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前言
“醬香拿鐵”“茅臺雞尾酒”“茅臺冰淇淋”“酒心巧克力”……當下白酒品牌不斷發(fā)力,吸引更多年輕消費者群體關注,撬動“Z世代”市場。“年輕人的第一口茅臺”是什么味道?白酒風味又有哪些門道?
據(jù)研究,白酒以古老的釀造工藝和獨特的風味而聞名,根據(jù)風味特征,可分為4大基礎香型和12大香型,其中,濃香型白酒、醬香型白酒和清香型白酒占中國白酒市場的80%以上。
利用GC-IMS、GC-FID、電子鼻技術,結合感官評定,可對濃香、醬香、清香型3種白酒中的主要差異成分進行鑒別。
氣相色譜-離子遷移譜聯(lián)用儀將氣相色譜 (GC)的高分離度與離子遷移譜(IMS)的高靈敏度相結合,通過頂空進樣分析固體或液體的頂空成分,可對單一化合物/標記物進行定性定量分析,也可對樣品的GC-IMS二維譜圖進行快速與結果導向地分析。
借助氣相色譜-離子遷移譜聯(lián)用儀研究傳統(tǒng)白酒產(chǎn)品的感官及化學風味特征,也可為其新型產(chǎn)品的研發(fā)創(chuàng)造提供理論基礎。
實驗方案
實驗儀器
氣相色譜-離子遷移譜聯(lián)用儀
樣品名稱
LZ(濃香型白酒)、FJ(清香型白酒)、ZSW(醬香型白酒)
結果與分析
1、 3 種香型白酒的感官評定分析
采用感官評定的方法對LZ(濃香型白酒)、FJ(清香型白酒)、ZSW(醬香型白酒)樣品打分,并繪制感官評定雷達圖(圖 1)。
圖1 3 種香型白酒感官評定雷達圖
對比得分情況可知,3種香型白酒的感官風味間存在顯著差異。LZ 樣品果香濃郁,果香為其主體香氣, 此外醇香濃厚、香氣綿甜協(xié)調(diào),糧香與甜香適中;FJ 樣品整體香氣較弱,清爽典雅,以果香、糧香、甜香和醇香為主;ZSW 樣品醬香、酸味突出,果香較淡, 醇香適中, 典型性強。
2、3種香型白酒電子鼻分析
圖2 3 種香型白酒電子鼻雷達圖
由圖2中可知, 3種香型白酒樣品整體輪廓類似,電子鼻中W5S、W1S、W1W、W2S 和 W2W 5 個傳感器的響應值較高,在本研究中不同香型白酒的差異主要體現(xiàn)在 W1S 與 W1W 兩個傳感器上,F(xiàn)J 樣品在 W1S 傳感器有最高的響應值,表明 FJ 中甲烷等短鏈烷烴要高于 LZ 樣品和 ZSW 樣品;LZ 樣品在 W1W 傳感器上的響應值更高,表明 LZ 樣品中的無機硫化物含量相對更高。短鏈烷烴白酒中表現(xiàn)為花香,硫化物在白酒中可以起到增強水果香氣的作用,這與 FJ 樣品甜香突出、LZ 樣品果香濃郁的風味特點相符。
3、3 種香型白酒 GC-IMS 分析
圖3 GC-IMS二維譜圖(A)與差異譜圖(B)
GC-IMS二維譜圖見圖3A,以 LZ 樣品為參照,減扣參照譜圖中的信號峰, 生成不同樣品之間的差異譜圖(圖 3B)。由圖3A可知,3種香型白酒樣品間存在差異,相較于FJ 樣品,ZSW 樣品與 LZ 樣品種紅色斑點更多,表明其揮發(fā)性化合物種類更加豐富。
在減扣 LZ 樣品的信號峰后,圖3B中(1)(2)(3)(4)區(qū)域內(nèi)紅色標記為 ZSW 和 FJ 樣品中含量高于 LZ 樣品的揮發(fā)性成分;(5)(6)區(qū)域內(nèi)藍色標記為 ZSW 和 FJ 樣品中含量低于 LZ 樣品的揮發(fā)性成分。
綜上可知,3種香型白酒揮發(fā)性組分含量存在顯著差異,其中清香型白酒的揮發(fā)性組分明顯少于濃、醬香型白酒。
基于 GC-IMS 的揮發(fā)性化合物的定性分析
在3種不同香型白酒樣品中共檢出78種揮發(fā)性化合物,其中49種化合物(包含8種化合物的單體和二聚體)被定性, 如表1所示。
表1 不同香型白酒中揮發(fā)性化合物GC-IMS定性表
其中包括28種酯類、7種醇類、7種酮類、5種醛類、1種酸類和1種呋喃類化合物,主要為酯類物質、醇類物質和醛酮類物質。酯類物質約占檢測總物質的 57%,以往的研究顯示,白酒中的酯類物質占風味物質總質量的 60%以上,以乙酯為主,占所有酯類的46.29%, 在酒體中表現(xiàn)出香蕉、菠蘿和玫瑰等花果香氣,并為延長酒體余味和增加酒體厚重感做出貢獻。
圖4 不同香型白酒中揮發(fā)性化合物GC-IMS指紋圖譜
由圖4指紋圖譜可以直觀地看出各組樣本間揮發(fā)性化合物的差異,不同香型白酒間的香氣成分組成差異較大,F(xiàn)J 樣品中的香氣成分相對較少,LZ 和 ZSW 樣品中含有更多的揮發(fā)性組分。
A區(qū)域為在 FJ 樣品中含量最高的特征揮發(fā)性化合物,包括4-甲基-2-戊酮、乙酸異戊酯、異丁醇和乳酸乙酯,乳酸乙酯與乙酸異戊酯在酒體中呈現(xiàn)香蕉等水果的生果香氣,4-甲基-2-戊酮則表現(xiàn)出芳香酮類物質的甜香特征,清香型白酒口味醇和,清爽凌冽,余味凈爽,其主體香氣是以乙酸乙酯為主,乳酸乙酯為輔的復合香氣,這與本研究所測結果相符;
B區(qū)域為 LZ 樣品中含量較高的特征揮發(fā)性化合物,包括辛酸乙酯、己酸丁酯、庚酸丙酯、己酸丙酯、乙酸辛酯、丁酸丁酯、己酸乙酯等化合物,濃香型白酒含有較多的短鏈脂肪酸酯,其主要特征為花果香氣,因此其酒體中果香濃郁,乙酸乙酯與己酸乙酯等所形成的復合香氣為濃香型白酒的主體香氣,且由于窖泥中己酸菌的影響,濃香型白酒的香氣成分中往往存在較多的己酸酯類,使得濃香型白酒窖香濃郁、綿軟甘冽、香味協(xié)調(diào)、尾凈余長;
C區(qū)域為ZSW樣品中含量最高的特征揮發(fā)性化合物,包括丙酸乙酯、正丁醇、3-甲基丁酸乙酯、丁醛、2-甲基丙酸乙酯、乙酸叔戊酯、糠醛、乙酸異丁酯和3-甲基丁酸丁酯等化合物, 其中糠醛為醬香型白酒提供了類似杏仁香氣的味道,3-甲基丁酸乙酯、乙酸叔戊酯、乙酸異丁酯和3-甲基丁酸丁酯等則為醬香型白酒提供了酸甜的果香,其復雜的生產(chǎn)工藝、較長的生產(chǎn)周期使得醬香型白酒中檢出比其他香型白酒更多的長鏈物質、高沸點物質、強極性物質,因此醬香型白酒往往會表現(xiàn)出較強的酸味,在飲用時也表現(xiàn)出更加豐富的層次感,長鏈物質的大量存在使得酒體厚重綿密,酒液清澈透明顏色淡黃,同時也造就了優(yōu)質醬香型白酒“酒液掛杯”和“空杯留香”的特點。
基于 GC-IMS 的不同香型白酒聚類分析
圖5 基于GC-IMS的主成分分析圖(A)和樣品的最鄰近-歐氏距離圖(B)
圖5A所示,PC1和PC2兩個主成分的累積貢獻率為99%, 能表明不同樣品原始變量的特征差異, 各樣本間距離較大, 且各自處于不同象限,說明各樣品間差異明顯、區(qū)分顯著。結合圖5B樣本間歐氏距離圖也可以看出,樣本間距離遠大于平行樣品間距離,說明樣本間差異顯著。
4、3 種香型白酒的 GC-FID 分析
表2 3種香型白酒中揮發(fā)性化合物GC-FID定量結果
如表2所示,利用氣相色譜儀和2種型號色譜柱對不同香型白酒的香氣成分解析,篩選建立40余種白酒中含量較高的骨架物質, 配合標準曲線進行定性定量分析,共鑒定出 39 種揮發(fā)性化合物,其中 FJ、LZ 和 ZSW 樣品分別定性出 22、31 和37種化合物。
圖6 3 種香型白酒的 PLS-DA 模型(A)和 VIP 值(B)
利用 PLS-DA 建立不同香型白酒的聚類模型(圖6A),模型中 PC1 和 PC2 之和為 99.9%,說明模型對濃香、醬香、清香型白酒樣品有較好的分離效果,與 GC-IMS 的聚類結果類似,3種香型白酒分處于3個不同象限, 表明樣品間差距顯著。
對39種骨架物質進行變量投影重要性分析, 當該物質的VIP值>1時則表示該物質為重要變量,其在PLS-DA模型中影響了不同樣品的分離效果,在39種物質中共篩選出16種 VIP 值>1的物質,分別為甲醇、正己醇、辛酸乙酯、戊酸、乳酸乙酯、丁酸、庚酸乙酯、異戊醇、壬酸乙酯、乙酸、己酸乙酯、辛酸、庚酸、戊酸乙酯、甲酸乙酯和乙醛,如圖6B所示。
圖7 3種香型白酒的GC-FID熱圖
為了更直觀的比較不同香型白酒樣品間的風味物質差異,利用表 3 中的數(shù)據(jù)構建濃香、醬香、清香型3種香型白酒的骨架物質差異熱圖(圖 7)。由圖7可知,3種香型白酒樣品間存在明顯的風味物質種類和含量差異。
結論
通過感官評定、模擬感官和氣相色譜及其聯(lián)用技術對濃香、醬香、清香型3種香型白酒間的揮發(fā)性風味物質差異進行比較,GC-IMS 和 GC-FID 共鑒定出73種揮發(fā)性化合物,發(fā)現(xiàn)3種香型白酒間的感官差異與酒體中揮發(fā)性風味物質種類和含量的差異相關聯(lián)。指紋圖譜、偏 PLS-DA 和主成分分析結果也顯示3種香型白酒差異顯著,通過VIP 分析可以篩選出 16 種重要差異物質用以區(qū)分濃香、醬香、清香型3種香型白酒。
濃香、醬香、清香型3大香型白酒各具特色、差異顯著,獨特的風格品質使其各自擁有獨特受眾。
本研究利用GC-IMS、GC-FID、電子鼻結合感官評定手段,以指紋圖譜技術為研究載體,深入探究3大香型的感官和化學風味特點,為其風味融合創(chuàng)新、新型白酒研發(fā)提供理論基礎。
參考文獻:
張卜升 , 袁叢叢 , 李汶軒 , 朱國軍 , 唐紹培, 李欣,呂曉彤 , 王雪山, 張翠英.濃香、醬香、清香型白酒揮發(fā)性風味的特征與差異研究[J]. 食品安全質量檢測學報,2022,13(24): 8058?8067.