不同調味酒對醬香型白酒感官特征的作用

王麗,王凡,唐平,山其木格,畢榮宇,李長文,盧君*

1(貴州國臺酒業股份有限公司,貴州 仁懷,564501) 2(天士力控股集團有限公司研究院,天津,300410)

醬香型白酒的勾調是利用酒與酒、味與味之間的相互作用,彌補酒體感官上的偏差,使產品風格更突出、品質更典型。勾兌與調味是一個整體,二者相輔相成,常說：“成形在勾兌,風格在調味”,由此可見,醬酒的勾調在白酒生產工作中的重要性。一般意義上,調味是指添加微量調味酒,使酒體酸、甜、苦、辣、澀等諸味協調、豐滿、優雅細膩、風格典型,“色、香、味、格”俱佳,使酒體中各微量成分達到動態平衡的關鍵過程。因此研究調味酒,正確運用調味方法,可以更好地發揮調味酒的作用,滿足不同消費者對口感的需求。白酒的感官特征受到多種因素的影響,但歸根結底是風味物質在起作用[1-3]。對于關鍵風味物質的研究目前主要采用風味重組的方法[4-6],而關于白酒感官特征與風味物質之間的相關性研究,目前仍然采用多元統計學分析方法進行初篩[7-9]。

目前行業內對于醬香型白酒調味酒的運用多憑借品酒師的嗅覺、味覺,關于其科學內涵或風味物質基礎的研究非常少,針對這一普遍現象,本研究通過感官品評評價添加不同種類及比例的調味酒的作用,采用GC及GC-MS檢測相關風味物質,通過分析風味物質含量變化及香氣活力值(odor activity value,OAV)的變化,在此基礎上建立偏最小二乘回歸(partial least squares regression,PLSR)模型,闡釋不同調味酒的感官特性與風味物質之間的相關性。本研究旨在探究不同調味酒的作用及感官差異形成的物質基礎,以期為后續的勾調過程提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

實驗用酒樣：基礎酒(1#)為2014年1～7輪次混合酒樣(酒精度53%,以下與此相同)、窖面酒(11#)為2013年5輪次窖面酒(53%)、窖底酒(12#)為2014年4輪次窖底酒(53%)、老酒(13#)為2011年盤勾壇底酒(53%)。

風味物質標準品：己酸丙酯(98.0%)、2-壬酮(99.0%)、2-庚酮(98.0%)、乙酸戊酯(99.5%)、戊酸丁酯(99.5%)、正庚醇(99.5%),阿拉丁；2-甲基丙醇(99.5%)、3-甲基丁醇(99.5%)、3-甲基丁酸乙酯(99.0%)、乙酸丁酯(99.7%)、3-苯丙酸乙酯(98.0%)、十四酸乙酯(98.0%)、愈創木酚甲醚(99.5%)、2-甲基丙酸(99.5%)、2-甲基丙醛(99.5%)、5-甲基-2-糠醛(98.0%)、苯乙醛(95.0%),Macklin；乙酸-2-苯乙酯(98.0%)、乙烯二乙酯(98.0%),TCI；甲醇、甲酸乙酯、正戊醇、正己醇、2-丁醇、正辛醇、正丙醇、正丁醇、丁酸乙酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸異戊酯、丁二酸二乙酯、丙酸、正丁酸、戊酸、己酸、冰乙酸、3-甲基丁酸、4-甲基戊酸、2-戊酮、糠醛、2-苯乙酸乙酯、苯乙醇、叔戊醇、乙酸戊酯、2-乙基丁酸,純度均為99.5%,壬酸乙酯(98.5±0.6)%,天津光復精細化工；2-戊醇(99.0%),天津元立化工；乙醛(40.0%),天津化學試劑研究所。

1.2 主要儀器與設備

Thermo-Trace 1310氣相色譜儀(氫火焰離子化檢測器)、Thermo-Trace 1310-ISQ氣相色譜質譜聯用儀(EI源),美國賽默飛公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 勾調方法

在基礎酒(1#)中加入1%(體積分數,下同)的2013年5輪次窖面酒(11#)得2#酒樣、在基礎酒(1#)中加入2%的2013年5輪次窖面酒(11#)得3#酒樣、在基礎酒(1#)中加入3%的2013年5輪次窖面酒(11#)得4#酒樣；在基礎酒(1#)中加入1%的2014年4輪次窖底酒(12#)得5#酒樣、在基礎酒(1#)中加入2%的2014年4輪次窖底酒(12#)得6#酒樣、在基礎酒(1#)中加入3%的2014年4輪次窖底酒(12#)得7#酒樣；在基礎酒(1#)中加入2%的老酒(13#)得8#酒樣、在基礎酒(1#)中加入4%的老酒(13#)得9#酒樣、在基礎酒(1#)中加入為6%的老酒(13#)得10#酒樣。

1.3.2 感官品評方法

感官評價采用定量描述性感官評價法,選取6點制,0～5(0代表感知不到,1代表極小的差異,2代表較小的差異,3代表中等程度的差異,4代表較大的差異,5代表特征極為明顯)。評價小組由5人組成,3男2女,平均年齡27歲。小組成員均來自貴州國臺酒業股份有限公司感官分析中心,且為國家一級品酒師。感官測試在符合國際標準(ISO 8589—2007)的實驗室中進行。小組成員對8種感官特性(醬香、曲香、陳香、糊香、細膩感、醇厚度、干凈度、辛辣感)進行強度打分。5位小組成員給出評分均值(3次重復),并作為最終的品評結果。

1.3.3 風味物質定量方法

氣相色譜檢測方法：取5 mL白酒樣品,加入50 μL內標溶液混勻備用。內標制備方法：取叔戊醇、乙酸正戊酯、2-乙基丁酸標準品溶液各1 mL,用60%乙醇定容至50 mL容量瓶中,混勻。使用內標標準曲線法進行定量,各物質標準品回收率82.75%～140.34%,R2值0.97～1.00。具體檢測方法如下：進樣口溫度200 ℃,檢測器溫度250 ℃,柱流量6 mL/min,進樣量1 μL；分流模式,分流比25∶1；升溫程序(共40 min)：初始37 ℃,保持9 min,以3 ℃/min升至45 ℃,以10 ℃/min升至100 ℃保持4 min,以15 ℃/min升至180 ℃保持5 min,以5 ℃/min升至200 ℃保持4.5 min。

氣相色譜-質譜聯用檢測方法：取5 mL白酒樣品,15 mL超純水,50 μL 2-乙基丁酸(內標),混勻,然后加入2.0 mg NaCl,2 mL乙醚,渦旋振蕩至NaCl完全溶解；靜止20 min后,取上層做為供試品溶液。內標配制方法：精確量取50 μL 2-乙基丁酸標準品溶液,置于50 mL 容量瓶中,53%(pH 3)色譜乙醇定容。使用內標標準曲線法進行定量,各物質標準品回收率72.96%～124.88%,R2值0.98～0.99。氣相色譜-質譜聯用儀檢測參數：質譜離子源為EI源,SIM模式掃描,離子源溫度250 ℃,質譜傳輸線溫度250 ℃,氣相色譜前進樣口250 ℃,前檢測器250 ℃,柱流量1 mL/min,進樣量1 μL；分流模式,分流比10∶1；升溫程序(共54.29 min)：初始40 ℃,保持2 min,以3.5 ℃/min升至90 ℃,以5 ℃/min升至230 ℃保持10 min。

1.3.4 數據分析方法

使用SPSS v13.0(SPSS公司,美國)進行含量顯著性差異分析。使用Unscrambler(CAMO,挪威,10.3)進行PLSR分析。

2 結果與分析

2.1 不同調味酒的添加對8種感官特征的影響

在基礎酒樣(1#)中加入不同比例的窖面酒、窖底酒及老酒后,通過表1可以看出,不同的調味酒對感官特征產生的影響不盡相同。如圖1所示,不同調味酒自身感官屬性相比,窖面酒與老酒的醬香、曲香都要強于窖底酒,老酒的陳香、醇厚度、細膩感更為突出,窖底酒的辛辣感最為明顯；不同調味酒的糊香、干凈度無差異。

如圖2所示,添加1%的窖面酒(2#)后曲香增強,對其他7種感官指標基本無影響；添加2%的窖面酒(3#)后醬香、曲香、醇厚度、干凈度增強,糊香、陳香減弱,對辛辣感及細膩感無影響；添加3%的窖面酒(4#)后對醬香、曲香、陳香、細膩感、醇厚度、干凈度、糊香7種感官指標增強,辛辣感減弱。由此可見,窖面酒添加效果與其加入量緊密相關,較低的添加量對感官基本不產生影響,適量添加能達到減弱辛辣感增強其他7種感官的作用。

表1 添加不同調味酒的感官評分Table 1 Sensory scores of different flavoring liquors added

圖1 添加不同調味酒的感官得分雷達圖Fig.1 Sensory score radar map of different flavoring liquors added

圖2 添加不同比例窖面酒的感官得分雷達圖Fig.2 Sensory score radar map of different proportions liquor distilled from the top of fermented grains added

如圖3所示,添加1%、2%、3%的窖底酒(5#、6#、7#)均使糊香、陳香、醇厚度減弱,添加2%的窖底酒(6#)進一步地使曲香減弱,添加3%的窖底酒(7#)更進一步使醬香減弱,添加不同比例窖底酒均使干凈度、辛辣感增強；1%、2%、3%的窖底酒(5#、6#、7#)對細膩感均無影響。由此可見,不同比例窖底酒添加對干凈度、辛辣感具有增強的作用,對其他感官具有不同程度的減弱作用。據參考文獻[10]報道,窖底酒本身具有噴香、增甜的作用,能使酒體醇厚、濃郁、回甜,但窖底香過頭就是泥臭味,窖泥味過重會影響酒體協調,顯辛辣味。本研究添加適量窖底酒增強辛辣感及對糊香、陳香、醇厚度、醬香、曲香有不同程度的減弱作用與參考文獻[10]窖底酒影響酒體協調相吻合。

圖3 添加不同比例窖底酒的感官得分雷達圖Fig.3 Sensory score radar map of different proportions liquor distilled from the bottom of fermented grains added

如圖4所示,添加2%老酒(8#)使醬香、曲香、陳香、細膩感增強；添加4%老酒(9#)不同程度地使醬香、曲香、陳香、細膩感得到增強,同時辛辣感減弱；添加6%老酒(10#)使醬香、陳香、曲香、干凈度、細膩感均增強,且除曲香外,其他4種感官增強幅度均高于2%、4%添加量(8#、9#)。

圖4 添加不同比例老酒的感官得分雷達圖Fig.4 Sensory score radar map of different proportions Laojiu added

同時添加6%老酒(10#)還使得辛辣感減弱,減弱幅度高于2%添加量(8#)。由此可見,不同比例的老酒添加對醬香、陳香、曲香、干凈度、細膩感有不同程度的增強作用,適當的添加能達到增強干凈度減弱辛辣感的效果。據參考文獻[11]報道,適當添加原酒經過長期儲存而成的調味酒可增加酒體陳味和醇厚感,使酒體更加細膩,與本研究所得結論基本吻合。

2.2 添加不同比例調味酒對風味物質含量及香氣活力值的影響

白酒中的風味物質,通常是一些微量成分,是決定白酒香氣、口感、風格和質量的關鍵[12-14]。本文采用GC結合GC-MS對基礎酒(1#)、不同調味酒(11#、12#、13#)及添加不同比例調味酒后(2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#、10#)的49種風味物質進行定量測定,同時對49種風味物質的含量分組別進行方差分析(ANOVA-duncan test,P<0.05),具體結果見表2和表3。

表2 添加窖面酒、窖底酒后49種風味物質含量Table 2 The content of 49 flavoring substances after adding liquor distilled from the top of fermented grains,liquor distilled from the bottom of fermented grains

續表2

表3 添加老酒后及不同調味酒中49種風味物質含量Table3 The content of 49 flavoring substances after adding laojiu and in different flavoring liquors

續表3

49種風味物質在不同調味酒(11#、12#、13#)中均具有顯著性差異(除甲醇、4-甲基戊酸、鄰苯二甲醚、2-甲基丙酸、十四酸乙酯外,P<0.05)。添加調味酒后風味物質的含量復雜多變,但仍具有一定規律性,總結如下：(1)風味物質的含量隨著不同比例調味酒的添加顯著升高或升高,如正丁醇、己酸乙酯、丁酸、己酸含量在添加不同比例窖面酒后均顯著升高,己酸乙酯、正丁醇、丁酸、己酸、戊酸、己酸丙酯含量在添加不同比例窖底酒后均顯著升高,2-丁醇、正丁醇、2-甲基丙酸含量在添加不同比例老酒后均升高。(2)風味物質的含量隨著不同比例調味酒的添加降低或顯著降低,如乙烯二乙酯、4-甲基戊酸、十四酸乙酯含量在添加不同比例窖面酒后均顯著降低。乙烯二乙酯、2-庚酮、2-戊酮、4-甲基戊酸、苯乙酸乙酯、3-甲基丁酸乙酯、2-甲基丙醛、十四酸乙酯含量在添加不同比例窖底酒后均顯著降低。乙醛、甲酸乙酯、乙酸乙酯、4-甲基戊酸含量在添加不同比例老酒后均降低但差異不顯著。(3)風味物質含量在添加低比例調味酒(如1%、2%窖面酒,1%、2%窖底酒,2%、4%老酒)后降低或顯著降低,在添加高比例調味酒(如3%窖面酒、3%窖底酒,6%老酒)后升高或顯著升高。由此可見,并非所有風味物質按照常理呈現出含量增加且隨調味酒添加比例增加而含量升高的趨勢,有‘反常’現象存在(即風味物質含量雖然隨著調味酒的添加而升高,但卻隨添加比例增加而降低；風味物質含量隨調味酒的添加降低；添加低比例調味酒后風味物質含量降低,添加高比例調味酒后升高)。有文獻報道,高粱發酵時由地衣芽孢桿菌產生的地衣素,隨蒸酒過程進入白酒中,采用頂空固相微萃取的方法研究發現特定濃度的地衣素對濃香型白酒劍南春中的酯類、醛類、醇類、揮發性酸類物質含量有不同程度(1%～15%)的影響,對5種酚類物質含量(苯酚、4-甲基苯酚、4-乙基苯酚、愈創木酚、4-乙基愈創木酚)具有(48%～77%)顯著降低作用,結合感官分析發現該濃度地衣素對酚類物質的揮發性具有(36%～48%)抑制作用,繼而由熱力學方法結合核磁共振方法闡明了地衣素與酚類物質相互作用機制(分子間氫鍵作用)[15]。有學者報道了風味物質之間的相互作用[16-18]。關于這些研究足可以成為上述“反常”現象的有力支撐。而且我們知道,2 000多種決定白酒質量與風味的低含量(1%～2%)成分(揮發性、非揮發性的風味物質)中,目前雖對白酒揮發性風味物質研究廣泛、對白酒非揮發性風味物質的研究較少,但無論是已經被發現的還是那些未被發現的以及可能存在的白酒風味物質間的相互作用都足以證明白酒是個看似簡單實則復雜的體系。因此,關于上述添加調味酒后某些風味物質的含量呈現出的復雜變化(“反常”現象)還有待于后續進行深入研究。

白酒中風味物質的含量并不能說明其對整體香氣貢獻的大小,還需要考慮其在白酒中的香氣閾值。風味物質與其閾值之比得OAV,該值越大說明其對整體香氣貢獻越大。因此,結合表2、表3中49種風味物質含量及由文獻查閱的風味物質閾值計算風味物質的OAV,并對調味酒添加后OAV的變化進行方差分析(P<0.05),(具體結果見電子版增強出版附表1)。49種風味物質中有31種物質OAV>1,包括 12種酯類物質,8種脂肪酸類物質,6種醇類物質,4種醛酮類物質,1種芳香族類物質。與基礎酒樣相比,添加不同調味酒后共有19種風味物質(乙醛、乙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、正丁醇、異戊醇、糠醛、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、4-甲基戊酸、苯乙酸乙酯、3-甲基丁酸酯乙酯、己酸丙酯、2-甲基丙醛、2-甲基丙酸)的OAV發生顯著變化,添加調味酒后風味物質OAV產生的變化是否與添加調味酒后感官特性的變化相關聯,又是怎樣相關的,本文后續利用PLSR分析進行表征與闡釋。

2.3 不同調味酒中風味物質與感官特征的PLSR分析

基于調味酒添加后風味物質含量發生的顯著性變化,通過建立PLSR數學模型,來挖掘添加不同調味酒后風味物質與感官屬性之間的相關性,該方法從OAV發生顯著變化的19種物質中,選擇含量變化非“反常”的12種風味物質為自變量,以8種感官指標(醬香、曲香、陳香、糊香、醇厚度、細膩感、干凈度、辛辣感)得分作為因變量,最終建立了良好的多元線性回歸模型。該模型自變量與因變量均位于R2=0.5及R2=1之間,且該模型第一、第二主成分共分別解釋85%的X變量、75%的Y變量,表明這對主成分代表了絕大部分的變量信息,PLSR模型可以充分解釋上述變量。從8種感官指標與12種風味物質的PLSR分析得分圖(圖5)及二者的相關載荷圖中(圖6)得知,不同比例窖面酒、窖底酒、老酒添加酒樣分別聚為一類。

圖5 風味物質與感官特征偏最小二乘回歸得分圖Fig.5 Score plot of PLSR for flavor substances and sensory characteristics

A1-戊酸乙酯；A2-正丁醇；A3-己酸乙酯；A4-丁酸；A5-戊酸；A6-己酸；A7-4-甲基戊酸；A8-苯乙酸乙酯；A9-3-甲基丁酸乙酯；A10-己酸丙酯；A11-2-甲基丙醛；A12-2-甲基丙酸圖6 風味物質與感官特征偏最小二乘回歸載荷圖Fig.6 Loading plot of PLSR for flavor substances and sensory characteristics

就第一主成分而言,醬香、曲香、陳香、糊香、醇厚度、細膩感聚集于坐標軸的正相關區域,醬香、曲香、陳香、糊香、醇厚度與窖面酒(2#、3#、4#)正相關,細膩感與老酒(8#、9#、10#)正相關性較強；辛辣感、干凈度聚集于坐標軸的負相關區域,與添加窖底酒(5#、6#、7#)正相關性較強。

利用載荷圖(圖6)結合回歸系數圖(電子版增強出版附件圖1)闡述OAV顯著變化的風味物質與8種感官屬性的相關性。相關載荷圖(圖6)中只有位于倆橢圓之間的變量才能夠被模型很好的解釋,同一象限內的變量具有正相關性,相反象限內的變量被認為具有負相關性,且距離越近相關性越大。回歸系數圖中Bw代表X變量的重要性,X變量的回歸系數越大說明它對回歸模型越重要。回歸系數為正值代表與響應正相關,負值代表負相關；相關系數較小的變量可以忽略；不同顏色代表不同主成分,對于所有主成分(特別是因素1、因素2、因素3)具有相同趨勢響應的變量被認為是重要變量。回歸系數圖可見,與醬香、曲香、陳香顯著正相關的物質有正丁醇(A2)、苯乙酸乙酯(A8)、3-甲基丁酸乙酯(A9),與醬香、曲香顯著負相關的物質有己酸(A6)、己酸乙酯(A3)、戊酸(A5)。關于醬香味的形成學術界目前仍然沒有定論[19],猜測可能與吡嗪類、呋喃類、酮類、酚類化合物以及某些高沸點酸與低沸點酯類物質有關,可能由多種物質復合呈香,在酒體中具有相對含量低、閾值低,呈酸性或中性等特點。醬香、曲香本是較相似的感官特征[20],均為醬香型白酒中重要的感官特征,本文恰好在物質基礎上體現了二者的相似性。有報道[21]認為甲氧基苯類物質顯陳香；與細膩感顯著正相關的物質有苯乙酸乙酯(A8)、3-甲基丁酸乙酯(A9),與細膩感顯著負相關的物質有己酸(A6)、丁酸(A4)、戊酸(A5)；與辛辣感顯著正相關的物質有己酸(A6)、戊酸(A5)、己酸乙酯(A3),與辛辣感顯著負相關的物質有正丁醇(A2)、苯乙酸乙酯(A8)；與醇厚度顯著正相關的物質有苯乙酸乙酯(A8)、正丁醇(A2)、丁酸(A4)、3-甲基丁酸乙酯(A9),與醇厚度顯著負相關的物質有己酸(A6)、戊酸(A5)。在全國食品發酵標準化中心發布的白酒風味輪中顯示,辛辣感與醇厚(和)感在一定程度上決定著白酒的柔和度,但是卻起著相反的作用,上述物質基礎的差異一定程度上體現了二者的相反性；與糊香顯著正相關的物質有正丁醇(A2)、苯乙酸乙酯(A8),與糊香顯著負相關的物質有己酸(A6)。也有研究表明,糊香與吡嗪、吡咯和哌嗪類化合物有關；與干凈度顯著正相關的物質有己酸(A6)、戊酸(A5),與干凈度顯著負相關的物質有正丁醇(A2)、苯乙酸乙酯(A8)[22]。

綜上所述,正丁醇(A2)、苯乙酸乙酯(A8)、3-甲基丁酸乙酯(A9)、2-甲基丙醛(A11)與醬香、曲香、陳香、醇厚度、細膩感、糊香不同程度正相關,與干凈度、辛辣感不同程度負相關；戊酸(A5)、己酸(A6)與醬香、曲香、陳香、醇厚度、細膩感、糊香不同程度負相關,與辛辣感、干凈度不同程度正相關；己酸乙酯(A3)與醬香、曲香、陳香負相關,與辛辣感正相關。上述物質與口感的相關性大小見電子版增強出版附件表2。由此可見,上述12種OAV值發生顯著性變化的物質中,正丁醇(A2)、苯乙酸乙酯(A8)、戊酸(A5)、己酸(A6)、己酸乙酯(A3)、3-甲基丁酸乙酯(A9)、2-甲基丙醛(A11)7種物質不同程度地與各口感均具有相關性,猜測添加不同調味酒感官特征的差異形成除與風味物質種類有關外,還與相關物質量比有很大關系。

3 結論

本文在基礎酒中添加不同比例的窖面酒、窖底酒及老酒,結合品評數據對不同比例調味酒對感官特性的作用進行分析。發現窖面酒、老酒添加效果與窖底酒添加有明顯差異且基本呈相反的趨勢,添加適量窖面酒、老酒不同程度地增強醬香、曲香、陳香、醇厚度、細膩感、糊香,減弱干凈度、辛辣感,添加窖底酒則相反。另外在添加量上,窖底酒添加量需要慎重,過量添加適得其反。窖面酒添加比例過低時基本對感官屬性不產生影響,如添加1%的窖面酒對8種感官屬性幾乎無影響,只有添加適當比例時才獲得理想的效果,如添加3%窖面酒時才能使辛辣感減弱、添加6%老酒才能達到增強干凈度的同時減弱辛辣感。另外添加調味酒后風味物質含量變化復雜,有含量隨添加比例增加而升高的情況,但也出現了“反常”現象,其原因不排除酒體中成分復雜發生分子間相互作用的可能,有待更深入的研究。PLSR模型剖析8種感官指標與風味物質的相關性,正丁醇、苯乙酸乙酯、戊酸、己酸、己酸乙酯、3-甲基丁酸乙酯、2-甲基丙醛7種物質均不同程度地與各口感相關,猜測除風味物質種類外物質之間量比關系與感官特征有很大關聯。本研究為調味酒相關研究積累經驗、開拓思路,為勾調過程提供理論支撐。