蔡文琴，洪麗霞，吳生文，萬 茵，付桂明*，劉成梅，謝子軍，陳延儒，林 培，吳曉江，曾婷婷

（1.南昌大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室國際食品創(chuàng)新研究院，江西 南昌 330031；2.四特酒有限責(zé)任公司，江西 樟樹 331200）

白酒是我國傳統(tǒng)的蒸餾酒，以大米、高粱、小麥等糧食作物作為釀造的主要原料。這些原料是決定白酒質(zhì)量的第一物質(zhì)基礎(chǔ)，因此有“糧是酒之肉”的說法[1]。特香型白酒作為全國12大香型白酒之一，與其他香型白酒最大的區(qū)別就是以優(yōu)質(zhì)大米作為白酒的釀造原料，并且不經(jīng)粉碎，采用整粒與酒醅混蒸的生產(chǎn)工藝[2]。研究表明，大米中的淀粉、蛋白質(zhì)和脂肪等營養(yǎng)成分含量會對其應(yīng)用于白酒釀造過程產(chǎn)生影響。淀粉作為大米中的主要成分，也是影響白酒釀造出酒率最重要的成分，一方面其糊化程度高，有利于糖化，提高出酒率；另一方面糊化程度過高，黏性過大，降低酒醅中氧氣流動性，不利于好氧的微生物生長繁殖，反而降低了出酒率。蛋白質(zhì)作為大米中的重要成分之一，為釀造微生物提供氮源、促進(jìn)其生長，并且作為白酒香氣物質(zhì)的前體物質(zhì)，對釀造過程亦有較大影響[3]。脂肪在大米中含量雖然很少，但過高含量的脂肪會阻礙發(fā)酵的進(jìn)行，導(dǎo)致產(chǎn)酒率下降[4]。因此，原料大米的營養(yǎng)成分含量對于特香型白酒的品質(zhì)至關(guān)重要。

特香型白酒采用“三進(jìn)四出”的續(xù)米查混蒸的生產(chǎn)工藝，原料大米經(jīng)過多次發(fā)酵，提高了利用率，在蒸餾酒的同時把大米蒸熟，大米中的揮發(fā)性香氣成分（如酯、醇、酸等）在蒸煮過程進(jìn)入酒內(nèi)，成為構(gòu)成特香型白酒香氣成分的重要物質(zhì)[5]。因此原料大米自身所含的揮發(fā)性香氣成分也是特香型白酒特征風(fēng)味成分的重要組成部分。

目前，關(guān)于適合特香型白酒釀造的大米品種尚鮮有系統(tǒng)研究。因此，本實(shí)驗(yàn)通過對不同種類大米原料（早秈米、粳米、秈糯米和粳糯米）的營養(yǎng)成分和揮發(fā)性香氣成分進(jìn)行分析，以期為選用生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)特香型白酒的大米原料提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

秈糯米、粳糯米、早秈米和粳米：市售。

硫酸銅、硫酸鉀、濃硫酸、甲基紅、溴甲酚綠、石油醚、氫氧化鈉、濃鹽酸、硼酸、無水乙醇、三水合乙酸鉛、硫酸鈉、次甲基藍(lán)、酒石酸鉀鈉、亞鐵氰化鉀、葡萄糖等（均為分析純）：西隴化工股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SOX606脂肪自動測定儀：上海允延儀器有限公司；KN680全自動定氮儀：廈門愛科圣實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)工程有限公司；8890-5977B氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（gas chromatographymass spectrometry，GC-MS）：安捷倫科技有限公司；DVB/CAR/PDMS（50/30 μm）固相微萃?。╯olid-phase microextraction，SPME）纖維頭、HP-5MS色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）：美國Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 大米主要營養(yǎng)成分的測定

淀粉含量的測定：參考GB 5009.9—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中淀粉的測定》中酸水解法[6]；蛋白質(zhì)含量的測定：參考GB 5009.5—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測定》[7]；脂肪含量的測定：參考GB 5009.5—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測定》[8]。

1.3.2 大米揮發(fā)性香氣成分的分析

按照參考文獻(xiàn)[9]的方法并做了部分調(diào)整。

（1）萃取：將萃取纖維頭在氣相色譜進(jìn)樣口270 ℃老化60 min。稱取2 g大米樣品，置于頂空進(jìn)樣瓶中，加入4 mL雙蒸水（dd H2O），將進(jìn)樣瓶放于80 ℃水浴中平衡20 min。然后將老化后的萃取纖維頭刺穿隔墊，置于樣品上方5 cm處，萃取吸附40 min，抽回纖維頭，將萃取裝置插入GC進(jìn)樣口，推出纖維頭解吸5 min。

（2）色譜條件：HP-5MS色譜柱（30m×0.25mm，0.25μm），進(jìn)樣口溫度250 ℃，載氣為高純氦氣（He），流速1.5 mL/min，分流比1∶1。程序升溫：50 ℃保持1 min；6 ℃/min升至80 ℃，保持5min；4℃/min升至190℃；6℃/min升至210℃，保持10min。

（3）質(zhì)譜條件：電離方式為電子電離（electron ionization，EI）源，電離能量70 eV，離子源溫度230 ℃，質(zhì)譜掃描范圍為33～400 u。

（4）定性定量分析：運(yùn)用GC-MS內(nèi)部計(jì)算機(jī)譜庫（美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所（national institute of standards and technology，NIST）/WILEY）對所檢測的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行初步檢索比對，并進(jìn)一步通過正構(gòu)烷烴出峰的保留時間計(jì)算物質(zhì)保留指數(shù)（retention index，RI），最終確定物質(zhì)?；衔锖堪捶迕娣e歸一法進(jìn)行計(jì)算。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

每個樣品指標(biāo)平行測定3次，采用Excel 2013、Origin 9.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)分析，最終所得結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差形式呈現(xiàn)。SPSS 24.0軟件用于數(shù)據(jù)的單因素方差分析（P＜0.05），并采用Duncan對數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較。R軟件（Version 3.6.1）用于揮發(fā)性香氣化合物的層次聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種類大米主要營養(yǎng)成分分析

由表1可知，粳米的淀粉含量為74.79%，顯著高于早秈米、粳糯米和秈糯米（P＜0.05）；早秈米和秈糯米的淀粉含量差異不顯著（P＞0.05）。在釀造過程中，淀粉經(jīng)過糖化轉(zhuǎn)化為葡萄糖，然后轉(zhuǎn)變成乙醇，因此淀粉含量與出酒率直接相關(guān)，淀粉含量越高出酒率越高[10]。

表1 不同種類大米部分營養(yǎng)成分含量比較Table 1 Comparison of the contents of main nutrient compounds of different kinds of rice

4種大米的蛋白質(zhì)含量均存在顯著差異（P＜0.05），由高到低分別為粳米（7.11%）、早秈米（6.76%）、粳糯米（6.13%）、秈糯米（5.66%）。在釀造過程中，適量蛋白質(zhì)有利于微生物生長繁殖以及酶活性，但蛋白質(zhì)含量過高也會造成醇類物質(zhì)的過多積累，從而影響發(fā)酵[11]。本研究中粳米和早秈米中蛋白質(zhì)含量與夏凡等[12]的研究所得蛋白質(zhì)含量（6.58%～9.07%）相比，較為適中，因此適合用于白酒釀造。

4種大米的脂肪含量均存在顯著差異（P＜0.05），由高到低分別為粳糯米（0.57%）、秈糯米（0.42%）、粳米（0.28%）、早秈米（0.21%）。脂肪是微生物發(fā)酵過程中產(chǎn)有機(jī)酸的重要原料，也是酯類成分的前體物質(zhì)，易被酵母利用產(chǎn)生酯香風(fēng)味成分，對白酒風(fēng)味起積極作用[13]，但過多脂肪含量容易導(dǎo)致釀造過程脂肪酸氧化分解，從而產(chǎn)生有機(jī)酸類物質(zhì)，使酒呈現(xiàn)酸敗氣味[14]。本研究中4種大米脂肪含量與夏凡等[12]的研究所得脂肪含量（0.56%～1.49%）相比都偏低，可能是選用大米加工精度較高。

2.2 不同種類大米的揮發(fā)性香氣成分分析

采用SPME-GC/MS對4種大米的揮發(fā)性香氣成分進(jìn)行分析，結(jié)果見表2。由表2可知，早秈米中共鑒定出26種揮發(fā)性香氣成分，粳米中鑒定出22種，粳糯米中的揮發(fā)性香氣成分種類最多，有29種，而秈糯米中只鑒定出了17種。

表2 不同種類大米的揮發(fā)性香氣成分相對含量比較Table 2 Comparison of the relative contents of volatile aroma compounds in different types of rice

由表2可知，酸類物質(zhì)在除粳米外的3種大米中的含量最高，其中棕櫚酸含量最高，在早秈米、粳米、粳糯米、秈糯米中含量分別占總其風(fēng)味成分的23.76%、17.98%、33.06%、44.39%，然后是油酸、亞油酸和肉豆蔻酸等，與彭智輔等[15]的研究一致。雖然它們均是長鏈高沸點(diǎn)有機(jī)酸，但是在蒸煮過程中會隨著水蒸氣蒸餾夾帶出來。酸類化合物在白酒中既是重要的呈味物質(zhì)，又是酯類化合物的前體物質(zhì)，在香味成分轉(zhuǎn)換中占有重要地位[16]。揮發(fā)性酸中，分子質(zhì)量越小，閾值越低，因此乙酸、己酸等中短鏈有機(jī)酸是白酒中重要風(fēng)味成分，但大米中含量最高的棕櫚酸、油酸、亞油酸和肉豆蔻酸等長鏈有機(jī)酸閾值高，對白酒風(fēng)味貢獻(xiàn)不大。

醛類物質(zhì)具有水果香和甜香，且閾值普遍較低，是大米風(fēng)味的關(guān)鍵物質(zhì)之一[17]。壬醛具有強(qiáng)烈的油脂氣味和甜橙氣味，是早秈米和粳米中含量最高的醛類物質(zhì)，分別為13.90%和20.55%。正己醛是己酸的前體，在白酒釀造過程中被微生物利用可以生成己酸，再與乙醇進(jìn)行酯化反應(yīng)，可以生成白酒中主要風(fēng)味成分己酸乙酯，在早秈米和粳米、粳糯米和秈糯米中含量分別為3.79%和10.85%、10.05%、5.94%。

酯類物質(zhì)對白酒風(fēng)味具有重要作用，是形成酒體香氣濃郁的主要因素[14]。從表2可知，早秈米、粳糯米均含有4種酯類物質(zhì)，粳米含有3種酯類物質(zhì)，秈糯米含有2種酯類物質(zhì)；其中早秈米、粳米、粳糯米含有的γ-壬內(nèi)酯具有甜香、堅(jiān)果香等令人愉快的香氣，對白酒的風(fēng)味起積極作用[19]；僅在早秈米中含有的亞油酸乙酯是白酒空杯留香的主要成分，對白酒的風(fēng)味有著至關(guān)重要的作用[20]。

醇類物質(zhì)能產(chǎn)生比較柔和的氣味，也是白酒中主要的香味物質(zhì)。如果白酒中高級醇含量較少，會使白酒喪失其特有的風(fēng)味，如果含量過高，則會導(dǎo)致白酒苦澀味和刺激味偏重[21]。正辛醇是一種高級醇，具有水果香和花香，能對白酒風(fēng)味產(chǎn)生積極的影響[22]，在早秈米和粳米中含量較高，分別為3.06%和3.76%。苯乙醇是白酒風(fēng)味物質(zhì)中主要高級醇之一，具有蜂蜜香和玫瑰花香，給人愉悅的感覺[23]，只在早秈米中存在，其含量為0.49%。

酚類物質(zhì)具有香味突出、閾值低、香味強(qiáng)度大、味道優(yōu)雅、香味保留時間長等特性[24]。這類物質(zhì)只在早秈米中存在，是早秈米的一類特征性香氣成分，其中2,4-二叔丁基酚是清香型白酒中的香氣活性化合物，對白酒風(fēng)味有重要貢獻(xiàn)作用[25]。

烷烴能呈現(xiàn)一種青草的芳香，吲哚有甜的花香味，都對大米風(fēng)味有一定的積極作用。而粳糯米中特有的萘、2-甲基萘、1-甲基萘、1,7-二甲基萘這些萘類化合物會給人以刺激的風(fēng)味。

由圖1可知，4種大米中棕櫚酸、亞油酸、油酸、正己醛、壬醛含量均較高；而鄰苯二甲酸二異丁酯、2,4-二叔丁基酚等物質(zhì)在早秈米中含量高；正己醛、反-2-辛烯醛等物質(zhì)在粳米中含量高；（E）-2-庚烯醛、1-烯-3-辛醇等物質(zhì)在粳糯米中含量高，吲哚、肉豆蔻酸等物質(zhì)在秈糯中含量高，這些物質(zhì)在釀造過程中一部分被微生物利用，轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì)，一部分直接參與構(gòu)成白酒的風(fēng)味[26]。

圖1 不同種類大米的揮發(fā)性香氣成分層次聚類分析Fig.1 Hierarchical clustering analysis of volatile aroma compounds in different types of rice

3 結(jié)論

以不同種類大米為研究對象，較為全面的考量了其主要營養(yǎng)物質(zhì)和揮發(fā)性香氣成分。結(jié)果表明，粳米淀粉含量和蛋白質(zhì)含量最高，而秈糯米淀粉含量和蛋白質(zhì)含量最低；粳糯米脂肪含量最高，早秈米脂肪含量最低。早秈米、粳米、粳糯米和中秈糯米分別鑒定出26種、22種、29種、17種揮發(fā)性香氣物質(zhì)。4種大米所含風(fēng)味成分有較大差別，其中早秈米含有較多的2,4-二叔丁基酚、苯乙醇、酚類物質(zhì)等白酒中重要的風(fēng)味物質(zhì)，粳米中正己醛、反-2-辛烯醛等醛類物質(zhì)含量高，粳糯米則含有幾種刺激性的風(fēng)味物質(zhì)，如萘類化合物，而秈糯米中的酸類物質(zhì)含量高。這些研究對特香型白酒釀造原料的選擇和白酒質(zhì)量控制具有一定指導(dǎo)意義。