濃香型白酒原酒黏度檢測及其與風味物質的相關性分析

田殿梅，秦 輝，周朝敏，萬德波，康雨星，謝 霞

（1.瀘州職業技術學院 中國酒業學院，四川 瀘州 646000；2.瀘州老窖股份有限公司，四川 瀘州 646000；3.國家固態釀造工程技術研究中心，四川 瀘州 646000）

中國白酒的主要成分是乙醇、水以及溶于其中的酸、酯、醇、醛、酮等種類眾多的微量有機物[1-2]。在儲存過程中，酒體中的香味物質成分不斷聚集在酒體中的金屬離子周圍[3]，形成較大顆粒，隨著顆粒數量的增多，使白酒具有了膠溶特性[4]，因此使中國白酒具有了黏滯系數[5]、表面張力[6]等性質。黏度（黏滯系數）作為白酒的一個重要宏觀物理性質，反映白酒中各種物質之間相互作用力大小，影響著白酒的各種感官表現，它與白酒的風味表現如口感有著十分密切的聯系。目前，行業內圍繞酒類黏度性質開展的研究工作不是很多，其中，羅莉萍[7]利用旋轉黏度計研究了不同溫度下乙醇-水二元溶劑體系的黏度變化，發現乙醇濃度、環境溫度等都對白酒黏度具有一定影響。喬華等[8]利用烏氏黏度計，研究了清香型白酒中黏度與乙醇-水的締合行為。曹晶晶[9]從氫鍵締合角度出發，研究了黃酒中主要風味物質對醇水氫鍵締合強度的影響。但是在不同香型白酒黏度檢測方法建立[10-14]，不同香型白酒在儲存過程中黏度變化，黏度與中國白酒風味形成、陳釀機理等的關系[15-17]等方面研究較少。

本研究以濃香型白酒原酒為研究對象，利用快速黏度分析（rapid viscosity analysis，RVA）儀[9]測定其黏度，分別考察檢測轉速、檢測時間、檢測溫度等因素對黏度檢測結果的影響，建立濃香型白酒原酒黏度快速檢測方法。同時采用氣相色譜（gas chromatography，GC）分析濃香型白酒原酒中各風味物質含量，并對其檢測結果進行主成分分析（principal component analysis，PCA），考察風味物質與黏度之間的相關性，為濃香型白酒質量控制研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

5種不同濃香型白酒原酒（酒精度均為60%vol）（編號為樣品1～樣品5）：四川川釀科技有限責任公司。其他試劑均為國產分析純。

1.2 儀器與設備

RVA4500快速黏度分析儀：瑞典波通儀器公司；HS1500-LAS1-001A工業冷卻機：深圳市鴻森精科實業有限公司；YLY-XH-400AU超純水機：深圳市億利源水處理設備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 濃香型白酒原酒黏度檢測方法的建立

量取50 mL濃香型白酒原酒酒樣轉入測量罐，分別研究測試轉速、測試時間、測試溫度對酒樣黏度檢測結果的影響。

（1）轉速范圍的選擇

在測試溫度25 ℃，測試時間10 min保持不變的情況下，考察初始轉速為0，每分鐘轉速提升200 r/min，即在1 min、2 min、3 min、4 min、5 min、6 min、7 min、8 min、9 min、10min，轉速分別為200r/min、400r/min、600r/min、800r/min、1 000 r/min、1 200 r/min、1 400 r/min、1 600 r/min、1 800 r/min、2 000 r/min時的黏度。

（2）轉速與測試時間的選擇

在測試溫度25 ℃，測試時間0～10 min，1 min前轉速為0，1 min后將其轉速設置為相應數值。考察不同測試時間（0～10min）與不同測試轉速（400r/min、600r/min、800r/min、1 000 r/min、1 200 r/min、1 400 r/min）對白酒黏度的影響。

（3）測試溫度的選擇

在測試時間10 min，轉速為1 000 r/min條件下，分別測定溫度15 ℃、20 ℃、25 ℃對濃香型白酒原酒黏度的影響。

1.3.2 濃香型白酒原酒風味物質檢測[18]

采用氣相色譜法測定香氣成分及酒精含量。其色譜條件如下：起始溫度50 ℃，保留3 min，以5 ℃/min 升至220 ℃，保留30 min。進樣口溫度250 ℃，檢測器溫度250 ℃，載氣為氦氣（He），空氣流速0.8 mL/min，分流比1∶4，進樣量1 μL。外標法定量，根據保留時間定性。

1.3.3 主成分分析[19-21]

采用SPSS25.0軟件，對不同酒樣風味物質進行主成分分析，計算風味物質主成分特征值和貢獻率，確定主成分數量。

1.3.4 數據處理

采用Excel 2010、SPSS25.0、Origin 9.5進行相關繪圖、制表及數據分析。

2 結果與分析

2.1 轉速范圍確定

通常來說，轉速越大，形成的剪切力越大，傳感器所檢測到的黏度也就越大[22]。采用快速黏度分析儀，測試溫度25 ℃，測試時間10 min，調整RVA轉速[23-24]，對5種濃香型白酒酒樣的黏度進行測定，結果見圖1。

圖1 不同檢測轉速范圍對濃香型白酒原酒酒樣黏度測定的影響Fig.1 Effect of different detection rotating speed range on viscosity determination of strong-flavor Baijiu base liquor sample

由圖1可知，隨著轉速的提高，濃香型白酒的黏度呈現升高趨勢。在轉速＜400 r/min時，黏度為負值；而＞1 400 r/min之后，所取酒樣有所溢出，導致實驗數據不準確，檢測酒樣黏度開始下降。因此，考慮到對儀器的保護及有效轉速等因素，在實際檢測時選擇轉速范圍在400～1 200 r/min。

2.2 檢測轉速及檢測時間的確定

由圖2可知，從第70～80 s開始，黏度檢測結果趨于穩定，10 min以內，測試時間長短對濃香型白酒的黏度總體影響不大。從測試過程中RVA變化曲線可以看出，不同轉速下各樣品黏度的檢測值穩定性存在差異，其中，轉速1 000 r/min時，各樣品測得黏度值總體最穩定，其他轉速下測得的5個樣品（編號為樣品1～樣品5）的黏度值均存在不同程度的波動。因此，選擇轉速1 000 r/min作為濃香型白酒的最佳檢測轉速。同時，當轉速選擇為1 000 r/min時，在不同測試時間下，各酒樣黏度變化不大，最大波動范圍在1～2 mPa/s，差異不顯著。考慮到黏度曲線基本上在3 min以內穩定下來，因此從檢測數據的穩定性以及檢測效率考慮，檢測時間為3～5 min。

圖2 不同轉速與檢測時間對濃香型白酒原酒酒樣黏度測定的影響Fig.2 Effect of different rotating speed and detection time on viscosity determination of strong-flavor Baijiu base liquor samples

2.3 檢測溫度的確定

不同濃香型酒樣在檢測溫度15 ℃、20 ℃、25 ℃條件下的黏度差異（25 ℃以上時，酒樣在黏度測試過程中，較多酒精及香味物質等會揮發至空氣中，因此選擇測試溫度不宜太高），結果見圖3，不同檢測溫度樣品黏度測定結果差異分析結果見表1。

圖3 不同檢測溫度對濃香型白酒原酒酒樣黏度測定的影響Fig.3 Effect of different detection temperature on viscosity determination of strong-flavor Baijiu base liquor samples

表1 不同檢測溫度樣品黏度測定差異分析結果Table 1 Results of difference analysis of viscosity determination of samples at different detection temperature

由圖3及表1可知，溫度對濃香型白酒的黏度有影響，各酒樣在不同溫度下測試得到的黏度值不同，不同溫度下測試各樣品的黏度差異程度也不同，三種測試溫度下對比，15 ℃、20 ℃、25 ℃時樣品間黏度標準差分別為1.30、1.14、3.39，方差分別為1.7、1.3、11.5，因此，樣品黏度差異最大的檢測溫度為25 ℃，最終選擇檢測溫度為25 ℃。

綜上，確定檢測濃香型白酒基酒黏度的最佳條件為：轉速1 000 r/min，時間3～5 min，溫度25 ℃。

2.4 濃香型白酒原酒風味物質含量的測定

采用氣相色譜分析不同濃香型白酒的香味物質含量，結果見表2。

由表2可知，從5種濃香型白酒中共檢測到60種風味物質，包括醇類13種，酯類25種，醛類7種，酮類4種，酸類10種，其他類1種。不同酒樣所含香味物質含量不同，樣品1～5分別檢測出60種、59種、57種、58種、56種風味物質，5個樣品風味物質總量相差不大，但在各風味物質含量方面存在較大差異，其中濃香型白酒主要酸類物質中，己酸含量順序為樣品3＞樣品4＞樣品2＞樣品5＞樣品1，其中樣品3中己酸含量為樣品1的2倍多；乙酸含量順序為樣品4＞樣品2＞樣品3＞樣品5＞樣品1，其中樣品4中乙酸含量為樣品1的2倍多；丁酸含量順序為樣品3＞樣品4＞樣品5＞樣品2＞樣品1，其中樣品3中丁酸含量比樣品1多0.09 g/L。酯類物質中，己酸乙酯含量最多的為樣品1，含量最少的為樣品5，相差1.2 g/L；乙酸乙酯含量最多的為樣品4，最少的為樣品3，相差1.2 g/L；丁酸乙酯含量最多的為樣品5，最少的為樣品2，相差0.2 g/L；乳酸乙酯含量最多的為樣品1，最少的為樣品2，相差0.78 g/L。

表2 不同濃香型白酒樣品風味物質含量Table 2 Content of flavor substances of different strong-flavor Baijiu samples

續表

2.5 濃香型白酒原酒黏度與風味物質含量的相關性分析

利用SPSS 25.0軟件對不同樣品的風味物質成分進行主成分分析，結果見表3。按照建立的濃香型白酒黏度檢測方法檢測不同濃香型白酒樣品的黏度。利用SPSS25.0軟件對4個主成分與黏度之間的關系進行相關性分析[25-26]，結果見表4。

由表3可知，共提取出4個主成分，累計方差貢獻率為100%，表明這4個主成分可以取代原來的幾十種風味物質來進行模式辨別。

表3 濃香型白酒原酒樣品中風味物質主成分分析結果Table 3 Results of principal component analysis of flavor substances in strong-flavor Baijiu base liquor samples

續表

由表4可知，黏度和主成分1之間的相關系數值為-0.843，相關系數顯著性檢驗，顯著性水平P值為0.036。因此，黏度和主成分1呈顯著負相關（P＜0.05）。

表4 風味物質主成分與黏度相關性分析結果Table 4 Correlation analysis results between principal component and viscosity of flavor substances

結合表3，主成分1主要反映了己酸、己酸乙酯、乙酸、乙酸乙酯、乙縮醛等風味物質的信息，其中己酸乙酯是濃香型白酒的主體風味成分，乙酸乙酯也是優質濃香型白酒中重要的酯類物質，此外，普遍認為，白酒儲存時間越長，乙縮醛含量越高，它帶有解悶、放香、協調各味的作用。因此，分析濃香型白酒的黏度與己酸、己酸乙酯、乙酸、乙酸乙酯、乙縮醛等物質的綜合表現具有相關性。

3 結論

本研究建立了采用RVA快速黏度儀檢測濃香型原酒黏度的方法，能夠實現對濃香型原酒黏度快速、有效的檢測。對濃香型原酒中各風味物質成分特征可提取出4個主成分進行識別。將黏度與提取出的4個主成分進行相關性分析結果表明，5個濃香型原酒樣本黏度與提取出的風味物質主成分1之間呈顯著相關（P＜0.05）。這為進一步研究中國白酒的膠體性質提供了支持。本研究僅隨機選擇了5種濃香型白酒原酒進行分析，在檢測方法、數據量及分類上仍需開展進一步研究。