黃酒中風味物質的研究進展

阮鳳喜，莫梅清，錢 敏 ，李湘鑾，趙文紅，劉曉艷，白衛東

（1.仲愷農業工程學院 輕工食品學院，廣東 廣州 510225；2.廣東省嶺南特色食品工程技術研究中心，廣東 廣州 510225）

1 黃酒簡介

1.1 黃酒的定義

黃酒是以一些禾谷類（如糯米、粳米、玉米等）作為原料，經過多種霉菌、酵母和細菌等微生物和酶進行糖化發酵，俗稱三邊發酵的一種釀造酒[1]。黃酒是一種極具中華民族特色的傳統產品，與亙古通今的啤酒、葡萄酒齊名，譽為世界三大古酒之一[2]，其釀造技術引領風騷，成為東方酒液中的典型。

1.2 黃酒的分類

各地釀造黃酒用的原料和工藝大不相同，按不同糧食原料分為糯米酒、玉米黃酒、青稞酒等；按所加入的發酵曲種分為麥曲黃酒和紅曲黃酒；依對原料不同添加處理方式可分為淋飯法黃酒、攤飯法黃酒和喂飯法黃酒等。釀造完成或經過陳釀后，依據含糖量多少又可分為干黃酒（≤15.0 g/L）、半干黃酒（15.1～40.0 g/L）、半甜黃酒（40.1～100.0 g/L）、甜黃酒（＞100.0 g/L）等甜型黃酒[3]。

1.3 黃酒的功效

黃酒是最富營養的發酵酒之一，很早就被賦予“液體蛋糕”此譽名，具有養顏祛寒、通經活絡等養生作用[4]。現代研究發現，黃酒中含有豐富的蛋白質、氨基酸、活性肽、低聚糖、維生素、礦物質等基本營養成分以及γ-氨基丁酸、多酚類、Monacolin K等具有特殊生物活性的功能性物質，具有駐青春、降血壓、膽固醇等疾病風險以及參與免疫調節維持身體健康平衡等生理功效[5]。許多研究者通過動物試驗研究論證黃酒的保健效果，如羅鋁鏗等[6]通過連續給予衰老小鼠攝入適量黃酒發現黃酒具有延緩皮膚衰老的功效，而劉蓉等[7]通過解析腸道菌群結構分析進一步驗證此說法；ZHAO P等[8]也通過小鼠模型說明黃酒具有強大的抗疲勞能力，可以最大程度地減少與年齡有關的疾病的發生。

2 黃酒風味物質研究方法

白酒風味化學的研究方法逐漸系統化、體系化[9]，越來越多的風味化合物得以深入研究，為酒類的風味物質研究方法體系建立一定基礎。現代精密儀器分析在黃酒風味化學研究中大有作為，如頂空固相微萃取裝置、氣相色譜儀、高效液相色譜儀、氣質聯用儀、光譜儀等，對黃酒揮發性風味物質的提取、分離、鑒定、定量分析等提供更準確、更全面的數據分析，為黃酒微量和痕量風味物質的定性定量提供一定的參考；并且結合嗅聞儀等現代感官評價更加豐富了風味分析。

目前，黃酒中揮發性風味物質的主要研究方法包括氣相色譜法（gas chromatography，GC）、靜態頂空氣質聯用法（static headspace-gas chromatography-mass spectrometry，SHSGC-MS）、頂空固相微萃取氣質聯用法（head space-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，HSSPME-GC-MS）、同時蒸餾萃取氣質聯用法（simultaneous distillation extraction-gas chromatography-mass spectrometry，SDE-GC-MS）、全二維氣質聯用法（GC×GC）、氣相色譜-飛行時間質譜法（gas chromatography with time-of-flight mass spectrometry，GC-TOFMS）、嗅辨儀結合氣質聯用法（gas chromatography-olfactometry，GC-O）等。從19世紀80年代開始，研究人員結合SDE與GC-MS在一種甜黃酒中共檢出40種風味物質[10]；采用SPME與GC-MS在黃酒中共檢出54種風味物質[11]；通過GC-O、HS-SPME-GC-MS技術鑒定出香氣組分57種[12]；采用GC×GC-TOFMS初步分析鑒定出某黃酒中揮發性組分975種[13]。為實現黃酒中揮發性風味物質的快速無損檢測，黃星奕等[14]采用氣相色譜-離子遷移譜（gas chromatography-ion mobility spectrometry，GC-IMS）聯用技術研究不同酒齡黃酒中的揮發性風味物質，共檢測出13種常見物質說明GC-IMS在食品風味物質分析等領域的應用前景可觀，意味著未來將會有更多的新型儀器發揮其顯而易見的作用。

近年來，不同方法在酒類風味研究的聯用分析為黃酒風味分析提供了參考借鑒，感官組學[15]、代謝組學技術[16]等的應用更開拓了黃酒風味研究新篇章。未來系統的感官和儀器分析相結合的研究方法也會更加深入地探索黃酒風味形成機理，為風味分析提供更全面、更精確、更有效的數據。

3 黃酒中風味物質的研究

近幾年，黃酒風味研究已受到普遍關注與重視，但我國對黃酒風味物質的研究剛剛起步，研究水平和國際酒類風味研究相比仍存在一定的差距。目前國內外對黃酒風味的研究主要圍繞香氣展開，繼王棟等[17]對黃酒風味感官特征及其風味輪完成基本構建后，已有很多關于黃酒香氣的研究被報道[18]。

因此，科學系統地開展黃酒風味分析及其機理的研究活動，對增強我國黃酒功能性和風味特性以及指導黃酒規范化、品質化生產提供有效幫助，為實現我國黃酒在國際市場上具有更高的競爭能力。

3.1 黃酒中主要風味化合物

黃酒中主要風味成分大多以揮發性分子物質存在，它們含量較少卻是構成黃酒典型風味特性的重要因素，可分為脂肪族和芳香族兩大類化合物，主要是酯類、醇類、酸類、醛類、酚類、呋喃類、吡嗪類等，這些化合物相互協調融合突顯黃酒獨有的曲香、酯香和醇香[19]。

酯類作為黃酒主體香氣的重要來源，比較常見并且確證過的達40多種，如乙酸乙酯、丁酸乙酯、丁二酸二乙酯、乙酸異戊酯、乳酸乙酯等乙酯類，它們多表現為水果香，還有一些內酯類風味突出。醇類含量多但貢獻少量香氣特征，如β-苯乙醇、2,3-丁二醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正壬醇等高級醇賦予酒體花香、草香等植物香氣。酸類也有40多種，對酒體有除苦減澀作用，包括乳酸、乙酸、檸檬酸、富馬酸、丙酮酸、苯甲酸、水楊酸等多種有機酸。其他物質雖然含量較少，但是其貢獻的部分香氣可能左右黃酒的總體風味，如苯乙醛、苯酚、愈創木酚、甲基吡嗪、糠醛、二甲基三硫等，共同造就黃酒酒體風味豐富性[19]。

3.2 黃酒中風味研究進展

酒類的研究一直是研究的熱點，對酒類風味物質的研究也一直綿延不斷。黃酒身為一種廣受歡迎的、具有豐富營養的養生酒，自然值得許多科研工作者研究其主要的風味物質。從20世紀開始，隨著技術發展更新，他們也孜孜不倦的深究黃酒里那些特殊微量風味物質。

20世紀末，GC-MS已經在黃酒香氣檢測研究中初試牛刀，如鮑忠定等[20]共分析出42種成分，包括12種醇類、9種酯類、13種酸類和其他類。21世紀初，固相微萃取技術（SPME）廣泛應用于食品風味分析前處理，并與GC-MS相結合突出其檢測揮發性物質的簡便性，如郭翔等[21]分析測定了兩種品牌和實驗室液化法新工藝黃酒的醇酯，并根據黃酒中揮發性風味物質的含量與強度，提出黃酒醇酯比的概念和劃分區間。羅濤等[22]參考國內外飲料酒風味研究方法，應用HS-SPME技術檢測黃酒中揮發性和半揮發性成分，成功地檢測到97種微量成分。2009年，吳春[23]利用現代色譜技術分析出古越龍山黃酒中共91種揮發風味物質，包括29種酯、16種醇、9種醛、9種有機酸、17種氨基酸及11種脂肪酸。范文來等[24]經GC-O和GC-MS聯合分析研究黃酒香氣物質的變化，從試驗黃酒中共鑒定出49種化合物。

陳雙[13]采用GC×GC-TOFMS初步鑒定出古越龍山黃酒中共有揮發性組分975種，其中酯類149種、有機酸93種、醇類61種、醛類及縮醛類107種、呋喃及內酯類98種和其他類化合物；高獻禮等[25]結合GC-MS、GC-O和定量感官評價法從徽派黃酒中鑒定出65種化合物，其中19種關鍵性香氣賦予其獨特風味；王娜[16]采用現代風味代謝組學、傳統儀器應用及多元統計等多種方法技術共同鑒定并剖析中國陳釀黃酒中的104種特征組分。

種種研究足以說明現代風味感官分析儀器、方法的開發和聯合應用對黃酒風味分析的適用性，也預示著黃酒成品酒揮發性風味分析已趨于成熟，許多研究者已著手研究麥曲原料等對黃酒釀造的影響，并采用更完善的風味物質提取分析方法結合更精確的儀器解析黃酒風味。

郭偉靈等[26]采用HS-SPME-GC/MS技術分析出4種不同紅曲黃酒中49種揮發性風味成分。胡武瑤等[27]采用頂空固相微萃取-氣質聯用技術，比較了生麥曲、熟麥曲、生麥曲和熟麥曲混合釀造黃酒的揮發性風味物質，總檢測出44種揮發性風味物質，有39種為共有的風味物質且醇類和酯類含量較大。黃玲玲等[28]采用GC-MS分別分析紅曲霉、黑曲霉釀造黃酒的揮發性成分，其分別含有27種、25種成分，2-庚醇、2-甲基丁酸等只在紅曲樣品中檢出，而乙醛、2苯基-2-丁烯醛等只在黑曲樣品中檢出。張晶等[29]通過添加不同比例的麥曲及對比添加酶制劑的黃酒試驗同樣可以得出不同的曲種類型和比例對黃酒釀造出的風味體系有一定的影響及獨特性。但對其他釀造原料如大米等的研究尚待繼續挖掘分析。

3.3 黃酒特征風味化合物

近10年來，關于分析黃酒揮發性風味物質的研究報道不斷涌現，但主要限制于江浙滬地區生產的黃酒，并且關于其特征風味的探索研究很少。通過查閱相關文獻及大量數據比對分析，己經初步確定乙酸乙酯、乳酸乙酯、β-苯乙醇、乙酸和丁二酸二乙酯等是黃酒中主要的風味物質。因各地區黃酒風味各異，故黃酒的特征風味研究任重道遠。

GC-O嗅聞技術在研究特征風味物質方面比其他技術略勝一籌，如羅濤[30]從20種市售黃酒中共鑒定出香氣化合物63種，而清爽型黃酒中共53種，其中香氣強度較大的有苯乙醇、3-甲硫基丙醇、γ-壬內酯、苯甲醛、苯乙醛、糠醛等；王麗華等[31]對上海五年陳黃酒進行風味分析，香氣貢獻較大的物質主要是3-甲基丁醇、2-甲基丁醇、乙酸乙酯、己酸乙酯、乙酸、3-甲基丁酸等。GC-O與其他技術如GC-MS聯用對黃酒風味進行了更全面的解析，如陳雙[13]在古越龍山黃酒酒樣中共鑒定出香氣化合物90種，除了常見的酯、醇、酸類香氣外，苯甲醛、γ-壬內酯、愈創木酚、香蘭素、2,6-二甲基吡嗪、二甲基三硫等香氣強度大的物質貢獻了許多特殊香氣；李少輝[32]則對小米黃酒特征風味進行分析鑒定并計算其香氣活度值，初步確定特征香氣成分包括正己酸乙酯、辛酸甲酯、2-壬醇、苯乙醛、癸醛、十二醛、苯乙烯、1-甲基萘、2-甲基萘和苯并噻唑等10種；樊杉杉等[33]對北方傳統黃酒的香氣組分特征進行解析，發現其關鍵香氣有異戊醇、苯丙醇、乙酸乙酯、丁酸丁酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、苯甲醛、苯乙醛、香蘭素、4-乙烯基愈創木酚和γ-壬內酯等化合物。另外，YUHY等[34]通過全面的二維氣相色譜-四級桿質譜聯用技術（GC×GC/qMS）對黃酒的揮發性特征進行表征，得出黃酒中最重要的9種香氣化合物：丁酸乙酯、異丁酸乙酯、異戊酸乙酯、己酸乙酯、庚酸乙酯、2-壬烯、苯乙醇、苯甲醛和己醛。許多研究對各地區的黃酒進行了風味研究，其特征風味化合物不盡相同，黃酒風味網絡在逐漸編織成型，由此未來越來越多新技術的應用也將促進黃酒特征風味研究。

很多研究對不同種類成品黃酒都進行了風味分析，但對其發酵過程中風味物質變化的研究較少。但近年來對黃酒發酵過程中風味物質變化的研究開始逐漸增多，如陳青柳等[35]采用HPLC與GC-MS聯用檢測紹興機械黃酒發酵過程中的風味物質，結果表明許多物質在發酵前期都呈持續快速增長狀態，表明前酵期是產生香氣物質的關鍵時期；并且有關特征香氣物質的協同作用等進行剖析的研究分析逐漸增多，這類研究為生產優質黃酒提供了更好的依據，但黃酒發酵機理還有待深入探索[36]。

4 結論與展望

綜上所述，黃酒主要揮發性風味物質以酯類和醇類為主，包括異戊醇、苯乙醇、乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、異丁酸乙酯等含量比較多的化合物，還有醛類、酸類、酚類、呋喃類等含量少但香氣強度大或氣味活度值（odor activity value，OAV）值較高的物質對黃酒整體風味貢獻度較大，如苯甲醛、苯乙醛、乙酸、愈創木酚等。成品酒中物質種類復雜、含量各異，因目前儀器方法局限大多數研究以揮發性風味物質為主，酒中其他成分也有待研究分析，并結合系統的感官分析和精確的儀器分析對黃酒釀造過程進行監控，為未來優質黃酒釀造做扎實準備。

據目前國內外研究顯示，以下幾個方面亟待解決：

（1）在國外發酵酒類研究中，原料蛋白質與酒中氨基酸及香氣關系的研究甚多，而原料大米營養組成成分與酒品質關系的研究甚缺。因此對中國黃酒中氨基酸與香氣關系的研究還需深入探索，以及對黃酒原料等進行研究以提高黃酒品質。

（2）從目前的研究來看，微生物在黃酒發酵過程中產生的作用不可小覷。因此，利用特定的微生物調控發酵過程，使其代謝途徑往產生有用產物方向或促其產生大量有利物質，為生產黃酒提供優質釀造用曲將使黃酒更加符合現代化的需求。即設計并開發適合的微生物菌種正是突破傳統發酵菌種局限性的關鍵手段之一。

（3）國內普遍采用的SPME提取技術盡可能多地研究黃酒揮發性風味物質，沒有結合非揮發性物質深入探索各地域之間黃酒風味的不同之處。因此開發新的提取技術或采用技術聯合對風味檢測的準確性和完整性會有幫助。

（4）實驗儀器的開發也尤為重要。現代檢測技術對儀器靈敏度要求提高，在酒類風味物質研究過程中對可能發揮重要作用的微量化合物的探索越發深入。特別是發酵過程中微生物和風味物質的相關性和變化，為把握生產每一關節、精準調控釀造過程、促進生產工業化和質量化提供重要依據。