醬香高溫大曲風味輪的初步構(gòu)建及其香氣特征分析

沈世明，梁明鋒，張嬌嬌，劉金龍，雷顯仲，薛新新，張明松，顏家慶，韓興林*

1(河北科技大學 食品與生物學院，河北 石家莊，050018)2(中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院有限公司，北京，100015)3(國家酒類品質(zhì)與安全國際聯(lián)合研究中心，北京，100015)4(貴州迎賓酒股份有限公司，貴州 仁懷，564500)5(百色學院，廣西 百色，533000)

中國白酒在歷史沉淀中形成了自己獨特的文化，促進了經(jīng)濟的發(fā)展，是典型的資源導向型產(chǎn)業(yè)[1]，但其真正的大發(fā)展源于制曲技術出現(xiàn)之后[2]。正如俗語“曲乃酒之骨”，大曲在白酒釀造中起到了發(fā)酵、生香、提供菌源和原料的重要作用，其質(zhì)量與白酒品質(zhì)密切相關[3-4]。但受生產(chǎn)環(huán)境的影響，醬香型大曲中風味物質(zhì)和香氣特征發(fā)生變化，從而對大曲質(zhì)量也產(chǎn)生了影響[5-6]。因此，分析不同生產(chǎn)區(qū)域的醬香型高溫大曲的香氣特征，不僅可以為大曲的使用提供參考，也利于了解生產(chǎn)環(huán)境對大曲香氣特征的影響。

與傳統(tǒng)的大曲質(zhì)量評價和風味分析方法相比，風味輪技術是結(jié)合規(guī)范感官描述和評價感官特性于一體的經(jīng)典方法[7]，具有直觀、便于理解的特點，在威士忌[8]、白蘭地[9]、白葡萄酒[10]等食品領域已經(jīng)廣泛應用。楊煥等[11]通過對10款典型汾酒進行感官描述分析，首次繪制了汾酒風味輪，并通過風味剖面圖清晰表達了4種不同檔次、風格特點汾酒的風味差異。柳旭等[12]對15個代表性牛欄山酒樣進行了感官定量評價，建立了包含嗅覺和味覺的風味輪，通過風味剖面圖分析了不同牛欄山白酒產(chǎn)品間的風味差異，對于提高品質(zhì)和順應個性化市場趨勢具有重要意義。吳生文等[13]對31種不同年份原酒、成品酒進行了感官定量分析，繪制了特香型白酒風味輪，為研究特香型白酒風味提供了科學指導。盡管風味輪技術在白酒中的應用逐漸增多，但卻較少應用于大曲。醬香型高溫大曲不僅在醬香型白酒釀造中用量可達50%，其香氣特征也對白酒香氣有重要影響[14-15]。因此，如何從感官角度系統(tǒng)分析醬香型高溫大曲的香氣特征，對調(diào)控醬香型高溫大曲的生產(chǎn)和使用，從而提高白酒品質(zhì)具有重要意義。

本文以不同生產(chǎn)區(qū)域醬香型大曲為研究對象，通過感官評價分析其香氣特征，并使用M值、聚類分析、主成分分析等方法構(gòu)建醬香型大曲風味輪，最后借助風味剖面圖分析不同生產(chǎn)區(qū)域醬香型高溫大曲的香氣特征及差異，為廠家使用醬香型高溫大曲提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗樣品

取樣方法：從貯存成品大曲的曲庫中，采用五點取樣法進行取樣，再將5塊大曲粉碎混合，采用四分法收集大曲樣品，編為一組，剩余樣品置于4 ℃冰箱保存。

樣品來源：從MT、GW、DYT、JF、NZ、YM和QC等7個廠家獲得樣品，每個廠家中選取3組樣品，取樣方法同上。根據(jù)7個廠家所在生產(chǎn)區(qū)域劃分為3個產(chǎn)區(qū)，其中MT、GW、DYT、JF 4個廠家為茅臺產(chǎn)區(qū)，NZ為湖南產(chǎn)區(qū)，YM、QC為山東產(chǎn)區(qū)，具體曲樣信息見表1。

表1 大曲樣品信息Table 1 Daqu sample information

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品前處理及選擇參比樣

為減少粉碎度對大曲香氣揮發(fā)的影響，通過粉碎機粉碎和使用目篩，選擇粉碎度在10～20目間的曲樣，分裝到100 mL塑料瓶中，每瓶35 g，供品評小組使用，置于4 ℃冰箱內(nèi)保存，使用前于30 ℃溫水中水浴20 min。

大曲香氣與白酒香氣密不可分，因此結(jié)合GB/T 29604—2013《感官分析 建立感官特性參比樣的一般導則》中對參比樣的要求，借助白酒風味試劑盒作為參比樣，提供40種香氣特征，由中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院開發(fā)，并參考標準GB/T 33405—2016《白酒感官品評術語》和文獻[16]制備13種單體香和8種復合香，如表2所示。

表2 風味描述語參比樣Table 2 Flavor descriptor references

1.2.2 醬香型大曲香氣特征的定性表達

根據(jù)國家標準中的要求，借助參比樣對培訓人員的聞香重復性、辨別能力、結(jié)果的一致性進行培訓，每周3次，每次3 h，為期2個月。培訓結(jié)束后對培訓人員進行評價。最后選擇聞香正確率在80%以上的人員組成感官評價小組，共20名。通過參考大曲和酒類的風味研究為其提供基礎描述詞匯，初步涵蓋了55個香氣描述詞和5個嗅聞感描述詞，如表3所示。

表3 醬香型高溫大曲香氣參考描述語Table 3 Sauce-flavored high-temperature Daqu aroma reference descriptor

感官品評小組正式品評時，采用明評的方式進行嗅聞，將21個曲樣隨機分為3組，每組持續(xù)30 min，間隔15 min。進行3次重復品評，品評時，品評人員可借助表3進行描述，亦可自由寫出香氣特征描述語。

1.2.3 醬香型大曲香氣特征感官定量

參考食品感官評價體系中的常用方法[17]，采用5分制對樣品的感官強度進行描述，數(shù)值越大表示強度越強，分值0、1、2、3、4、5對應的香氣強度分別為無、弱、較弱、中、較強、強。

1.2.4 醬香型大曲風味輪的建立

將正式品評得到的所有描述詞進行篩選、整理和歸類，刪除享樂詞、近義詞、定量詞等，并參考品評小組意見繪制醬香型大曲風味輪。

1.2.5 醬香型大曲感官風味剖面圖的建立

參考建立牛欄山白酒、毛鋪苦蕎酒風味輪中的方法[12,18]，對所有評價中感官特征描述語的提及次數(shù)和強度進行統(tǒng)計，根據(jù)公式(1)計算描述語的貢獻值M：

(1)

式中：F，描述語實際被提及的次數(shù)占該描述語可能被提及總次數(shù)的百分比；I，評價小組實際給出的某描述語的強度占該描述語最大可能所得強度的百分比。M值越大，代表該描述語對樣品感官的貢獻度越高。

首先根據(jù)M值大小對醬香型大曲的香氣特征描述語進行初步篩選，再通過聚類分析對香氣描述詞進行聚類，在聚類結(jié)果中，特性明顯不同的描述詞可以單獨列出，特性相似的描述詞需綜合考慮對大曲質(zhì)量、白酒品質(zhì)的影響以及是否具有代表性，最后經(jīng)過品評小組對相似描述詞進行刪選。

感官風味剖面圖參考GB/T 12313—1990《感官分析方法 風味剖面檢驗》建立，使用Origin 2021軟件繪制。

1.2.6 數(shù)據(jù)分析

收集感官品評小組人員填寫的感官描述詞，將感官評價得到的原始數(shù)據(jù)整理后進行初步分析,利用MindMaster制作醬香型大曲風味輪，利用SPSS 25.0分析軟件進行聚類分析和主成分分析，利用Origin 2021進行風味剖面圖的繪制

2 結(jié)果與分析

2.1 醬香型大曲風味描述詞的獲得

根據(jù)品評小組的嗅聞結(jié)果和通過刪除定量術語、合并同義詞和反義詞等得到大曲風味感官描述詞，包括麥香、豌豆香、生糧香等43個香氣描述語，純凈、欠凈、諧調(diào)等8個嗅聞感描述語，典型、具備、偏格3個風格描述語。

2.2 醬香型大曲風味輪的構(gòu)建

參考六堡茶風味輪的建立方法[7]，歸納描述詞匯，并由品評小組進行整理，確定風味輪的層級關系，如圖1所示。醬香型大曲風味輪第1層分為香氣、嗅聞感和風格3大部分；第2層香氣分為原料香、發(fā)酵香、陳放香、甜香、植類香、醬香、烘烤香、異香等8類，嗅聞感分為豐滿度、純凈感、諧調(diào)感、柔和感4類，風格包含典型性1類；最外層香氣描述語43個，嗅聞感描述詞8個，風格描述詞3個。

圖1 醬香型大曲風味輪Fig.1 Sauce-flavored Daqu flavor wheel

2.3 醬香型大曲主要風味描述語的選擇

計算圖1中43個香氣描述詞、8個嗅聞感描述詞和3個風格描述詞的貢獻度指數(shù)M值，結(jié)果如表4所示。結(jié)合品評經(jīng)驗和參考建立六堡茶、露酒風味輪中的方法[7,19]，初步選擇香氣M值>0.05，嗅聞感M值>0.1，風格M值>0.5的感官描述語作為醬香型大曲典型特征的待選描述語。根據(jù)初選條件，舍棄咸香、干稻草味、米飯香等10個描述語。

表4 醬香型大曲感官描述語及M值Table 4 Sensory descriptors and M value of sauce-flavored Daqu

2.4 香氣描述語聚類分析

將通過M值初選的34個香氣描述語聚類分析，如圖2所示。其中焦糖香、煙熏香、焦香、汗酸、汗臭，芝麻香和醬油香，酯香、甜面醬、新曲香、花香、苦杏仁香，果木香、炭烤香和果酸，糧香和泥土味，麥香和谷糠香，陳曲香和堅果香，中藥香和烘焙香，糊香和酸香，高火香和干香相似程度較高。參考張嬌嬌等[20]在綿柔醬香白酒感官品評中的描述詞，以及GB/T 33405—2016《白酒感官品評術語》中對香氣描述詞的定義。經(jīng)品評小組綜合考慮，將甜面醬、苦杏仁香、蜜香等13個香氣描述詞刪除，得到21個香氣描述詞。

圖2 香氣描述語聚類分析圖Fig.2 Cluster analysis of aroma descriptors

2.5 香氣描述語主成分分析

應用SPSS 25.0對23個香氣描述語進行主成分分析，前7個主成分的初始特征值均大于1，累計方差貢獻率達到80.924%，說明前7個主成分對原始信息具有足夠的代表性(表5)。

表5 香氣描述語的總方差解釋Table 5 Total variance explained by aroma descriptors

由表6中成分得分矩陣可以看出，第1主成分(28.066%)包括醬香(0.830)、酸香(0.815)、焦糖香(0.782)、烘焙香(0.737)、煙熏香(0.669)、陳曲香(0.621)、焦香(0.593)、炭烤香(0.557)、高火香(0.557)、糧香(0.552)、奶油香(0.440)等10個變量信息；第2主成分(14.364%)包括生糧香(0.634)、中藥香(0.633)、中火香(0.538)、青草香(0.533)4個變量信息；第3主成分(10.564%)包括酯香(0.801)、中火香(0.674)、麥香(0.472)；第4主成分(9.000%)包括糊香(0.700)、芝麻香(0.519)、汗臭(-0.478)；第5主成分(7.175%)包括新曲香(0.549)；第6主成分(6.108%)包括焦香(-0.548)；第7主成分(5.646)包括酯香(0.516)。

表6 成分得分矩陣Table 6 Component scoring matrix

由圖3可知，從第7個主成分開始變化幅度減小，趨于水平。綜上分析，這21個描述語在7個主成分中均有貢獻，能代表醬香型大曲的基本香氣特征。

圖3 香氣描述語主成分碎石圖Fig.3 Aroma description of the main component gravel diagram

2.6 醬香型大曲風味剖面圖的構(gòu)建

對3個產(chǎn)區(qū)中大曲的香氣特征感官強度進行相關性分析，如表8所示，3個產(chǎn)區(qū)醬香型大曲之間具有顯著性差異，可以較好地評價其感官品質(zhì)。其中M1與H1、S1具有顯著正相關，H1與S1則極顯著正相關。

表7 大曲感官特征強度的相關性分析Table 7 Correlation analysis of the intensity of sensory characteristics of Daqu

從3個產(chǎn)區(qū)的曲樣中各選1個為代表，繪制風味剖面圖，如圖4所示。其中M1樣本的高火香、糧香、奶油香、烘焙香和陳曲香相對突出，H1樣本的焦香、炭烤香相對突出，S1樣本整體香氣強度較弱，其酸香和奶油香強度上和H1樣本較接近，3種大曲在醬香香氣強度相差不大。整體而言，在一定程度上，3種大曲反映了不同產(chǎn)區(qū)醬香高溫大曲的香氣特征，其中茅臺產(chǎn)區(qū)醬香大曲的高火香、烘焙香最為突出，這可能與茅臺產(chǎn)區(qū)醬香高溫大曲中吡嗪類物質(zhì)含量較高有關，湖南產(chǎn)區(qū)醬香大曲的焦香最為突出，山東產(chǎn)區(qū)醬香大曲的整體香氣強度較弱，3個產(chǎn)區(qū)醬香高溫大曲的香氣特征各有特點，這可能與其生產(chǎn)環(huán)境、微生物群落差異等因素有關。與傳統(tǒng)的大曲質(zhì)量評價體系相比，借助于風味剖面圖可以更加直觀地表現(xiàn)不同類型大曲的香氣特征和風味差異，有利于從感官角度對大曲香氣特征進行研究。

圖4 三個產(chǎn)區(qū)醬香型大曲風味剖面圖Fig.4 Flavor profile of sauce-flavored Daqu in three producing areas

3 結(jié)論

本研究參考國內(nèi)外食品風味輪的構(gòu)建方法，通過感官嗅聞的方式對不同產(chǎn)區(qū)、類型的21個醬香型大曲的香氣特征進行定性定量分析，從香氣、嗅聞感和風格3方面初步繪制了醬香型大曲風味輪，包括43個香氣描述語(糧香、焦香、烘焙香等)、8個嗅聞感描述語(豐滿、純凈、諧調(diào)、柔和等)、風格描述語(典型、具備)2個。通過M值分析、聚類分析和主成分分析得到了21個能夠表達醬香型大曲香氣特征的描述語：醬香、酸香、焦糖香、烘焙香、煙熏香、陳曲香、焦香、炭烤香、高火香、糧香、奶油香、生糧香、中藥香、青草香、酯香、中火香、麥香、糊香、芝麻香、汗臭、新曲香。并通過建立風味剖面圖更直觀地表現(xiàn)了不同產(chǎn)區(qū)醬香大曲香氣特征的差異，其中茅臺產(chǎn)區(qū)大曲的高火香、烘焙香最為突出，湖南產(chǎn)區(qū)大曲的焦香最為突出，山東產(chǎn)區(qū)大曲整體香氣較弱，3個產(chǎn)區(qū)大曲的醬香香氣強度較為接近。

醬香型大曲風味輪的初步構(gòu)建使風味特征描述語更易被使用者理解和接受，為進一步剖析大曲的關鍵香氣特征和完善大曲質(zhì)量評價方法提供了科學依據(jù)，有利于解析大曲的香氣特征與成品酒品質(zhì)間的關聯(lián)性，但局限于所選用大曲樣品的代表性、曲樣數(shù)量等因素，醬香型大曲風味輪仍待進一步完善，需要對更多不同區(qū)域、廠家中醬香高溫大曲的香氣特征進行分析，如四川等地區(qū)，從而逐步建立一個更加全面典型的醬香型大曲風味輪，為不同區(qū)域、廠家“因地制宜”、“因曲制宜”，選擇合適的醬香高溫大曲用于釀造提供參考。