醬香白酒高溫堆積酒醅揮發性風味物質的檢測分析

尚　柯，韓興林，王德良*，舒冬梅，陳　耀（1.新疆農業大學 食品科學與藥學學院，新疆 烏魯木齊 83005；.中國食品發酵工業研究院，北京 100015）

醬香白酒高溫堆積酒醅揮發性風味物質的檢測分析

尚柯1，2，韓興林2，王德良2*，舒冬梅1，2，陳耀2
（1.新疆農業大學 食品科學與藥學學院，新疆 烏魯木齊 830052；2.中國食品發酵工業研究院，北京 100015）

該文采用HS-SPME結合GC-MS對醬香型白酒第三輪次堆積不同時間點、不同位置點酒醅揮發性風味物質進行檢測分析。共計檢測出揮發性風味物質32種，其中，醇類物質10種，醛類物質3種，酸類物質4種，酯類物質9種，酚類物質1種，其他類物質5種。其醇、醛、酸、酯類物質平均相對含量分別為32.88%、4.37%、9.18%、30.93%。包括酒體中常見的乙酸乙酯、乳酸乙酯、異戊醇、乙酸、丁酸等。分析結果表明，堆積過程在富集微生物的同時，產生了大量酒體有益風味物質，對醬香白酒的品質具有一定的影響。

醬香型白酒；高溫堆積；酒醅；揮發性物質

醬香型白酒釀造工藝復雜，其中高溫堆積是醬香型白酒重要的工藝環節之一。其指的是糧食原料在蒸煮糊化，添加高溫大曲后，先在窖池旁邊的場地上經過一段時間的自然堆積，使得酒醅溫度升高，醅料中富集豐富的糖化發酵和生香微生物，同時，在微生物代謝作用下，形成一定的醬香香氣成分或風味前驅物。此時，再將堆積完成的醅料入窖發酵，并完成后續釀造工藝。由此形成的醬香型白酒具有“醬香突出、幽雅細膩、酒體醇厚、回味悠久、空杯留香”的典型風格特征。

由于堆積在醬香型白酒釀造過程中起著重要的作用，行業有“沒有堆積，就沒有醬香型白酒的釀造”一說。沈海月等［1-2］論述了醬香型白酒生產工藝中堆積發酵的重要性；唐玉明等［3］對醬香型白酒糟醅堆積第四輪次微生物區系分布進行了研究，并對影響微生物生長繁殖的溫度條件進行了跟蹤測定；有學者［4］對醬香型白酒糙沙輪次堆積新工藝研究，再次提出“堆積”對醬香型白酒的重要性。針對酒醅中揮發性風味物質的檢測分析，之前的研究報道較少。范文來等［5］應用固相微萃取（headspace solid-phase microextraction，HS-SPME）技術測定了固態發酵濃香型酒醅中的微量成分；趙爽等［6-9］應用頂空-固相微萃取和氣相色譜-質譜聯用方法分析了白酒酒醅的微量揮發性成分。綜合上述研究發現，之前對堆積工藝的研究主要集中在堆積過程中微生物變化的方面，對堆積過程酒醅中微生物代謝可能產生風味物質的研究少有報道。該文采用頂空-固相微萃取和氣相色譜-質譜聯用方法對醬香型白酒第三輪次堆積不同時間點不同空間點酒醅的揮發性物質進行分析檢測，并得出相應結論，有利于企業改進工藝，提升產品品質。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

1.1.1樣品

實驗所采集的樣品是青州云門酒廠釀酒車間三組、四組的1#、2#窖堆積過程中的樣品酒醅。取樣點分別為第三輪次的堆積第1天、堆積第4天與堆積第9天（入池前）的表層、面層、堆心、堆底不同空間點的酒醅樣品，共12個樣品，編號分別為1～12號，如表1所示取回樣品后及時分析。圖1為取樣點的設計，從右至左，從上至下的四個點分別為表層、面層、堆心、堆底。

表1　不同時間和空間的樣品采集情況Table 1 Samples collection conditions in different times and spaces

圖1　取樣點設計圖Fig.1 Design of sampling point

1.1.2化學試劑

氯化鈉（分析純）：上海國藥集團化學試劑有限公司。

1.2儀器與設備

6890N-5973i氣相色譜-質譜聯用儀：美國安捷倫公司；PC420固相微萃取儀、固相微萃取柄、萃取頭（75μm CAR/ PDMS、65 μm PDMS/DVB、50/30 μm DVB/CAR/PDMS、100 μm PDMS顏色為藍色）：美國Supelo公司。

1.3試驗方法

1.3.1堆積過程中酒醅揮發性物質前處理方法

取10 g酒醅樣品放入用封口膜包好的三角瓶中，同時加入20 mL的去離子水，混勻，靜置30 min后，吸取8 mL混合物于裝有3 g氯化鈉與磁石的20 mL頂空瓶中，放置磁力攪拌器上攪拌15 min后，將頂空瓶置于50℃水浴鍋中恒溫萃取45 min，萃取完畢后將萃取頭取出，插入氣相色譜進樣口熱解析6 min，用于氣相色譜-質譜（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）分析。

1.3.2色譜條件及定性分析方法

GC條件：色譜柱為DB-Wax（30 m×0.25 mm，0.25 μm），進樣口溫度250℃，載氣He，流速2 mL/min，進樣量為1 μL。升溫程序為60℃保持4min，再以5℃/min升溫速率至150℃，保留4 min，再以3℃/min升溫速率至220℃，保留5 min。

MS條件：電子電離（electron ionization）源，電子能量70 eV，離子源溫度230℃，激活電壓1.5 V，質量掃描范圍30～350 m/z。

定性分析：采用質譜計算機自帶的NIST和Wiley數據庫定性，各香氣物質組分的質譜經計算機譜庫檢索，再結合相關報道文獻解析譜圖，確定香氣物質。

半定量分析：通過將酒醅各香氣物質組分峰面積含量除以所有測得香氣物質峰面積含量綜合，初步得出酒醅風味化合物的相對含量。

2　結果與分析

2.1酒醅揮發性物質總結

12個樣品中共計檢測出揮發性物質32種，其中，醇類物質10種，醛類物質3種，酸類物質4種，酯類物質9種，酚類物質1種，其他類物質5種，酒醅中不同時間及空間點的揮發性成分種類及含量見表2。

表2　第三輪酒醅不同時間點不同空間點揮發性成分Table 2 Volatile components of the third round fermented grains in different times and different spaces

續表

2.1.1檢出化合物種類分析

如表2所示，在堆積第1天、堆積第4天、入池前的表層、面層、堆心、底部12個樣品的揮發性成分種類分別為26、25、27、28、28、28、26、28、29、31、30、29種，經顯著性方差分析，P=0.006＜0.01，可認為醬香型白酒的堆積工藝下，不同的堆積時間點，不同的堆積空間點酒醅中的揮發性物質種類數量是有差異的。

從堆積時間點角度分析，隨著堆積時間的延長，揮發性物質的種類呈現一個緩慢上升的趨勢，也就是說，入池前的各個空間位置點酒醅的揮發性物質種類均高于堆積第一天各個空間位置點揮發性物質種類。

從堆積空間位置點角度分析，不同空間點的酒醅揮發性物質種類變化不明顯，堆積第一天，堆子底部的揮發性物質種類略高，堆積中期，各個空間位置點（包括堆子表層、面層、堆心、堆底）的揮發性物質種類大致相當，入池前，各個空間點的酒醅揮發性物質種類變化為表層的略高于其他位置點。

在檢出的9種酯類風味中，包括酒體中常見的乙酸乙酯、乙酸丙酯、乳酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸戊酯等。醇類物質檢出有異戊醇、苯乙醇、正己醇等醇類物質。有機酸包括乙酸、丁酸、辛酸等。其他一些在酒體中常見的醛類、酚類等也有檢出。分析結果說明，醬香白酒堆積過程起到富集微生物的作用，同時，微生物也進行著代謝活動，生成了酒體中需要的呈香呈味物質［10］。

2.1.2檢出化合物含量分析

將不同時間空間位置點的醇類、醛類、酸類、酯類相對含量分別加和，對比檢出揮發性風味化合物相對含量。不同時間點不同空間點揮發性風味物質相對含量見圖2。

圖2　不同時間點不同空間點揮發性風味物質相對含量Fig.2 Relative contents of volatile components at different times and different spaces

（1）從堆積不同時間點不同空間點酒醅揮發性風味化合物相對含量分析

由圖2可知，醇類風味化合物在整個第三輪堆積過程中相對含量較高；從不同時間點角度分析，隨著堆積時間的延長，其醇類物質相對含量的變化趨勢呈先下降再升高的趨勢，入池前的醇類物質含量相對略微高于其他時間，原因是在堆積發酵的過程中，某些細菌將葡萄糖發酵產生酒精，生成了豐富的醇類物質。醇類風味化合物的變化趨勢大致是表層、底部較低，面層、堆心部位略高。空間點的規律性變化大致可以認為堆子的內部以及堆積的前期，某些細菌為優勢菌。

白酒酒醅中有機酸、醛類化合物生產途徑也很多。醛類、有機酸類風味化合物在整個第三輪堆積過程中相對含量均較低；隨著堆積時間的延長，有機酸類揮發性風味化合物和醛類化合物隨著堆積的時間延長，變化趨于平緩。從不同空間位置點分析，堆積前期，面層有機酸類化合物明顯高于其他位置點，而醛類化合物明顯低于其他位置點。可大致認為堆積第一天面層的微生物代謝活動較弱，到堆積后期，微生物代謝活動較為均勻。同時，某些產酸能力強的細菌在堆積前期作用旺盛且堆子靠外部的微生物作用較為旺盛，后期漸漸緩慢。

白酒中的酯類主要是乙酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸乙酯及己酸乙酯，由圖2可知，隨著堆積時間的延長，酯類物質相對含量呈現明顯升高的趨勢，堆積第1天與堆積第4天的酯類物質含量大致相當，變化幅度不明顯。認為在堆積的末期，堆積酒醅中的某些微生物具有較強的產酯能力，伴隨著生成了許多酯類物質。從整個堆積的不同空間點來看，堆積第4天酯類物質的相對含量變化情況沒有一定的規律性。堆積第1天、入池前的酯類物質的相對含量變化情況為面層略高于其他空間位置點。也可以推測認為入池前，也就是堆積后期，酒醅中的某些產酯能力強的微生物逐漸占主導地位。

綜合上述結果顯示，分析認為，醬香型白酒進入第三輪次，堆積酒醅中醇醛酸酯達到相對平衡，與最終蒸餾所得醬香型白酒品質較優有一定關聯。

（2）從酒體中較為重要的風味物質相對含量分析

在整個堆積過程中，各類揮發性化合物各個位置點出現的醇類平均含量為32.88%，主要有仲丁醇、異戊醇、己醇、丙二醇、苯乙醇、十二醇等。其中苯乙醇、異戊醇的相對含量占比較高，12個取樣點苯乙醇、異戊醇的平均相對含量為23.6%、6.30%。異戊醇是白酒中重要的高級醇類，適量的含量可以增加酒體的醇厚和回甜感。苯乙醇有玫瑰花香，是米香型等小曲酒中的特征性風味成分，近期研究結果表明，在醬香型白酒中也含有相對含量較高的苯乙醇。

堆積過程中醛類物質平均含量為4.37%，主要有十一醛、糠醛、苯甲醛，醛類風味中，檢出相對含量較多的是糠醛。12個取樣點糠醛的平均相對含量為3.80%，糠醛的產生是由微生物發酵而產生的，在醬香型白酒中含量相對較高，是醬香型白酒的特征性風味成分。

堆積過程中酸類物質平均含量為9.18%，主要有乙酸、2-甲基丁酸、丁酸、辛酸。其中2-甲基丁酸相對含量所占的比重較大，其是一種具有水果香氣，味辛辣的芳香味物質。

堆積過程中酯類物質平均含量為30.93%，主要有乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸戊酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、乳酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸苯乙酯等。其中乳酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯的相對含量占比較大，12個取樣點乳酸乙酯、己酸乙酯、乙酸丙酯的平均相對含量分別為16.70%、5.31%、3.06%，其也是白酒中的主要酯類成分。

3　結論

本研究首先采用HS-SPME結合GC-MS分析對醬香型白酒堆積酒醅揮發性風味物質進行了定性和半定量檢測，并對結果進行了討論分析。

共從醬香白酒第三輪次堆積酒醅中定性檢測出揮發性物質32種，其中，醇類物質10種，醛類物質3種，酸類物質4種，酯類物質9種，酚類物質1種，其他類物質5種。風味相對含量較多的醇類和酯類化合物的平均相對含量分別約為32.88%、30.93%，占檢出所有揮發性化合物總量一半以上。檢出較低的揮發性風味化合物為有機酸和醛類化合物，分析認為堆積過程中產生的香氣成分為醬香型白酒的品質發揮著一定的作用。堆積過程在富集微生物的同時，產生了大量酒體風味物質，對醬香白酒的品質具有一定的影響［11-12］。

醬香型白酒釀造工藝復雜，堆積是醬香型白酒釀造工藝不可缺少的一部分［13-16］，其主要作用是富集微生物。對堆積工藝的研究有利于企業改進工藝，提升產品品質。因此，對堆積過程微生物變化的研究十分重要，需要進一步深入研究。

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Determination and analysis of volatile components of high-temperature stacking

SHANG Ke1，2，HAN Xinglin2，WANG Deliang2*，SHU Dongmei1，2，CHEN Yao2
（1.College of Food Science and Medicine，Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830052，China；2.China National Research Institute of Food and Fermentation Industries，Beijing 100015，China）

The volatile components of the third round fermented grains of Moutai-flavor liquor in different time points and spaces were determined by HS-SPME and GC-MS.Results showed that there were 32 kinds of volatile components in total，including 10 kinds of alcohols，3 kinds of aldehydes，4 kinds of acids，9 kinds of esters，1 kind of phenol and 5 kinds of others.The contents of alcohol，aldehyde，acid and ester compounds were 32.88%，4.37%，9.18%and 30.93%，respectively.The compounds mainly include some common materials in liquor，such as athyl acetate，athyl lactate，isoamyl alcohol，acetic acid，butyric acid and so on.Analysis results showed that the accumulation process not only enriched the microorganisms，but also produced a large amount of liquor flavor substances，which showed certain relevance in Moutai-flavor liquor.

Moutai-flavor liquor；high temperature stack-up；fermented grains；volatile substances

TS262.3

0254-5071（2016）02-0139-05

10.11882/j.issn.0254-5071.2016.02.032

2015-11-25

國家高技術研究發展計劃‘863計劃項目'（2012AA021205）

尚柯（1991-），女，碩士研究生，研究方向為食品生物技術。

王德良（1971-），男，教授，博士，研究方向為中國傳統食品發酵工藝。