基于靜態及動態感官分析的中法白蘭地風味特征研究

李元一,李倩倩,張葆春,申春華,徐巖,唐柯*

1(工業生物技術教育部重點實驗室(江南大學),江蘇 無錫,214122) 2(食品科學與技術國家重點實驗室(江南大學),江蘇 無錫,214122) 3(煙臺張裕葡萄釀酒股份有限公司,山東 煙臺,264000)

白蘭地是以葡萄為原料,經過酒精發酵、蒸餾、橡木桶儲藏、調配而成的一種特殊葡萄酒——蒸餾葡萄酒,是世界上最著名的蒸餾酒之一[1]。隨著我國經濟條件的發展和消費方式的改變,白蘭地的市場逐年擴大,越來越受到消費者的喜愛[2]。

風味是反映一款白蘭地風格特點和質量優劣的重要指標,也是白蘭地研究的一個熱點。化學分析和感官分析是風味研究的2個有效手段。化學分析可以通過儀器精準地檢測樣品中的各種成分,再根據這些成分的特性和含量去判斷其在酒中的風味貢獻；而感官分析卻可以最直觀、最真實地去描述酒樣的感官屬性,呈現整體的風味特征,彌補了化學檢測的不足。

定量描述分析(quantitative descriptive analysis,QDA)是一種常見的靜態感官分析方法,可以全面描述產品的感官屬性并表征屬性強度[3]。目前QDA已經廣泛應用于酒類風味評價的研究中,如HUANG等[4]運用QDA研究了中國和加拿大冰葡萄酒的風味特征,發現堅果和蜂蜜是中國冰酒更為突出的香氣屬性；TANG等[5]同時運用QDA?、Napping?和氣相色譜-嗅味計(gas chromatography olfactometry,GC-O)比較了晉西黃土高原與山東、寧夏、新疆3個地區赤霞珠紅葡萄酒的香氣特征及差異。

然而,食物在消費時的感官感知是一個隨時間變化的過程,靜態感官分析不能對產品感官屬性在消費過程中的變化進行分析,因此近年來,動態感官分析技術也逐漸發展起來，時間-強度(time-intensity,TI)和暫時性感官支配分析(temporal dominance of sensations,TDS)等以時間為觀測依據的感官分析方法相繼形成和發展。TI專注于觀測單一屬性在消費過程中的變化,品評員根據時間變化需對單一屬性的強度進行打分[6]；而TDS則可以記錄隨時間變化的多個感官屬性[7],品評員需要在一個提供的感官屬性列表里,勾選不同時間下他們認為占據主導地位的屬性描述詞[8]。目前在葡萄酒動態感官的研究中TDS和TI都已有所開展,如ETAIO等[9]采用TDS研究了不同釀造方法下里奧哈紅葡萄酒的動態感官差異;SOKOLOWSKY等[10]將TI和TDS相結合,探究了白葡萄酒中苦味的感官變化等。

課題組以中國煙臺地區和法國干邑地區的白蘭地為研究對象,通過靜態感官QDA和動態感官TDS方法相結合,探究中法白蘭地的感官差異以及我國白蘭地的風格特點。該研究不僅可以完善白蘭地感官研究的理論體系,也為進一步指導我國白蘭地的生產提供重要的感官導向基礎。

1 材料與方法

1.1 實驗樣品

實驗選取了中國煙臺與法國干邑地區9款商品白蘭地作為樣品,均由煙臺張裕集團有限公司提供。具體信息見表1。

表1 白蘭地樣品信息Table 1 Brandy sample information

1.2 實驗方法

1.2.1 QDA分析

1.2.1.1 品評員的篩選與培訓

品評員的初步篩選與培訓見課題組前期建立的方法[1]。

1.2.1.2 描述詞的確定

QDA的培訓和實驗方法參照研究室之前建立的方法[14]并略做修改,讓品評員通過嗅聞Le Nez du Vin(酒鼻子)的方式熟練掌握白蘭地中常見的香氣特征。然后品評員逐一嗅聞白蘭地樣品,記錄感官描述詞,并結合文獻集體討論確定描述詞。

1.2.1.3 參照樣的選擇

最終共篩選出8個香氣描述詞進行培訓及實驗,分別是乙醇、果干、花香、果香、烘焙、香料、焦糖、蘑菇。根據國際標準ISO—5496和ISO—4121選擇合適的香氣參照物對感官品評小組成員進行感官上的香氣強度的訓練,香氣培訓的參照物見表2。

表2 香氣描述詞參照物Table 2 Aroma descriptor reference

1.2.1.4 品評員的針對培訓

對最終篩選的15名品評員進行為期6個月的訓練,每周1～2次。訓練內容為參照樣的香氣識別及標度打分,并定期對品評員進行差別檢驗和香氣辨別能力的測試,采用PanelCheck對每個品評員的重復性、區分能力以及品評小組整體的一致性進行評估以監測品評小組整體培訓的效果[15]。

1.2.1.5 QDA實驗

實驗在室溫(25 ℃)下進行。將9個白蘭地樣品(20 mL)分別倒入標準品評杯中,每個樣品隨機標注3位編碼,打亂順序呈遞給品評員。品評員對每個屬性進行0～6分的評分,0表示幾乎無法識別該香氣特征,6表示該香氣特征強度最高。每個樣品的嗅聞間隔5～10 min,實驗進行2次平行。

1.2.2 TDS分析

1.2.2.1 實驗前的準備與培訓

從參與QDA的感官小組成員中,選取10名味覺屬性更為靈敏的品評員參與本實驗。品評員從聞、嘗兩方面進一步熟悉白蘭地,并了解TDS的基本理論和SensoMaker軟件的使用。將品評員召集在一起,讓他們寫下在口腔消費過程中感受到的主導屬性,經過討論,選取了8個感官屬性描述詞。

1.2.2.2 TDS實驗

實驗條件在文獻[13]的基礎上略作調整：實驗在25 ℃室溫的避光條件下進行。取3 mL白蘭地放置于一次性品評杯,編上隨機編號呈遞給品評員。品評員在實驗前1 h內不得進食,且需用超純水清潔口腔。每個樣品測試時間為80 s,在樣品入口5 s后吞咽。在樣品入口時開始計時,選擇同一時間段占據主導感覺的屬性描述詞,直到最后不再有任何感受,結束實驗。每次實驗之間休息5 min,并用超純水漱口。每人每個酒樣重復3次。

1.3 數據處理

品評員的一致性檢測使用PanelCheck進行評估；QDA的原始數據通過Excel 2019處理,并用Origin 2018制作雷達圖,顯著性差異使用IBM SPSS Statistics 22分析,主成分分析(principal component analysis,PCA)使用XLSTAT 2016分析處理；TDS數據收集及分析均使用SensoMaker。

2 結果與分析

2.1 品評員感官品評能力的檢驗

在通過選拔、培訓、討論香氣屬性等步驟之后,正式感官實驗之前,采用PanelCheck對評價員區分乙醇、果干、花香、果香、焦糖、烘焙、香料和蘑菇這8種香氣的能力進行評估。圖1-a是Fplot,其可以評估品評員區分香氣屬性的能力,F值越大,說明品評員區分8種屬性的能力就越好[15]。大部分品評員在區分屬性時可以接近或者達到sign.level 5%,能夠感知這些屬性間的差異顯著；部分品評員在部分屬性的判別上可達到sign.level 1%,能夠感知這些屬性間的差異極顯著,說明整體品評員的區分能力較好。圖1-b是MSE plot,其可以評估品評員評判樣品重復性的能力,MSE值越小,說明該品評員的重復性越好[16]。大部分品評員評估屬性的MSE值都在0～1,表明這些品評員的重復性較好。圖1-c是Profile plot,黑色線代表評價員評估某一屬性打分的均值,其他不同顏色的線代表不同評價員的打分情況,彩色線條越接近黑色線條表明品評員的整體一致性越好。除了乙醇、焦糖、烘焙和蘑菇這4種香氣屬性中,有部分品評員的一致性較差,其余品評員的整體一致性都比較好。綜合來看,品評員的篩選和培訓十分有效,可以進行后面的感官實驗。

a-感官屬性區分能力；b-重復性；c-整體一致性圖1 品評員感官屬性區分能力、重復性、以及整體一致性Fig.1 Attribute discernibility,repeatability and consistency of the panel

2.2 靜態感官分析—QDA

根據感官品評員對白蘭地樣品各香氣屬性的打分,分別繪制出中國白蘭地及法國白蘭地的香氣輪廓圖(圖2)。由圖2可知,來自同一產區的白蘭地具有相似的香氣輪廓圖,而不同產區間的香氣輪廓存在巨大差異,中國白蘭地的烘焙、果干、香料特征更為突出,而法國白蘭地的焦糖、花香、果香更為明顯。

中國煙臺白蘭地的香氣輪廓相似度較法國干邑白蘭地更高,香氣特征更為相似,但根據陳釀年份的不同,這3款白蘭地在香氣屬性上也有一定的差異。烘焙和焦糖屬性均在產區內差異極顯著,且其香氣強度隨著陳釀時間的延長而增強。烘烤類的香氣通常用來描述一些揮發性酚類物質,其香氣強度與白蘭地中的揮發性酚類的含量密切相關[17],5-羥甲基-2糠醛則可以為白蘭地帶來焦糖類的香氣[18]。在橡木桶中陳釀時間越久,酒體中融合橡木內酯、揮發性酚類和呋喃類化合物的含量就越高,烘焙、焦糖、香草、木質等香氣也就越強,隨著微氧氧化的發生,其整體香氣也就越濃烈和復雜[19]。除此之外,乙醇香氣屬性的差異也很顯著,其余差異較大的屬性分別是花香、蘑菇、香料。

法國酒香氣輪廓的相似度遠不如中國酒,其6款酒在8個香氣屬性上均具有顯著性差異,但仍能和中國酒形成明顯的輪廓差異。不同品牌間生產工藝的差別可能是造成這些差異的主要原因。以蘑菇香氣為例,該香氣屬性在大部分酒樣(無論中國還是法國白蘭地)中的香氣強度都比較低,只有在法國馬爹利的2款酒中尤為明顯。

a-中國煙臺；b-法國干邑圖2 中國煙臺及法國干邑產區白蘭地香氣輪廓圖Fig.2 Sensory profiles of brandies in Yantai,China and Cognac,France 注：***,P<0.001；**,P<0.01；*,P<0.05； 縱坐標數值表明品評員打分的均值

為進一步明晰中國煙臺白蘭地與法國干邑白蘭地之間的感官特征差異,對QDA的數據進行PCA(圖3)。由圖3可知,中法白蘭地分布在縱坐標兩側,明顯分為2類。中國白蘭地主要表現為果干、香料的香氣特征；而法國白蘭地主要表現為焦糖、果香、花香和蘑菇的香氣特征。

圖3 中國煙臺和法國干邑白蘭地感官PCAFig.3 PCA biplot of sensory analysis for brandies in Yantai, China and Cognac,France

2.3 動態感官分析——TDS

文獻中對蒸餾酒香氣的大多數研究是通過嗅覺技術,將香氣屬性與一種或多種化合物特異性地聯系起來,而對其整體感知表征卻少之又少[13,20]。為了考察真實消費條件下的感官狀態,本實驗通過記錄實時的感官變化來評估白蘭地,并且在繪制曲線的時候加入了2條水平線,分別為顯著水平線(Sig.Level)和偶然水平線(Chance)。顯著水平線表示屬性優勢率顯著高于偶然水平優勢率所必須達到的最小值[21],高于此線且優勢率最高的屬性被認為占據主導屬性。

TDS動態感官需要選擇在飲用過程中最吸引注意力的屬性,而非感覺最為強烈的屬性[22]。實驗過程中,白蘭地入口后吞咽,在很大程度上吸引消費者的感知注意力。如圖4所示,酒精吞咽所帶來的“酒精味”和“灼燒感”幾乎在每個樣品中都能占據主導,且時間主要在吞咽后的5～20 s。在這段時間內,除了這2種屬性,只有少許樣品能感受到木質、煙熏香氣。此外,在小組討論時,“甜香”的定義,既包括口感上的甜,也包含了香氣上的甜；與之對應的“苦味”,描述的僅為口感上的苦。這2種屬性連同其他感官屬性——木質、煙熏、香料、生青,基本在20 s之后占據主導。前鼻香氣中出現的花香、果香、果干、焦糖等屬性,小組成員一致認為在飲用過程中幾乎感受不到,這也并不難解釋,因為高酒精度所帶來的刺激感和灼燒感不僅能夠影響感官的主導屬性,也能夠掩蓋一些感官感知,比如水果香氣等[23-24]。

中國白蘭地在入口時(1～10 s)并沒有過于突出的感官屬性,在10 s后才能出現第一個顯著的感官屬性,而法國白蘭地在剛入口的時候就能有比較明顯的屬性感知。除此之外,陳釀的年份也影響著白蘭地風味感的持續性[25],以張裕VSOP、XO(10年)、XO(15年)為例,陳釀年份越長的酒樣在飲用時其感官風味延續時間也就越久。

a-張裕VSOP;b-張裕XO(10年);c-張裕XO(15年);d-軒尼詩VSOP;e-軒尼詩XO;f-馬爹利VSOP;g-馬爹利XO;h-人頭馬VSOP;i-人頭馬XO圖4 白蘭地消費過程中TDS優勢曲線Fig.4 TDS dominance curves during the consumption of brandies

3 結論

QDA結合PCA的結果顯示,不同產區白蘭地間的差異大于同一產區不同品牌或陳釀年份間的差異,中國白蘭地的烘焙、果干、香料特征更為突出,而法國白蘭地的焦糖、花香、果香更為明顯。TDS的數據表明,酒精吞咽所帶來的“酒精味”和“灼燒感”在5～20 s內占據主導屬性；陳釀時間越久的白蘭地風味延續越久；法國白蘭地比中國白蘭地在入口后能夠更早的感知主導屬性。綜合來看,QDA可以通過標度化打分完成對樣品的全面剖析,明晰各產區間的香氣特征及差異,但是評價員在給出整體評價時并沒有反映白蘭地實時的感知差異,而在評定過程種的任何時間,表現出的差異特征都可能成為區分樣品的關鍵因素；TDS可以作為一種隨時間變化的品評信息,彌補了飲用過程中感官變化的空缺。2種方法相互補充,可以更加全面的描述中法白蘭地感官的典型性和差異性。