郭壯，李英，潘婷，吳夢，戴彩霞，梁英*

（1.湖北文理學院化學工程與食品科學學院鄂西北傳統(tǒng)發(fā)酵食品研究所，湖北襄陽441053；2.煙臺南山學院健康學院食品系，山東煙臺265713）

原料種類對米酒滋味品質影響的研究

郭壯1，李英2，潘婷1，吳夢1，戴彩霞1，梁英1*

（1.湖北文理學院化學工程與食品科學學院鄂西北傳統(tǒng)發(fā)酵食品研究所，湖北襄陽441053；2.煙臺南山學院健康學院食品系，山東煙臺265713）

分別采集了秈糯米、粳糯米和大米樣品各5個，在同一發(fā)酵條件進行了米酒的釀造，并采用電子舌技術和多變量統(tǒng)計學方法相結合的手段，對米酒樣品的滋味品質進行了評價分析。通過主成分分析、聚類分析和多元方差分析發(fā)現(xiàn)以秈糯米和粳糯米為原料釀造的米酒其滋味品質差異不顯著，而兩者與以大米為原料釀造的米酒滋味品質存在顯著差異（P＜0.05）。通過冗余分析發(fā)現(xiàn)該差異是由于酸味、澀味和后味A（澀的回味）3個指標造成的。通過方差分析發(fā)現(xiàn)，以大米為原料釀造的米酒其酸味和澀味要顯著偏高（P＜0.05）。由此可見，以糯米為原料釀造的米酒其滋味品質要優(yōu)于以大米為原料釀造的米酒。

米酒；大米；電子舌；滋味；品質

作為我國傳統(tǒng)的低度發(fā)酵酒，米酒通常以糯米為主要原料，經酒曲等糖化發(fā)酵劑發(fā)酵而成[1]。其風味和口感獨特，同時兼有豐富營養(yǎng)成分和特殊食療功效，而深受消費者的喜愛。米酒制作工藝比較簡單，制作環(huán)境也相對開放，研究表明原料的化學成分[2]、酒曲種類[3]和發(fā)酵工藝條件[4]等均可對其產品品質產生影響。滋味品質作為米酒產品品質的重要組成部分，其優(yōu)劣直接決定了消費者對米酒的可接受性，本課題組前期研究亦表明，生產方式[5]和酒曲來源[6]對米酒最終的滋味品質均有顯著的影響。近年來，研究人員在米酒新產品開發(fā)方面開展了大量卓有成效的研究，對大米[7]、紅米[7]、香米[8]、黑米[9-10]和紫米[11]等原料應用于米酒生產的可行性進行了探討，使生產米酒的原料不再僅僅局限于糯米，有力地促使了米酒產品的多元化發(fā)展。然而目前國內關于不同種類原料釀造米酒滋味品質差異性研究的報道尚少。

除了傳統(tǒng)的感官鑒評方法外，研究人員亦可以使用電子舌對食品的滋味品質進行評價。通過采用人工脂膜傳感器技術，電子舌實現(xiàn)了食品基本味覺及其回味的數(shù)字化評價，具有信息量豐度和結果準確的優(yōu)點[12]，目前已經廣泛的應用于酒齡識別[13]及酒的品種[14]和產地鑒別[15-16]等方面。

為探討原料種類對米酒滋味品質的影響，本研究分別采集了秈糯米、粳糯米和大米樣品各5個，在此基礎上使用商業(yè)化米酒曲進行了米酒的釀造，同時采用電子舌技術和多元統(tǒng)計學方法相結合的手段，對不同原料釀造米酒的滋味品質的差異性進行分析，并對與其滋味品質整體結構差異顯著相關的指標進行了鑒定，為原料種類對米酒滋味品質影響的研究提供科學依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

秈糯米、粳糯米和大米：市售；米酒曲：安琪酵母股份有限公司；市售米酒：孝感神霖米酒公司；乙醇、氫氧化鉀、氯化鉀、氯化銀、酒石酸（均為分析純）：上海國藥集團化學試劑有限公司；鹽酸（分析純）：洛陽市化學試劑廠。

1.2儀器與設備

SA 402B電子舌：日本Insent公司；250B數(shù)顯生化培養(yǎng)箱：金壇市精達儀器制造有限公司；SHZ-D水循環(huán)多用真空泵：鞏義市予華儀器有限責任公司；4盤電汽蒸飯柜：山東上美廚房設備廠。

1.3實驗方法

1.3.1不同種類原料的采集

分別采集秈糯米、粳糯米和大米樣品各5個，合計15個樣品。為使樣品更具有代表性，在采集同一類型樣品時，盡量將采樣點分散在不同的省份和地區(qū)，其中秈糯米樣品分別采集于黑龍江省牡丹江市、湖北省襄陽市、湖北省孝感市、江蘇省泰州市和福建龍巖市；粳糯米樣品分別采集于黑龍江省五常市、廣西壯族自治區(qū)桂林市、四川省成都市、江蘇省泰州市和福建省龍巖市；大米樣品分別采集于黑龍江省五常市、遼寧省盤錦市、江蘇省泰州市、寧夏回族自治區(qū)吳忠市和湖北省襄陽市。

1.3.2米酒樣品的制備

秈糯米和粳糯米經浸泡、蒸煮、攤涼和淋冷等操作后，按照5‰的比例（V/V）添加米酒曲并攪拌均勻，同時以1/2于干糯米的質量加入煮沸冷涼的水，并置于儲釀器中搭窩（即將糯米壓實后在中部挖一凹坑），于28℃發(fā)酵48 h備用。以大米為原料進行米酒制作時除不將原料進行浸泡外，其他步驟與糯米相同。

1.3.3米酒樣品的預處理

取250 g米酒并加入100 mL去離子水，樣品攪拌均勻后于常溫下3 000×g離心10 min，取上清液抽濾后，作為測試樣品備用。

市售米酒于常溫下3 000×g離心10 min，取上清液抽濾后，作為對照樣品備用。

1.3.4使用電子舌對米酒樣品進行測定

參照文獻[12]的方法，使用SA 402B電子舌對不同原料釀造米酒的酸、苦、澀、鮮和咸味5個基本味及苦、澀和鮮味3個基本味的回味進行測定。CA0、C00、AE1、CT0和AAE5個傳感器在參比溶液和待測樣品中分別浸泡30 s后，測得參比溶液電勢Vr和樣品溶液電勢Vs，Vs-Vr的差值即為樣品酸、苦、澀、咸和鮮味的強度值；經洗滌后，傳感器C00、AE1和AAE于參比溶液中浸泡30 s，測得電勢Vr′，Vr′-Vr的電勢差值即為后味A（澀的回味）、后味B（苦的回味）和豐度（鮮的回味）的強度值。

使用SA 402B電子舌每批次最多可對10個樣品進行測試，為減小系統(tǒng)誤差，每次測定時均會添加同一個市售米酒樣品作為內標。在同一批次樣品測定過程中，待測樣品與內標樣品各滋味指標的差值，即為不同原料釀造米酒樣品各滋味指標的相對強度值。每個樣品重復4次，選取后3次測量值作為本研究分析的原始數(shù)據(jù)。

1.3.5統(tǒng)計分析

使用方差分析（analysis of variance，ANOVA）對不同原料釀造米酒各滋味指標相對強度進行分析；使用主成分分析（principal component analysis，PCA）、聚類分析（cluster analysis，CA）和多元方差分析（multivariate analysis of variance，MANOVA）對不同原料釀造米酒滋味品質整體結構的差異性進行分析；使用冗余分析（redundancy analysis，RDA）對與原料種類差異顯著相關的滋味品質指標進行鑒定。

除RDA采用Canoco4.5軟件外，其他分析均采用Matlab 2010b軟件。使用Origin 8.5軟件作圖。

2　結果與分析

2.1不同原料釀造米酒各滋味指標相對強度的分析

圖1　米酒樣品各滋味指標相對強度值的箱形圖（n=15）Fig.1 The box plot of relative intensity of each taste index in rice wine samples(n=15)

米酒樣品各滋味指標相對強度值的箱型圖結果見圖1。由圖1可知，本研究的15個米酒樣品在酸味指標上的差異性最大，其次為澀味、咸味、豐度和苦味，而在鮮味、后味A（澀的回味）和后味B（苦的回味）3個指標上的差異較小。KOBAYASHI Y等[12]研究發(fā)現(xiàn)，使用SA 402B電子舌對食品或藥品進行測定時，若兩個樣品在某一個滋味指標上的相對強度值之差＞1，則其差異即使通過感官鑒評的方法也能予以識別。因此結合圖1不難發(fā)現(xiàn)，雖然使用電子舌測定發(fā)現(xiàn)不同原料釀造的米酒樣品間在鮮味、后味A（澀的回味）和后味B（苦的回味）3個指標上存在一定差異，但是這種差異通過感官鑒評方法是無法區(qū)分出來的。不同原料釀造米酒時各滋味指標相對強度的差異性分析結果見表1。

表1　不同原料釀造米酒各滋味指標相對強度的差異性分析Table 1 Significant analysis of each index of rice wine fermented by different raw materials

由表1可知，經方差分析發(fā)現(xiàn)，以秈糯米和粳糯米為原料釀造的米酒其酸味、澀味和后味B（苦的回味）3個指標的相對強度值均顯著低于大米（P＜0.05）釀造米酒，而豐度（鮮的回味）呈現(xiàn)出相反的趨勢（P＜0.05）。值得一提的是，燦糯米和粳糯米釀造的米酒在酸味、澀味和豐度（鮮的回味）等3個指標與大米的相對強度差值均＞1。眾所周知，酸味和澀味是米酒的缺陷型指標，而豐度（鮮的回味）為其特征性指標，因此不難推斷，以秈糯米和粳糯米為原料釀造作的米酒其滋味品質可能要優(yōu)于以大米為原料釀造的米酒。

由表1亦可知，不同原料釀造的米酒在苦味、咸味、鮮味和后味A（澀的回味）4個滋味指標上的差異不顯著（P＞0.05），同時以秈糯米和粳糯米為原料釀造的米酒在所有8個滋味指標上差異亦均不顯著（P＞0.05）。因此可以初步推斷，以秈糯米和粳糯米為原料釀造的米酒其滋味品質差異不大，而兩者與以大米為原料釀造的米酒滋味品質可能存在較大差異。

2.2不同原料釀造米酒滋味品質整體結構的差異性分析

滋味是食品中多種水溶性呈味物質相互作用刺激味蕾產生的感覺，因此僅孤立的對各類型米酒樣品的某一個滋味指標進行評價是不足的。因而在對不同原料釀造米酒各滋味指標相對強度進行分析的基礎上，本研究進一步采用PCA、CA和MANOVA等多元統(tǒng)計學方法對不同原料釀造米酒滋味品質整體結構的差異性進行了分析，主成分分析不同原料釀造米酒滋味品質的因子載荷圖見圖2，因子得分圖見圖3。

經PCA發(fā)現(xiàn)，不同原料釀造米酒整體滋味品質的信息主要集中在前4個主成分，其累計方差貢獻率為91.64%。由圖2可知，第一主成分主要由酸味、澀味和豐度（鮮的回味）等3個指標構成，第二主成分由咸味和后味A（澀的回味）2個指標構成，其貢獻率分別為45.42%和20.83%。第三主成分由咸味和后味B（苦的回味）2個指標構成，第四主成分由苦味構成，其貢獻率分別為18.71%和6.68%。

圖2　基于主成分分析的不同原料釀造米酒整體滋味品質的PC1與PC2因子載荷圖Fig.2 PC1 vs PC2 factors loading diagram based on the principal component analysis of taste quality of rice wine fermented by different raw materials

圖3　基于主成分分析不同原料釀造米酒整體滋味品質的PC1與PC2因子得分圖Fig.3 PC1 vs PC2 factors score based on the principal component analysis of taste quality of rice wine fermented by different raw materials

由圖3可知，在PCA因子得分圖中不同類型的米酒樣品呈現(xiàn)出較為明顯的聚類趨勢，其中以秈糯米和粳糯米為原料釀造的米酒樣品與以大米為原料釀造的米酒樣品呈現(xiàn)出明顯的分離，而以秈糯米和粳糯米為原料釀造的米酒樣品其空間排布較為接近，且出現(xiàn)交疊現(xiàn)象。因此，可以定性的認為以秈糯米和粳糯米釀造的米酒滋味品質較為相似，而與以大米為原料釀造的米酒存在較大的差異。

由圖3亦可知，在水平方向上，以秈糯米和粳糯米為原料釀造的米酒樣品主要排布在第2和第3象限，而以大米為原料釀造的米酒樣品在第1和第4象限，因此結合圖2可以定性的認為以秈糯米和粳糯米為原料釀造的米酒其酸味和澀味要低于大米釀造米酒，而豐度（鮮的回味）呈現(xiàn)出相反趨勢。在垂直方向上，不同類型的米酒樣品其空間排布沒有明顯的規(guī)律，因此結合圖2可以定性的認為三類米酒樣品在咸味和后味A（澀的回味）2個指標上沒有明顯的差異，這與方差分析結果相一致。

在PCA的基礎上，本研究進一步提取其前80%的成分進行了基于馬氏距離的聚類分析，分析結果見圖4。由圖4可知，以秈糯米和粳糯米為原料釀造的米酒其整體滋味品質較為相似，這一結果與主成分分析結果相同。進一步使用MANOVA方法，對以兩類糯米為原料釀造米酒整體滋味品質的差異性進行了分析，結果發(fā)現(xiàn)其差異不顯著（P=0.16＞0.05），而兩者均與大米釀造的米酒樣品差異極顯著（P＜0.001）。由此可見，根據(jù)原料種類劃分的分組的確是造成PCA因子得分圖中各個樣品空間呈現(xiàn)明顯排布的原因。

圖4　基于馬氏距離聚類不同原料釀造米酒整體滋味品質的分析Fig.4 Taste quality of rice wine fermented by different raw materials based on the Mahalanobis distance analysis

2.3與原料種類差異顯著相關的米酒滋味品質指標的鑒定

通過以原料的種類（大米/秈糯米/粳糯米）作為起約束作用的解釋變量，本研究進一步使用冗余分析法，盡最大可能預測和解釋了全部8個米酒滋味指標數(shù)據(jù)組成的響應變量[17]，進而對與原料種類差異顯著相關的滋味品質指標進行了鑒定，其冗余分析雙序圖見圖5。

圖5　不同原料釀造米酒的冗余分析雙序圖Fig.5 Biplot of the redundancy analysis biplot among rice wine samples fermented by different raw materials

由圖5可知，酸味、澀味和后味A（澀的回味）3個指標與RDA排序圖約束軸上的樣本賦值良好相關，因而上述3個指標代表了不同原料釀造米酒滋味品質總體結構差異顯著相關的關鍵滋味。由圖5亦可知，上述3個指標均位于由大米釀造的米酒樣品一側，這說明由大米釀造的米酒其酸味、澀味和后味A（澀的回味）可能高于其他兩個類型的米酒。結合表1分析結果可知，3個指標中酸味和澀味指標在不同原料釀造米酒中的差異具有統(tǒng)計上的顯著性（P＜0.05）。

3　結論

本研究分別采集了秈糯米、粳糯米和大米樣品各5個，在實驗室條件下使用相同發(fā)酵條件進行了米酒制作，通過使用電子舌技術和多元統(tǒng)計學方法相結合的手段對其滋味品質進行評價發(fā)現(xiàn)，以秈糯米和粳糯米為原料釀造的米酒其滋味品質差異不顯著（P＞0.05），而兩者與以大米為原料釀造的米酒滋味品質存在顯著差異（P＜0.05），而這種差異是由酸味、澀味和后味A（澀的回味）等3個指標造成的，其中大米的酸味和澀味要顯著偏高。

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Effect of raw materials on taste quality of rice wine

GUO Zhuang1,LI Ying2,PAN Ting1,WU Meng1,DAI Caixia1,LIANG Ying1*
(1.Northwest Hubei Research Institute of Traditional Fermented Food,College of Chemical Engineering and Food Science, Hubei University of Arts and Science,Xiangyang 441053,China; 2.Department of Food,College of Health,Yantai Nanshan University,Yantai 265713,China)

Each five samples of three varieties of long-grain rice,japonica rice and milled rice were collected,and the taste quality of rice wine which fermented under the same condition were studied by electronic tongue and multivariate statistics.Principal component analysis,cluster analysis and multivariate analysis of variance showed that there were no significant differences in basic taste and aftertaste among rice wine fermented by long-grain rice and japonica rice,and these two samples indicated significant differences with the rice wine fermented by milled rice.Meanwhile, sourness,astringent,and aftertaste A were identified by redundancy analysis as key variables that significantly associated with the taste profile difference(P＜0.05),sourness and astringent in the wine fermented by milled rice were significantly higher(P＜0.05).Thus,it can be concluded that the rice wine fermented by long-grain rice and japonica rice had better taste quality than milled rice.

rice wine;milled rice;electronic tongue;taste;quality

TS264.3

0254-5071（2016）08-0100-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2016.08.023

2016-02-17

湖北省教育廳科學技術研究計劃中青年人才項目（Q20152603）

郭壯（1984-），男，講師，博士，研究方向為食品生物技術。

梁英（1967-），女，教授，博士，研究方向為綠色化學與生物質工程技術。