張國豪，任 飛，陳 虹，楊國星，孫利瓊，楊國濤，王學春，胡運高*

（西南科技大學 生命科學與工程學院，四川 綿陽 621010）

中國白酒是指以糧食為主要釀造原料，以大曲、小曲或麩曲、酒母為糖化發(fā)酵劑，經(jīng)過蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾而制成的蒸餾酒[1]。近年來，以多糧為原料釀造的白酒充分利用了各種糧食資源，為微生物提供了全面的營養(yǎng)成分，原料中的有用成分被微生物發(fā)酵代謝而產生多種副產物[2]，使酒的香氣和口感更為協(xié)調飽滿，從而使多糧型白酒市場占有率逐年提高。釀酒原料是決定白酒產量和品質的物質基礎[3]，白酒行業(yè)的“高粱香、玉米甜、大麥沖、糯米綿、大米凈、小麥糙”是人們長期實踐的總結，也高度概括了幾種原料與酒質的關系[4]。多種糧食釀酒（多糧型白酒）時，大部分以高粱為主，并加以糯米、大米、玉米、小麥等原料，究其原因，高粱支鏈淀粉含量高，蒸煮后易被釀酒微生物利用，從而不僅出酒率高，而且醇厚濃郁，香甜可口，在釀造白酒上獨具優(yōu)勢[5]；大米質地純正，用以釀酒口感純凈，但蒸煮后性粘且糊爛，可作輔料使用。

原料中淀粉含量的高低直接決定白酒的產量，是提高白酒產量的根本保證[2]，淀粉結構的差異也影響著白酒的發(fā)酵，淀粉以淀粉粒的形式存在，由直鏈淀粉和支鏈淀粉所組成。直鏈淀粉為α-1,4糖苷鍵連接，α-1,6糖苷鍵分支的葡萄糖多聚物，其分子質量較小，帶有極少數(shù)α-1,6的分支[6]。谷物籽粒中直鏈淀粉和支鏈淀粉的含量比例差異會呈現(xiàn)出不同的胚乳質地，進而影響發(fā)酵過程中原料的黏度、糊化特性等釀造性能[4]。直鏈淀粉的構象從天然的雙螺旋結構的晶體，到加熱糊化后伸展的無規(guī)線團、再到存放過程聚集成雙螺旋結構的晶體，其分子構象轉變大，特性變化也很大，因而直鏈淀粉越高，淀粉結構越緊密，糊化時間越長，糧香越濃[7]。目前，對不同原料釀造清香型白酒的差異性研究主要集中在生產工藝[8-9]、微生物代謝[10-11]以及原料種類和比例[12]等方面，而針對不同直鏈淀粉含量大米與高粱混合釀造對清香型白酒風味成分的影響研究較少。

鑒于此，本研究采用液液萃?。╨iquid-liquid extraction，LLE）和氣相色譜-質譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）技術，對不同直鏈淀粉含量大米與高粱混合釀造的清香型白酒揮發(fā)性風味物質進行分析，結合感官品評，研究多糧清香型白酒風味物質與感官品相關性，確定不同類型稻米與高粱混合釀造對清香型白酒的影響，為釀制白酒提供一定的理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

高粱（瀘州紅1號）、不同直鏈淀粉含量的大米（蛋白質含量為8.5%左右）：西科糯1號（直鏈淀粉含量0）、滇隴201（直鏈淀粉含量11.0%）、宜香優(yōu)2115（直鏈淀粉含量16.6%）、廣優(yōu)2928（直鏈淀粉含量25.9%）、輔料（稻殼或谷殼）：2021年在西南科技大學農園試驗基地（31°32′N，104°41′E）種植并收獲，由西南科技大學水稻研究所提供當季大米直鏈淀粉含量和蛋白質含量測定數(shù)據(jù)。中溫大曲：酒廠提供；酵母：尚川生物科技（廣東）有限公司；正構烷烴混合標準品（C5～C40）（色譜純）：上海安譜實驗科技股份有限公司；二氯甲烷、氯化鈉（NaCl）、無水硫酸鈉（Na2SO4）（均為分析純）：中國國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

JB5A小型釀酒蒸餾設備：恒持儀器設備廠；MPS2固相微萃取自動進樣器：德國Gerstel公司；GC6890N-MS5975氣相色譜-質譜聯(lián)用儀：美國Agilent公司；DC-12氮氣吹掃儀：上海安譜科學儀器有限公司；Al204電子天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；Sniffer9100嗅聞儀：瑞士Brechbuhler公司。

1.3 方法

1.3.1 清香型白酒制作工藝流程及操作要點

原料→粉碎→潤糝→裝甑蒸料→出甑加水→加曲→入缸發(fā)酵→出缸拌糠→上甑蒸餾→成品

操作要點：

按照大米∶高粱=1∶9的比例分別稱取西科糯1號、滇隴201、宜香優(yōu)2115、廣優(yōu)2928大米10.0 kg，瀘州紅1號90.0 kg，依次命名為酒樣1、2、3、4；對照稱取瀘州紅1號100.0 kg，命名為酒樣5。將每顆高粱粉碎成4～6瓣，大米不粉碎，加入原料質量60%的熱水（水溫85 ℃），多次翻拌，使吸水均勻，拌勻后堆積24 h[9]；堆積后的原料蒸煮90 min，趁熱出甑潑入原料質量30%左右的冷水（水溫15 ℃），攤晾，冷卻至室溫，加入原料質量12%的中溫大曲，攪拌均勻，入缸發(fā)酵24 d，發(fā)酵結束的酒醅拌入原料質量20%的清蒸稻殼，上甑蒸餾，即得清香型白酒成品。

1.3.2 揮發(fā)性風味成分分析

樣品前處理：參考孫細珍等[13]的方法并稍作修改，采用液液萃取方法提取酒樣的揮發(fā)性風味物質。取100 mL樣品用超純水稀釋至體積分數(shù)10%，加入過量NaCl至飽和，再加入二氯甲烷70 mL提取3次，向合并后的有機相中加入20 mL無水Na2SO4，4 ℃過夜脫水，過濾后的提取液在40 ℃下用氮氣（N2）緩慢濃縮至約2 mL，所得濃縮液用于GC-MS分析。每個酒樣重復平行試驗3次。

GC-MS分析條件：參考白樂宜等[14]的方法并稍作修改。FFAP柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；進樣口溫度為250 ℃，載氣為氦氣（He），升溫程序為初溫50 ℃，以3.5 ℃/min升至220 ℃，保持10 min，再以15 ℃/min升至250 ℃，流速2 mL/min；進樣量為2 μL，不分流進樣。電子電離（electron ionization，EI）源；電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃；質量掃描范圍20～500 amu。

定性定量分析：參考袁源等[15]的方法計算保留指數(shù)（retention index，RI）。通過正構烷烴保留時間計算未知化合物的RI，再通過質譜譜庫檢索與美國國家標準技術研究所（national institute of standards and technology，NIST）05 a.L庫的標準質譜圖比對定性。定性結果通過其計算RI值與文獻報道的RI比對確認。采用面積歸一法進行定量分析。

1.3.3 感官風味輪廓分析

酒體風味輪廓分析以香氣品評結果為基礎，根據(jù)品評基礎分值進行風味雷達圖分析。參照ISO 8586—2012《感官分析選拔、培訓和管理評價員及專家評價員的一般指南》對30名具有3～5年消費酒齡的消費者培訓后進行香氣及口感、口味的評定。對香氣類別及強度：泥土味（霉味）、水果香、草本/青生、花香、烘焙香、發(fā)酵香（酒香）、曲香、糧香（小麥/麥芽）、甜香、醬香、酯香進行評定，評定分數(shù)范圍為0～5分，0分為未聞到，5分為聞到的香氣最強；香氣特征及口感口味特征品評參照孫細珍等[13，16]的方法，其評分標準見表1。

表1 酒體香氣及口感口味特征評分標準Table 1 Sensory evaluation standards for aroma and taste characteristics of Baijiu

1.3.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel2020進行數(shù)據(jù)錄入和整理，用SPSS26.0對不同樣本之間的最小顯著差異進行單因素分析，采用最小顯著差異法（least significant difference，LSD）進行多重比較；用Origin2021對數(shù)據(jù)進行Pearson相關性分析。

2 結果與分析

2.1 酒體風味輪廊及感官品質分析

為更全面地了解不同直鏈淀粉含量的大米和高粱混釀白酒的整體風味風格，對5個白酒樣品香氣輪廓及口味口感特征進行比較，繪制風味輪廓圖，結果見圖2。

圖2 白酒香氣類別（A）及香氣、口感口味特征（B）與風味物質的Pearson相關性熱圖Fig.2 Pearson correlation heat map of aroma categories (A), aroma and taste characteristics (B) and flavor substances of Baijiu

圖2 不同直鏈淀粉含量大米釀造白酒香氣輪廓（A）及口味口感特征（B）分析Fig.2 Analysis of aroma profile (A) and taste characteristics (B) of Baijiu brewed by rice with different amylose content

由圖2A可知，5個酒樣都有較好的香氣，主要為水果香、花香、甜香、糧香和清香，清爽甘甜，柔和典雅。大米與高梁混合釀造（酒樣1、2、3、4）和純高粱釀造（酒樣5）的整體風味輪廓略有不同，具體表現(xiàn)為水果香、花香、甜香、糧香和清香：酒樣4＞酒樣3＞酒樣2＞酒樣1＞酒樣5；發(fā)酵香、曲香：酒樣5＞酒樣4＞酒樣3＞酒樣2＞酒樣1；烘焙香：酒樣4＞酒樣5＞酒樣3＞酒樣2＞酒樣1；5種酒樣基本無不良氣味（泥土味）?？梢娤啾扔趯φ眨竺缀透吡换旌厢勗斓木茦踊ㄏ?、甜香、清香和糧香較為突出，由于大米的添加增加了直鏈淀粉的比例，而直鏈淀粉含量越高，淀粉結構越緊密，從而導致糊化時吸收水分子的能力變強，需消耗更多能量解離雙螺旋結構，又因為酒樣4所用大米直鏈淀粉含量最高，因而最終表現(xiàn)為酒樣4的水果香、花香、甜香、糧香和清香最為濃郁；對照酒樣則由于原料只有高粱，因而所釀造出的酒樣發(fā)酵香、曲香較為明顯。

由圖2B可知，香氣舒服度、香氣復合度、綿柔、回味和凈爽具體表現(xiàn)為：酒樣4＞酒樣3＞酒樣2＞酒樣1＞酒樣5；香氣強度方面：酒樣4＞酒樣3＞酒樣5＞酒樣2＞酒樣1；香氣干凈度和醇厚則表現(xiàn)為：酒樣5＞酒樣4＞酒樣3＞酒樣2＞酒樣1?？梢姴还苁歉咧辨湹矸鄞竺拙茦舆€是低直鏈淀粉酒樣大米，其香氣干凈度及醇厚不如對照純高粱酒樣，而香氣復合度、凈爽、回味卻比對照酒樣較好。結果表明，相比于純高粱釀造清香型白酒，大米的添加有利于清香型白酒糧香、水果香和花香的協(xié)調搭配，也有助于突出清香型白酒凈爽優(yōu)雅，回味悠長的特點。

2.2 酒體揮發(fā)性風味成分分析

運用LLE結合GC-MS對不同直鏈淀粉含量大米樣品發(fā)酵酒的揮發(fā)性風味化合物進行測定分析，結果見表2。由表2可知，從不同酒樣中共檢出81種揮發(fā)性風味化合物，其中，酯類38種、醇類13種、酸類8種、酚類2種、醛酮類7種、烷烴類6種、芳香烴類2種、呋喃類2種、硫化物2種和其他物質1種。其中乙酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、乳酸乙酯、月桂酸乙酯、苯乙酸乙酯、苯丙酸乙酯、乙酸苯乙酯、乙酸異戊酯、乙醇、正丙醇、正戊醇、異丁醇、異戊醇、乙酸等33種物質為5個酒樣所共有。

表2 不同直鏈淀粉含量大米釀造白酒中主要揮發(fā)性風味成分檢測結果Table 2 Detection results of main volatile flavor components in Baijiu brewed from rice with different amylose content

酯類化合物對中國白酒主體香型及風格等感官特征有非常重要的影響，它們主要以乙酯的形式存在，賦予了中國白酒水果香、花香的感官特征[17]。多糧清香型酒樣也是如此，其酯類化合物的相對含量遠高于其他類型化合物的相對含量，占主導地位[9]。由表2可知，總體來看，5個清香型大曲酒樣中38種酯類化合物相對含量前5的化合物為乙酸乙酯（呈水果香、菠蘿香）、乳酸乙酯（呈水果香、甜香）、苯乙酸乙酯（呈玫瑰花香、桂花香）、辛酸乙酯（呈白蘭地似的甜香）、乙酸異戊酯（呈香蕉香、甜香）。不同直鏈淀粉大米酒樣和對照純高粱酒樣含有的酯類在種類上區(qū)別不大，但是在相對含量上具有顯著差異。5個酒樣中酯類相對含量為0.52%～44.48%，其中酒樣4酯類相對含量最高，對照酒樣5相對含量最低，如主要呈水果香和玫瑰花香的乙酸乙酯和苯丙酸乙酯及主要呈菠蘿香和甜香的丁酸乙酯和乳酸乙酯，這四者均是清香型白酒的主體香氣特征成分[21]，由此可推測，清香主體特征貢獻度在酒樣1、2、3、4中相對較強，這與感官品評中酒樣1、2、3、4清香香氣得分較高相吻合。與其他四個酒樣相比，酒樣4的己酸乙酯（5.11%）、辛酸乙酯（4.18%）、癸酸乙酯（2.88%）和乙酸異戊酯（3.74%）相對含量更高，特別是己酸乙酯具有甜香、水果香、特殊窖香，味甜爽口，有愉快的氣味，也是濃香型白酒的特征成分，這可能是導致酒樣4在清香的主體香氣特征下又具有濃香型白酒風格的原因之一；辛酸乙酯為白蘭地似的甜香，癸酸乙酯為水果香、果香，乙酸異戊酯為水果味中甜味特征的代表[16]?？梢姼咧辨湹矸鄞竺鬃鳛獒劸圃系难a充，可以更加豐富清香型白酒口味，增加酒體幽雅凈爽的香氣，細膩柔順的口感，悠長舒適的回味。

芳香族化合物多數(shù)呈花香、水果香和甜香，其主要來自于原料中芳香族氨基酸的分解代謝，是多糧清香型白酒中較為重要的香氣物質[18]。在5個清香型酒樣中共檢測到芳香族化合物11種，其中相對含量較高的有苯甲醛（0.09%～0.56%）、苯乙醛（0.05%～0.59%）、苯乙酸乙酯（3.78%～5.27%）、苯丙酸乙酯（1.01%～2.17%）、乙酸苯乙酯（1.39%～1.76%），這幾種物質是清香型白酒中較為常見的香氣活性化合物，在整個清香型白酒的風味組成上占有重要地位。苯乙酸乙酯呈玫瑰花香，是該類中相對含量最大的物質，也是清香型酒中香氣貢獻最大的芳香族化合物[19]，在威士忌、白蘭地等國外蒸餾酒中都有發(fā)現(xiàn)[20]。芳香類化合物雖然含量甚微，但能與其他香氣化合物共同融合，是酒體優(yōu)雅、醇厚等風味形成的關鍵，也是使清香型酒體香氣幽雅純正、口感協(xié)調豐富的關鍵物質。

醇類是白酒的醇甜和助香劑的重要來源，也是酯類的前驅物質，其香氣特征主要是水果香和花香[22]。有研究表明，白酒中醇類相對含量越高，則香氣和醇甜越突出[23]，其中碳數(shù)大于3的包含正丙醇、異丁醇、仲丁醇等在內的醇類化合物是白酒中主要的高級醇，適宜濃度的高級醇可以賦予白酒特殊的香氣，使酒體豐滿柔和、圓潤醇厚[24]。由表2可知，5個酒樣中共檢出醇類成分13種，其中相對含量較高的有呈略微葡萄酒香的正丙醇（0.47%～1.72%）、呈麥芽香的正戊醇（1.03%～2.12%）、呈水果香、花香的仲丁醇（1.16%～1.68%）、呈烤堅果香的異丁醇（3.44%～6.80%）、呈略帶水果香的異戊醇（3.36%～6.69%）等，這些物質協(xié)調融合，共同貢獻了清香型酒獨特的風味結構。另外，正丁醇、異丁醇、異戊醇是雜醇油的主要成分[25]，雜醇油具有一定的毒性，含量過高會使人頭痛、頭暈等[26]，而酒樣1、酒樣2、酒樣3和酒樣4的正丁醇、異丁醇、異戊醇相對含量低于對照酒樣5，酒樣4的正丁醇（0.20%）、異丁醇（3.44%）、異戊醇（3.36%）相對含量更是相比于對照酒樣5（正丁醇、異丁醇、異戊醇相對含量分別為0.40%、6.80%、6.69%）下降了50.01%。因此，大米，特別是高直鏈淀粉大米作為釀酒原料的補充，有利于解決異丁醇、異戊醇、正丁醇等高級醇相對含量偏高對大曲清香型白酒酒質的影響。

酸類化合物主要由微生物利用淀粉、脂肪、蛋白質等有機物發(fā)生生化反應生成[27]，同時還具有提高白酒中健康成分含量的作用。5個酒樣中酸類化合物主要是乙酸和正丁酸，這與清香型白酒中主要酸類化合物一致[28]。4個多糧型酒樣中，相對含量最高的為乙酸（0.45%～1.18%），其次為正丁酸（0.60%～0.84%）、丙酸（0.12%～0.25%）等。其余酸類如正辛酸、正己酸、苯甲酸在酒樣中均有發(fā)現(xiàn)，這些酸類成分在酒樣中相輔相成，可能使得多糧清香型白酒相比純高粱清香型白酒更具有清香純正、余味爽凈的特點，且口味清香、柔和、醇甜。

醛酮類也是構成白酒香氣的重要風味成分，主要來源于脂肪氧化和氨基酸降解[29]。在5個酒樣中共檢測到7種醛酮類物質，主要有苯甲醛、苯乙醛、丙二醛及苯乙酮、3-羥基-2-丁酮等。酚類物質中，4-甲基愈創(chuàng)木酚相對含量稍高，可能大部分是來源于木質素、阿魏酸等經(jīng)酵母、細菌等發(fā)酵而成的水解產物，曾被證明是清香型白酒中的重要物質[30]。雜環(huán)化合物，如呋喃類、硫化物等物質相對于清香型白酒來說，種類較少，在酒樣中僅發(fā)現(xiàn)2-戊基呋喃（泥土、青香及蔬菜香）、糠醛（焦糊臭、堅果香）、二甲基二硫（老咸菜臭）和二甲基三硫（醚臭、老咸菜、煤氣臭）。

2.3 酒體風味成分與白酒感官品質的Pearson相關性分析

對白酒香氣類別及香氣、口感口味特征與風味物質進行Pearson相關性分析，結果見圖2。由圖2A可知，白酒甜香僅與乳酸乙酯呈極顯著正相關（P＜0.01）；花香與乙酸乙酯呈極顯著正相關（P＜0.01），與辛酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸苯乙酯和乙酸異戊酯呈顯著正相關（P＜0.05）；水果香與乙酸乙酯呈極顯著正相關（P＜0.01），與己酸乙酯、辛酸乙酯和乙酸異戊酯呈顯著正相關（P＜0.05），可見與其他香氣相比，影響白酒水果香和花香的風味物質較多，這可能與白酒花香和水果香氣類別較多有關。而糧香與乙酸乙酯、乙酸異戊酯呈極顯著正相關（P＜0.01），與辛酸乙酯、乙酸苯乙酯呈顯著正相關（P＜0.05）；清香則與乙酸乙酯呈極顯著正相關（P＜0.01），與乳酸乙酯、乙酸苯乙酯和乙酸異戊酯呈顯著正相關（P＜0.05），表明乙酸乙酯、辛酸乙酯、乳酸乙酯含量的增加有利于提高白酒的香氣豐富度。烘焙香與正丙醇呈極顯著負相關（P＜0.01），與苯乙酸乙酯呈顯著負相關（P＜0.05）；曲香則與苯乙酸乙酯和正丙醇呈顯著負相關（P＜0.05），可見如果想使白酒擁有更高的烘焙香和曲香，可以通過減少苯乙酸乙酯和正丙醇含量的方法得到。

由圖2B可知，白酒香氣舒服度、香氣強度、香氣復合度、細膩性、綿柔、回味、凈爽主要受乙酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸苯乙酯和乙酸異戊酯含量的影響，其中香氣舒服度、香氣復合度與乙酸乙酯呈極顯著正相關（P＜0.01），與乙酸異戊酯呈顯著正相關（P＜0.05），香氣強度與己酸乙酯呈極顯著正相關（P＜0.01），與辛酸乙酯和乳酸乙酯呈顯著正相關（P＜0.05），細膩性、綿柔、回味度、凈爽度與乙酸乙酯、乙酸異戊酯呈顯著正相關（P＜0.05），表明乙酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯和乙酸異戊酯的增加可以顯著增加清香型白酒的香氣舒服度、香氣強度、香氣復合度、細膩性、綿柔和回味度。而感官品質與己酸乙酯、辛酸乙酯和乳酸乙酯呈極顯著正相關（P＜0.01），相關系數(shù)分別為0.988、0.959和0.933，與乙酸乙酯呈顯著正相關（P＜0.05），可見乙酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯和乳酸乙酯含量的增加有利于提高白酒的感官品質，這些都與實際影響清香型白酒中特征性風味化合物的主要因素相符；與苯乙酸乙酯呈不顯著負相關（P＞0.05），可見應在一定程度上減少該物質的含量，從而得到感官品質較好的白酒。

3 結論

本研究以不同直鏈淀粉含量大米為研究對象，通過對比不同直鏈淀粉含量大米對釀造多糧清香型白酒品質的影響，分析發(fā)現(xiàn)相比于純高粱釀造，不同直鏈淀粉含量大米與高梁混合釀造的酒樣酯類種類和相對含量更多，異丁醇、異戊醇、正丁醇等高級醇含量更少；口感舒適度、口味醇厚度、香氣協(xié)調度更好，風味成分更豐富。特別是高直鏈大米和高粱混合釀造的清香型白酒在增加酯類相對含量、降低雜醇油比例方面高于低、中高直鏈淀粉含量大米，其口味豐滿綿甜，香氣幽雅凈爽，口感細膩柔順，回味悠長舒適，因而在釀造原料中可以適當提高直鏈淀粉含量品種大米的比例，增加清香型白酒的特色風味。本研究解析了大米和高梁混釀清香型白酒風味成分特征，為多糧清香型白酒的品質評價提供了參考依據(jù)，且不同直鏈淀粉含量大米釀造的清香型白酒風味各具特色，為規(guī)?；a和特色風味產品的研發(fā)提供了理論基礎，對多糧清香型白酒原料的選擇具有一定的指導意義。