青稞酒香氣成分及其影響因素的研究進展

尹小慶，張玉紅*

（西藏自治區農牧科學院 農產品開發與食品科學研究所，西藏 拉薩 850000）

青稞酒是我國青海及西藏等地區特產的一種白酒，香味協調、清雅純正、口感綿甜爽凈，屬于清香型白酒的一個分支。根據工藝特點可分為青稞咂酒、青稞烤酒、青稞白酒及青稞保健酒、青稞啤酒、青稞清酒、青稞黃酒、青稞飲料酒等低度發酵酒[1]。青稞酒富含硫胺素、核黃素、尼克酸等多種有益身體健康的微生素，可激活人體細胞，保護心血管等臟器[2]。青稞酒中的β-葡聚糖[3-4]有輔助降血糖、提高免疫力、調節生理節律等功效[5-6]。青稞酒中還含有芳樟醇、橙花叔醇、香葉醇、D-檸檬油精、β-大馬酮、香葉基丙酮、橙花醇等萜烯類物質，這些活性物質隨著發酵和蒸餾保留在青稞酒中，具有抗炎、抗氧化、抗腫瘤、鎮咳、祛痰、抑菌等作用[7-10]。

由于青稞酒地理環境獨特、釀酒原料獨特、大曲配料獨特、制酒工藝獨特、產品風格獨特，被全國釀酒專家譽為“高原明珠、酒林奇葩”[11]。不同產區、不同品種青稞酒的感官風味各異，青海青稞原酒清香純正，青稞香明顯，較醇甜，較凈；而石首青稞原酒清香純正，有芝麻香、入口醇甜，略有糠麩味、干凈；瓦藍青稞清香較純正，陳香，糠油味較重，入口醇甜，較凈；而黑老鴉青稞清香較純正，酯香明顯，入口醇甜，較凈[12]。一米查和二米查青稞酒相比，一米查青稞酒果香味更加濃郁，而二米查青稞酒醇味更盛[13]。加之，發酵微生物多樣化的代謝方式，青稞酒風味特征更加豐富[14]。然而目前對青稞酒的風味研究極少，其特征風味成分尚不明確，以至于青稞酒的生產和勾兌都僅憑經驗而缺乏風味方面的理論指導，難以確保酒質的穩定性。

因此，本文旨在闡明青稞酒香氣成分的種類和含量，分析梳理青稞酒關鍵香氣物質及特征，探討影響青稞酒香氣的因素，從青稞原料的選擇、釀造微生物及工藝等方面為青稞酒品質的提升和青稞酒香氣精準調控技術的發展提供一定的參考。

1 青稞酒香氣物質的組成

青稞揮發性風味成分主要由醇類和醛類組成[15]，而青稞酒中揮發性風味物質的復雜性隨著青稞發酵時間的延長而增加[16]。目前由劉志鵬等[17]采用頂空固相微萃取結合全二維氣相色譜-飛行時間質譜技術（comprehensive twodimensional gas chromatography/time-of-flight mass spectrometry，GC×GC-TOF MS）檢測鑒定出的青稞酒香氣成分有448種，主要包括酯類、醇類、酸類、芳香族、醛酮類、呋喃類、含氮化合物、含硫化合物以及萜烯類化合物等。但研究集中在通過頂空固相微萃取（headspace solid-phase mi croextraction，HS-SPME）結合氣相色譜-質譜聯用儀（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）分析檢測青稞酒中的揮發性物質，故種類相對較少，檢出揮發性風味物質42～105種[19，24-25，29]。

如圖1所示，文獻[19，24-29]中報道的青稞酒香氣種類及含量占比，青稞酒中已檢測到酯類物質50種以上，單一酒樣中最多檢測出33種，平均含量占比達49.54%。酯類物質可以通過醇酸酯化反應合成，也可以通過乙酰輔酶A和高級醇作為發酵底物，在醇-酰基轉移酶的作用下于微生物細胞內合成酯類物質[16]。其中乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯、壬酸乙酯、癸酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸己酯、丁二酸二乙酯、乙酸異戊酯、2-甲基丙酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯等在大部分青稞酒中均被檢出，主要賦予青稞酒果香和花香。而γ-壬內酯、γ-己內酯等內酯呈現果香、甜香、椰子香等，只在少部分青稞酒中檢出。這可能是導致不同品種、地區青稞酒差異的原因之一。

圖1 青稞酒香氣物質種類及含量占比統計結果Fig.1 Statistical results of types and contents proportion of aroma substances in highland barley liquor

醇類物質主要由酵母在發酵過程中通過酮酸合成途徑和氨基酸降解途徑產生[18]，適量的高級醇是酒香味的主要組成成分，但當含量過高時，會給酒體帶來苦澀味。目前青稞酒中檢測到的醇類物質30多種，單一酒樣中最多檢測出18種，平均含量占比約20%，正丁醇、正戊醇、正庚醇、正辛醇、正壬醇、2-辛醇、2-壬醇、2-甲基丙醇、3-甲基丁醇存在于多數青稞酒中，賦予青稞酒醇香和花香。而1-辛烯-3-醇、3-辛醇、2-甲基丁醇等呈現蘑菇、青草等香氣，很好地展示了少部分青稞酒獨特的香氣特征。

芳香族化合物主要呈現怡人的花香和水果香氣，香氣強度普遍較高[19]。在青稞酒中單次檢測最高檢出12種，主要有β-苯乙醇、苯甲醇、苯甲酸、苯甲醛、苯乙醛、苯甲酸乙酯、苯乙酸乙酯、乙酸苯乙酯等，但含量差異較大（1%～62%）。其中，β-苯乙醇呈現玫瑰香和蜂蜜氣味，在汾酒和寶豐酒中也具有很高的香氣強度[20-21]。此外，乙酸-2-苯乙酯、3-苯丙酸乙酯、苯乙醛和苯乙酸乙酯的平均香氣強度在3.0以上，也是芳香族中較為重要的呈香物質，主要呈現玫瑰、蜂蜜、花香和水果香等香氣特征[19]。

另外，酸類、醛酮類等物質也普遍存在于青稞酒中。青稞酒中含量相對較高的酸類物質有乙酸、丙酸、丁酸、己酸等，酸類物質對各香味成分起協調、平衡作用，增加醇厚感。可以消除酒的苦味，減少雜味、增加甜感，是味覺改變劑[22]。醛酮類物質主要起助香、呈味作用，由醇的氧化或脫氫反應生成[22]或在脂氧合酶作用下由不飽和脂肪酸產生[23]。多數青稞酒中有己醛、辛醛、壬醛、癸醛、乙縮醛和糠醛等，呈水果、花香、青草香，僅在少部分青稞酒樣品中檢出3-羥基-2-丁酮（乙偶姻）、2-壬酮、2-十一酮、糠醛、5-甲基糠醛、乙縮醛、異佛樂酮、β-大馬酮、香葉基丙酮等醛酮類物質，賦予青稞酒花香、甜香、奶油香氣。

除了酯類、醇類、酸類、芳香族、醛酮類化合物，還有烷烴類、吡嗪類、呋喃類、內酯、酚類、烯萜類等其他化合物，這些化合物在青稞酒中種類多，但含量卻不足1%，對青稞酒風味也具有一定的作用，如三甲基吡嗪、四甲基吡嗪等呈烘焙香，α-蒎烯、D-檸檬油精、γ-萜品烯、p-傘花烴、長葉松稀等烯萜類物質呈植物、草木香。

綜上，青稞酒香氣成分中酯類和醇類的占比和種類較多，芳香族化合物種類和含量差異較大，酸類和醛酮類物質等較少，其他物質種類豐富但含量較少，共同為青稞酒豐富的香氣表現奠定了物質基礎。由于青稞多生長在高海拔地區，很大程度限制了青稞酒產業的發展，目前多數研究以天佑德青稞酒為主，非主流青稞酒產品的香氣研究比較缺乏。

2 青稞酒關鍵呈香物質

青稞酒中揮發性物質種類多且香氣復雜，但并不是每一種揮發性物質都對香氣呈現作用，其中起主要作用的揮發性風味物質被稱為青稞酒的關鍵香氣組分，這類物質通常有較高的風味稀釋（flavor dilution，FD）因子[30]或香氣活度值（odor activity value，OAV）。一般認為當OAV＞1的化合物對酒的香氣有重要貢獻[31]，是關鍵呈香物質。青稞酒中關鍵呈香物質（OAV＞1）總結見表1。由表1可知，青稞酒中關鍵呈香物質包括21種酯類、14種醇類、7種酸類、16種醛酮類、8種芳香族化合物、11種其他類物質。乙酸乙酯、2-甲基丙酸乙酯、丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、3-甲基丁酸乙酯、乙酸-3-甲基丁酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、丁酸-3-甲基丁酯、辛酸乙酯、2-甲基丙醇、乙酸、3-甲基丁醛、（E,Z）-2,6-壬二烯醛、苯乙醛、β-大馬酮、乙縮醛、二甲基三硫的OAV均＞100，呈香作用最為突出。乙酸乙酯是青稞酒的主體香，具有愉悅的水果氣味。在酸類物質中，乙酸的OAV最高，呈酸味，對青稞酒的整體風味有協調作用。β-大馬酮呈水果香和蜂蜜香，因其閾值較低（0.05 μg/L）[32]，即使含量少對青稞酒也具有較大的香氣貢獻。進一步分析發現，青稞酒中共有的關鍵風味物質有乙酸乙酯、丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、乙酸、γ-壬內酯、β-大馬酮和β-苯乙醇，構成了青稞酒的風味特征。除了18種OAV＞100的關鍵呈香物質外，己醛、1-己醇、1-壬醇、癸醛呈青草味、花果香。戊酸、丁酸、2-甲基丙酸、3-甲基丁酸則表現為酸味、奶酪、腐臭等味道。苯乙酸乙酯、月桂酸乙酯、癸醛等表現類似于油脂、蜂蜜等修飾性氣味。D-檸檬油精具有檸檬氣味，α-蒎烯、γ-萜品烯、香葉基丙酮則呈植物、草本、花香。而青稞酒中0.1＜OAV＜1的香氣物質也不容忽視，這些物質對提升青稞酒香氣復雜性以及修飾香氣有很大作用[33-34]。

表1 青稞酒關鍵呈香物質Table 1 Key aroma compounds in highland barley liquor

各類青稞酒關鍵呈香物質（FD＞16）的分布情況見圖2[36-37]。

圖2 青稞酒中風味稀釋因子＞16的香氣物質Fig.2 Aroma components with flavor dilution factor＞16 in highland barley liquor

由圖2可知，青稞酒中大部分揮發性風味物質的FD值集中在16～512，而FD＞1 024的揮發性風味物質有5種，分別是苯乙醛、3-甲硫基丙醛、β-苯乙醇、乙酸、丁酸乙酯。不論是基于OAV還是FD，β-苯乙醇、乙酸、丁酸乙酯在青稞酒中均是感知強度突出的呈香物質。從分類看，酯類物質FD＞16的最多，有21種，其次是醇類物質15種，故青稞酒主要呈果香、花香和醇香。從圖2紅色點可以看出，在不同的青稞酒中，雖然大部分同一種揮發性風味物質的香氣強度很相近，但是少部分物質顯示出極大的差異，比如乙酸、丁酸乙酯、己酸乙酯、苯乙醇，這可能是不同青稞酒風味差異的一個原因。

綜上，青稞酒的關鍵呈香物質超過80種，表現出花香、果香、植物香和酒香等特征香氣。需要指出的是，由于已有研究選用的青稞酒樣品量和典型性有限，且多數研究采用頂空固相微萃取（headspace solid phase microextraction，HS-SPME）-GC-MS結合OAV的方法，氣相色譜嗅聞（gas chromatography-olfactometry，GC-O）結合香氣萃取物稀釋分析（aroma extract dilution analysis，AEDA）的方法，香氣重組和缺失實驗的有效驗證使用較少，故不能全面分析青稞酒香氣特征。

3 影響青稞酒香氣物質形成的因素

3.1 青稞品種

不同青稞品種中揮發性物質差異較大，瓦藍青稞中含有344種揮發性風味物質，白浪散青稞有403種，黑老鴉青稞有352種[38]。其中二氫月桂烯醇、α-大馬酮、4-氧代異佛爾酮、反式芳樟醇氧化物（呋喃型）、α-柏木烯、β-水芹烯等萜烯類物質既具有呈香或呈味作用，又體現著青稞獨特的健康作用[39-40]。據報道，藏青25青稞中風味物質種類高于藏青2000青稞和隆孜黑青稞，而藏青2000青稞中醛類、酸類、酯類、醇類、呋喃類及苯類化合物含量高于藏青25青稞和隆孜黑青稞中同類化合物的含量[41]。為進一步探究青稞與青稞酒揮發性風味物質之間的關系，賈福晨等[42]以7個不同品種的青稞及其釀造出的青稞酒為研究對象，采用氣相色譜-質譜聯用法分析發現，青稞原料中含量較高的揮發性風味物質是醛類和醇類，而青稞酒中含量最高的是醇類和酯類物質。姜欣等[43]分別用隆子黑、芶芝黑、藏青2000、喜拉22、QB14、藏青25和藏青27青稞釀造了7種青稞酒，其中藏青25青稞酒風味物質以酯類居多；藏青27和喜拉22青稞酒以醇類物質為主；隆子黑青稞酒雖以酯類為主，但酯類的種類少于藏青25青稞酒，表現出與其他青稞酒不同的特殊風味；藏青2000和芶芝黑兩種青稞釀造的青稞酒結構特征相似，酚類、醇類、醛類和酯類物質的影響較大。因此，青稞品種也是導致青稞酒風格多樣化的原因之一，通過香氣評價能更好的篩選出釀酒適用性高的青稞品種。

3.2 發酵微生物

微生物是影響青稞酒風味物質的關鍵因素之一。拉薩、林芝、日喀則、山南1號、山南2號藏曲釀造的青稞酒風味品質的差異，其中山南1號、山南2號和日喀則藏曲發酵的青稞酒所含揮發性風味物質較多，總酸含量較低，更適合釀造青稞酒[24]。當青稞大曲與根霉小曲的配比為10∶1時，釀造出的青稞酒與傳統青稞酒比較，酯類物質更為豐富，風味更加香醇，且乙醇含量相對較低，使口感更加柔和[44]。為進一步了解青稞酒風味與發酵微生物之間的關系，陳占秀等[45]運用高通量測序技術（high-throughput sequencing，HTS），在青稞酒釀造過程中初步篩選出酵母菌、霉菌、細菌共329株，完成鑒定269株。對61株菌進行代謝分析發現，德爾布有孢圓酵母（Torulaspora delbrueckii）等微生物能產豐富的醇類、酯類、萜烯類等風味物質。青稞酒曲ZQ和青稞酒曲ZSQ中的優勢真菌和細菌類群為根霉屬（Rhizopus）、曲霉屬（Aspergillus）、畢赤酵母屬（Pichia）、醋酸桿菌屬（Acetobacter）、魏斯氏菌屬（Weissella）、泛菌屬（Pantoea）[46]。真菌群落在青稞酒發酵過程中以根霉屬（Rhizopus）和酵母菌（Yeast）為主，而細菌群落不斷變化。在發酵48 h后，明串珠菌屬（13.53%）和醋酸菌屬（74.60%）的細菌屬數由0 h的13個降至4個（相對豐度＞0.1%）[47]。根霉擁有糖化酶和液化酶[48]，與乙酸乙酯呈正相關。青枯菌屬（Ralstonia）、暗單胞菌屬（Pelomonas）、蒼白桿菌屬（Ochrobactrum）與酸類及其酸類前體物質呈顯著正相關。明串珠菌顯示了通過糖苷酶活性產生芳香物質的潛力[49]。據報道，芽孢桿菌在發酵生物過程中產生淀粉酶和蛋白酶，有利于產生芳香物質[50-51]。因此掌握好微生物與青稞酒揮發性物質的關系，便可通過混菌發酵的方式提升青稞酒的香氣及綜合質量。王三霞[52]利用不同的霉菌和酵母進行組合發酵，以市售青稞酒作為對照，發現以米根霉（Rhizopus oryzae）ZFM1、釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）ZFJ10和異常威克漢遜酵母（Hansenula anomala）ZSJ13發酵的青稞酒Q4與市售青稞酒相比，風味輪廓相差較大，酯類物質占比顯著上升，而酸類物質占比顯著下降。使青稞酒酸苦味明顯改善，甜味、酒香和果香均評分較高且協調性好。祁萬軍等[53]利用青稞酒釀造環境篩選獲得的具有較高產醇產酯能力的釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）QK6釀造青稞酒，不僅提升了乙酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸乙酯的含量，還提高了青稞酒的產量。

3.3 工藝條件

青稞酒生產中涉及原料預處理、發酵、蒸餾或不蒸餾、陳釀、勾調等具體的工藝，不同工藝條件對青稞酒香氣的影響見表2。

表2 不同工藝條件對青稞酒香氣的影響Table 2 Effects of different process conditions on aroma of highland barley liquor

青稞預處理是將青稞進行炒制、蒸煮、磨粉等，對青稞淀粉受損含量、淀粉短程分子序數和相對結晶度的影響各不相同[54]。用炒制后的青稞釀造青稞酒，其酯類、醇類、醛酮類物質種類均高于未炒制青稞酒[29]。這可能是青稞在高溫炒制過程中發生了美拉德反應和不飽和脂肪酸的氧化反應，生成了醇類、酮類和醛類物質，其中的醇類與發酵過程中生成的酸反應生成酯類，進一步提升青稞酒的風味。

添加輔糧會增加青稞酒風味物質的種類[19]，多糧青稞酒（青稞輔以豌豆、糯米釀造）比純青稞釀造的青稞酒有更多的酯類、醇類、醛酮類物質，而呋喃、吡嗪、內酯、烯萜類物質則表現出極大的種類差異，差異的物質種類可以豐富青稞酒的香氣，表現出獨特性。從物質含量分析，添加輔料則提高了青稞酒香氣物質總含量、總酯、酸類、烯萜類物質的含量，酯類中的乙酸乙酯和乳酸乙酯的含量顯著提高，雖然酚類和醛類物質含量略有下降，但青稞酒的整體香氣依然提升。

通過優化發酵條件可以提高青稞酒整體的香氣，降低雜味、苦味[52，55-56]。泡糧、蒸糧、糖化、料水比的設定以及發酵時間、溫度、菌種的選擇都會對青稞酒的品質產生極大的影響。發酵初期較高的糖含量對酵母的繁殖極為有利，而較高的料液比會使發酵液的酒精度、總糖、總酸、pH值均下降，不利于酒曲中酵母的發酵作用[57]。發酵時間過短會導致淀粉利用不完全，釀造時間過長則會導致青稞酒中總酸含量上升。只有合適的釀造條件，才能更好的利用青稞中的淀粉、蛋白質等物質，有更高的出酒率，并形成和富集更多的風味物質。

在蒸餾過程中掐頭去尾，可以掐掉酒頭中甲醇等有害物質，也可以去掉酒尾中濃度過高的乳酸乙酯、乙酸等高沸點（高于150 ℃）的物質，而高級脂肪酸乙酯含量表現為酒身低，酒頭、酒尾高的特點，通過掐頭去尾可以更好的控制青稞酒的品質[19，25，58-59]。

新酒通常含有較多的硫化氫、硫醇、硫醚等刺激性物質，入口辛辣[60]。在陳釀過程中，空氣中的氧氣進入壇內與酒產生微氧循環，加速酒的酯化、氧化、還原反應的速度，有效排除醛類、硫化物等物質，減少辛辣味，增加酒的芳香。陳釀后的青稞酒與剛蒸餾的青稞酒在聚類分析時明顯分為兩類，陳釀使得總酯和總醇含量下降，總酸含量上升[61]，酒體變得醇和，產生陳香。在實際應用中，可以用老壇或者添加老壇碎片的新壇儲藏新酒，加速催陳效果，使青稞酒陳香陳味突出，入口綿柔，有回甜感[62]。

勾調可以改善酒的品質，提高酒的檔次，突出酒的風格。選用不同質量和風格的基礎酒，以口感為主，結合色譜骨架成分，總酸、總酯及乙酸乙酯、丁酸乙酯、乳酸乙酯等微量成分，使組合后的基礎酒基本達到綿甜柔和、香味協調等特征。在此基礎上加入特制的香、甜、陳、凈、多糧型等調味酒，彌補基酒的不足，進而可以奠定青稞酒產品的風格[63]。

4 結論與展望

青稞酒香氣成分主要以酯類和醇類為主，芳香族化合物種類和含量差異較大，酸類和醛酮類物質等較少，表現出共性和差異。青稞酒的關鍵呈香物質超過80種，主要呈花香、果香、植物香和酒香等特征香氣。其中β-苯乙醇、乙酸、丁酸乙酯是青稞酒中強度突出的呈香物質。優良的青稞、合適的發酵劑和優化工藝均能提高青稞酒風味，改善青稞酒的品質。但是多數研究的研究對象均是天佑德青稞酒，并采用GC-MS結合OVA法分析青稞酒香氣物質成分和特征，因此不能全面掌握青稞酒的風味特征。下一步擬采用GC×GC-TOF MS、GC-O等更高靈敏度和準確度的檢測工具和多元統計分析方法，開展典型品種和商品青稞酒的香氣研究，掌握青稞酒香氣精準調控方法和機理。進而鎖定青稞酒的風味特征，指導青稞的種植、核心功能微生物的篩選、企業生產工藝參數的確定，為我國青稞種植業轉型升級，青稞酒品質的提升及青稞酒市場蓬勃發展提供參考。