黃酒香氣成分的研究進(jìn)展

黃酒香氣成分的研究進(jìn)展

黃酒是中國(guó)歷史上最古老的獨(dú)特葡萄酒。它的生產(chǎn)具有濃郁的地方特色，獨(dú)特的酒體風(fēng)味，自己的風(fēng)格。黃酒的香氣是由酯類(lèi)、醇類(lèi)、酸類(lèi)、羰基化合物和酚類(lèi)物質(zhì)等多種香氣化合物共同構(gòu)成的一種復(fù)合香,成分非常復(fù)雜。黃酒的香氣物質(zhì)雖屬于微量組分,但對(duì)黃酒的風(fēng)格和質(zhì)量起著重要的作用。隨著消費(fèi)者飲酒觀念的改變,關(guān)于黃酒香氣成分的研究也越來(lái)越受到研究者的重視。鑒于此,對(duì)影響我國(guó)黃酒香氣成分變化的因素進(jìn)行了探討,有利于更進(jìn)一步認(rèn)識(shí)黃酒、了解黃酒。1不同種類(lèi)黃油中的香氣化合物黃酒香氣成分復(fù)雜,且不同地域所產(chǎn)黃酒因采用的原料、釀造工藝及釀酒酵母不同而導(dǎo)致了香氣成分存在較大的差異,從而賦予了黃酒獨(dú)特的風(fēng)味與品質(zhì)。早在20世紀(jì)80年代,國(guó)內(nèi)學(xué)者就已開(kāi)始了對(duì)黃酒香氣成分的研究。陳云萍、陳充魁等對(duì)上海加飯酒和長(zhǎng)春玉米黃酒中的主要香氣物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)乳酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、異戊醇、正丙醇和乙醛等是構(gòu)成上海加飯酒和長(zhǎng)春玉米黃酒的主要香氣成分。欒金水以古越龍山加飯酒為研究對(duì)象,共檢索出黃酒中49種主要香氣成分,結(jié)果見(jiàn)表1;鮑忠定以紹興加飯酒為研究對(duì)象,通過(guò)色質(zhì)聯(lián)用結(jié)合純標(biāo)樣的保留時(shí)間對(duì)組分峰的定性,初步鑒定出42種香味化合物,其中乙醇、異戊醇、β-苯乙醇、乙酸乙酯、乳酸乙酯、丁二酸二乙酯、乳酸、乙酸等是構(gòu)成黃酒芳香主體的來(lái)源之一;謝廣發(fā)等研究了古越龍山黃酒中12個(gè)樣品,檢測(cè)到了93種不同的風(fēng)味化合物,同時(shí)分析了由混合酵母發(fā)酵的黃酒中揮發(fā)性香氣化合物含量,鑒定出51種揮發(fā)性香氣化合物;羅濤等采用頂空固相微萃取與氣質(zhì)聯(lián)用法定量分析了不同地區(qū)生產(chǎn)的商品黃酒中的54種揮發(fā)性香氣物質(zhì),并且發(fā)現(xiàn)黃酒中香氣物質(zhì)含量最高的是異戊醇、乙酸、苯乙醇和乙酸乙酯。綜上所述,黃酒的香氣成分主要是酯、醛、醇類(lèi)。酯類(lèi)主要包括乳酸乙酯、乙酸乙酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯和己酸乙酯,它們共同形成一種果香氣,即所謂的黃酒越陳越香的氣味。醛類(lèi)主要是乙醛,少量的異丁醛、異戊醛以及乙醛與乙醇縮合成的乙縮醛,具有清醇的果香味,也是黃酒類(lèi)的陳香氣。醇類(lèi)主要是苯乙醇、異丁醇、異戊醇、仲丁醇等,尤其是含量較多的苯乙醇,具有清甜蜜樣的香氣,與酯、醛類(lèi)組分融合成協(xié)調(diào)細(xì)膩的黃酒香氣,給人以愉悅、柔和、優(yōu)雅的感覺(jué)。2陳香、麥香酒黃酒的香氣隨品種不同而有差別,主要由曲香、酒香、焦香(陳香)組成。3種香氣來(lái)源于三方面:曲香主要來(lái)源于原料、麥曲自身的風(fēng)味;酒香主要來(lái)源于發(fā)酵過(guò)程中的微生物特別是酵母代謝的過(guò)程;焦香(陳香)來(lái)源于陳釀階段形成的風(fēng)味物質(zhì)。2.1麥曲,麥曲,麥曲,麥曲,麥曲,麥曲,水黃酒生產(chǎn)的主要原料是米和水,輔料是小麥。釀造者通常把米稱(chēng)之為“酒之肉”,麥曲被稱(chēng)為“酒之骨”,水被稱(chēng)為“酒之血”。在黃酒釀造過(guò)程中,它們?yōu)槌善伏S酒的釀造提供了豐富的營(yíng)養(yǎng)與微生物環(huán)境,同時(shí)也對(duì)黃酒獨(dú)特香氣有著重要的影響。2.1.1不同原料發(fā)酵對(duì)高級(jí)醇含量的影響米包括糯米、粳米、秈米,也有使用黍米、粟米、玉米和高粱。釀造用米通常需要選用具有高淀粉、低蛋白、低脂肪特性的大米,以達(dá)到產(chǎn)酒多、酒氣香、酒質(zhì)穩(wěn)定的目的。釀造用米種類(lèi)與質(zhì)量將直接影響黃酒香氣的組成。β-苯乙醇是一種具有玫瑰花香的芳香高級(jí)醇,是黃酒中主要的高沸點(diǎn)香氣成分。2009年,陳雙研究了不同原料在相同條件下發(fā)酵產(chǎn)生β-苯乙醇含量的差異,發(fā)現(xiàn)高粱、玉米、小麥發(fā)酵液中β-苯乙醇含量高于稻米發(fā)酵液2倍多。而通過(guò)進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),引起β-苯乙醇含量差異的原因是不同原料中L-苯丙氨酸(L-Phe)含量差別較大。高粱、玉米、小麥原料L-Phe的含量明顯高于稻米原料,這種差異與不同原料發(fā)酵生成β-苯乙醇含量的差異相一致,由此可以證實(shí),發(fā)酵基質(zhì)中L-Phe的含量對(duì)最終β-苯乙醇的含量有決定性的作用。為提高黃酒中β-苯乙醇含量,可選用的方法之一是通過(guò)采用富含L-Phe的釀造用米來(lái)實(shí)現(xiàn)。不同黃酒釀造過(guò)程用米營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)成分差別較大,一定會(huì)對(duì)黃酒香氣產(chǎn)生不同的影響,而目前尚未見(jiàn)對(duì)其他香氣物質(zhì)產(chǎn)生影響的報(bào)道。2.1.2醇生成酯類(lèi)物質(zhì)的氧化小麥?zhǔn)屈S酒生產(chǎn)的主要輔料,主要用來(lái)制備麥曲。成品麥曲具有獨(dú)特的曲香味,其主要功用是給黃酒的釀造提供多種需要的酶(主要是淀粉酶和蛋白酶),而且在制曲過(guò)程中,麥曲內(nèi)積累的多種微生物代謝產(chǎn)物,也給黃酒以獨(dú)特的曲香風(fēng)味。黃酒麥曲中引入或帶入的微生物主要有曲霉屬、根霉屬、毛霉屬等霉菌類(lèi),芽孢桿菌屬、葡萄球菌屬等細(xì)菌類(lèi)及少量酵母菌。麥曲中存在的各種微生物能較快地將淀粉轉(zhuǎn)化為可供酵母利用的糖類(lèi)。由圖1可知,在糖代謝過(guò)程中,由糖代謝生成以乙酸、丁酸為主的揮發(fā)酸能夠與相應(yīng)的醇反應(yīng)生成酯,給黃酒帶來(lái)濃郁的酯香。在麥曲微生物的作用下,蛋白質(zhì)降解產(chǎn)生的多肽和多種氨基酸對(duì)黃酒香氣的影響也較大。由圖2可知,多種氨基酸能夠被酵母菌、乳酸菌等直接利用,產(chǎn)生多種芳香族化合物,從而為黃酒提供獨(dú)特的芳香氣味。原料中的脂肪部分被乳酸菌分解為甘油和脂肪酸,脂肪酸又被降解為低級(jí)脂肪酸,進(jìn)一步與醇生成酯。脂肪酸、甘油和酯構(gòu)成了黃酒香氣物質(zhì)的主要部分,見(jiàn)圖3。麥曲微生物菌落復(fù)雜,各種微生物在糖、蛋白質(zhì)、脂肪的代謝過(guò)程中,產(chǎn)生的香氣物質(zhì)也非常豐富。2009年,莫新良首次采用頂空固相微萃取技術(shù)和氣相色譜聞香法,結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用對(duì)黃酒麥曲中香氣化合物進(jìn)行了定性定量分析。結(jié)果表明,從黃酒麥曲中分離出了42種揮發(fā)性香氣化合物;通過(guò)采用氣相色譜-嗅聞法中的香氣強(qiáng)度法和香氣活力值分析了麥曲中有重要貢獻(xiàn)的香氣物質(zhì)。香氣活力值顯示,麥曲香氣化合物中有18種化合物的濃度高于其香氣閾值,這些化合物的OAV值大,且香氣強(qiáng)度也強(qiáng)。因此,它們是黃酒麥曲中對(duì)麥曲香氣有重要貢獻(xiàn)的香氣化合物。張雨等研究表明,不同麥曲添加量對(duì)黃酒釀造與風(fēng)味有影響,實(shí)驗(yàn)分別添加8%、12%和16%的生麥曲進(jìn)行發(fā)酵,采用毛細(xì)管氣相色譜并結(jié)合自動(dòng)靜態(tài)頂空進(jìn)樣技術(shù)檢測(cè)發(fā)酵液中揮發(fā)性香氣物質(zhì);冉宇舟等通過(guò)直接添加酶制劑替代麥曲進(jìn)行黃酒發(fā)酵,并與傳統(tǒng)黃酒發(fā)酵進(jìn)行對(duì)比,找出了麥曲對(duì)黃酒風(fēng)味的影響,為麥曲風(fēng)味的研究提供了一個(gè)新的研究方法。研究結(jié)果表明,醇類(lèi)物質(zhì)中甲醇、正丙醇和正丁醇的濃度隨著生麥曲添加量的增加而緩慢上升;酯類(lèi)物質(zhì)乙酸乙酯和乳酸乙酯的濃度隨著生麥曲添加量增加而升高;醛類(lèi)物質(zhì)濃度基本與生麥曲添加量關(guān)系不大。2.1.3酸漿水添加量釀造黃酒,水極為重要。水在黃酒成品中占80%以上,水質(zhì)好壞直接影響酒的風(fēng)味和質(zhì)量。酸漿水是黃酒生產(chǎn)浸米過(guò)程中的副產(chǎn)物,一直被視為“下腳料”,然而在浸米過(guò)程中,隨著米粒自身攜帶的微生物依靠溶入的糖分、蛋白質(zhì)、微生物等營(yíng)養(yǎng)進(jìn)行繁殖,不僅能夠水解米粒所含的淀粉、蛋白質(zhì)等高分子物質(zhì),同時(shí)也可以產(chǎn)生乳酸等有機(jī)酸,使得浸米水的總酸、氨基酸含量增加。發(fā)酵過(guò)程中添加酸漿水不僅能夠調(diào)節(jié)酒的酸度,以有利于酵母的繁殖代謝,抑制雜菌的生長(zhǎng),保證糖化的正常進(jìn)行;而且酸漿水中含有乳酸鏈球菌、乳酸桿菌等細(xì)菌,在發(fā)酵過(guò)程中,對(duì)黃酒香氣的形成也具有一定的作用。2009年,張雨等研究了不同米漿水添加量對(duì)黃酒釀造與風(fēng)味的影響,通過(guò)分別添加0、20%、40%和60%的米漿水進(jìn)行發(fā)酵,采用毛細(xì)管氣相色譜并結(jié)合自動(dòng)靜態(tài)頂空進(jìn)樣技術(shù)檢測(cè)發(fā)酵液中揮發(fā)性香氣成分。研究發(fā)現(xiàn),添加米漿水對(duì)甲醇、β-苯乙醇和乳酸乙酯的濃度影響較大,其隨著米漿水添加量的增加而增加,而添加量米漿水對(duì)其他醇類(lèi)物質(zhì)、酯類(lèi)物質(zhì)和醛類(lèi)物質(zhì)的濃度影響不大。2.2不同發(fā)酵工藝中酒精風(fēng)格的變化黃酒的釀造過(guò)程非常復(fù)雜,由多種微生物對(duì)原料共同作用而完成,釀造過(guò)程中產(chǎn)生的香氣物質(zhì)構(gòu)成了黃酒的骨架香味,整個(gè)發(fā)酵過(guò)程基本決定了黃酒的最終風(fēng)格。2.2.1不同菌種對(duì)黃油發(fā)酵過(guò)程中-苯乙醇含量的影響釀酒酵母是黃酒釀造的主要微生物。在釀造過(guò)程中,釀酒酵母在利用可發(fā)酵性糖產(chǎn)生乙醇的同時(shí)也產(chǎn)生大量副產(chǎn)物。目前已確定了40多種與釀酒酵母代謝相關(guān)的發(fā)酵副產(chǎn)物,主要為醇類(lèi)、醛酮類(lèi)、酸類(lèi)、酯類(lèi),含硫化物等,這些副產(chǎn)物形成了黃酒香氣的主體成分,對(duì)黃酒風(fēng)味、品質(zhì)等有著重要影響。不同區(qū)域的黃酒釀造所用酵母菌種存在一定的差別,同樣對(duì)黃酒的風(fēng)味也有著重要影響。陳雙等研究了不同黃酒酵母對(duì)黃酒中重要香味物質(zhì)β-苯乙醇含量的影響,通過(guò)采用液-液微萃取-氣相色譜法快速測(cè)定發(fā)酵液中β-苯乙醇的含量發(fā)現(xiàn),浙江地區(qū)黃酒酵母的β-苯乙醇合成能力明顯高于上海地區(qū)黃酒酵母菌。因此,在生產(chǎn)過(guò)程中選用高產(chǎn)β-苯乙醇優(yōu)良菌種對(duì)于黃酒中β-苯乙醇含量的提高有明顯的意義。陳佳楠研究了不同酵母菌株對(duì)黃酒揮發(fā)性香氣物質(zhì)形成的影響。選用4種不同釀酒酵母(黃酒活性干酵母,工業(yè)生產(chǎn)用黃酒酵母HJ-1、HJ-2,耐高溫活性干酵母(NGW))菌株進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室黃酒釀造實(shí)驗(yàn),采用固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)檢測(cè)了發(fā)酵后黃酒中揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量,發(fā)現(xiàn)不同酵母釀造黃酒樣品揮發(fā)性香氣物質(zhì)存在明顯的差別。其中,HJ-2菌株所產(chǎn)β-苯乙醇、總酯含量較高,香氣較純正;NGW活性干酵母揮發(fā)性酸含量較高;黃酒活性干酵母揮發(fā)性酯含量較低。研究發(fā)現(xiàn),選用不同酵母菌株能有效調(diào)節(jié)黃酒生產(chǎn)中風(fēng)味物質(zhì)的形成。謝廣發(fā)等研究了混合酵母菌發(fā)酵對(duì)黃酒品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)混合酵母釀制的黃酒各項(xiàng)理化指標(biāo)均符合GB/T17946—2008標(biāo)準(zhǔn)要求,并且酯的種類(lèi)與含量都比單一酵母菌釀造的對(duì)照黃酒樣品多,高級(jí)醇的種類(lèi)及醛類(lèi)、乳酸的含量要少于對(duì)照酒,以混合酵母菌釀制的黃酒具有陳年酒的香氣,香氣明顯優(yōu)于對(duì)照酒。上述研究表明,因不同釀酒酵母產(chǎn)酸、酯、醇和醛類(lèi)化合物的能力不同,造成了發(fā)酵過(guò)程中的代謝產(chǎn)物不同,從而給黃酒帶來(lái)的香氣成分也不同。雖然這些香氣成分的差別很小,但是對(duì)黃酒的整體香氣特征、獨(dú)特風(fēng)味卻產(chǎn)生了非常重要的影響。因此,可以通過(guò)選用風(fēng)味優(yōu)良的黃酒酵母菌種來(lái)提高生產(chǎn)黃酒的品質(zhì);也可以通過(guò)風(fēng)味定向技術(shù),對(duì)原始菌株進(jìn)行風(fēng)味改良,在保持原始菌株釀造特征的同時(shí)增加風(fēng)味物質(zhì)的形成。2.2.2成品酒中的醛類(lèi)物質(zhì)在黃酒發(fā)酵過(guò)程中,尤其是在前酵期,米飯和麥曲中的蛋白質(zhì)被大量分解生成多種氨基酸,酵母通過(guò)氨基酸代謝大量產(chǎn)生了各種低沸點(diǎn)醇類(lèi)香氣物質(zhì)。如乙醇和各種高級(jí)醇(正丙醇、異丁醇、戊醇和β-苯乙醇)主要是在該階段產(chǎn)生,而在陳釀過(guò)程中濃度則變化不大。醛類(lèi)的變化趨勢(shì)則與醇類(lèi)化合物相反,在發(fā)酵剛開(kāi)始時(shí),醛類(lèi)物質(zhì)的濃度都比較高,隨著發(fā)酵過(guò)程的進(jìn)行,一部分醛類(lèi)物質(zhì)通過(guò)與醇的縮醛反應(yīng)而消耗掉,另一部分則被還原成醇類(lèi)物質(zhì)而被消耗。通過(guò)檢測(cè)成品酒中各種醛類(lèi)化合物發(fā)現(xiàn),醛類(lèi)的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于發(fā)酵結(jié)束時(shí),如苯甲醛、糠醛等在發(fā)酵過(guò)程中濃度都幾乎為零或低于儀器檢測(cè)限,但是在成品酒尤其是陳年酒中的濃度卻非常高。因此,黃酒中的醛類(lèi)物質(zhì)主要是在陳釀過(guò)程中產(chǎn)生的。但是縮醛類(lèi)物質(zhì)因受各種物質(zhì)濃度及溫度的影響,而呈現(xiàn)無(wú)規(guī)律的變化。以乙酸、丁酸為主的有機(jī)酸大部分是在發(fā)酵過(guò)程中由各種細(xì)菌和酵母通過(guò)代謝糖類(lèi)物質(zhì)而生成,其濃度隨著發(fā)酵的進(jìn)行而增加。黃酒中酯類(lèi)物質(zhì)非常豐富,在發(fā)酵過(guò)程中其濃度呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì)。通過(guò)濃度的變化可以發(fā)現(xiàn),中低沸點(diǎn)乙酯類(lèi)化合物主要是在發(fā)酵過(guò)程中由酸性化合物和乙醇的酯化反應(yīng)產(chǎn)生的,也可來(lái)源于微生物的醇?；D(zhuǎn)移酶和醇的縮合反應(yīng),而高級(jí)酯類(lèi)如乳酸乙酯和丁二酸二乙酯增加的量則非常有限,其大部分是在陳釀過(guò)程中產(chǎn)生的。2.3不同的1.2不同黃酒的特點(diǎn)在于越陳越香,即隨著陳釀時(shí)間的延長(zhǎng)黃酒的風(fēng)味會(huì)更加豐富、協(xié)調(diào),香氣更加濃郁、醇和。除陳釀時(shí)間外,黃酒陳釀微環(huán)境對(duì)黃酒香氣也有著較大影響。2.3.1不同陳醇期過(guò)程中酯類(lèi)物質(zhì)變化的變化對(duì)同一酒種而言,黃酒中各香氣物質(zhì)在不同陳釀期的含量有所不同。江偉等采用固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法檢測(cè)了不同酒齡的黃酒中34種風(fēng)味物質(zhì),檢測(cè)結(jié)果表明,在陳釀期,醇類(lèi)物質(zhì)呈下降趨勢(shì),醛類(lèi)物質(zhì)、酯類(lèi)物質(zhì)則呈上升趨勢(shì)。莫新良、鄭春亮、沈麗堯等,同樣對(duì)不同品牌、不同陳釀期的黃酒中主要風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行定量鑒定,得到同樣的結(jié)果。酯類(lèi)是使酒體變得醇香濃郁的重要原因,在陳釀期間呈先下降而后上升的趨勢(shì),這可能是陳釀后期醇酸酯化反應(yīng)或水解、酯交換的原因。醇類(lèi)則整體呈現(xiàn)下降的趨勢(shì),主要是醇類(lèi)在陳釀階段與酸等發(fā)生酯化反應(yīng)生成酯類(lèi)物質(zhì)。醛類(lèi)呈上升趨勢(shì),主要是陳釀過(guò)程中經(jīng)高級(jí)醇的氧化或美拉德反應(yīng)而來(lái)。2.3.2酯類(lèi)物質(zhì)的氧化在貯存過(guò)程中,不同的貯存容器對(duì)黃酒風(fēng)味物質(zhì)的變化也有著較大的影響。2012年,胡健比較了不同貯存容器(玻璃瓶與陶壇)中黃酒風(fēng)味物質(zhì)的變化。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn),玻璃瓶中的黃酒貯存5年后,保留了新酒的特殊風(fēng)味,不具有陳年黃酒的陳香,并且其醇類(lèi)、酯類(lèi)物質(zhì)的含量與陶壇中5年陳的黃酒基本一致。但是,醛類(lèi)物質(zhì)濃度卻相差較大,如玻璃瓶中乙醛、乙縮醛及苯甲醛等化合物的濃度基本沒(méi)有變化,而陶壇中醛類(lèi)化合物濃度則有了較大程度的提高。兩種貯存方式由于各自所用容器的密封性不同而導(dǎo)致兩者氧化速度的巨大差異,從而導(dǎo)致酒體與空氣中氧氣接觸的機(jī)率也相差較大。陶壇內(nèi)部有很多細(xì)微的孔隙,可以使空氣以緩慢的速度透過(guò)陶壇進(jìn)入酒體中,由于氧氣的存在,加速了黃酒中的氧化還原反應(yīng)。如乙醇濃度很高,在氧化還原反應(yīng)中會(huì)受氧的催化反應(yīng)生成乙