雜糧紅曲酒高級醇及其揮發(fā)性風味物質研究

董洋，劉亞瓊，劉姍姍

(1.河北農業(yè)大學，河北保定071001；2.正大畜牧投資（北京）有限公司秦皇島分公司，河北秦皇島066311)

雜糧紅曲酒高級醇及其揮發(fā)性風味物質研究

董洋1，2，劉亞瓊1，劉姍姍1

(1.河北農業(yè)大學，河北保定071001；2.正大畜牧投資（北京）有限公司秦皇島分公司，河北秦皇島066311)

紅曲黃酒的風味主要是由紅曲和酒曲發(fā)酵時產生的獨特醇香及酯香復合而成的，其風味物質的種類、含量決定著紅曲黃酒的感官品質。主要采用氣相色譜法和固相微萃取技術檢測分析紅曲酒的高級醇及揮發(fā)性風味物質，該方法具有樣品處理時間短、分析簡便、操作簡單等優(yōu)點，以期為紅曲酒的風味評價和工藝改良提供依據(jù)。

紅曲黃酒；氣相色譜；高級醇；揮發(fā)性風味物質

紅曲黃酒是一種特型黃酒，其香氣是由紅曲和酵母發(fā)酵產生的醇香及陳釀產生的酯香共同組成。通過對其酒體的分析檢測可知，其香氣成分以醇、醛、酸、酯、酚等為主，其中主要包括β-苯乙醇、異戊醇、異丁醇、異戊醛、乳酸、乙酸、乙酸乙酯和苯酚等香氣成分[1-2]，這些香氣成分不僅氣味不同，彼此之間還會相互影響并發(fā)生累加和抑制等作用。

黃酒的品質主要是通過其釀造風味來進行評判，酒體中的芳香物質、氨基酸和糖分等物質相互融合、協(xié)調反應使其具有醇香、果香、曲香、蜂蜜香、焦糖香、煙氣香及藥香等典型的香氣特征[3]，而且其風味物質的種類、閾值、含量及相互之間的作用對黃酒的感官質量也起著決定性的影響，但由于黃酒的風味物質具有易揮發(fā)、濃度低、組分復雜等特性，使得對其具體風味的剖析主要取決于分析儀器的發(fā)展程度。

20世紀80年代，我國開始對黃酒中風味物質的特征進行分析研究。1980年，王榮民等[4]采用頂空取樣與氣相色譜相結合的技術初步分析了黃酒中的香氣物質組分。1986年，沈國惠等[5]對黃酒中揮發(fā)性物質的分析鑒定首次應用了氣相色譜-質譜聯(lián)用技術（GC-MS）。目前，國內外對黃酒中風味物質特征的研究主要采用GCMS和頂空固相微萃取聯(lián)用技術（HS-SPME-GC-MS），并且應用此項聯(lián)用技術檢測出了100多種黃酒的揮發(fā)性物質。2009年，羅濤等應用HS-SPME-GC-MS技術對不同產地生產的黃酒中54種揮發(fā)性成分進行定量分析，并比較了香氣活力值[6]。2010年，Yu C等[7]采用HSSPME-GC-MS技術定量分析了古越龍山牌黃酒的香氣物質，并檢測出66種特征香氣成分。2011年，李紅蕾等[8]亦采用此技術對黃酒釀造過程中30種特征香氣物質的變化規(guī)律進行了分析。2012年，F(xiàn)an W L等[9]采用GC-O和HS-SPME-GC-MS聯(lián)用技術對黃酒中的香氣組分進行分析鑒定，并檢測出了57種揮發(fā)性物質，定量分析了其中52種揮發(fā)性組分。

本研究對生料發(fā)酵和熟料發(fā)酵的雜糧紅曲酒中高級醇及其揮發(fā)性風味物質的種類和含量進行比較研究，以期為雜糧紅曲酒的工藝改進和品質提升提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

酒樣：市售。

色譜甲醇：美國藍白LABSCIENCE公司；乙酸乙酯、苯甲醇、β-苯乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、異丙醇、異丁醇、異戊醇、4-甲基-2-戊醇：國藥集團；NaCl，天津市天力化學試劑有限公司；3-辛醇，Sigma公司。

儀器設備：恒溫水浴鍋，上海比朗儀器有限公司；Agilent-7890B自動進樣氣相色譜儀，美國Agilent公司；DB-624(30 m×0.25 mm×0.25 μm)毛細管色譜柱，美國Agilent公司；7890A-5975C Agilent氣質聯(lián)用儀，美國Agilent公司；萃取纖維頭（50/30 μm DVB/CAR/PDMS），Supelco公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 雜糧紅曲酒高級醇含量的檢測分析實驗設計[10]

（1）色譜條件

色譜柱：DB-624毛細柱(60 m×0.25 mm×1.4 μm)；進樣口溫度：220℃；檢測器溫度：300℃；分流比：10∶1；進樣量：1 μL；載氣壓力(99.999%的N2)：0.50 MPa；柱溫升溫程序：

（2）標準曲線的繪制

甲醇標準曲線的繪制：準確稱取3.2 g的色譜甲醇溶液置于100 mL容量瓶中，用無水乙醇定容，得到甲醇的標準儲備液，吸取標準儲備液配制成質量濃度為0.00、0.05g/100mL、0.10g/100mL、0.20g/100mL、0.40g/100mL、0.80 g/100 mL、1.60 g/100 mL和3.20 g/100 mL的甲醇標準溶液，按上述色譜條件進行操作，以甲醇質量濃度和檢測峰面積之間的對應關系進行甲醇線性回歸分析，得到甲醇的標準曲線，實驗均重復3次。

高級醇標準曲線的繪制：準確稱取0.32 g的乙酸乙酯、苯甲醇、β-苯乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、異丙醇、異丁醇、異戊醇、4-甲基-2-戊醇標準品置于100 mL容量瓶中，用無水乙醇定容，得到高級醇的混合標準儲備液，吸取混標液配制成0.000 g/100 mL、0.005 g/100 mL、0.010 g/100 mL、0.020 g/100 mL、0.040 g/100 mL、0.080 g/100 mL、0.160 g/ 100 mL和0.320 g/100 mL質量濃度的高級醇混合標準溶液，按上述色譜條件進行操作，以高級醇質量濃度和檢測峰面積之間的對應關系進行高級醇線性回歸分析，得到各高級醇的標準曲線，實驗均重復3次。

（3）重現(xiàn)性實驗

分別對質量濃度為0.8 g/100 mL的甲醇標準液和0.08 g/100 mL高級醇混合標準液進行檢測，實驗重復5次，計算實驗方法的重現(xiàn)性。

（4）樣品制備分析

取1.5 mL酒樣用0.22 μm的有機濾膜過濾，按上述色譜條件，采用外標法定量、保留時間定性的方法進行檢測，以無水乙醇溶液進行參比，計算紅曲酒樣品中甲醇、高級醇的含量。

1.2.2 雜糧紅曲酒揮發(fā)性風味物質的檢測分析實驗設計[11]

（1）氣相色譜與質譜條件

色譜條件：DB-Wax(60m×0.25mm×0.25μm)色譜柱，進樣口溫度：240℃；檢測器溫度：230℃；流量：1mL/min，不分流進樣；載氣：He。

質譜條件：EI+電離源，電子能量：70 eV；燈絲發(fā)射電流：0.20 mA；離子源溫度：230℃；掃描范圍：33～450 amu；檢測器電壓：350 V。

升溫程序：

（2）樣品處理方法

取雜糧紅曲酒7.5 mL置于20 mL解析瓶中，再向其中加入0.5 g NaCl和200 μL 3-辛醇，在40℃電子恒溫水浴鍋中平衡15 min，將活化好的萃取纖維頭（50/30 μm DVB/CAR/PDMS）插入解析瓶中，在40℃水浴中頂空吸附40 min，拔出后插入GC-MS中進行解析和分離鑒定，重復2次。

（3）定性和定量分析

GC-MS定性：取NIST2005譜庫中相似匹配度為80%以上的物質。

GC-MS定量：內標法。

本實驗通過對各類香氣化合物進行歸類，以其總量及特征風味物質為指標，比較酒樣中各種風味物質的變化規(guī)律。

1.3 實驗結果統(tǒng)計分析方法

實驗結果采用SPSS 17.0軟件進行差異顯著性統(tǒng)計分析，顯著水平為0.05，采用OriginPro 8.6進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 雜糧紅曲酒高級醇含量的檢測分析實驗結果

（1）甲醇和高級醇標準曲線的繪制

按照1.2.1的檢測方法測定不同濃度的甲醇標準溶液，以甲醇的濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標，從而得到甲醇的標準曲線，如圖1所示，甲醇的標準曲線為Y= 6785.13X+39.26，R2=0.9997，甲醇的濃度范圍分別為0.05～0.32 g/100 mL。

（2）高級醇標準曲線的繪制

采用DB-624毛細管色譜柱(60 m×0.25 mm×1.4 μm)對雜糧紅曲酒中的高級醇進行分離，圖2是質量濃度為0.320 g/100 mL高級醇混標的色譜圖。從圖2可看出，乙醇和各高級醇的保留時間按其出峰順序為：6.483 min、6.918 min、8.587 min、9.432 min、10.714 min、11.923 min、14.329min、14.964min、15.394min、25.620min和27.244min。

以各高級醇的不同質量濃度為橫坐標X，對應的峰面積為縱坐標繪制其標準曲線的回歸方程，檢出限以3倍的信噪比計算。由表1可知，不同濃度的各高級醇相關系數(shù)＞0.9999，其線性關系良好，檢出限較低。

（3）方法重現(xiàn)性實驗

按照1.2.1的方法分別對質量濃度為0.8 g/100 mL的甲醇標準液和0.08 g/100 mL高級醇混合標準液進行檢測，實驗重復5次，計算實驗方法的重現(xiàn)性。結果見表2。

（4）樣品檢測

按照1.2.1的GC色譜檢測方法，對不同發(fā)酵方式的雜糧紅曲酒、不同水質生料發(fā)酵的雜糧紅曲酒、市售宋紅酒、古越龍山黃酒及女兒紅進行檢測，從表3可以看出，各酒樣中均不含有甲醇和異丙醇，且各高級醇的含量均符合衛(wèi)生指標的要求。但從高級醇總量上來看，不同發(fā)酵方式、不同品牌及不同水質的酒樣高級醇含量相差較大，這可能與其發(fā)酵方式、生產原料、水質有關。

2.2 雜糧紅曲酒揮發(fā)性風味物質的檢測分析實驗結果

按照1.2.2的氣質聯(lián)用技術的檢測方法，本實驗分別檢測不同發(fā)酵方式的雜糧紅曲酒、宋紅酒、古越龍山黃酒、女兒紅及不同水質釀造的雜糧紅曲酒，如表4所示，利用此方法可以檢測到酒樣中31種香氣物質，其中有16種酯類物質、4種醇、2種醛、2種酸、1種酚，還有6種其他物質。

黃酒中的香氣成分主要是由于酵母及發(fā)酵過程中其他微生物代謝產生，發(fā)酵方式、發(fā)酵工藝條件、水質等對其香氣成分的生成均有影響。由表4可知，酯類是黃酒中最主要的香氣組分，生料發(fā)酵釀造的雜糧紅曲酒在酯類物質種類和相對含量上均多于熟料發(fā)酵的酒樣，其中生料發(fā)酵的酒樣中酯類物質分別為正己酸乙酯、乳酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯、壬酸乙酯、癸酸甲酯、癸酸乙酯、苯甲酸乙酯、丁二酸二乙酯、十一酸乙酯、乙酸苯乙酯、3-苯丙酸乙酯，而熟料發(fā)酵的酒樣中酯類物質分別為正己酸乙酯、辛酸乙酯、壬酸乙酯、癸酸甲酯、癸酸乙酯、苯甲酸乙酯、丁二酸二乙酯、十一酸乙酯、月桂酸甲酯、月桂酸乙酯、3-苯丙酸乙酯。還有由于水質的不同，用娃哈

哈純凈水、康師傅礦物質水、農夫山泉水生料釀造的雜糧紅曲酒中的酯類物質的種類均較多，且相對含量均顯著高于熟料發(fā)酵的酒樣和市售的古越龍山黃酒、女兒紅及宋紅酒。這說明水質可能會影響紅曲酒中酯類物質的生成。醇類和酸類也是黃酒中主要的香氣組分，生料發(fā)酵的紅曲酒醇類和酸類物質的相對含量均高于熟料發(fā)酵，且β-苯乙醇是黃酒中主要的高級醇。表4可以明顯看出，生料發(fā)酵的酒樣β-苯乙醇相對含量要高于熟料發(fā)酵，但略低于市售宋紅酒和古越龍山黃酒，而生料發(fā)酵的紅曲酒中乙酸含量略微偏高會引起酒體偏酸帶澀，說明其釀造方式及工藝條件對雜糧紅曲酒中β-苯乙醇和乙酸的生成具有非常重要的影響。

3 結論

3.1 通過對各酒樣中高級醇含量的比較可知，不同的發(fā)酵方式對雜糧紅曲酒中的異戊醇、苯甲醇、β-苯乙醇的影響較大，其中生料發(fā)酵的異戊醇含量為259.318 mg/L、苯甲醇含量為117.012mg/L、β-苯乙醇含量為40.046mg/L，而熟料發(fā)酵的異戊醇含量為218.069 mg/L、苯甲醇未檢出、β-苯乙醇含量為25.176 mg/L；通過與市售宋紅酒和不同品牌的黃酒相比可知，生產原料和釀造工藝對酒體中各高級醇含量均有影響。對比不同水質對生料發(fā)酵的雜糧紅曲酒中高級醇的影響，發(fā)現(xiàn)水質對酒體中異戊醇含量影響較大。而且，礦物質水和純凈水釀造的酒體中高級醇含量較低，得到的雜糧紅曲酒口感醇和，酒體協(xié)調，風味較好。

3.2 采用氣質色譜聯(lián)用技術對不同發(fā)酵方式和水質釀造的雜糧紅曲酒、市售宋紅酒、古越龍山黃酒和女兒紅中的揮發(fā)性香氣成分進行了檢測，從一定程度上確定了酒體中香氣成分物質的種類和含量，其中β-苯乙醇、癸酸乙酯、乙酸在其香氣中所占含量較多，對酒體的香氣影響較大。通過比較各酒樣中的香氣成分的種類和含量可知，酒體釀造的方式及工藝條件、生產原料、水質等對其香氣成分均有一定的影響。

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Higher Alcohols and Volatile Flavoring Substances in Monascus Yellow Rice Wine Produced by Miscellaneous Grains

DONG Yang1,2,LIU Yaqiong1and LIU Shanshan1
(1.HebeiAgricultural University,Baoding,Hebei 071001;2.Chia TaiAnimal Husbandry Investment(Beijing) Co.Ltd.,Qinhuangdao,Hebei 066311,China)

The unique flavor of Monascus yellow rice wine is mainly composed of alcohol aroma and esters aroma produced by the fermentation of Monascus and yeast.The sensory quality of Monascus yellow rice wine was determined by the varieties and the content of flavoring substances.Higher alcohols and volatile flavoring substances in Monascus yellow rice wine were measured by GC and solid-phase microextraction technology.Such measurement method had the advantages of simple operation and rapid detection.This study might provide scientific evidence for the judgment of Monascus yellow rice wine and its technical improvement.

Monascus yellow rice wine;gas chromatography;higher alcohols;volatile flavoring substances

TS262.4；TS261.4；TS261.7

A

1001-9286（2017）03-0055-05

10.13746/j.njkj.2016378

河北省科技支撐計劃項目（利用北方雜糧釀造紅曲酒關鍵技術研究，項目編號：14236314D-3）。

2016-12-28

董洋(1991-)，女，碩士，研究方向為食品工程。

劉亞瓊。

優(yōu)先數(shù)字出版時間：2017-02-13；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20170213.0952.003.html。