shù)。

1.3.6 香氣化合物的定量分析

1.3.6.1 直接進(jìn)樣技術(shù)

參照朱明等[19]的方法稍作修改,使用氣相色譜-氫火焰離子化檢測(cè)器(gas chromatography-hydrogen flame ionization detector, GC-FID)定量16種高濃度化合物(包括乙酸乙酯、乳酸乙酯、棕櫚酸乙酯、油酸乙酯、亞油酸乙酯、仲丁醇、正丙醇、異丁醇、2-戊醇、正丁醇、異戊醇、2,3-丁二醇、乙醛、1,1-二乙氧基乙烷、1,1-二乙氧基-3-甲基丁烷、糠醛)。取1 mL白酒樣品于2 ml進(jìn)樣小瓶中,加入20 μL混合內(nèi)標(biāo)溶液(IS1 叔戊醇、IS2 乙酸正戊酯、IS3 2-乙基丁酸,均為16 000 mg/L),貯存于4 ℃下,供GC-FID分析。將混合標(biāo)準(zhǔn)溶液以1∶1的體積比例逐步稀釋至一系列濃度的50%乙醇水溶液中,建立標(biāo)準(zhǔn)校正曲線(xiàn)。所有樣品一式3份進(jìn)行。

儀器條件:進(jìn)樣口溫度250 ℃,載氣(高純He≥99.999%),分流進(jìn)樣,分流比為30∶1;CP-WAX毛細(xì)管色譜柱,流速1 mL/min;柱溫箱升溫程序:起始溫度35 ℃,保持1 min,以3 ℃/min速率升溫至70 ℃,以3.5 ℃/min速率升溫至120 ℃,再以20 ℃/min速率升溫至190 ℃,保持2 min;FID溫度為260 ℃,H2流速30 mL/min,空氣流速350 mL/min,尾吹氣(N2)流速25 mL/min。

1.3.6.2 液液微萃取(liquid-liquid microextraction, LLME)結(jié)合GC-MS技術(shù)

參考孫細(xì)珍等[20]的方法稍作修改,使用LLME結(jié)合GC-MS技術(shù)定量白酒中酚酸類(lèi)化合物,主要包括愈創(chuàng)木酚、4-甲基愈創(chuàng)木酚等7種酚類(lèi)化合物,乙酸、丁酸等13種有機(jī)酸類(lèi)化合物。準(zhǔn)確吸取4 mL白酒樣品于50 mL離心管中,用超純水將樣品稀釋至體積分?jǐn)?shù)為10%,然后加入NaCl使溶液飽和,接著加入20 μL混合內(nèi)標(biāo)溶液(IS4, 異戊酸-d3, 250 mg/L;IS5, 愈創(chuàng)木酚-d3, 100 mg/L),充分振搖5 min后加入2 ml乙酸乙酯,振搖5 min,超聲波處理10 min后以8 000 r/min離心10 min,靜置12 h,收集上層萃取液,向萃取液中加入無(wú)水Na2SO4干燥過(guò)夜,過(guò)濾后所得樣液用于GC-MS分析。將混合標(biāo)準(zhǔn)溶液用50%乙醇水溶液按1∶1的比例逐級(jí)稀釋,建立定量分析標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。

氣相色譜條件:DB-FFAP色譜柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm),進(jìn)樣口溫度250 ℃;載氣(高純He≥99.999%),恒流模式,流速1 mL/min,進(jìn)樣量1 μL,不分流進(jìn)樣;升溫程序:初溫40 ℃,保持5 min,以3 ℃/min 升至240 ℃,保持5 min。

質(zhì)譜條件:離子源為電子轟擊離子源(EI Xtr350),能量70 eV,溫度230 ℃,四級(jí)桿溫度150 ℃,輔助通道加熱溫度280 ℃,溶劑延遲5 min;選擇離子模式(selected ion monitor,SIM)。

1.3.6.3 HS-SPME結(jié)合GC-MS技術(shù)

結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室早期研究[21]并稍作改進(jìn),采用HS-SPME-GC-MS方法用來(lái)定量大多數(shù)香氣化合物。以無(wú)水乙醇為溶劑配制標(biāo)準(zhǔn)品儲(chǔ)備液,并逐級(jí)稀釋成乙醇體積分?jǐn)?shù)為10%的不同濃度梯度系列標(biāo)準(zhǔn)混合工作液,分別取系列標(biāo)準(zhǔn)工作液各8 mL于20 mL頂空瓶中,加入20 μL內(nèi)標(biāo)溶液(IS6,辛酸乙酯-d15,250 mg/L;IS7,2-辛醇,140 mg/L;IS8,己醛-d12,250 mg/L;IS9,茴香基丙酮,50 mg/L;IS10,2-甲氧基-3-甲基吡嗪,200 mg/L;IS11,糠醛-d4,250 mg/L;IS12,二異丙基二硫醚,2 mg/L),并加入適量NaCl使溶液飽和,蓋上頂空瓶蓋,搖勻,供HS-SPME-GC-MS分析,萃取溫度為50 ℃,萃取時(shí)間為45 min,解析時(shí)間為5 min,GC-MS條件同1.3.6.2節(jié),以各化合物與內(nèi)標(biāo)物的響應(yīng)值比為縱坐標(biāo),質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn),酒樣按此步驟操作后進(jìn)行定量分析。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 不同廠區(qū)醬酒感官分析

如圖1-a所示,曲香、糧香、青草香、甜香感官屬性在神農(nóng)架與茅臺(tái)鎮(zhèn)醬酒之間具有顯著性差異(P<0.05),酸香和花香在2個(gè)廠區(qū)醬酒中有一定差異,而醬香、糟香、果香在2個(gè)廠區(qū)醬酒中無(wú)明顯差異。進(jìn)一步采用PCA探究不同廠區(qū)醬香型白酒與感官屬性之間的關(guān)系。如圖1-b所示,PC1解釋了總方差的49.87%,PC2解釋了29.69%,前2個(gè)主成分累計(jì)方差貢獻(xiàn)值為79.56%,較高的方差貢獻(xiàn)率表明更好地包含了原始信息[22]。茅臺(tái)鎮(zhèn)酒和神農(nóng)架酒樣品分散在坐標(biāo)軸的兩側(cè),茅臺(tái)鎮(zhèn)醬酒主要表現(xiàn)出曲香、糧香、醬香等香氣特征,而神農(nóng)架醬酒則主要表現(xiàn)為甜香、醬香、青草香、酸香等香氣特征。

a-香氣輪廓圖;b-香氣特征PCA

2.2 不同廠區(qū)醬酒香氣化合物定性分析

為了進(jìn)一步明確不同廠區(qū)醬酒間揮發(fā)性物質(zhì)差異,通過(guò)GC-O-AEDA技術(shù)對(duì)兩者的香氣提取液進(jìn)行分析。采用NIST譜庫(kù)檢索、保留指數(shù)、香氣特征比對(duì),最后通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)品確認(rèn)對(duì)化合物進(jìn)行定性,定性結(jié)果見(jiàn)電子增強(qiáng)出版附表1(https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036373)。從附表1可知,從2個(gè)廠區(qū)醬酒中共鑒定出133種FD≥2的香氣化合物,包括酯類(lèi)35種、醇類(lèi)16種、酸類(lèi)12種、醛類(lèi)化合物13種、酮類(lèi)化合物9種、呋喃與內(nèi)酯類(lèi)13種、含氮化合物15種、酚類(lèi)8種、萜烯類(lèi)6種、硫化物4種、其他2種,2個(gè)廠區(qū)間醬酒的風(fēng)味物質(zhì)種類(lèi)基本一致。

2.3 不同廠區(qū)醬酒香氣化合物定量分析

為了解析不同廠區(qū)醬香型白酒的香氣成分差異特征,對(duì)定性出的133種風(fēng)味活性物質(zhì)(FD因子≥2)進(jìn)行準(zhǔn)確定量分析,定量方法學(xué)參數(shù)見(jiàn)電子增強(qiáng)出版附表2(https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036373),各化合物的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)線(xiàn)性良好,R2均大于0.99,回收率為80%～120%,各個(gè)物質(zhì)的含量范圍如電子增強(qiáng)出版附表3(https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036373)所示。

定量結(jié)果表明,乳酸丁酯、乳酸乙酯、正戊醇、γ-壬內(nèi)酯、2,3,5,6-四甲基吡嗪等化合物在2個(gè)廠區(qū)醬酒中存在差異,進(jìn)一步采用香氣活度值(odor activity value, OAV)評(píng)估差異化合物對(duì)酒樣整體風(fēng)味的貢獻(xiàn)大小,一般認(rèn)為,OAV>1的香氣化合物對(duì)樣品具有明顯的香氣貢獻(xiàn)[23]。從電子增強(qiáng)出版附表3可知,在茅臺(tái)鎮(zhèn)和神農(nóng)架酒樣中共有65個(gè)香氣化合物的OAV>1;其中2-乙基-3,5-二甲基吡嗪、1-辛烯-3-酮、異戊酸乙酯、反,順-2,6-壬二烯醛、丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、二甲基三硫、3-羥基-2-丁酮、異丁酸乙酯、3-甲基丁醛、甲硫醇、1,1-二乙氧基乙烷、2,3-丁二酮、辛酸乙酯等共14種化合物因具有較高的OAV(>100),對(duì)茅臺(tái)鎮(zhèn)和神農(nóng)架醬酒均具有較大的香氣貢獻(xiàn)度,但是這些化合物在2個(gè)廠區(qū)醬酒中的含量與占比具有明顯差異。對(duì)茅臺(tái)鎮(zhèn)和神農(nóng)架2個(gè)廠區(qū)醬酒樣品中65個(gè)的香氣活性成分的平均OAV進(jìn)行比較分析,如圖2所示。

圖2 茅臺(tái)鎮(zhèn)和神農(nóng)架醬香型白酒香氣化合物OAV比較圖Fig.2 Comparative diagram of OAV of aroma compounds in sauce-flavor Baijiu with MTZ and SNJ

從圖2可知,茅臺(tái)鎮(zhèn)醬酒中2-乙基-3,5-二甲基吡嗪、1-辛烯-3-酮、己酸乙酯、乳酸丁酯、戊酸、苯乙酸乙酯、戊酸乙酯、苯丙酸乙酯、愈創(chuàng)木酚、己酸等化合物的平均OAV高于神農(nóng)架酒樣;2,3-丁二酮、土味素、甲硫醇、3-羥基-2-丁酮、二甲基二硫、苯乙醛、反,順-2,6-壬二烯醛、3-甲基丁醛、1,1-二乙氧基乙烷、乙酸乙酯、1-辛烯-3-醇等化合物的平均OAV在茅臺(tái)鎮(zhèn)醬酒中低于神農(nóng)架醬酒;其他物質(zhì)在2個(gè)產(chǎn)區(qū)酒樣中的平均OAV差異不大。這些香氣活性成分的OAV差異可能是導(dǎo)致茅臺(tái)鎮(zhèn)和神農(nóng)架酒樣之間香氣特征存在差異的原因。

2.4 不同廠區(qū)醬酒主要香氣化合物的差異分析

除了比較香氣活性成分的平均OAV外,還借助多元統(tǒng)計(jì)分析手段對(duì)2個(gè)廠區(qū)醬酒樣品中OAV>1的化合物進(jìn)行分析挖掘[24]。利用PLS-DA對(duì)2個(gè)廠區(qū)12個(gè)樣品中香氣化合物的含量進(jìn)行解析,如圖3-a所示,PLS-DA模型很好地區(qū)分2個(gè)廠區(qū)樣品,該模型的解釋變異度(R2Y)和預(yù)測(cè)能力(Q2)分別為0.989和0.970,R2Y和Q2都比較接近1,說(shuō)明該模型效果較好[25]。此外為了驗(yàn)證模型的可靠性,采用200次置換檢驗(yàn)評(píng)估該模型是否過(guò)擬合[20]。通過(guò)置換檢驗(yàn)圖(圖3-b)可以看到R2=0.776,Q2=-0.332,Q2在Y軸的截距是負(fù)值,表明該模型有效可靠。變量權(quán)重重要性排序(variable importance for the projection, VIP)表示每個(gè)變量對(duì)樣品區(qū)分的貢獻(xiàn)程度,一般認(rèn)為VIP≥1的變量是解釋樣品差異的潛在標(biāo)記化合物[26]。

a-得分圖;b-200次置換檢驗(yàn)圖;c-VIP預(yù)測(cè)值分布圖

從圖3-c可知,結(jié)合OAV和VIP分析結(jié)果,茅臺(tái)鎮(zhèn)和神農(nóng)架2個(gè)廠區(qū)醬酒間差異化合物主要包括乳酸丁酯、乳酸乙酯、γ-壬內(nèi)酯等共32種。其中乳酸丁酯、乳酸乙酯、戊酸、異丁醇、苯丙酸乙酯、異戊醇、己酸、正丁醇、戊酸乙酯、2-乙基-3,5-二乙基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪、苯乙酸乙酯、γ-丁內(nèi)酯、正己醇、丁酸在茅臺(tái)鎮(zhèn)醬酒中高于神農(nóng)架醬酒;γ-壬內(nèi)酯、乙酸異丁酯、甲硫醇、苯乙醛、仲丁醇、2,3-丁二酮、乙酸乙酯、土味素、乙酸異戊酯、正丙醇、1-辛烯-3-醇、1,1-二乙氧基乙烷、乙醛、正己醛、丙酸乙酯、3-甲基丁醛、丙酸在神農(nóng)架酒樣中高于茅臺(tái)鎮(zhèn)醬酒。上述差異主要由2個(gè)產(chǎn)區(qū)間微生態(tài)環(huán)境與特色微生物造成,其中神農(nóng)架氣溫與茅臺(tái)鎮(zhèn)比較呈現(xiàn)氣溫低、晝夜溫差大的特點(diǎn),神農(nóng)架地區(qū)年平均氣溫較茅臺(tái)鎮(zhèn)低3.5 ℃;神農(nóng)架晝夜溫差大,較茅臺(tái)鎮(zhèn)平均高3.3 ℃,環(huán)境不同,導(dǎo)致兩地的微生態(tài)有所區(qū)別。本實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)現(xiàn)神農(nóng)架廠區(qū)含有一些特色的微生物,如最古老的釀酒酵母,相比而言,茅臺(tái)鎮(zhèn)中假絲酵母更豐富,神農(nóng)架中優(yōu)勢(shì)酵母為畢赤酵母、扣囊復(fù)膜孢酵母、漢遜酵母、接合酵母。

2.5 感官評(píng)價(jià)與香氣活性化合物關(guān)聯(lián)性分析

為了探究香氣活性化合物(X變量,n=65)與香氣屬性(Y變量,n=9)之間的關(guān)系,采用PLSR法建立模型探索兩者之間的關(guān)聯(lián)[24],結(jié)果如圖4所示。茅臺(tái)鎮(zhèn)酒樣曲香、糧香、醬香更為突出,與2,3,5-三甲基吡嗪、2-乙基-3,5-二甲基吡嗪、2-乙基-5-甲基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪、2-甲基丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、γ-丁內(nèi)酯、苯丙酸乙酯、異戊酸乙酯等物質(zhì)呈正相關(guān),這些化合物大多呈現(xiàn)烘焙、蘋(píng)果、甜香;而呈烘焙、醬制品香氣的甲硫醇、2,6-二乙基吡嗪、2-乙基-6-甲基吡嗪、3-甲硫基丙醛等物質(zhì)同樣賦予神農(nóng)架醬酒醬香特征,此外神農(nóng)架醬酒具有愉悅的甜香、酸香,和香草醛、2,3-丁二酮、γ-壬內(nèi)酯、3-羥基-2-丁酮、有機(jī)酸等物質(zhì)有關(guān),γ-壬內(nèi)酯、3-羥基-2-丁酮帶來(lái)令人愉悅的杏仁、奶油、椰子等香氣,此外神農(nóng)架醬酒中青草香較茅臺(tái)鎮(zhèn)醬酒較為突出,與乙醛、乙縮醛、己醛、異戊醛等醛類(lèi)物質(zhì)有關(guān),與此同時(shí)一些呈土腥、蘑菇氣味的化合物如土味素、1-辛烯-3-醇、1-辛烯-3-酮也呈正相關(guān),上述差異與2個(gè)廠區(qū)的特征微生物具有重要關(guān)系,如神農(nóng)架廠區(qū)的優(yōu)勢(shì)酵母扣囊復(fù)膜酵母能夠產(chǎn)生一定的香氣,能產(chǎn)生多種甜味物質(zhì)[27]。

圖4 兩個(gè)廠區(qū)醬酒香氣活性化合物與感官屬性的PLSDFig.4 PLSD between sensory attributes and aroma-active compounds of SNJ and MTZ

3 結(jié)論

基于QDA,明確了茅臺(tái)鎮(zhèn)醬酒和神農(nóng)架醬酒的風(fēng)味與感官特征差異,茅臺(tái)鎮(zhèn)醬酒主要表現(xiàn)為曲香、糧香、醬香等,而神農(nóng)架醬酒則主要表現(xiàn)出甜香、醬香、青草香、酸香等香氣特征;通過(guò)定性與定量分析樣品中的揮發(fā)性物質(zhì),并采用CAEDA和OAV法明確了2個(gè)廠區(qū)醬酒的重要風(fēng)味物質(zhì)及差異性;基于PLS-DA和PLSR,明確了2個(gè)廠區(qū)醬酒間的32個(gè)差異貢獻(xiàn)物質(zhì),以及感官特征與風(fēng)味物質(zhì)間的關(guān)聯(lián)性,影響茅臺(tái)鎮(zhèn)醬酒感官特征的重要香氣物質(zhì)主要包括2,3,5-三甲基吡嗪、2-乙基-3,5-二甲基吡嗪、2-乙基-5-甲基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪、2-甲基丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、γ-丁內(nèi)酯、苯丙酸乙酯、異戊酸乙酯;而與神農(nóng)架醬酒特定感官特征相關(guān)的重要香氣物質(zhì)主要包括甲硫醇、2,6-二乙基吡嗪、2-乙基-6-甲基吡嗪、3-甲硫基丙醛、香草醛、2,3-丁二酮、γ-壬內(nèi)酯、3-羥基-2-丁酮、乙醛、乙縮醛、己醛、異戊醛。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)感官分析和化學(xué)分析相結(jié)合的方式對(duì)茅臺(tái)鎮(zhèn)和神農(nóng)架醬酒的感官特征與風(fēng)味物質(zhì)差異進(jìn)行研究,為研究不同廠區(qū)醬酒差異提供案例及參考,同時(shí)增進(jìn)了對(duì)茅臺(tái)鎮(zhèn)和神農(nóng)架醬酒風(fēng)味獨(dú)特性的認(rèn)識(shí),明確了生態(tài)環(huán)境與微生物群落差異對(duì)醬酒風(fēng)味的影響,為醬酒生產(chǎn)品質(zhì)控制提供了參考和理論依據(jù)。