（发酵工程专业论文）清爽型黄酒香气特征及麦曲对其香气的影响.pdf

摘要 摘要 黄酒的微量成分是构成黄酒风味的重要因素，决定着黄酒的风味和典型性。本课题 设置的主要目标是建立有效的检测方法以获取黄酒香气物质的信息；对清爽型黄酒香气 化合物及其麦曲对原酒酿造的香气影响进行研究；借助g c - o 技术找出对清爽型黄酒风 味有重要贡献的香气物质和麦曲对原酒香气有重要贡献的香气化合物。研究的主要内容 如下： 通过g c - - o 分析，从两种商品黄酒中共鉴定到了6 3 种香气化合物，其中从清爽型 黄酒中鉴定到了5 3 种香气化合物。清爽型黄酒j f l 2 的脂肪酸和醇类物质香气强度均低 于传统黄酒g y q f 3 0 。清爽型黄酒中的芳香族化合物数量最多，其中苯甲醛、苯乙醛和 苯乙醇的香气强度是芳香族化合物中较大的。呋喃类化合物中香气强度最高的是糠醛。 清爽型黄酒中y 壬内酯的香气强度非常大。黄酒中的硫化物主要是二甲基三硫和3 甲硫 基丙醇，后者在清爽型黄酒中香气强度较高。 建立了一种快速、简单、样品量少的测定黄酒中挥发性成分的分析方法，即顶空固 相微萃取与气质联用法。8m l 酒精度稀释为6 ( v v ) 的酒样，3gn a c l ，5 0o c 下预热 1 5m i n ，萃取4 5m i n 。本实验大部分定量化合物所得的标准曲线的线性相关性系数r 2 的变化范围在0 9 9 0 2 到0 9 9 9 9 之间，同时标准曲线的线性范围包含了酒中挥发性物质 的浓度范围。该方法检测限的变化范围为o 0 4 “g l 一9 5 5 2 2 肛g l ，大部分检测物质的回 收率在1 1 7 7 4 至7 5 4 6 间波动。大部分化合物的定量相对标准偏差均小于1 0 本实验一共对2 0 种来自不同地区的商品黄酒中5 6 种挥发性香气化合物进行了定量 分析。来自上海和江苏地区的黄酒挥发性物质含量普遍低于绍兴地区黄酒，而即墨老酒 含量相当。含量居前三位的物质是3 甲基丁醇、乙酸和苯乙醇。通过主成分分析，来自 上海地区和江苏地区的黄酒主要分部在第三象限，与该类黄酒密切相关的挥发性香气化 合物主要是酯类化合物和醇类化合物较为相关；绍兴地区黄酒主要分部在第一和第四象 限；即墨老酒主要分布在第二象限。经过逐步判别分析后，可以发现2 0 种黄酒样品按 照生产地区被分成了三类：第一类主要由上海及江苏地区的黄酒构成：第二类主要由绍 兴地区黄酒构成；第三类黄酒主要是由北方地区黄酒代表即墨老酒构成。根据定量结果 计算得到的香气活力值( o a v ) 值可以看出，上海及江苏地区清爽型黄酒的挥发性香气化 合物中大约有1 7 2 5 种化合物的浓度高于其香气阈值。7 壬内酯、乙酰基苯、3 甲硫基 丙醇和丁酸在不同地区黄酒样品中香气活力值变化较大，对不同黄酒的香气贡献有非常 明显的区别。 通过g c - - - o 分析，从不同麦曲添加量的原酒中共鉴定到了4 9 种香气化合物。无论 加曲与否，所酿造得到的原酒其脂肪酸和醇类化合物的香气强度差别不是十分明显。加 曲后酿造的黄酒中芳香族化合物的强度均有所增加，并且香气强度都较强。苯乙醇是芳 香族化合物中香气强度最强的。酚类化合物是加曲与否原酒中香气差别最大的一类化合 江南大学硕士学位论文 物，并且大部分酚类化合物的香气强度都随着加曲量的增加，其香气强度也逐渐有所增 加。 本实验对原酒中4 6 种挥发性香气化合物进行了定量分析。无论是加曲酿造原酒还 是加曲浸泡原酒，其挥发性香气化合物的总含量均是随着加曲量的增加而增加的。加曲 酿造原酒中的芳香族化合物含量比不加曲酿造的原酒更高。芳香族化合物中苯乙醇和苯 甲醇的含量较高。无论加曲与否酿造的原酒醇类化合物的含量差别不大。不加曲酿造的 原酒其酯类化合物的含量明显低于加曲酿造或者加曲浸泡的原酒。加曲量为1 5 酿造的 原酒中其芳香族化合物的含量是所有酿造原酒中最高的，并且加曲酿造的原酒其芳香族 化合物的含量均高于不加曲酿造的原酒。加曲浸泡的原酒中硫化物的含量明显高于不加 曲酿造的原酒。 根据不同酿造工艺的原酒挥发性香气化合物的o a v 值可以看出，采用不同酿造方 式所得的原酒挥发性香气化合物中大约有1 8 - 2 2 种化合物的浓度高于其香气阈值。不 加曲酿造的原酒中o a v 值较高的化合物是二甲基三硫、辛酸乙酯、1 辛烯3 醇、丁酸 乙酯、己酸乙酯和乙酸异戊酯。在加曲酿造的原酒中o a v 值较高的化合物除了与不加 曲酿造的原酒相同的化合物，还有3 甲硫基丙醇、愈创木酚和2 甲基丙酸乙酯。加曲 后酿造黄酒中芳香族化合物的o a v 值有明显增加。愈创木酚和乙酰基苯在各种原酒样 品中香气活力值变化较大，对不同原酒的香气贡献有非常明显的区别。 关键词：清爽型黄酒；麦曲；原酒；气相色谱闻香法；顶空固相微萃取；气质联用；香 气活力值 i i a b s t r a c t a b s t r a c t t h ev o l a t i l et r a c ec o m p o u n d si nc h i n e s er i c ew i n e sw e r ec o n s i d e r e dt h em a j o r c o m p o n e n t so ft h ep a r t i c u l a ra r o m ao fc h i n e s er i c ew i n e s i nt h i sp a p e r ，t h ev o l a t i l ea r o m a c o m p o u n d so fc h i n e s et y p i c a lr i c ew i n e sa n df r e s hr i c ew i n e sw e r ea n a l y z e db yg a s c h r o m a t o g r a p h y - - o l f a c t o m e t r y ；n e wa n df a s ta n a l y s i sm e t h o dt h a td e t e c t st h ev o l a t i l ea r o m a c o m p o u n d si nc h i n e s er i c ew i n ew a se s t a b l i s h e d ；t h ev o l a t i l ea r o m ac o m p o u n d so fc h i n e s e r i c ew i n e sa n df r e s hr i c ew i n e sw h i c hb r e w i n gw i t hd i f f e r e n tq u a n t i t yo fw h e a tq uw e r e q u a n t i t a t i v ea n a l y z e db yn e wc o n s t r u c t e dm e t h o d t h em a i nc o n t e n t sa r ea sf o l l o w s ： t o t a lo f 6 3v o l a t i l ea r o m ac o m p o u n d sw e r ei d e n t i f i e d b yg a sc h r o m a t o g r a p h y - o l f a c t o m e t r y ( g c - o ) a n dt o t a lo f 5 3t h e s ec o m p o u n d sw e r ei d e n t i f i e di nl i g h ta r o m as t y l e c h i n e s er i c ew i n e t h ea r o m ai n t e n s i t i e so ff a t t ya c i d sa n da l c o h o l si nl i g h ta r o m as t y l e c h i n e s er i c ew i n e w e r ew e a k e rt h a nt h e s ei ns h a o x i n gr i c ew i n e a r o m a t i cc o m p o u n d sw e r e t h em o s tn u m b e ro fv o l a t i l ea r o m ac o m p o u n d si nc h i n e s er i c ew i n e s ，i nw h i c hb e n z a l d e h y d e ， p h e n y l a c e t a l d e h y d ea n d2 - p h e n y l e t h a n o lh a dt h es t r o n g e s ta r o m ai n t e n s i t i e s f u r f u r a la n d 7 - n o n a l a c t o n eh a dt h es t r o n g e s ta r o m ai n t e n s i t i e sa m o n ga l lf u r a n sa n dl a c t o n e s ，r e s p e c t i v e l y d i m e t h y lt r i s u l f i d ea n d3 - m e t h y l t h i o p r o p a n o lw e r et h em a i ns u l f i d e si nc h i n e s er i c ew i n e s ， a n dt h ei n t e n s i t yo f3 - m e t h y l t h i o p r o p a n o lw a ss t r o n g e ri nl i g h ts t y l ea r o m ar i c ew i n e an e wm e t h o df o rt h eq u a n t i f i c a t i o no fv o l a t i l ec o m p o u n d si nc h i n e s er i c ew i n ew a s d e v e l o p e du s i n gh e a d s p a c es o l i dp h a s em i c r o e x t r a c t i o nf o l l o w e db yg a sc h r o m a t o 伊a p h y m a s s - s p e c t r o m e t r y t h es a m p l ee t h a n o lc o n t e n tw a sa d j u s t e dt o6 f o rt h eh s - s p m ea n a l y s i s a n dt o t a lo f8m ld i l u t e ds a m p l ew a se x t r a c t e da t5 0o cf o r4 5m i n t h er e s u l t si n d i c a t et h a t t h i sm e t h o di se f f e c t i v et oe x t r a c tt h ev o l a t i l ec o m p o u n d si nc h i n e s er i c ew i n e s ，l i k ea l c o h o l s ， e s t e r s ，f a t t ya c i d s ，a n ds oo n u n d e rt h ec o n d i t i o n sd e s c r i b e da b o v e ，t h em e t h o dl i n e a r i t yw a s s a t i s f a c t o r y ，w i t hc o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n t sh i g h e rt h a no 9 9i na l lc a s e s t h ed e t e c t i o nl i m i t so f t h i sm e t h o dr a n g e df r o mo 0 4 p g lt o9 5 5 2 2 1 a g l m e a n w h i l et h er e c o v e r i e so fa n a l y z e d c o m p o u n d sv a r i e db e t w e e n7 5 4 6 a n d117 7 4 t h er e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o n sw e r ea l l b e l o w10 t h es i m i l a rr e s u l t sw e r ef o u n di ns a m p l e s t o t a lo f5 6v o l a t i l ea r o m ac o m p o u n d sw e r eq u a n t i t a t i v ea n a l y s e db yh s - s p m e g c - m s t h et o t a lc o n c e n t r a t i o n so fv o l a t i l ea r o m ac o m p o u n d si nr i c ew i n e sf r o ms h a n g h a ia n d j i a n g s uw e r el o w e rt h a nt h e s ef r o ms h a o x i n g ，b u ts i m i l a rw i t ht h e s e f r o mn o r t h t h e q u a n t i f i c a t i o nd a t aw a sa p p l i e dt op r i n c i p a lc o m p o n e n ta n a l y s i s ( p c a ) a n ds t e p w i s el i n e a r d i s c r i m i n a n ta n a l y s i s ( s l d a ) t h e s er i c ew i n e sf r o ms h a n g h a ia n dj i a n g s uw e r ec o r r e l a t i v e w i t he s t e r sa n da l c o h o l s t h e s e2 0s a m p l e sw e r ew e l lc l a s s i f i e da c c o r d i n gt op r o d u c i n ga r e a s 。 c o m p a r e d 晰t 1 1o d o u ra c t i v ev a l u e s ( o a v s ) o ft h e s e i d e n t i f i e da r o m ac o m p o u n d s ，t h e i i i 江南大学硕士学位论文 c o n c e n t r a t i o n so fo v e r17c o m p o u n d sw e r eh i g h e rt h a nt h e i ra r o m at h r e s h o l di nt h e s es a m p l e s f r o ms h a n g h a ia n dj i a n g s u t h eo a v so fy - n o n a l a c t o n e ，a c e t o p h e n o n e ，3 - m e t h y l t h i o p r o p a n o l a n db u t a n o i ca c i dh a do b v i o u sd i f f e r e n c e sa m o n g2 0s a m p l e s t o t a lo f4 9v o l a t i l ea r o m ac o m p o u n d sw e r ei d e n t i f i e db yg c - o t h ea r o m ai n t e n s i t i e s o ff a t t ya c i d sa n da l c o h o l sw e r es i m i l a ri nf r e s hr i c ew i n e sw h i c hw e r eb r e w e dw i t ho r w i t h o u tw h e a tq u t h ea r o m ai n t e n s i t i e so fa r o m a t i cc o m p o u n d sw e r ei n c r e a s e da l o n gw i t h t h eq u a n t i t yo f w h e a tq u t h ea r o m ai n t e n s i t yo f2 - p h e n y l e t h a n o lw a st h es t r o n g e s ti n a l l a r o m a t i cc o m p o u n d s t h ea r o m ai n t e n s i t i e so fp h e n o l sh a do b v i o u sd i f f e r e n c e sa m o n ga l l f r e s hr i c ew i n e s ，a n dt h ei n t e n s i t i e so ft h e s ec o m p o u n d sw e r ei n c r e a s e da l o n gw i t ht h e q u a n t i t yo fw h e a tq u t o t a lo f4 6v o l a t i l ea r o m ac o m p o u n d sw e r eq u a n t i t a t i v ea n a l y s e db yh s s p m e - g c - m s t h et o t a lc o n c e n t r a t i o n so fv o l a t i l ea r o m ac o m p o u n d sw e r ei n c r e a s e da l o n gw i t ht h e u a n t i t yo fw h e a tq u t h ec o n c e n t r a t i o n so f2 - p h e n y l e t h a n o la n db e n z y l a l c o h o lw e r eh i g h e r t h a no t h e ra r o m a t i cc o m p o u n d s t h ec o n t e n to fa r o m a t i cc o m p o u n d si nf r e s hr i c ew i n ew h i c h b r e w e dw i t h15 w h e a tq uw a sh i g h e s ta m o n ga l ls a m p l e s t h e s ec o m p o u n d sc o n t e n t si n f r e s hr i c ew i n e sw h i c hb r e w e dw i t hw h e a tq uw e r eh i g h e rt h a nt h a tb r e w e dw i t h o u tw h e a tq u t h ec o n t e n t so fs u l f i d e si nf r e s hr i c ew i n ew h i c hm a r i n a t e dw i t hw h e a tq uw e r eh i g h e rt h a n t h a tb r e w e dw i t h o u tw h e a tq u c o m p a r e dw i t ho a v s o ft h e s ei d e n t i f i e da r o m ac o m p o u n d s ，t h ec o n c e n t r a t i o n so fa b o u t 18 2 2c o m p o u n d sw e r eh i g h e rt h a nt h e i ra r o m at h r e s h o l di nt h e s es a m p l e s t h eo a v so f d i m e t h y lt r i s u l f i d e ，e t h y lo c t a n o a t e ，1 - o c t e n 一3 一o l ，e t h y lb u t a n o a t e ，e t h y lh e x a n o a t ea n d 3 - m e t h y l b u t y la c e t a t ew e r eh i g hi nt h ef r e s hr i c ew i n ew h i c hb r e w e dw i t h o u tw h e a tq u i nt h e f r e s hr i c ew i n e sw h i c hb r e w e dw i t l lw h e a tq u ，3 - m e t h y l t h i o p r o p a n o l ，g u a i a c o la n de t h y l 2 - m e t h y l p r o p a n o a t eh a dh i g ho a v se x c e p tt h es a m ec o m p o u n d si nw h i c hb r e w e dw i t h o u t w h e a tq u t h eo a v so fg u a i a c o la n da c e t o p h e n o n eh a do b v i o u sd i f f e r e n c e sa m o n gt h e s e s a m p l e s t h eo a v so fa r o m a t i cc o m p o u n d sw e r ei n c r e a s e di nf r e s hr i c ew i n eb r e w e dw i t h w h e a tq u k e yw o r d s ：l i g h ta r o m as t y l ec h i n e s er i c ew i n e s ；w h e a tq u ；f r e s hr i c ew i n e s ；g a sc h r o m a t o g r a p h y - o l f a c t o m e t r y ；h e a d s p a c es o l i dp h a s em i c r o e x t r a c t i o n ；g a sc h r o m a t o g r a p h y - m a s ss p e c t - r u m ；o d o u ra c t i v ev a l u e s i v 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是拳人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南 大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意 签名：叠盗日期：型：三：望 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定： 江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存，汇编学位论文， 并且本人电子文档的内容扣纸质论文的内容相一致 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签名： 叠盗 导师签名： 日 期： 第一章绪论 第一章绪论 1 1 立题的背景和意义 黄酒是世界上最古老的酒类之一，源于中国，且唯中国有之，与啤酒、葡萄酒并称 世界三大古酒。黄酒是我国酒类发展产业政策发展的产品，是有悠久历史和文化内涵的 酒种，也是未来最有希望走向世界并占有一席之地的酒品。近几年来，清爽型黄酒的异 军突起打破了黄酒行业一直以来停滞不前的僵局，给传统的黄酒行业注入了新鲜血液， 给传统黄酒带来了活力。黄酒业迎来了久违的初春，黄酒销量不断攀升，由2 0 0 0 年的1 4 0 万吨上升至u 2 0 0 6 年的2 2 0 万吨。 随着人们生活水平不断提高和改善，对黄酒风味的要求也越来越高。近些年来，清 爽型黄酒以其低度清爽、营养保健的天然属性迎合了当今社会新的消费价值趋向；但传 统黄酒的口感醇厚略带酸味，南方消费者对黄酒那种特有的风味基本习惯，但其他地区 消费者却不适应这种独特的风味。清爽型黄酒不仅继承了传统黄酒的风味特点，而且其 风味更趋清淡，在香气上具有特殊的清醇、柔和、细腻、鲜爽的气味，更有柔和、爽适、 淡雅、纯净、鲜美的感觉。清爽型黄酒是采用新工艺方法控制原酒生产的工艺条件( 包 括原料、糖化发酵剂、发酵工艺、添加芳香植物料、合理贮存、酒基组合勾兑等) 而得 到实施。对生产经营者来说，黄酒的风味和质量与其经济效益也是密切相关的。黄酒风 味质量的保证来源于对黄酒风味的科学认知和改造，不论外在如何变化，黄酒的品质始 终是黄酒生产和研究的核心内容。 因此，采用现代先进的风味分析手段和技术，研究黄酒风味组成，特别是研究清爽 型黄酒重要香气物质，了解黄酒风味物质的化学组成和分离鉴定方法，推测风味形成的 机制，是一项具有挑战的工作，并且对于丰富黄酒的酿造科学与理论，完善黄酒的质量 评价体系，控制黄酒的风味和提高黄酒的质量具有重要的意义。 1 2 国内外研究进展 1 2 1 黄酒挥发性风味成分及麦曲对黄酒香气影响的研究进展 黄酒所独具的馥香，不是指某一种化合物的香气，而是一种复合香，是由酯类、醇 类、醛类、酸类、羰基化合物和酚类等多种成分组成的。这些呈香物质来自米、麦曲本 身以及发酵中多种微生物的代谢和贮存期中各种物质之间的反应，它们结合起来就产生 了馥香，而且往往随着时间的久远而更为浓烈。由于风味物质的含量较低，但是呈香效 果显著，并且种类繁多，尤其是能产生嗅感的香气物质，其组分一般都比较复杂、类别 众多，因此，对食品风味的分析和研究是一项难度大、复杂的研究工作。 几千年来，人们都是靠自身的天然能力，用嘴、鼻、眼等感官去判别、评价一种东 西能不能吃或好不好吃，并形成了各种不同的风味。到现在，人们已经超越了吃东西仅 江南大学硕士学位论文 是补充养料、进行新陈代谢的生物学观点，进一步产生了对食品风味的追求。风味物质 大多为非营养性物质，它们虽然不参与体内代谢，但是能促进食欲，所以风味也是构成 食品质量的重要标志之一。同样，黄酒作为一种古老的饮料食品，随着社会经济的发展， 人们对黄酒的风味有着越来越多的要求，研究人员对黄酒的研究也逐渐深入。 2 0 世纪8 0 年代前，我国有关科研单位对黄酒中的成分进行过检测和研究，但仅仅是 对黄酒的常规检测以及含量较大成分的检测，而对于风味物质，特别是微量成分的检测 的研究鲜见报道。直到2 0 世纪8 0 年代以后，随着科学技术的发展，对黄酒的成分分析水 平有了很大的提高。1 9 8 0 年，王荣民等就开始利用气相色谱对黄酒的风味物质进行了分 析研究。 黄酒挥发性微量成分研究起始于2 0 世纪8 0 年代初期。1 9 8 0 年，王荣民等在完成香 醋风味气相色谱分析的初步探讨的基础上，借鉴了其它食品、饮料的顶空取样分析法， 对黄酒进行气相色谱分析。19 8 5 、19 8 7 年，苏婉英【2 3 】对黄酒中的含氮化合物进行了剖 析。1 9 8 6 年，沈国惠【4 】等采用“同时蒸馏璋取法”( s i m u l t a n e o u sd i s t i l l a t i o n - e x t r a c t i o n ，s d e ) 分离金坛封缸酒的挥发性风味成份，用气质联用( g c - m s ) 进行分离和鉴定，鉴定的成 分包括烃( h y d r o c a r b o n s ) ，醇( a l c o h o l s ) ，醛( a l d e h y d e s ) ，酮( k e t o n e s ) ，酯( e s t e r s ) ，缩醛 ( a c e t a l s ) 。1 9 8 7 年，沈国惠1 5 】等再次应用s d e 方法测定了新、陈封缸酒挥发性风味成分， 鉴别出了新、陈封缸酒中存在3 8 种不同的挥发性成分。其后，应用气相色谱及其相关技 术对黄酒中的挥发性微量成分的研究越来越多。 1 9 9 0 年，李益圩【6 】等人利用顶空取样、纯样对照和g c - m s 定性、内标定量法对黄酒 中的香气成分进行定性定量分析，从绍兴黄酒中共检测出2 9 种成分，构成中、高沸点香 气成分主体是异戊醇、乳酸乙酯、p 苯乙醇和丁二酸二乙酯，它们约占总量的7 7 。1 9 9 0 年，张笑麟【7 】等在对黄酒酒脚的沉出过程对酒中风味物质一乙酸乙酯含量影响的研究中， 用乙醚对样品进行液液萃取，内加法定量分析乙酸乙酯的含量，与邻近的、峰形较好的 异丁醇峰面积作比较来定量；采用双柱( p e g1 5 0 0 和d n p t w e e n8 0 ) 保留时间定性的方法 对黄酒中的物质进行定性分析，并且确定了黄酒风味物质分析的气相色谱条件，测得一 年酒龄到三年酒龄的绍兴黄酒中乙酸乙酯含量在7 2m g l - 2 9m g l 。1 9 9 9 年，鲍忠定、 许荣年【8 j 借鉴了有关白酒、葡萄酒的分析方法，利用内涂p e g 2 0 m 的毛细管色谱柱直接 进样进行气相色谱分析，以内标法定量测定黄酒中的部分醇、酯的组分；此外利用液液 萃取浓缩后，采用h p 一5 毛细管柱进行g c - m s 定性黄酒中的香气成分，初步鉴定出的香 气成分有4 8 种，其中醇类1 2 种，酸类1 3 种，酯类9 种，其他类物质8 种。2 0 0 2 年，栾金水 【9 】参照干红葡萄酒香味物质的提取方法，将黄酒中所占最大比例的水成分去除，剩余酒 样直接进样进行气质分析，对黄酒中的香气成分进行了定性分析，共鉴定出了4 8 种香气 物质，其中1 3 种醇类，1 2 种酸类，1 5 种酯类，5 种醛类，2 种酚类，1 种内酯类物质。2 0 0 6 年，殷德梨m 】建立了建立毛细管气相色谱法测定绍兴黄酒中挥发性物质的方法，以保留 时间定性，外标法定量测定乙醛、乙酸乙酯、乳酸乙酯、甲醇、正丙醇、异丁醇、异戊 醇、b 苯乙醇、乙酸，很好的分离分析了黄酒中的挥发性物质。 现将黄酒微量成分检测的结果列表1 。 2 厶 第一章绪论 注：a 顶空取样的填充柱法。b 液液萃取浓缩一气相色谱定性定量分析，c 直接进样的毛细管气相色谱法，d 蒸馏后 毛细管柱分离法，e 衍生化法，f 固相微萃取气质联用法，g 液相色壮二极管阵列检测法，h 离子交换一毛细管 气相色谱法，i 反相液相色谱法a ：指在a 测定方法中可以定量的物质b ：指用b 方法可以定量的物质c ：指用 c 方法可以定量的物质d ：指用d 方法可以定量的物质e ：指用e 方法可以定量有物质指用f 方法可以定量 的物质g ：指用g 方法可以定量的物质h ：指用h 方法可以定量的物质i ：指用l 方法可以定量的物质 3 兰堕奎堂堡主堂竺笙茎 对黄酒风味的感知过程中，黄酒的香气起着非常关键的作用。没有香气，对黄酒风 味的判断和鉴别会变得比较困难。但是，在对黄酒风味分析的过程中，从黄酒这样一种 复杂的基质中，鉴定和分析挥发性风味成分( 香气成分) 是一项特别困难的工作。其中 一个最主要的原因就是实验仪器无法和人的嗅觉系统一样灵敏。s t u i v e r 1 1 】通过计算得 出，仅仅8 个潜在的香气化合物的分子就能触发1 个嗅觉神经元细胞，只需4 0 个香气 化合物分子就能产生对该香气化合物的感官鉴定。而在食品风味的研究分析中，由于香 气化合物的浓度极低，实验设备和仪器无法直接对其进行分析，这就需要把香气化合物 从食品中提取、分离和浓缩后，才能进行仪器分析。 微量的香气化合物是分布在黄酒中的，这样使得对香气化合物的分离浓缩过程变得 比较困难。由于在食品中，尤其是酒类饮料中，水的含量是比较丰富的，使基于香气化 合物挥发性不同的分离方法变得更加复杂。此外，有的分离方法是基于香气化合物在水 和有机溶剂中的溶解度不同，但是该方法也容易萃取出脂类物质。而在香气萃取物中的 脂类化合物会阻碍气相色谱分析，对结果造成负面影响。此外，基质中的蛋白质在溶剂 萃取过程中会引起乳化现象和起泡现象，这会使原本简单的香气化合物的分离过程变得 复杂。而糖类物质的存在也会使风味物质的分离和提取过程变得复杂。 同时，由于香气化合物的种类和数量都比较多，使得香气化合物的分离和分析变得 比较困难。至今为止，从食品中鉴定了超过7 0 0 0 种挥发性风味化合物。 另外，风味化合物的不稳定性也对风味分析产生了一定的困难。在风味分析过程中， 需要防止待分析物发生变化。而在风味化合物的提取过程中也有可能发生化学反应，如， 热处理会促进化合物的降解和氧化，这会使得提取后的风味化合物与样品中的物质有区 别。因此，必须确保提取、浓缩后的风味化合物与样品中的风味化合物基本一致。 除了把风味化合物从样品中提取、浓缩、分析后，鉴定出该化合物后，还需要研究 该化合物对风味的贡献度有多少，是否属于重要的风味成分。但是，仪器分析无法对化 合物的感官进行鉴定。只有人的嗅觉系统能对化合物的感官进行判断和鉴定。在风味分 析会存在色谱峰小的化合物由于香气阈值较低而对风味贡献大于色谱峰大的化合物。而 仅仅采用仪器分析是无法对风味化合物的香气特征进行全面和正确的判断和分析。这就 需要采用更先进的技术手段对黄酒风味物质进行剖析，才能更全面的了解黄酒的风味特 征，对于丰富黄酒的酿造科学与理论，完善黄酒的质量评价体系，控制黄酒的风味和提 高黄酒的质量具有重要的意义。 俗语说：“无曲不成酒”。以麦制曲、用曲酿酒是中国黄酒的特色，也是我国黄酒酿 造工艺一项传统操作技艺。传统麦曲在黄酒中既是糖化发酵粗酶制剂，又作为少量酿酒 原料和营养物质保留在黄酒中，同时麦曲作为一种集生香、增味、成色等诸多功能的复 合生化酶制剂是传统浓醪液态发酵黄酒的重要物质保障。因此说麦曲融有种类繁多的微 生物酶系和错综复杂的代谢产物。因此千百年来酿酒先辈们从实践中总结出“曲是酒之 骨”和“好曲必好酒”的精辟论断，这无疑反映了麦曲内在品质与黄酒品质间相辅相成的 密切关系。 传统液态浓醪黄酒发酵始终离不开麦曲参与糖化、发酵和代谢。现代生物技术发展 4 第一章绪论 至今，将淀粉转化为糖，糖发酵成酒，这一生化过程的实验，完全可以利用糖化淀粉酶、 黄酒活性干酵母来替代。因而在传统麦曲的“糖化、发酵、生香”功能中，其淀粉水解和 酒精代谢功能也就不是麦曲始终存在的根本，而麦曲所赋予的生香功能，特别是麦曲固 有的复合曲香气以及在黄酒酿造体系中融入和演变给予黄酒酒体构成决定性贡献，才是 黄酒始终离不开麦曲的真实奥秘。以传统生麦曲作糖化发酵剂酿造的黄酒，酒质呈现独 特馥郁芳香，口味醇绵鲜爽，而以纯种培养熟麦曲作糖化发酵剂酿造黄酒具有熟曲气味， 滋味也大不一样。传统麦曲生产采用生料制曲，自然网络制曲环境中的微生物接种，在 控制工艺条件下，纷繁复杂的微生物菌系等生长繁殖和物质代谢。 在生麦曲制造过程中，微生物的代谢产物和原料的分解产物，直接或间接的构成黄酒 的风味物质，使黄酒具有独特的风味。因此，生麦曲具有生香增味的作用。用曲量的多少， 对黄酒糖化、发酵、产香等具有重要作用，而且麦曲中的细菌酶与黄酒酿造中的生香物 质有一定联系。采用麦曲酿造的黄酒具有特殊的曲香气，这和麦曲中的蛋白酶和细菌酶 以及益中代谢产物有密切的关系。长期以来由于研究条件的限制，未能深入探讨加曲酿 造的黄酒中麦曲对香气物质的影响。 1 2 2 风味成分分析的主要方法及其应用 众所周知，香气是判断一种食品是否好闻的，是否受消费者欢迎的一个决定性因数。 但是，食品的香气非常复杂，化合物数量成百上千，这些化合物中每一个物质对香气的 贡献千差万别，有些微量或痕量化合物对香气的贡献可能要大于那些浓度较高的化合 物。在一个特定的样品中，找出对香气的贡献最大的化合物成为风味研究者所关注的焦 点。一般在食品香气分析上g c - m s 可以说是最为常用的一种分析仪器，但是g c - m s 也有其检测的限度，不是所有成分都能在g c - m s 上检测出来，更何况还有一个香气成 分的数据库的是否齐全的问题。气相色谱一嗅觉法( g c - o ) 是一种目前国际上最为先进 的可以检测出g c - - m s 所不能检测出来，但是往往是影响到整个食品香气或香型的关键 成分的风味分析方法。 气相色谱一嗅觉法( g c - o ) 是于1 9 6 4 年由f u l l e r 等人发明【1 2 1 ，不过当时由于感官鉴 定人员直接闻干燥的流出物使得方法的重现性不佳。此后，于1 9 7 1 年d r a v n i e k s 和 o d o n n e l l 对该技术进行了改进，增加了湿润的空气以减少嗅觉器官的干燥感，他们的 设计理念沿用至今【l3 1 。现在，气相色谱一嗅觉法( g c - - o ) 经广泛应用于食品香气分析 中。 该技术所涉及的仪器主要有两部分：气相色谱和嗅觉探测器，见图1 。在闻香技术 中，人的鼻子就相当于一个气相色谱的检测器。样品在进入气相后，经过色谱柱分离， 分成两部分流出，一部分到f i d 检测器，另一部分到嗅探器，嗅探器配有加湿系统以增 加气体湿度。从g c 中流出的每一个化合物的香气被训练有素的闻香师或香味研究工作 者记录下来，得到样品的香气谱图。当香气谱图与g c f i d 或g c - m s 谱图是相匹配时， 就有可能鉴定出人们感兴趣的香气化合物。 5 江南大学硕士学位论文 图1g c - o 示意图 f i g 1s c h e m a t i co fg c - o g c - o 技术发展至今，已派生为四大类【1 4 】：( 1 ) 稀释分析法，是将样品梯度稀释至 阈值，得到表征香气物质重要性的数值。该类中具有代表性的方法是c h a r m 分析方法和 香气萃取稀释分析法( a e d a ) 。稀释法操作起来相对简便，而且连续嗅闻同一萃取样品 的稀释物使得最终结果较为有效。但是这类方法存在两个缺点，首先非常耗时，其次会 把在最高稀释度闻到的物质想当然地认为是最重要的香气物质，事实上嗅觉响应高和有 重要贡献还是有所区别的；( 2 ) 频度法，将能够闻到某物质气味的感官鉴定人员人数记 作为该物质的香气强度。该方法克服了感官鉴定人员人数少带来的误差，不需要使用阈 值。不过此方法亦有缺陷，尽管响应频度和感觉强度两者存在良好的相关性，但直接获 得的并不是真正的强度；( 3 ) 后强度法，当某一物质的色谱峰出完后再记录下香气强度， 这种方法的应用范围并不广，这与感官鉴定人员间的结果差异较大有关；( 4 ) 时间一强 度法，感官鉴定人员需要同时记录物质的出峰时间和香气强度，最常用的是o s m e 技术。 o s m e 一词来源于希腊语，意思为“闻香”。该方法是萃取获得的样品，不经稀释，直接 进行g c - o 分析，将几个感官品尝人员记录到的香气强度进行平均，即为香气强度值。 时间强度法是在色谱分离过程中同时记录感知到的香气化合物的强度，以此评估各个香 气化合物的贡献大小。该方法以记录得到的香气化合物的强度( o s m ev a l u e ) 为基础。 经过训练的闻香人员在闻香口直接记录感知到的香气化合物强度和持续时间，并且描述 该香气化合物的香气特征。同时，计算机记录持续时间的图谱，以帮助闻香人员判别香 气化合物的出现位置。在此实验中，需要一组人员用于鉴定香气物质强度和浓度之间的 联系。香气化合物的最大强度和峰面积都与该香气化合物的浓度有非常重要的关系。 闻香技术能够直接反映出样品中存在的呈香物质，因而在酒类风味研究方面已有较 多应用。但是，此前对于中国特有的饮料酒研究中，仅仅只有白酒采用g c o 技术进行 了研究。挥发性化合物在中国白酒中几乎都是含量较低的微量成分，但是它们对于白酒 6 第一章绪论 的风味具有重要作用。白酒具有香气活性的成分主要是醇、酯、酸、缩醛、酮、醛以及 杂环类化合物。但是，不同的化合物对白酒的香气具有不同的贡献。范文来等用气相色 谱一闻香法( g c - o ) 研究了正相色谱分离后的“洋河大曲”中的香气物质【1 5 1 ，结果显示，洋 河大曲中的香气主要由酯类和脂肪酸类贡献；根据o s m e 值判断，其中，己酸乙酯、丁 酸乙酯是最重要的酯类物质，另外，辛酸乙酯、3 甲基己酸丁酯和戊酸乙酯是比较重要 的酯类物质；己酸、丁酸、3 - 甲基丁酸和戊酸有较高香气强度；正己醇和3 一甲基丁醇也 有较高的香气强度；另外，4 一乙基愈疮木酚、4 甲基愈疮木酚和4 乙基苯酚，对白酒香 气主要贡献丁香、甜香和烟熏等香气；1 ，1 二乙氧基乙烷、1 ，1 二乙氧基2 甲基丙烷和 1 ，1 一二乙氧基3 - 甲基丁烷被鉴定出，他们赋予白酒水果香和花香。此外，范文来等还采 用顶空固相微萃取( h s s p