微量通氣處理對黃酒陳化過程中風味物質和游離氨基酸的影響

韓 笑，毛 健*，黃桂東

(江南大學食品學院，江蘇 無錫 214122)

微量通氣處理對黃酒陳化過程中風味物質和游離氨基酸的影響

韓 笑，毛 健*，黃桂東

(江南大學食品學院，江蘇 無錫 214122)

研究微量通氣處理對黃酒陳化過程中風味物質和游離氨基酸的影響。選用2009年產的黃酒原酒，采用密閉、通氣量分別為25、50mL/L黃酒3種貯存方式，每30d通氣黃酒進行1次通氣，每60d對3種貯存方式樣品中的風味物質和游離氨基酸進行檢測，檢測期總長8個月。結果表明：與密閉貯存的黃酒樣品相比，經微量通氣處理后，其高級醇、酚類風味物質的種類和含量均顯著減少，其酯類風味物質的種類和含量均顯著增加(P＜0.05)，其醛酮類風味物質的種類先增加后減少，說明微量通氣可促進黃酒陳化過程中的醇成醛、醇醛成縮醛、醇酸成酯、醛成酸等反應，即促進了黃酒的陳化；其組氨酸、蘇氨酸、酪氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸的含量顯著減少，通氣促進黃酒的陳化；綜合風味物質和游離氨基酸變化的結果，表明3種貯存方式中，采用微量通氣50mL/L的方式更利于黃酒的陳化。

黃酒；陳化；通氣；風味物質；游離氨基酸

黃酒是以稻米、黍米、玉米、小麥等為主要原料，通過浸漬、蒸煮、加曲、發酵、壓榨、煎酒、貯存、勾兌而成的低度釀造酒[1]。黃酒的貯存稱為陳化，指新釀制的原酒在陶壇中貯存、陳化的過程。通常新釀制出來的黃酒口味比較粗糙、聞香不足、較刺激、欠柔和，而通過陳化可以有效促進酒精分子之間、酒精分子與水分子之間的締合，促進醇與酸的酯化，使酒香味馥郁，口味甘順、柔和[2-3]。黃酒的陳化過程對其品質好壞起到了決定性的作用[4]。

生產實踐表明，在黃酒的陳化過程中，氧氣是必不可少的因素。采用陶壇貯存黃酒時，其香味的變化主要是黃酒表層經過外界微量氧氣緩慢從陶壇內壁毛細孔及陶壇口透入到壇酒中，形成接觸性催化、氧化反應，而這些催化、氧化反應的產物在壇截面上的濃度差又催進著傳質過程，不斷促進整個酒體的化學反應，從而加快了酒中氧化還原反應的速度和酸、醇間酯化反應的速度[5-6]。另外，黃酒中含有豐富的氨基酸，氨基酸具有鮮、甜、苦、澀、酸等多種味感[7]。在黃酒陳化過程中，它與酒體中的醇、酯等呈味物質相互協調，使黃酒具有鮮美、醇厚、濃郁、柔潤、協調的特征[8]。

隨著黃酒生產規模的不斷擴大，黃酒生產基本實現了全程機械化，黃酒生產效率成倍提高，而傳統陶壇貯酒存在的不足之處日益凸顯，包括勞動強度大、占地廣、成本高、酒損失大、無法進行流水作業等問題。因此，借鑒葡萄酒大罐貯存的經驗[9]，人們開始考慮采用大罐貯存黃酒，但是關于大罐貯存黃酒的基礎研究并不多，一直處于探索階段，且黃酒采用大罐貯存的方式難以達到在陶壇中陳化的品質。1991年，張佛民[10]就黃酒大容器貯存進行了初探，他采用30m3的碳鋼罐進行了黃酒的貯存研究，經12個月的大罐貯存，理化指標和感官達到一定要求。1996年，楊國軍[11]就大罐酒貯存后異味根源及去除工藝作了探討，但是對陳化工藝尚未研究。2005年，祁傳林[12]對大罐貯存黃酒出現變質酸敗的因素及控制進行了摸索。2006年，祁傳林等[13]對黃酒大罐貯存色率超標的控制方法進行了研究。目前，國外關于葡萄酒的微氧催陳原理和技術已較為成熟[14-15]，但在黃酒陳化研究中，還未見相關技術的應用。因此，適當借鑒葡萄酒的微氧催陳原理和技術，研究黃酒陳化過程中氧氣的通入量以及通入頻率對黃酒品質影響。

本實驗主要研究不同微量通氣處理方式對黃酒貯存過程中風味物質和游離氨基酸含量變化的影響，并初步探討微量通氣與黃酒陳化效果的關系，期望為微氧技術陳化黃酒提供理論依據，將其應用于不銹鋼大罐進行黃酒的陳化，提高黃酒在大罐中的陳化品質。

1 材料與方法

1.1 材料

2000年、2005年、2009年產紹興加飯(花雕)酒，壇裝原酒。

1.2 儀器與設備

Finnigan Trace MS氣相色譜質譜聯用儀 美國菲尼根公司；Ag1100高效液相色譜儀 美國安捷倫公司；HH-S2系列恒溫水浴鍋 江蘇省金壇市環宇科學儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 黃酒微量通氣處理方法

貯存黃酒的容器為配有丁基膠塞的容積為250mL的鹽水瓶，丁基膠塞和鹽水瓶先經過121℃、15min的殺菌處理，殺菌后，將2009年產的黃酒樣品分裝于鹽水瓶中，每瓶裝200mL黃酒樣品，然后置于90℃的恒溫水浴槽中，敞口預熱15min后，蓋上膠塞滅菌30min。樣品處理方式為3種：密閉不通氣處理、通氣量分別為25mL/L和50mL/L的通氣處理。每30d對通氣黃酒樣品進行1次通氣處理，每60d對3種方式處理的黃酒樣品進行檢測。貯存總時長為8個月。通氣處理時，為保證樣品無菌安全，在無菌室超凈臺采用1次性無菌注射器進行。每個處理3個平行。

1.3.2 固相微萃取-氣質聯用測定黃酒的風味

參考Cao Yu[16]、Luo Tao[17]等的方法，沿用實驗室中已建立的方法進行黃酒風味物質的測定。采用固相微萃取法處理樣品，取5mL樣品置于15mL頂空瓶中，將老化后的75μm CAR/PDMS SPME萃取頭插入瓶的頂空部分，于45℃吸附30min，吸附后的萃取頭取出后插入氣相色譜進樣口，于250℃解吸3min，同時啟動儀器采集數據。

色譜柱型號為DB-WAX(30mm×0.25mm，0.25μm)，初始柱溫為40℃，7℃/min升溫，最終溫度為230℃，保持10min，進樣溫度為250℃。載氣為He，載流模式為恒流、不分流，流速為0.8mL/min。離子化方式為EI+，發射電流為200μA，電子能量為70eV，界面溫度為250℃，源溫為200℃，探測器電壓為360V。采用歸一化法計算風味物質的相對含量。

1.3.3 黃酒的游離氨基酸定性和定量分析方法

參考Cao Yu等[16]的方法，沿用實驗室中已建立的方法進行黃酒中游離氨基酸的測定。樣品預處理方法：配制5%的三氯乙酸溶液，利用其將黃酒樣品稀釋5倍，用濾紙過濾，取清液1mL進行離心，轉速為10000r/min，離心10min。衍生化方法：OPA FMOC柱前衍生化，包括一級氨基酸的衍生化反應和二級氨基酸的衍生化反應。色譜條件：色譜柱為(250mm×4.6mm，5μm)ODS HYPERSIL，柱溫為40℃，流速為1.0mL/min，采用紫外檢測器，采用梯度洗脫，采用外標法定量。

1.4 數據處理

利用SPSS Statistics和Excel軟件進行數據分析，檢測結果采取x ±s形式。本實驗結果采用ANOVA檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同通氣貯存方式對黃酒樣品主要風味物質的影響

2.1.1 高級醇、酚類風味物質的種類

從圖1可知，黃酒樣品在密閉、通氣25mL/L和通氣50mL/L 3種貯存方式下，隨著貯存時間的增長，高級醇、酚類風味物質的種類呈減少的趨勢。貯存8個月后，密閉樣品中的高級醇、酚類風味物質的種類減少了15.4%，通氣25mL/L樣品中的減少了27.3%，通氣50mL/L樣品中的減少了36.4%。密閉方式與通氣方式相比，經通氣方式處理后的樣品，其高級醇、酚類風味物質在種類的減少程度較密閉樣品大。通氣25mL/L方式與通氣50mL/L方式相比，經通氣50mL/L方式處理后的樣品，其高級醇、酚類風味物質種類的減少程度較通氣25mL/L樣品大。黃酒陳化過程中，其中的醇、酚類物質可以發生3種反應，包括被氧化成醛的反應、與酸成酯的反應和與醛成縮醛的反應[18]。由以上結果推測，在一定范圍內，微量通氣可以促進黃酒中的高級醇、酚類物質參與成醛、成酯反應，促進黃酒的陳化。

圖1 不同貯存方式對黃酒樣品中高級醇、酚類風味物質種類的影響Fig.1 Effects of different storage methods on the species and contents of higher alcohols and phenols in Chinese rice wine

2.1.2 醛酮類風味物質種類

圖2 不同貯存方式對黃酒樣品中醛酮類風味物質種類的影響Fig.2 Effects of different storage methods on the species of aldehydes and ketones in Chinese rice wine

從圖2可知，黃酒樣品在密閉貯存方式下，隨著貯存時間的增長，醛酮類風味物質的種類呈先增加后減少的趨勢，而在通氣貯存方式下，醛酮類風味物質種類呈先增加后減少再增加的趨勢。比較密閉方式與通氣方式，經通氣方式處理后的樣品，無論是對于增加還是減少的變化，其醛酮類風味物質種類的變化程度較密閉樣品大。由此推測，在一定范圍內，一方面，微量通氣有利于醇類物質的成醛反應，增加黃酒中醛酮類物質，另一方面，微量通氣也有利于醛酮類物質的氧化反應，造成醛酮類物質的減少，這也是微量通氣促進黃酒陳化的一個表現。

2.1.3 酯類風味物質種類

從圖3可知，黃酒樣品在密閉、通氣25mL/L和通氣50mL/L 3種貯存方式下，隨著貯存時間的增長，酯類風味物質的種類呈增加的趨勢。密閉方式與通氣方式相比，經通氣方式處理后的樣品，其酯類風味物質種類的增加程度較密閉樣品大。通氣25mL/L方式與通氣50mL/L方式相比，經通氣50mL/L方式處理后的樣品，其酯類風味物質種類的增加程度較通氣25mL/L樣品大。黃酒的陳化包含著酸醇成酯的過程，由以上結果推測，在一定范圍內，微量通氣可以促進黃酒樣品中酸醇物質的成酯反應，促進黃酒的陳化。

圖3 不同貯存方式對黃酒樣品中酯類風味物質種類的影響Fig.3 Effects of different storage methods on the species of esters in Chinese rice wine

2.2 不同通氣貯存方式對黃酒樣品酯類風味物質含量的影響

表1 不同方式貯存8個月后黃酒樣品中酯類物質含量的比較Table1 Contents of esters in Chinese rice wine samples during the storage period of8 months %

黃酒的香味主要來自于酯類物質中的乙酸乙酯、2-羥基丙酸乙酯(乳酸乙酯)、丁二酸二乙酯(琥珀酸乙酯)等[19]，因此對黃酒樣品中的酯類物質進行分析。不同貯存方式對黃酒樣品中酯類物質含量的影響如表1所示。可知，經過8個月的貯存，通氣50mL/L樣品的酯類含量顯著大于密閉樣品和通氣25mL/L樣品的酯類含量。汪建國[20-21]對黃酒貯存過程中酯類物質的變化進行了初步研究，其含量呈增加趨勢。由此可知，微量通氣有利于黃酒中的酸醇成酯反應，并且在此研究中，采用通氣量為每升黃酒通氣50mL的微量通氣處理方式更利于黃酒的陳化。

2.3 不同通氣貯存方式對黃酒樣品高級醇類風味物質含量的影響

從表2可知，經過6個月的貯存，通氣25mL/L黃酒的高級醇總含量顯著小于通氣50mL/L黃酒的，通氣50mL/L黃酒的高級醇總含量顯著小于密閉黃酒的。不同貯存方式對糠醇、苯乙醇含量無顯著性影響，可能原因是這兩種物質結構較復雜，在短期貯存過程中，不如其他幾種高級醇物質易于參與成醛、成酯、成縮醛的反應。密閉黃酒與通氣黃酒相比，經通氣方式處理后的黃酒中的2-甲基丙醇、2-甲硫醇基丙醇含量顯著小于密閉黃酒的。對于3-甲基丁醇、己醇含量，通氣25mL/L黃酒的顯著小于通氣50mL/L黃酒的，通氣50mL/L黃酒的顯著小于密閉黃酒的。由以上結果可知，在一定范圍內，微量通氣可以促進黃酒中高級醇含量的減少，并且在此研究條件下，采用通氣量為每升黃酒通氣25mL的微量通氣處理方式較利于高級醇的減少。

表2 不同方式貯存6個月后黃酒樣品中高級醇類物質含量的比較Table2 Contents of higher alcohols in Chinese rice wine samples during the storage period of6 months %

2.4 不同通氣貯存方式對黃酒中游離氨基酸含量的影響

表3 不同方式下貯存8個月后黃酒樣品中游離氨基酸含量的比較Table3 Contents of free amino acids in Chinese rice wine samples during the storage period of8 months mg/mL

有報道[2,20]表明，黃酒隨陳化時間的延長，氨基酸含量有減少的趨勢，其可能原因包括：1)黃酒在貯存期間，氨基酸與糖分發生氨基-羥基反應產生類黑精；2)部分氨基酸被酵母所同化合成酵母蛋白原料，并生成高級醇，賦予黃酒香味的濃厚感，如纈氨酸反應產生異戊醇，苯丙氨酸反應生成苯乙醇，并與有機酸作用生成芳香酯；3)部分氨基酸在陳化過程中沉淀下來，形成“酒腳”。因此，可考慮將氨基酸含量作為黃酒陳化的判斷指標。但是關于黃酒陳化過程中每個氨基酸的具體變化并沒有深入研究。本實驗對2009年的原酒進行密閉與微量通氣處理，經過8個月的陳化，檢測樣品的游離氨基酸含量，結果如表3所示。

游離氨基酸檢測結果包括18種氨基酸的含量，分別為：天冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、組氨酸、甘氨酸、蘇氨酸、精氨酸、丙氨酸、γ-氨基丁酸、酪氨酸、半胱氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、脯氨酸。由表3可知，經過微量通氣處理后，黃酒樣品中的組氨酸、蘇氨酸、酪氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸的含量顯著減少，從這一角度可以說明微量通氣利于黃酒的陳化；而對于脯氨酸的含量，通氣50mL/L樣品的含量相對最大，其他氨基酸含量無顯著性變化，這可能是因為與陳化幾年的時間相比，通氣處理8個月還不足以達到反應的平衡。從氨基酸的味道分析，組氨酸屬于苦味氨基酸，陳化過程中，它的降低有利于提高黃酒的口感，而蘇氨酸、蛋氨酸和脯氨酸屬于甜味氨基酸，因為黃酒中含糖量約為25g/L，遠遠高于它們的含量，因此其對黃酒甜味風味的影響很小。

3 結 論

微量通氣處理有利于黃酒陳化。從風味物質的角度看，與密閉樣品相比，經過微量通氣處理后的樣品，其高級醇、酚類風味物質的種類和含量均顯著減少，其酯類風味物質的種類和含量均顯著增加，其醛酮類風味物質的種類先增加后減少，表明微量通氣可以促進黃酒陳化過程中的醇成醛、醇醛成縮醛、醇酸成酯、醛成酸等反應。從游離氨基酸的角度看，經過微量通氣處理后，黃酒樣品中的組氨酸、蘇氨酸、酪氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸的含量顯著減少，有利于黃酒的陳化。綜合風味物質和游離氨基酸的結果，3種貯存方式中，采用微量通氣50mL/L的方式更利于黃酒的陳化。

[1] 楊國軍. 中國黃酒業調研報告[J]. 中國釀造, 2005(4): 1-5.

[2] 許榮年, 鮑忠定, 潘興祥, 等. 黃酒的陳化[J]. 釀酒, 2003, 30(2): 50-52.

[3] 楊國軍. 黃酒的陳化[J]. 釀酒科技, 2006(6): 74-76.

[4] 江超, 林峰, 鄒慧君, 等. 陳年紹興黃酒的成分分析與品質鑒定[J].食品與發酵工業, 2009, 35(10): 119-123.

[5] 沈麗堯, 冷云偉, 葉輝. 干型黃酒貯存過程中品質變化的初探[J]. 中國釀造, 2011(3): 55-58.

[6] 汪建國, 馮德明. 陶土容器貯酒老熟機理的分析探討[J]. 中國釀造, 2009(9): 127-130.

[7] SHEN Fei, NIU Xiaoying, YANG Danting, et al. Determination of amino acids in Chinese rice wine by fourier transform near-infrared spectroscopy[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2010, 58(17): 9809-9816.

[8] 李博斌, 曾金紅, 劉興泉, 等. 黃酒中氨基酸與感官口味的定量相關研究[J]. 釀酒科技, 2010(10): 23-25.

[9] MENG Jiangfei, FANG Yulin, GAO Jinshan, et al. Changes in aromatic compounds of cabernet sauvignon wines during ageing in stainless steel tanks[J]. African Journal of Biotechnology, 2011, 10(55): 11640-1164.

[10] 張佛民. 黃酒大容器貯存的研究[J]. 釀酒, 1991, 18(3): 37-40.

[11] 楊國軍. 大罐貯酒異味來源探討及去除工藝研究[J]. 釀酒科技, 1996(4): 57.

[12] 祁傳林. 大罐貯存黃酒出現變質酸敗的因素及控制[J]. 釀酒科技, 2005(2): 111-112.

[13] 祁傳林, 王如良. 黃酒大罐貯存色率超標的控制方法[J]. 釀酒, 2006, 33(3): 53-54.

[14] ADOUA R, MIETTON-PEUCHOT M, MILISIC V. Modelling of oxygen transfer in wines[J]. Chemical Engineering Science, 2010, 65(20): 5455-5463.

[15] CEJUDO-BASTANTE M J, PEREZ-COELLO M S, HERMOSINGUTIERREZ I. Effect of wine micro-oxygenation ttreatment and storage period on colour-related phenolics, volatile composition and sensory characteristics[J]. LWT-Food Science and Technology, 2011, 44(4): 866-874.

[16] CAO Yu, XIE Guangfa, WU Chun, et al. A study on characteristic flavor compounds in traditional Chinese rice wine-Guyue Longshan rice wine[J]. Journal of the Institute of Brewing, 2010, 116(2): 182-189.

[17] LUO Tao, FAN Wenlai, XU Yan. Characterization of volatile and semi-volatile compounds in Chinese rice wines by headspace solid phase microextraction followed by gas chromatography-mass spectrometry[J]. Journal of the Institute of Brewing, 2008, 114(2): 172-179.

[18] 莫瑞深. 低頻超聲對黃酒催陳效果的研究[J]. 廣西輕工業, 2007(9): 16-18.

[19] 沈麗堯, 冷云偉, 葉輝. 黃酒的老熟機理與催陳因子的選擇[J]. 中國釀造, 2011(6): 179-181.

[20] 汪建國. 黃酒的貯存與色香味關系[J]. 中國釀造, 2007(10): 48-52.

[21] 汪建國. 嘉興喂飯酒貯存過程中理化分析和風味變化的初探[J]. 中國釀造, 2008(12): 89-91.

Effect of Trace Ventilation on Flavoring Substances and Free Amino Acids in Chinese Rice Wine during Storage

HAN Xiao，MAO Jian*，HUANG Gui-dong
(College of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China)

In this study, the effect of trace ventilation on flavoring substances and free amino acids in Chinese rice wine during storage was explored. Chinese rice wine produced in 2009 was sealed in containers with trace ventilation at the amount of 0, 25 mL/L and 50 mL/L and ventilation interval of 30 days. The flavoring substances and free amino acids in the rice wine samples were detected every 60 days during the total storage period of8 months. The results showed that trace ventilation could reduce the species and contents of higher alcohols and phenols, and significantly increase the species and contents of flavoring substances (P＜0.05). Among these flavoring substances, the number of aldehydes and ketones revealed an initial increase and a final decrease, suggesting that trance ventilation can promote the reactions from alcohols to aldehydes, from alcohols and aldehydes to acetals, from alcohols and acids to esters, and from aldehydes to acids in the aging process of rice wine. In addition, the trace ventilation could an obvious decrease in the contents of histidine, threonine, tyrosine, cysteine and methionine in rice. Based the investigation of three methods, trace ventilation at the amount of 50 mL/L is better for the aging of rice wine.

Chinese rice wine；aging；trace ventilation；flavoring substance；free amino acids

TS261.4

A

1002-6630(2013)03-0123-05

2012-02-13

韓笑(1986—)，女，碩士，研究方向為食品生物技術。E-mail：hansmile1986@163.com

*通信作者：毛健(1970—)，男，教授，博士，研究方向為食品生物技術。E-mail：biomao@263.net