陳彬，何宏魁，劉國英，張鳳杰，李安軍，韓興林*

1(中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院有限公司，北京,100015) 2(安徽古井貢酒股份有限公司，安徽 亳州，236800) 3(酒類品質(zhì)與安全國際聯(lián)合研究中心，北京,100015)

“曲乃酒之骨”，沒有好曲難產(chǎn)佳釀[1]。曲是釀制白酒常用的糖化發(fā)酵劑。在制曲過程中依靠自然界各種微生物富集到用淀粉質(zhì)原料制成的曲坯上，經(jīng)過擴(kuò)大培養(yǎng)，形成各種有益的釀酒微生物菌系和酶系，再經(jīng)過風(fēng)干、貯藏，即成為成品大曲[2-3]。這些大曲中的微生物種類極其復(fù)雜，霉菌、酵母菌及其他微生物種類繁多，并且曲塊中富含氨基酸和各種微生物生長代謝的各種酶類，能產(chǎn)生上百種香味成分，成為釀造白酒獨(dú)特香味及口感的重要原因[4-7]。小曲是糖化發(fā)酵劑，起到至關(guān)重要的作用。小曲是使用米粉、米糠或麩皮，有的添加一些中草藥，或者少量白土(觀音土)，再接入種曲，加入適量水制成坯，在合適的溫度和濕度下培養(yǎng)而成的[8]。因其曲塊體積較小，習(xí)慣上稱為小曲，但各地區(qū)叫法有所不同，如稱其為藥曲、酒曲丸、酒餅、白曲等[9-10]。

曲的主要作用是把原料中的淀粉(或糖分)轉(zhuǎn)變成糖再生成酒精[11]。但是不同的曲種所生成的白酒質(zhì)量是不一致的，差異很大，并且大曲在釀造白酒中不單是糖化發(fā)酵作用，還有其他一些極為重要的作用。而液態(tài)發(fā)酵和固態(tài)發(fā)酵2種形式對于白酒品質(zhì)也有較大影響。

由于目前白酒以固態(tài)發(fā)酵形式為主，本研究針對大小曲分別進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，以此辨別其對酒體風(fēng)味的貢獻(xiàn)度；目前白酒多采用大曲發(fā)酵，本研究又對其發(fā)酵形式進(jìn)行了初步探究，分別進(jìn)行了固態(tài)發(fā)酵和液態(tài)發(fā)酵。因此本研究主要分析大小曲及發(fā)酵形式對酒體風(fēng)味的影響及其變化規(guī)律，旨在了解大小曲及發(fā)酵形式對酒體風(fēng)味的貢獻(xiàn)度。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

高粱、小麥、玉米、大米、糯米、小曲：安徽古井貢酒股份有限公司；中溫大曲、稻殼：北京順鑫農(nóng)業(yè)股份有限公司牛欄山酒廠；乙酸乙酯、甲醛、己酸乙酯、異戊醇、乳酸乙酯(均為色譜純)：賽默飛世爾科技(中國)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

BS 124S型電子天平，北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；純水發(fā)生器，北京湘順源科技有限公司；家用蒸餾酒裝置，釀酒之家儀器設(shè)備廠；Autosystem XV氣相色譜儀，美國PerkinElmer公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 固態(tài)發(fā)酵工藝流程

采取3種不同的高粱(東北527、吉雜21、東北30)，粉碎粒度為15 mm，稱取粉碎好的1 000 g高粱加入600 mL的85 ℃熱水潤糧24 h，第2天將高粱進(jìn)行蒸煮，蒸煮80 min后，添加300 mL冷卻水,待溫度降到25～30 ℃時，添加160 g的大曲粉或者小曲粉，將曲和料拌勻后，裝入罐內(nèi)發(fā)酵，將罐子密封好，發(fā)酵25 d(圖1)[12-15]。

圖1 固態(tài)法白酒工藝流程Fig.1 the process of solid fermentation liquor

1.3.2 液態(tài)發(fā)酵工藝流程

本實(shí)驗(yàn)采用5種不同糧食(高粱、小麥、玉米、大米、糯米)，分別進(jìn)行粉碎(其中大米、糯米不需要粉碎)，粉碎粒度為15 mm，稱取粉碎好的1 000 g高粱加入600 mL的85 ℃熱水潤糧24 h，第2天將高粱進(jìn)行蒸煮，蒸煮80 min后，添加300 mL冷卻水,待溫度降到25～30 ℃時，加入1.5 L的蒸餾水，添加160 g的大曲粉或者小曲粉，將曲和料拌勻后，裝入三角瓶中發(fā)酵，發(fā)酵10 d(圖2)。

1.3.3 主成分分析

采用SIMCA-P(version 11.5，Umetrics)軟件將酒樣的風(fēng)味成分進(jìn)行主成分分析(principle component analysis，PCA)。

圖2 液態(tài)法白酒工藝流程Fig.2 the process of liquid-state fermentation liquor

2 結(jié)果與分析

2.1 大小曲對白酒風(fēng)味的影響

選擇3種高粱(東北527、吉雜21、東北30)蒸煮糊化后，分別加入大曲和小曲粉進(jìn)行清香型白酒的釀造實(shí)驗(yàn)，蒸餾得到的酒樣分別命名為大曲東北527、大曲吉雜21、大曲東北30和小曲東北527、小曲吉雜21、小曲東北30，其酒體主要酯類成分分析如表1所示。

表1 大小曲對不同固態(tài)發(fā)酵高粱白酒酯類物質(zhì)的影響 單位：mg/LTable 1 The Daqu and Xiaoqu effects on liquor esters of different sorghum solid-state fermented

注：N代表未檢測到該物質(zhì)(以下各表與此相同)。

從酯類的整體實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)大曲釀造的清香型白酒酯類物質(zhì)種類、數(shù)量更加豐富，其中大曲釀造的白酒中含有丁酸乙酯、乙酸異戊酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯等成分較多，而小曲釀造的白酒則基本無此類酯類物質(zhì)，或者產(chǎn)生的很少。同時研究發(fā)現(xiàn)，小曲釀造的白酒中乳酸乙酯的含量較高，而乙酸乙酯較低，甲酸乙酯則相差不大。這或許是大曲酒和小曲酒之間在主要酯類方面的差異，小曲在釀造過程中能夠?yàn)榘拙茙砀嗟娜樗嵋阴?，但是整體酯類比較單一，使酒體口感單一、干凈；而大曲釀造的清香型白酒可以更好的產(chǎn)生乙酸乙酯及其他豐富的酯類物質(zhì)，進(jìn)而使酒體口感更加豐厚、飽滿。

同時本研究對酒體的主要醇類物質(zhì)進(jìn)行研究，其酒體主要醇類成分分析如表2所示。

從醇類的整體實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)大曲釀造的清香型白酒醇類物質(zhì)種類相差不大，但是數(shù)量明顯高于小曲釀造的白酒，其中大曲釀造的白酒中正丙醇、異丁醇、活性戊醇等成分較高，而小曲釀造的白酒則產(chǎn)生的較少。同時研究發(fā)現(xiàn)，小曲釀造的白酒中β-苯乙醇的含量較高，而正丁醇、正戊醇、正己醇等成分則相差不大。這或許是大曲酒和小曲酒之間在主要醇類方面的差異，小曲在釀造過程中能夠?yàn)榘拙茙砀嗟摩?苯乙醇，而β-苯乙醇具有玫瑰花香，其能對酒體提供較好的風(fēng)味[16]。而大曲釀造的清香型白酒可以更好的產(chǎn)生正丙醇、異丁醇等醇香類的高級醇類物質(zhì)，是賦予大曲酒體豐滿、圓厚特征的主要香氣、口感成分。

本研究還對酒體的主要醛類物質(zhì)進(jìn)行研究，其酒體主要醛類成分分析如表3所示。

表2 大小曲對不同固態(tài)發(fā)酵高粱白酒醇類物質(zhì)的影響 單位：mg/LTable 2 The Daqu and Xiaoqu effects on liquor alcohols of different sorghum solid-state fermented

表3 大小曲對不同固態(tài)發(fā)酵高粱白酒醛類物質(zhì)的影響 單位：mg/LTable 3 The Daqu and Xiaoqu effects on liquor aldehydes of different sorghum solid-state fermented

從醛類的整體試驗(yàn)結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)大曲釀造的清香型白酒酯類物質(zhì)種類、數(shù)量更加豐富，其中大曲釀造的白酒中含有異丁醛、異戊醛等成分較多，而小曲釀造的白酒則基本無此類醛類物質(zhì)，或者產(chǎn)生的很少。同時研究發(fā)現(xiàn)，小曲釀造的白酒中乙醛的含量較高。這或許是大曲酒和小曲酒之間在主要醛類方面的差異，小曲在釀造過程中能夠?yàn)榘拙茙砀嗟囊胰?，而乙醛具有青蘋果的香味，其能對酒體提供較好的風(fēng)味[17-18]，與此同時乙醛過量將會引起人體頭痛，并且由于其可以促進(jìn)毛細(xì)血管擴(kuò)張，是喝酒臉紅的主要成因[19-20]。而大曲釀造的清香型白酒可以更好地產(chǎn)生乙縮醛、異戊醛等醛類物質(zhì)，充分為大曲酒體的豐滿度做出貢獻(xiàn)。

本研究同時結(jié)合了5位國家評委的感官品評，最終點(diǎn)評結(jié)果為：大曲酒體無色清亮透明，酒體更加醇厚、飽滿，酯香、糧香突出，具有空杯留香的特點(diǎn)。小曲酒體無色清亮透明，酒體單一、純凈，較為柔和綿甜，醇香不明顯。

2.2 發(fā)酵方式對不同糧食原料白酒風(fēng)味的影響

選擇5種糧食(高粱、小麥、糯米、大米、玉米)，其中高粱為東北527，小麥為煙農(nóng)19，糯米為北大荒粳糯米，大米為協(xié)優(yōu)大米，玉米為先玉335，將其加入16%大曲粉后，進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵和液態(tài)發(fā)酵的釀造實(shí)驗(yàn)，并分別命名為固態(tài)高粱、固態(tài)小麥、固態(tài)糯米、固態(tài)大米、固態(tài)玉米和液態(tài)高粱、液態(tài)小麥、液態(tài)糯米、液態(tài)大米、液態(tài)玉米，其酒體主要酯類成分分析如表4所示。

表4 發(fā)酵方式對不同糧食原料白酒酯類物質(zhì)的影響 單位：mg/LTable 4 The effect of fermentation method on liquor esters of different grain raw materials

從酯類的整體實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)固態(tài)發(fā)酵釀造的清香型白酒酯類物質(zhì)種類、數(shù)量更加豐富，其中固態(tài)釀造的白酒中含有乙酸乙酯、乙酸異戊酯、己酸乙酯、辛酸乙酯等成分較多，而液態(tài)發(fā)酵釀造的白酒則乳酸乙酯、甲酸乙酯的含量較高。其中高粱固態(tài)法釀造的白酒酯類最為豐富，酯香最為突出，而大米、糯米液態(tài)法釀造的白酒中的乳酸乙酯含量最高，這也與液態(tài)法米酒中乳酸乙酯含量較高相一致，給酒體帶來特殊的米香。

同時本研究對酒體的主要醇類物質(zhì)進(jìn)行研究，其酒體主要醇類成分分析如表5所示。

表5 發(fā)酵方式對不同糧食原料白酒醇類物質(zhì)的影響 單位：mg/LTable 5 The effect of fermentation method on liquor alcohols of different grain raw materials

從醇類的整體實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)液態(tài)發(fā)酵釀造的白酒醇類物質(zhì)在整體數(shù)量上明顯高于固態(tài)釀造的白酒，特別是正丙醇、異丁醇、活性戊醇、異戊醇、β-苯乙醇等成分，其中這些醇類大部分都是高級醇，因此液態(tài)釀造的酒體飲用后更能夠引起人體“上頭”，這也與日常中的黃酒、米酒后期“勁大”的常識相一致。與此同時研究發(fā)現(xiàn)液態(tài)釀造的白酒其正戊醇、正己醇等成分與固態(tài)法白酒相差不大。研究發(fā)現(xiàn)，高粱液態(tài)法釀造的白酒可以產(chǎn)生較多的異丁醇和異戊醇，而大米、糯米和高粱液態(tài)法釀造的酒體中，β-苯乙醇含量較高。

最后本研究對酒體的主要醛類物質(zhì)進(jìn)行研究，其酒體主要醛類成分分析如表6所示。

表6 發(fā)酵方式對不同糧食原料白酒醛類物質(zhì)的影響 單位：mg/LTable 6 The effect of fermentation method on liquor aldehydes of different grain raw materials

從醛類的整體實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)不同糧食液態(tài)發(fā)酵的酒體明顯存在差異，整體上液態(tài)發(fā)酵的酒體比固態(tài)發(fā)酵的酒體醛類總量豐富，其中高粱釀造的液態(tài)白酒醛類物質(zhì)最少，而小麥釀造的則最高；小麥、玉米液態(tài)釀造產(chǎn)生的乙醛、乙縮醛最高，而大米和糯米釀造的酒體比較適宜，這或許是米酒、黃酒等選擇使用大米、糯米進(jìn)行發(fā)酵的原因。

本研究同時結(jié)合了5位國家評委的感官品評，最終點(diǎn)評結(jié)果為：固態(tài)酒體無色清亮透明，酒體更加豐厚、飽滿，酯香突出，糠雜味較小的特點(diǎn)。液態(tài)高粱酒體無色清亮透明，乙酸乙酯味突出，酒體不太協(xié)調(diào)；液態(tài)小麥酒體無色清亮透明，有糟香，酯香及醇香不明顯，生青味重；液態(tài)大米酒體無色清亮透明，入口甜，后味稍苦，酒體干凈，酯香不明顯，醇香明顯；液態(tài)糯米酒體無色清亮透明，入口甜，余味不足，醇香突出，酯香不明顯；液態(tài)玉米酒體無色清亮透明，生青味重，酯香較為突出。

2.3 主成分分析大小曲及發(fā)酵方式對酒體的影響

通過對大小曲及發(fā)酵方式的釀造實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其對清香型白酒口感、風(fēng)味成分影響較為顯著。為了研究其間的規(guī)律，采用SIMCA-P軟件對風(fēng)味成分進(jìn)行主成分分析，如圖3所示。其中1～3代表大曲釀造的高粱酒體，分別為東北527、吉雜21、東北30；4～6代表小曲釀造的高粱酒體；7～11代表固態(tài)釀造的酒體，分別為高粱、小麥、糯米、大米、玉米；12～16代表液態(tài)釀造的酒體，其中1號和7號樣是同一個樣本。

圖3 不同酒體樣本的PCA圖Fig.3 The score plot of the different liquor

由圖3可知，PC1的貢獻(xiàn)率為34.0%，PC2的貢獻(xiàn)率為21.3%。PCA圖可以劃分為4部分：第一部分為①大曲固態(tài)釀造的白酒，主要分布在第四象限；第二部分為小曲固態(tài)釀造的白酒，分布在中部一、二象限交界處附近；第三部分為②大曲固態(tài)釀造的酒，主要分布在第一象限和零點(diǎn)附近，這與第一次固態(tài)釀造的酒比較接近；第四部分為大曲液態(tài)釀造的酒，主要分布在第三象限。

從分布上可以看出：同是①大曲固態(tài)酒和②大曲固態(tài)酒分布比較接近，而與小曲釀造的酒體之間存在著差距，因此大曲固態(tài)發(fā)酵和小曲固態(tài)發(fā)酵之間有著些許差異，具有其獨(dú)特的風(fēng)格。與此同時①大曲固態(tài)酒和②大曲固態(tài)酒也存在著差異，因此不同產(chǎn)地品種高粱也對酒體風(fēng)味產(chǎn)生影響。而從圖3可以看出，大小曲對酒體風(fēng)味的影響要大于不同產(chǎn)地品種高粱對酒體風(fēng)味的影響。

研究還發(fā)現(xiàn)液態(tài)發(fā)酵與固態(tài)發(fā)酵對酒體的影響也較大，其在圖中斜線上下方，可以明顯的劃分為兩部分，因此不同發(fā)酵形式對酒體的影響較為明顯。不同發(fā)酵形式對酒體風(fēng)味的影響要大于大小曲對酒體風(fēng)味的影響。

通過PCA得分圖，可以初步認(rèn)為，大小曲、發(fā)酵方式對白酒風(fēng)味的影響不同?；谀壳暗难芯糠治?，各因素對白酒風(fēng)味影響的重要程度可以進(jìn)行排序?yàn)椋喊l(fā)酵方式>大小曲>不同產(chǎn)地高粱。

3 結(jié)論

大小曲及發(fā)酵方式對清香型白酒風(fēng)味、感官影響的研究，本實(shí)驗(yàn)得出以下幾個結(jié)論：

(1)大小曲對白酒風(fēng)味、感官影響較大，小曲釀造的白酒中乳酸乙酯、β-苯乙醇、乙醛的含量較高，這可以為后期白酒釀造、勾兌等方面提供技術(shù)支持。同時小曲酒體更加單一、干凈，而大曲酒體比較飽滿、酯香突出。

(2)不同發(fā)酵方式對酒體的風(fēng)味、感官影響較大，液態(tài)發(fā)酵可以產(chǎn)生較多的乳酸乙酯、甲酸乙酯、正丙醇、異丁醇、活性戊醇、異戊醇、β-苯乙醇等風(fēng)味成分，而小麥、玉米液態(tài)釀造產(chǎn)生的乙醛、乙縮醛較高，大米和糯米釀造的酒體比較適宜，這為米酒、黃酒等液態(tài)發(fā)酵酒類選擇使用大米、糯米進(jìn)行發(fā)酵的提供了技術(shù)支持。

(3)整體而言，各因素對白酒風(fēng)味影響的重要程度可以進(jìn)行排序?yàn)椋喊l(fā)酵方式>大小曲>不同產(chǎn)地高粱。