蒸餾型花酒主要揮發(fā)性香氣成分及其感官風(fēng)味研究

劉睿童，劉秋云，唐東亞，王平剛，程玉鑫，李苑麟，黃永光*

(1.貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院，貴州貴陽 550025；2.貴州花酒有限公司，貴州鎮(zhèn)遠(yuǎn) 557700)

食用花卉（Edible Flowers）是指根莖葉花等各個(gè)部位均可被人食用的植物，通常具有藥用、營(yíng)養(yǎng)保健、美容養(yǎng)顏三大功能[1]。由于食用花卉的健康益處，一些歐洲國(guó)家和亞洲國(guó)家的人們將其用作制藥原料[2]、食品和飲料[3]。隨著亞太地區(qū)（中國(guó)、日本、印度）對(duì)于花卉產(chǎn)品（特別是食用花卉）的需求不斷增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2027 年底花卉市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到36.5億美元[4]。

玫瑰（Rosa rugosaThunb）原產(chǎn)于中國(guó)，在我國(guó)主要種植于華北、西北、西南地區(qū)，其初開花蕾和根可入藥，具有理氣活血、美容養(yǎng)顏之效。食用玫瑰相較于觀賞玫瑰花型較小，目前主要用于制作玫瑰精油、生產(chǎn)玫瑰餡料和釀制玫瑰花酒等。金銀花（Lonicera japonicaThunb）又名忍冬，屬藥食兩用食材[5]，其香氣濃郁，具有清甜花香型香氣特征，作為天然香料廣泛應(yīng)用于香料行業(yè)[6]。在中醫(yī)領(lǐng)域，金銀花1984 年被國(guó)家中醫(yī)藥管理局確定為名貴中藥材之一，可制成中藥飲片、中成藥、藥劑供人們使用[7]，也多被制成涼茶、保健酒等供人們食用。2018 年，“貴州花香型白酒”團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/GZSX 060—2019 出臺(tái)，標(biāo)志著目前花香風(fēng)味蒸餾酒精飲料的生產(chǎn)在貴州省已具備較完備的體系。按制作工藝區(qū)分，花酒主要包括蒸餾酒、發(fā)酵酒、配制酒和浸泡酒4 種[8]，其中前兩者在貴州地區(qū)盛行。蒸餾法制作花酒的工藝與小曲白酒制作工藝類似，大致為落缸（加入花卉、酒曲、糖化酶、酵母等）→前發(fā)酵→主發(fā)酵→后發(fā)酵→蒸餾→澄清→過濾→裝壇密封→貯存老熟→勾兌調(diào)味→成品。

當(dāng)前研究聚焦于以糧食為原料釀造的蒸餾酒、果酒和葡萄酒等，而對(duì)以食用花卉為原料釀造的花酒鮮有人探索。馬宇[9]利用頂空固相微萃取（Headspace Solid Phase Microextraction,HS-SPME）和GC-MS 聯(lián)用的方法對(duì)金銀花純固態(tài)發(fā)酵酒的重要香氣化合物進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其風(fēng)味與清香型白酒有相似性，主要揮發(fā)性風(fēng)味成分有辛酸乙酯、芳樟醇、苯乙醇、癸酸乙酯、2-甲基丁醇等。胡曉燕等[10-11]通過自由基清除實(shí)驗(yàn)和銅離子還原法以未添加玫瑰花發(fā)酵的蒸餾酒為對(duì)照，發(fā)現(xiàn)添加了玫瑰花發(fā)酵的蒸餾酒的玫瑰香更濃郁，酒樣中總酚含量、對(duì)自由基的清除作用和對(duì)銅離子的還原作用也相應(yīng)增加。

GC-MS 是探究酒精飲料風(fēng)味物質(zhì)最常用的檢測(cè)技術(shù)，通常用于測(cè)定低含量揮發(fā)性化合物，結(jié)合了氣相色譜具有高效分離能力和質(zhì)譜對(duì)未知物具有獨(dú)特鑒定能力的優(yōu)點(diǎn)[12]。因此，本研究以貴州花酒酒業(yè)有限公司生產(chǎn)的8 款花酒產(chǎn)品為研究對(duì)象，利用GC-MS和感官評(píng)價(jià)法分析比較了其主要揮發(fā)性香氣成分和感官特性的差異性，期望為食用花卉蒸餾酒的香氣成分研究及生產(chǎn)工藝改進(jìn)提供借鑒或理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

1.1.1 酒樣

選取貴州花酒酒業(yè)有限公司生產(chǎn)的“黔莼花”品牌產(chǎn)品共8款，具體信息詳見表1。

表1 “黔莼花”花酒樣品信息

1.1.2 試劑與儀器

試劑及耗材：氯化鈉（分析純）、二氯甲烷（色譜級(jí)），均購(gòu)于上海國(guó)藥集團(tuán)；超純水，由超純水機(jī)（Labonova Direct Pro S）制備，購(gòu)于Think-Lab Corporation 公司；

儀器設(shè)備：分析天平（FA1104），購(gòu)于上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（Chromatec Crystal 9000 系），購(gòu)于Fuli 公司；渦旋振蕩器（Traveller），購(gòu)于北京華銳捷科技有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品前處理

參考馬宇等方法[9]，吸取10 mL 已稀釋至酒精度10 %vol 的酒樣，加入3 g 左右NaCl 至飽和，加入20 μL 混合內(nèi)標(biāo)仲辛醇（終濃度9.15 mg/L）、乙酸戊酯（終濃度8.95 mg/L）、2-乙基丁酸（終濃度9.39 mg/L），加入2 mL二氯甲烷于渦旋振蕩器中振蕩3 min，靜置分層后取有機(jī)相進(jìn)行GC-MS 分析，平行試驗(yàn)3次。

1.2.2 GC-MS條件

GC條件：采用DB-WAX色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；檢測(cè)器和進(jìn)樣口溫度為250 ℃，不分流進(jìn)樣，氦氣作為載氣，流量2 mL/min，色譜柱初溫40 ℃維持2 min，以3 ℃/min 升溫到110 ℃，再以3.5 ℃/min升溫至250 ℃，并保持該溫度15 min。

MS 條件：電子電離源；離子源溫度：230 ℃；傳輸線溫度：230 ℃；電子能量70 eV；四極桿溫度150 ℃；質(zhì)量掃描范圍m/z 25～550。

1.2.3 揮發(fā)性成分的定性和定量

本研究中有標(biāo)樣的化合物用外標(biāo)法定量，無標(biāo)樣的化合物采用內(nèi)標(biāo)法定量。標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量：以體積分?jǐn)?shù)為10%的乙醇溶液為溶劑配制待測(cè)物標(biāo)準(zhǔn)液，并進(jìn)行梯度稀釋，分析條件與酒樣分析條件相同。采用選擇離子法計(jì)算各化合物的峰面積，以化合物與內(nèi)標(biāo)物的峰面積比為橫坐標(biāo)，質(zhì)量濃度之比為縱坐標(biāo)，建立相關(guān)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線，進(jìn)行全定量分析。根據(jù)樣品總離子流圖，結(jié)合NIST17a.L 譜庫對(duì)不同樣本中主要揮發(fā)性香氣化合物進(jìn)行鑒定，篩選匹配度達(dá)到85%以上的化合物作為主要香氣成分，同時(shí)排除柱流失等干擾性化合物。以仲辛醇、乙酸戊酯、2-乙基丁酸為內(nèi)標(biāo)作為峰面積參照，采用內(nèi)標(biāo)法半定量計(jì)算其余組分含量。

1.2.4 感官分析

根據(jù)文獻(xiàn)[13]方法，選取10 人對(duì)8 個(gè)花酒樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，分為香氣和滋味兩個(gè)維度。品評(píng)人員包括研究白酒風(fēng)味的6 名研究生和具有10 年以上品酒經(jīng)驗(yàn)的4 名老師（國(guó)家一級(jí)品酒師、省白酒評(píng)委）。經(jīng)培訓(xùn)練習(xí)后，感官品評(píng)人員對(duì)花酒樣品的香氣，如花香、甜香、果香、醋香、曲香、草本/生青、糧香（小麥/麥芽）、發(fā)酵香（酒香）等香氣和酸味、甜味、苦味、澀味、豐富度、柔和度、協(xié)調(diào)度、澄清度等感官?gòu)?qiáng)度進(jìn)行評(píng)定，評(píng)定分?jǐn)?shù)范圍為0～5，0 分為未聞/感知到，5 分為聞/感知到的香氣最強(qiáng)。取20 mL 酒樣于白酒品評(píng)專用杯中，于室溫下（20 ℃±1 ℃）進(jìn)行感官評(píng)定，取所得分值結(jié)果的平均值做感官評(píng)價(jià)雷達(dá)圖。

1.2.5 數(shù)據(jù)及圖像處理

采用Microsoft Excel 2021 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；采用在線平臺(tái)聯(lián)川生物云平臺(tái)（https://www.omicstudio.cn/）進(jìn)行偏最小二乘（PLS-DA）分析；采用Origin 2021進(jìn)行圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同樣品主要揮發(fā)性香氣成分分析

在8 個(gè)樣品中檢測(cè)到主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)共計(jì)84種，其中醇類27種、酯類24種、酸類8種、酚類9 種、醛酮類5 種及其他類12 種。在含量上8 個(gè)樣品的主要揮發(fā)性香氣化合物均主要由醇類和酯類化合物構(gòu)成，其次是酚類和酸類化合物。

圖1 8個(gè)花酒樣品主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類(A、B)與含量（C、D）圖

2.1.1 醇類

醇類物質(zhì)在酒精飲料中含量較高且是形成酒體風(fēng)味的重要化合物，通常絕大部分的醇經(jīng)由糖類或氨基酸通過酵母代謝[14]，通過埃爾希利途徑（Erhlich pathway）和生物合成途徑（biosynthesis pathway）產(chǎn)生。一般碳原子數(shù)大于2 的醇稱為高級(jí)醇（higher alcohols），如異丁醇、異戊醇、2-苯乙醇等，其對(duì)酒精飲料的質(zhì)量影響巨大，影響的積極或消極性取決于高級(jí)醇的濃度、香氣強(qiáng)度以及酒精飲料的類型。在MG 組樣品中共檢出醇類物質(zhì)21種，JYH 組樣品共檢出17 種。異戊醇（蘋果白蘭地香氣）、苯乙醇（玫瑰香氣）、2-甲基-1-丁醇（香蕉香氣）在MG 組樣品中具有較高的含量，在JYH 組樣品中具有較高含量的是異戊醇和苯乙醇。總體而言，異戊醇、苯乙醇、2-甲基-1-丁醇均可賦予蒸餾酒酒體醇香、水果香、花香等特征香氣。異戊醇是酒精飲料中最重要的醇，是高級(jí)醇的主要成分，也是白酒中主要的醇類物質(zhì)和助香劑[15]，其在MG4和JYH1、JYH2、JYH4 樣品中含量最高，分別占65.63 %（MG4）、71.33 %（JYH1）、79.65 %（JYH2）、73.43%（JYH4）。2-甲基-1-丁醇呈現(xiàn)醇香、香蕉指甲油氣味，在濃度低時(shí)呈現(xiàn)水果香和花香，在MG2 樣品中占相對(duì)含量55.46 %。苯乙醇呈現(xiàn)一種類似花香的氣味，在MG 組樣品中含量（35.41 mg/L±10.35 mg/L）略高于JYH組（31.43 mg/L±29.06 mg/L）。香葉醇是MG3 樣品中特有的高含量（64.81 %）醇類物質(zhì)，其在香水工業(yè)中是主要的增甜劑，主要呈現(xiàn)盛開的玫瑰氣味。

2.1.2 酯類

酯類物質(zhì)可能是酒精飲料中最重要的化合物，其含量與比例影響酒體風(fēng)格，主要由酒精發(fā)酵和蒸餾過程中醇類和有機(jī)酸的酯化作用生成[16]。在MG組樣品中共檢出酯類物質(zhì)14 種，JYH 組樣品共檢出17 種。乳酸乙酯在所有類型的中國(guó)白酒中普遍以較高濃度存在，含量達(dá)到g/L 級(jí)，呈現(xiàn)水果、甜香、醚樣香氣，此次在8 個(gè)樣品中也均檢出較高的含量，且JYH組（19.40 mg/L±9.60 mg/L）略高于MG組（17.58 mg/L±13.10 mg/L）。琥珀酸乙酯是JYH組樣品中特有的含量較高的酯類，在之前的金銀花相關(guān)酒精飲料的研究中未見報(bào)道，本次在JYH1、JYH3 樣品中測(cè)得含量較高，分別為15.95 mg/L 和15.44 mg/L，含量占比為44.46%和62.69%。

2.1.3 酸類

有機(jī)酸類物質(zhì)也是經(jīng)由糖類或氨基酸通過酵母代謝產(chǎn)生的，其既是飲料酒中的呈香化合物，同時(shí)也是呈味化合物，張志兵等[19]的研究表明，適量的有機(jī)酸可以增強(qiáng)蘋果蒸餾酒的口感和味道。8個(gè)樣品中共檢測(cè)到酸類物質(zhì)8 種，其中MG 組樣品8 種，JYH組樣品中3種。乙酸常呈現(xiàn)酸的、刺激性的、不愉快的氣味，其物質(zhì)含量在JYH組明顯高于MG組，排序?yàn)镴YH2(2.11 mg/L)＞JYH3(0.98 mg/L)＞JYH1(0.85 mg/L)＞MG2(0.31 mg/L)，其余樣品未檢測(cè)到。辛酸廣泛存在于芒果、果醋、白酒和葡萄酒中，是MG 組樣品中特有的物質(zhì)，在濃度低時(shí)表現(xiàn)為水果香和花香，其在MG1 和MG2 樣品中含量相對(duì)較高，分別為0.11 mg/L 和0.31 mg/L，含量占比分別為41.24%、22.30%。

2.1.4 酚類

揮發(fā)性酚類物質(zhì)存在于所有的酒精飲料中，主要包含愈創(chuàng)木酚類、苯酚類、丁香酚和香蘭素類等，較高濃度的酚類物質(zhì)給人帶來不愉快的氣味而被稱為酒體中的“異嗅物質(zhì)”。本次在所有樣品中共計(jì)檢出9種酚類物質(zhì)，濃度均小于0.1 mg/L，其中甲基丁香酚是8個(gè)樣品種共有的酚類物質(zhì)，按含量高低排序如下：MG2(0.69 mg/L)＞MG1(0.57 mg/L)＞MG4(0.27mg/L)＞JYH3(0.13mg/L)＞JYH4(0.12mg/L)＞JYH1(0.05mg/L)＞MG3(0.04mg/L)＞JYH1(0.01mg/L)。

2.2 感官評(píng)價(jià)分析

10 名品評(píng)員對(duì)8 個(gè)樣品的8 個(gè)香氣指標(biāo)和8 個(gè)滋味指標(biāo)進(jìn)行感官評(píng)價(jià)并打分，感官評(píng)價(jià)結(jié)果如圖2所示。

圖2 8個(gè)花酒樣品香氣與滋味感官評(píng)價(jià)雷達(dá)圖

在香氣方面，MG 組樣品以花香為主，輔以甜香和果香，MG1 和MG2 樣品香氣層次較于MG3 和MG4 樣品更為豐富。JYH 組樣品的花香與草本/生青香氣同樣突出，這是由于金銀花木本植物的特性決定的。JYH4 在甜香和酒香的表現(xiàn)上明顯優(yōu)于同組其他樣品，推測(cè)是由于其原料中糖的占比遠(yuǎn)高于其他樣品。

在滋味方面，兩組樣品在滋味方面的差異均要小于在香氣方面的表現(xiàn)。值得注意的是，JYH4 樣品的澀味感知要明顯低于同組其余樣品，這與其主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)的種類與含量均為同組樣品中最少相關(guān)。

2.3 不同樣品主要揮發(fā)性成分的PLS-DA分析

偏最小二乘判別分析（PLS-DA）是一種有監(jiān)督模式的數(shù)據(jù)分析方法，在分析數(shù)據(jù)時(shí)已知樣本的分組關(guān)系，更好的選擇區(qū)分各組的特征變量，在對(duì)數(shù)據(jù)降維的同時(shí)建立回歸模型，并對(duì)回歸結(jié)果進(jìn)行判別分析。變量重要性投影（VIP,Variable Importance in Projection）表示變量在主成分上的投影，VIP＞1 被認(rèn)為是具有顯著貢獻(xiàn)的。為了更好地對(duì)2 種花酒風(fēng)味進(jìn)行識(shí)別，利用從GC-MS 篩選出的數(shù)據(jù)進(jìn)行PLS-DA 分析，R2為0.8628，代表本模型有較好的解釋能力。由圖3A 可看出，PC1 方向上有明顯的組間區(qū)分，可以識(shí)別出MG 組和JYH 組樣品；PC2 方向上亦具有較為明顯的組內(nèi)區(qū)分，這與JYH4 樣品揮發(fā)性香氣物質(zhì)明顯少于其他樣本的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。根據(jù)VIP＞1，鑒定出7 種物質(zhì)可以作為區(qū)分2 種不同原料的貴州花酒的特征香氣化合物，分別為丁內(nèi)酯（2.01）、乙酸（1.84）、琥珀酸乙酯（1.58）、香茅油（1.49）、2-甲基-1-丁醇（1.41）、DL-白氨酸乙酯（1.15）、二甲基苯甲醛（1.05）。

圖3 基于主要風(fēng)味物質(zhì)的PLS-DA得分圖（A）和模型檢驗(yàn)圖（B）

3 結(jié)論

本研究針對(duì)不同原料的2 種貴州花酒的主要香氣成分進(jìn)行研究，共鑒定出84 種主要的揮發(fā)性香氣化合物，其中醇類27 種、酯類24 種、酸類8 種、酚類9 種、醛酮類5 種以及其他類12 種。其中MG組樣品中含量較高的香氣物質(zhì)為異戊醇、苯乙醇、2-甲基-1-丁醇、乳酸乙酯、辛酸，JYH 組樣品中含量較高的香氣物質(zhì)為異戊醇、苯乙醇、乳酸乙酯、琥珀酸乙酯和辛酸。其中，丁二酸二乙酯（呈熟蘋果和依蘭香氣）在金銀花蒸餾酒中檢出補(bǔ)充了前人在金銀花固態(tài)發(fā)酵酒香氣成分方面的研究。2 組樣品在感官評(píng)價(jià)中，在花香表現(xiàn)上體現(xiàn)了一定的相似性，較高強(qiáng)度的草本/生青氣味是JYH 組樣品的特征。其中JYH4樣品在甜香和發(fā)酵香（酒香）的表現(xiàn)與其他樣品較為不同。通過PLS-DA 的變量投影重要度分析確定了能夠區(qū)分2 種不同原料的主要香氣特征標(biāo)志物，分別為丁內(nèi)酯、乙酸、琥珀酸乙酯、香茅油、2-甲基-1-丁醇、DL-白氨酸乙酯和二甲基苯甲醛。