白酒風味成分與感官評價的研究進展

王麗花，鄭福平，高曉娟，王鳳仙，趙 超，李文碩，周 丹

（1.山西杏花村汾酒廠股份有限公司，山西 汾陽032205；2.北京工商大學 輕工科學技術(shù)學院 中國輕工業(yè)釀酒分子工程重點實驗室，北京100048）

中國白酒是世界著名的六大蒸餾酒之一，以谷物為原料，酒曲為發(fā)酵劑，經(jīng)蒸煮、糖化發(fā)酵、蒸餾、貯存、勾兌而成。中國白酒歷史悠久，香型眾多，口味各異，因其獨特的色、香、味，廣受各界人士青睞。

白酒中除水和乙醇外，還有1%左右的有機物，這些成分對白酒的香、味起到極其重要的作用。通過不同的前處理方法，將這些成分提取分析研究后，結(jié)合感官評價分析方法，通過計算風味成分的風味貢獻度及研究風味成分間的相互作用關(guān)系，能確定白酒中的重要風味成分及其關(guān)鍵風味成分。且通過感官評價并構(gòu)建簡單通俗易懂的風味輪，能精準把握產(chǎn)品的風味特點，為消費者提供形象具體的白酒感官信息，以更好地了解酒體的質(zhì)量水平；進行白酒不同品種之間的對比，分析其產(chǎn)品的定位及優(yōu)勢，能更好的推動白酒多樣化發(fā)展；進行消費者偏好性研究可指導生產(chǎn)，進行新產(chǎn)品的開發(fā)及改善產(chǎn)品風格，更好地適應未來白酒消費市場年輕化的特點。

1 白酒風味成分的前處理及分析鑒定方法研究進展

白酒中微量成分的含量及比例，決定著白酒的香氣、口感、風格及其質(zhì)量等級。根據(jù)微量成分在白酒中的含量及地位，可將其分為三大類，即白酒的骨架成分、協(xié)調(diào)成分及復雜成分[1]。沈怡方[2]對白酒的香氣成分進行了剖析，并指出白酒的骨架化合物為酯類、醇類、酸類及醛類化合物。

1.1 白酒風味成分的前處理方法

白酒風味成分的分析鑒定首先需將風味成分從白酒基體中提取分離出來，根據(jù)其本身的物理化學性質(zhì)差異及其在白酒中含量的不同，選擇一種或多種前處理方法進行提取分離。白酒風味成分的提取分離技術(shù)主要采用的是直接進樣法（direct injection，DI）[3]、固相微萃取（solid-phase micro-extraction，SPME）[4-6]、液液萃取法（liquid-liquid extraction，LLE）[7-10]和攪拌棒吸附萃取法（stir bar sorptive extraction，SBSE）[11]等。SPME法和LLE法是當前應用最為廣泛的兩種風味成分提取分離技術(shù)。SPME法用于白酒中揮發(fā)性風味成分的提取，該方法操作簡單，靈敏度高，檢出的風味成分種類相對較多，且實驗過程中不使用有機溶劑，避免了廢液的產(chǎn)生，對人體無傷害，目前選用的纖維萃取頭大多為50/30 μm DVB/CAR/PDM 萃取頭[4，6]。LLE法需使用一定的有機溶劑，但由于其儀器簡單，方法簡單，可用于揮發(fā)性風味成分及非揮發(fā)性風味成分的提取分離，因此被廣泛應用于白酒風味成分的提取分離中。直接進樣方法操作最為簡單，主要用于測定白酒中的骨架化合物。

1.2 白酒風味成分的分析鑒定

隨著科技的進步，現(xiàn)代分析檢測儀器的發(fā)展，越來越多的白酒風味成分被分析鑒定出來，白酒的神秘面紗逐漸被揭開。經(jīng)統(tǒng)計，截至2017年，在所有白酒中共發(fā)現(xiàn)了1 874種化合物[9]，截至2019年8月，文獻中報道過的白酒中的化合物已達2 000多種。

1.2.1 白酒風味成分的全面分析

徐占成等[12]應用SBSE結(jié)合全二維氣相色譜/飛行時間質(zhì)譜（comprehensive two-dimensional gas chromatographytime-of-flight mass spectrometry，GC×GC-TOF/MS）在劍南春白酒、醬香型白酒和清香型白酒中共檢測了1 870種成分，并準確定性了1 227種微量化合物，極大的推動了白酒的科技創(chuàng)新步伐。馬雅杰等[13-14]應用頂空固相微萃取（head spacesolid phase micro-extraction，HS-SPME）結(jié)合GC×GC-TOF/MS對老白干原酒進行分析分別鑒定出322和274種成分，通過風味成分種類及其含量之間的差異，比較了不同工藝的老白干白酒間的差異，為進一步探究不同釀造工藝對白酒風味的影響提供了依據(jù)。

從2010年到2020年，研究人員在利用多種前處理分析方法進行揮發(fā)性成分分析的同時，對樣品中的風味成分進行了確定，如表1所示。

表1 2010年-2020年白酒風味成分研究總結(jié)Table 1 Summary of flavor-compounds in Baijiu between 2010-2020

1.2.2 含氮含硫化合物的分析

有些含氮含硫化合物對白酒的風味有重要影響。王柏文等[24-25]在國井酒中首次發(fā)現(xiàn)了3-甲基-2-噁唑烷酮和4-甲基噻唑并確定吡嗪類化合物對芝麻香型白酒有重要的呈香作用。ZHU J等[16]在郎酒中共檢測出14種含氮化合物，其中2-甲氧基-3,5-二甲基吡嗪的含量雖然較低，但因其OAV值比較高被認為是關(guān)鍵的含氮風味成分，而2-異丙基-3-甲基吡嗪的GC-O分析的香味強度值比較高，被認為是重要的含氮風味成分。近10年白酒中含硫化合物的部分研究情況見表2。

SHA S等[4]在景芝酒中發(fā)現(xiàn)2-糠硫醇是芝麻香酒中的主要香氣，二甲基三硫表現(xiàn)出硫磺和腐爛的白菜香氣，是芝麻香、濃香、醬香酒的重要香氣成分。NIU Y等[20]首次對清香型白酒中的含硫化合物進行研究并確定二甲基三硫和3-巰基己基乙酸酯是清香型白酒中的2種重要含硫化合物。CHEN S等[26]在茅臺酒中確定了7種含硫風味成分，其中糠硫醇、甲硫醇、二甲基三硫、乙硫醇和3-甲硫基丙醛為茅臺酒中關(guān)鍵的風味成分。SONG X等[10]在老白干白酒中新發(fā)現(xiàn)了12種含硫化合物，其中烯丙硫醇、烯丙基丙基二硫醚、二烯丙基三硫醚、二丙基二硫、糠基甲基硫醚和2-甲基-3-呋喃硫醇在白酒中首次被確認，而芐硫醇、2-甲基-3-呋喃硫醇和糠硫醇被認為是老白干香型白酒中重要的含硫風味成分。ZHU J等[16]在郎酒中共檢測出16種含硫化合物，其中2-甲基-3-呋喃硫醇、3-羥基乙酸己酯、二甲基硫醚、3-甲硫基丙醛、3-羥基-3-甲基丁醇是郎酒中的重要含硫風味化合物，2-甲基-3-呋喃硫醇在白酒中是首次被檢測出，呈現(xiàn)輕微的類似肉的香氣。

表2 2010年-2020年白酒中含硫化合物研究總結(jié)Table 2 Summary of sulfur-compounds in Baijiu between 2010-2020

通過對白酒風味成分的分析檢測，能很好的了解白酒中的特色香氣風味成分，有利于白酒質(zhì)量評價體系的改善，指導白酒的生產(chǎn)，從而提高白酒優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的產(chǎn)量。近10年來，對各香型白酒中的重要風味成分及含硫風味成分的研究成果相對較多，而白酒中的含氮風味成分的研究成果相對較少。

到目前為止，對形成各香型白酒的主要風味特征的化合物仍未形成定論，如老酒的陳香味由哪些成分作用仍是未解之謎，總體共識是某一香型的某一風味特點并非由某單一風味成分所決定，而是由多種成分共同作用下的復合香所形成，仍需繼續(xù)深入挖掘、探索白酒香型的奧秘。

2 白酒風味成分的貢獻度研究進展

過去很長一段時間，研究者們的重點局限于使用分析儀器對白酒中的成分進行分析檢測。因白酒中微量成分復雜，含量低的物質(zhì)可能會對白酒的香氣和口感產(chǎn)生影響，因此將感官分析與儀器分析相結(jié)合能更加系統(tǒng)全面地研究白酒。

2.1 白酒風味成分閾值測定進展

閾值是銜接儀器分析與感官分析的橋梁，美、英、法、德四國的標準均規(guī)定了閾值包含四種（覺察閾值（刺激閾值）、識別閾值、差別閾值、極限閾值）具體的風味閾值[27]。香氣活性值（odour active value，OAV）與味覺活性值（taste active value，TAV）指某一化合物的濃度與其閾值的比值，通過計算化合物的OAV值與TAV值的大小可以確定白酒中的香氣和香味的關(guān)鍵成分。

閾值也可分為嗅覺閾值和味覺閾值（香味閾值或滋味閾值）兩種。嗅覺閾值為人體通過鼻腔感知到的化合物的最低濃度；味覺閾值為人體通過舌頭或味蕾感知到的化合物的最低濃度[28]。通過測定某一介質(zhì)中某些化合物的閾值及濃度，可以判斷出這些化合物在食品、飲料或飲用水體系中對其香味（味覺）、香氣的重要性作用及其對某一體系變質(zhì)和異味的貢獻程度[28]。

覺察閾值的測定能讓研究者了解某一風味成分引起感官刺激的最小值；識別閾值的測定能讓研究者了解某一風味成分讓大眾感知并可識別的對感官刺激的最小值；差別閾值的測定主要是比較兩個樣品之間的差別，樣品可以是含有一定濃度的目標成分，差別閾值與不同的樣品濃度有關(guān)；極限閾值指一種強烈的感官刺激的最小值，超過此值就不能感知到刺激強度的差別，一般不測[27]。覺察閾值和識別閾值的測定作為風味化學中研究關(guān)鍵香味成分重要性的參考指標，也是人員感官靈敏度培訓和篩選的重要方法。從20世紀70年代開始，眾多國外學者采用了多種方法測定了葡萄酒[29]、啤酒[30]等酒精飲料中風味化合物的覺察閾值（detection threshold，DT）或識別閾值（recognition threshold，RT）。

近年來，白酒風味成分的嗅覺閾值測定已取得了一定的成果。范文來等[31]依托“白酒169計劃”，組織我國國家級和省級品酒師對白酒中的79種風味成分的嗅覺閾值進行了測定；同年，郭兆陽[32]對己酸乙酯、丁酸、2-苯乙醇等6種白酒中的重要風味物質(zhì)進行了三點選配法（three-alternative forced-choice，3-AFC）與十杯法（ten-sample test，TST）的嗅覺閾值測定，通過曲線擬合法（curve fitting，CF）閾值計算方法得出的曲線擬合相似性驗證了TST法適合風味物質(zhì)閾值的測定的結(jié)論；劉明等[27]通過己酸乙酯、異戊醛、丁酸等白酒風味物質(zhì)的嗅覺閾值的測定對TST法的品評方法與最優(yōu)估計閾值法（best estimate threshold，BET）的計算閾值方法進行了可行性研究，其結(jié)果證明品評方法TST法與閾值計算方法BET法可作為白酒風味物質(zhì)閾值測定的改進方法。但目前對白酒風味成分味覺閾值的文獻報道鮮見。

2.2 結(jié)合感官分析確定風味成分貢獻度的應用

當前，評價白酒中風味成分貢獻度主要通過風味稀釋（flavor dilution，F(xiàn)D）因子、OAV或FD因子結(jié)合OAV共同確定，少量通過樣品稀釋（sample dilution，SD）因子、Q-值進行確定。FD（SD）值的確定是通過將風味成分按其定量結(jié)果（直接將樣品）以一定的比例進行香氣稀釋分析（aroma extract dilution analysis，AEDA）（樣品稀釋分析（sample dilution analysis，SDA））直至感知不到香氣時的稀釋倍數(shù)即為FD（SD）值，其判定標準是FD（SD）值＞1表示該物質(zhì)在白酒中起風味作用，F(xiàn)D（SD）值越大，其風味貢獻度越大；OAV是風味成分在白酒中的定量結(jié)果與其香氣閾值的比值，其判定標準是OAV＞1即表示該物質(zhì)在白酒中起風味作用，OAV越大表明其風味貢獻度越大；Q-值是將風味成分進行香氣成分氣味強度評估（Osme）后，通過Q-值=∑log（平均強度×稀釋比）公式計算得出，根據(jù)其大小判斷某一成分的風味貢獻度。目前，已發(fā)表多篇應用OAV[19，26，33]、FD（SD）值/OAV[4，6-10，17，20]、FD值/Q-值/OAV[21]判定白酒中風味成分貢獻度的文章。

DRESEL M等[34]對啤酒花中的苦味物質(zhì)提取分離后進行味覺稀釋分析（taste dilution analysis，TDA），確定其味覺稀釋（taste dilution，TD）因子，結(jié)合定量結(jié)果和味覺閾值的比值確定風味成分的味覺活性值（dose-over-threshold，DoT）從而判定其對比爾森啤酒的風味作用。王尹葉等[35-36]對白酒中的揮發(fā)性苦味成分進行了提取和分離，應用TDA方法對提取的苦味和（或）澀味成分進行了TD值的測定，并結(jié)合定量結(jié)果和味覺閾值計算DoT值評估其對白酒的呈味貢獻度。

3 白酒風味成分間相互作用關(guān)系的研究進展

不同的風味成分間可能會存在不同的相互作用，目前對風味成分間相互作用關(guān)系的研究工作主要集中在國外且研究對象主要是葡萄酒[37]及啤酒[38]，而國內(nèi)的相關(guān)研究工作較少，研究對象為茅臺酒[39]和郎酒[16]。

3.1 風味成分間相互作用關(guān)系的研究方法

針對風味成分之間的相互作用關(guān)系的研究方法主要有四種，分別是S曲線法[37]、δ-τ法[37]、閾值法[38]及OAV法[40]。

S曲線法是通過混合物實測閾值與理論閾值的比值判定協(xié)同作用，最終相互作用關(guān)系的判定通過D=實測閾值/理論閾值進行比較，當D＞2時是掩蓋作用；1＜D≤2為部分掩蓋作用；D=1為無作用；1/2≤D＜1為部分加成作用；D＜1/2為協(xié)同作用。

δ-τ法的原理是按照單一化合物與混合化合物的香氣強度的比值判定相互作用關(guān)系，使用δ=IAB/（IA+IB）；τA=IA/（IA+IB）；τB=IB/（IA+IB）進行作圖比較化合物之間的相互作用。判定的標準是當δ＞1時為協(xié)同和超加和效應。當δ＜1時分情況討論。

閾值法是使用最優(yōu)估計閥值法（best estimation threshold，BET）法獲得單體化合物的閾值，將目標化合物A與B按各自的閾值等比例混合，按混合后化合物的閾值等于單體化合物閾值的百分比表示。通過F=實驗閾值/理論閾值的比值判定風味物質(zhì)之間的相互作用。當F＞1時，為掩蓋作用；當F=1時，無相互作用；當0.5＜F＜1時，為加成作用；當F＜0.5時，為協(xié)同作用。

OAV法是風味成分的含量與其閾值的比值，用來表示香氣成分對體系的貢獻程度，當OAV＞1時，表明該風味物質(zhì)對體系有貢獻。通過R=理論值/實驗值評價風味成分間的相互作用。當R＞1時，為掩蓋作用；當R=1時，無相互作用；當0.5＜R＜1時，為加成作用；當R＜0.5時，為協(xié)同作用。

3.2 風味成分間相互作用關(guān)系的應用

CAMELEYRE M等[37]通過δ-τ法及S曲線法兩種方法對紅葡萄酒中的5種醇類進行單獨的添加和缺失實驗，結(jié)果表明，單獨添加3-甲基-1-丁醇或正丁醇時可顯著降低重組后風味成分的嗅覺閾值，而將醇類混合加入重組樣品中會增大其嗅覺閾值，得出風味成分間的相互作用會影響紅葡萄酒的整體風味的結(jié)論。SAISON D等[38]對比利時貯藏啤酒中的老熟風味成分進行了味覺閾值的研究，利用BET法，對風味成分間的相互作用關(guān)系進行了研究，發(fā)現(xiàn)乙酸異戊酯對其它風味成分有掩蓋作用，即使在低于閾值的濃度下存在時也會對啤酒的風味有影響。CULLERE L等[40]對與氧化有關(guān)的醛類進行了葡萄酒風味影響研究，并使用OAV法分析得出這些風味成分間存在相互協(xié)同或加成作用，且（E）-2-烯醛對葡萄酒的不良風味有掩蓋作用。

NIU Y等[39]確定了茅臺酒中13種重要酯類風味成分，通過OAV法和S曲線法對異丁酸乙酯和異戊酸乙酯對酯類混合風味成分的相互作用關(guān)系進行了研究，結(jié)果表明，不同濃度的異丁酸乙酯和異戊酸乙酯對混合物產(chǎn)生氣味的疊加或協(xié)同作用，并隨著異丁酸乙酯添加濃度的增大，其在混合物中的相互作用有增強的趨勢。ZHU J等[16]選定6個對郎酒有風味貢獻的成分即己酸乙酯、2-甲基-3呋喃硫醇、（E）-2-癸烯、愈創(chuàng)木酚、3-羥基乙酸己酯和2-異丙基-3-甲氧基吡嗪，應用S曲線法進行閾值影響研究，結(jié)果表明，己酸乙酯、2-甲基-3呋喃硫醇、3-羥基乙酸己酯和2-異丙基-3-甲氧基吡嗪能顯著降低重組成分的閾值，對重組成分有協(xié)同作用；（E）-2-癸烯對重組成分的閾值影響較小；愈創(chuàng)木酚的添加使重組成分的閾值增大，表明其對重組成分有掩蓋作用。

目前關(guān)于白酒中風味成分間相互作用關(guān)系的研究較少，未來通過這方面的研究可加強對白酒老熟風味的確定，異味成分的消除等，進一步了解和改善白酒風味。

4 白酒感官評價的研究進展

感官評價包括差別性分析、描述性分析和偏好性分析，而描述性分析是通過描述術(shù)語對樣品的感官特征進行客觀的評價，可獲得最大感官上的食品風味信息，被廣泛應用于食品感官品評中[41]。

4.1 白酒的感官描述性分析

白酒的感官描述性分析的評價方式是通過描述性特征術(shù)語和評價尺度進行的。將描述性風味術(shù)語構(gòu)建成完整的描述語系統(tǒng)則稱之為“風味輪”，被國際上的食品風味研究專家所認可。“風味輪”通常分為2～3層結(jié)構(gòu)，最內(nèi)層的術(shù)語概括了整體感官術(shù)語的類別，內(nèi)層的術(shù)語是適用于大多數(shù)人的日常所需的通用術(shù)語，最外層的術(shù)語以標準樣品為參照，將樣品中分離出的風味成分的風味特點進行命名和定義，最外層的術(shù)語組成了風味輪的理論體系，主要被受過專業(yè)訓練的人在品評時使用[42]。

4.2 白酒感官描述性分析的應用

劉明等[41，43]對國際上酒類感官分析技術(shù)“風味輪”描述術(shù)語及參考物質(zhì)的研究歷史和發(fā)展應用進行了綜述，將其應用到白酒感官描述體系的建立中，初步提出了白酒“風味輪”描述術(shù)語；并通過感官描述分析方法結(jié)合“風味輪”，應用“感官描述詞-引用頻率”的評價方法對不同香型的白酒進行試驗，通過對應分析和聚類分析的數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法比較不同白酒樣品的香氣特征，驗證了該感官分析技術(shù)能客觀地評價白酒的風味，建立了通過白酒描述術(shù)語及香氣參照樣品確定白酒風味輪的研究基礎(chǔ)，將白酒風味化學的研究推進到白酒感官科學領(lǐng)域，為中國白酒風味研究提供了新思路。

王棟等[44-46]在參照國外酒類風味輪建立的方法的基礎(chǔ)上，采用專業(yè)評委和（或）消費者對風味感官描述詞的征集，利用多元統(tǒng)計分析方法對描述語進行篩選，（配制相應參比樣品）統(tǒng)一評價標準，構(gòu)建了中國黃酒、濃香型白酒和毛鋪苦蕎酒的風味輪，并選擇不同的樣品對確定的感官風味描述語進行應用，驗證了風味輪的實用性。

5 結(jié)論與展望

當前，白酒風味成分的前處理及分析鑒定方法技術(shù)相對成熟，文獻中報道過的中國白酒的化合物已超2 000多種，隨著對不同種類白酒的研究和科研技術(shù)手段的不斷進步，更多成分將被挖掘，目前更為關(guān)注的是這些成分是否對白酒的風味起到關(guān)鍵作用，或白酒中的某些風味特點是由哪些成分所引起，這些成分的來源是什么?某些典型的陳酒香特征風味及一些異香味來源的確定仍是各大酒企面臨的困境。對特征香氣成分的形成機理、產(chǎn)生途徑、釀造過程中的轉(zhuǎn)化途徑及影響這些成分含量的因素的研究將為白酒香氣和香味的調(diào)控提供科學的理論依據(jù)。

在白酒風味成分感官分析研究中，對風味成分貢獻度的測定以及風味成分之間的相互作用關(guān)系的研究將有助于科研工作者更加全面系統(tǒng)的對白酒進行剖析，解決白酒風味的相關(guān)難題。

對中國白酒進行感官評價及風味輪的構(gòu)建，為中國白酒風味研究提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學指導，也為消費者提供形象具體的白酒感官信息；而相關(guān)的風味導向型研究和消費者偏好性研究，將進一步指導生產(chǎn)并改善產(chǎn)品的風味，以適應未來白酒消費市場年輕化的特點。