不同年份黄酒香气的差异研究

王 琳，曾庆梅

(合肥工业大学农产品生物化工教育部工程研究中心，安徽合肥 230009)



不同年份黄酒香气的差异研究

王 琳1，曾庆梅2*

(合肥工业大学农产品生物化工教育部工程研究中心，安徽合肥 230009)

摘要[目的]全面了解不同年份黄酒香气的差异，对年份黄酒的品质进行更加全面的评价。[方法]将不同年份的黄酒经预处理后，采用顶空固相萃取-气相色谱-质谱联用法分析其挥发性风味成分及含量，计算出相应的香气活力值，采用主成分分析法分析不同年份会稽山黄酒的香气差异。[结果]分析表明，不同年份的会稽山黄酒香气有一定差异，辛酸、糠醇、乳酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸乙酯、苯甲酸乙酯与十年陈黄酒样品香气相关性较强，三年陈和五年陈黄酒样品香气受4-乙基苯酚、苯乙醇、异戊醇、苯乙醛的影响最大，5-甲基糠醛与六年陈黄酒样品香气联系紧密，而八年陈黄酒样品与之对应的香气物质是糠醛和苯甲醛。[结论]高年份的黄酒受酯类物质的影响较大，酯香味较浓；低年份的黄酒与醇类和一些反应的中间产物酚、醛等相关性较强，因此普遍酒味较冲，醇厚有余，酯香不足，这对黄酒年份酒的区分具有借鉴意义。

关键词年份黄酒；香气活力值；主成分分析；顶空固相微萃取；气相色谱-质谱

随着人民生活水平的不断提高，市场对包括黄酒在内的低度酿造酒的需求量越来越大[1]，其中年份黄酒的出现开创了高端黄酒市场，高年份的黄酒越来越受到消费者的青睐[2]。黄酒香气的浓郁程度对黄酒品质有着相当大的影响[3]，近年来许多学者对各种品牌黄酒的风味成分，如挥发性物质、氨基酸、有机酸、糖类等多种物质进行了研究[4-8]，对同一品牌黄酒的挥发性物质随酒龄的变化也有一定的研究[9]，但对不同年份的黄酒香气差异研究较少。

酒类中的挥发性成分是构成其产品香气特征的重要物质基础，对黄酒风味的感知过程起着关键的作用[10]。对不同年份黄酒香气差异进行研究，可以对年份黄酒的品质进行更加全面的评价。黄酒的挥发性风味成分由多种化合物组成，而不同的化合物具有不同的香气阈值[11]，因此只单一地考虑挥发性风味物质浓度对不同年份黄酒香气差异的影响是不全面的，只有将二者结合在一起才能做出客观的评价，即采用香气活力值(Odor activity value，OAV)作为评价指标[12]。香气活力值是指所测嗅感物质的浓度(C)与其阈值(T)之比(OAV=C/T)。黄酒的挥发性风味成分组成复杂，而不同的挥发性风味物质对黄酒香气的影响是不同的，因此应从香气的整体组成开始对不同年份的黄酒香气的差异进行研究。

主成分分析是一种多元统计分析技术[13]，它采取一种降维的方法，将多个指标转化为少数几个综合指标，其目的是简化数据和揭示变量间的关系，因此可通过主成分分析法找出香气差异来判别食品的品质。将不同年份黄酒香气物质的香气活力值通过主成分分析进行数据转换和降维，并对降维后的特征向量进行线性分类，最后在主成分分析的散点图上显示主要的二维散点图，即可分析出不同年份黄酒的香气差异[14]。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1原料。市售不同年份的会稽山(KJS)黄酒，分别是三年陈(KJS3)、五年陈(KJS5)、六年陈(KJS6)、八年陈(KJS8)和十年陈(KJS10)。

1.1.2主要试剂。2-乙基丁酸(色谱纯)，阿拉丁试剂有限公司；NaCl(分析纯)、乙醇(分析纯)，国药集团化学试剂有限公司。

1.1.3主要仪器设备。SPME手动进样装置、50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头、顶空瓶(15 mL)，Supelco公司；气相色谱串联质谱仪(SCION TQ)，德国布鲁克公司；高速冷冻离心机(TGL-20M)，湖南湘仪离心机仪器有限公司；电子天平(ML 104/02)，梅特勒-托利多仪器有限公司；HH数显恒温水浴锅，金坛市金城国胜实验仪器厂。

1.2方法

1.2.1样品酒预处理。取会稽山各个年份一定量的黄酒，经过恒重后，在3 000 r/min，25 ℃的条件下，离心处理30 min，处理好的黄酒样品待用。

1.2.2顶空固相微萃取条件方法。

1.2.2.1萃取条件。样品量5 mL，萃取温度50 ℃，萃取时间40 min，加盐量1 g，采用50/30 m DVB/CAR/PDMS萃取头，对黄酒中的挥发性物质进行萃取。

1.2.2.2内标物浓度及添加量。称取0.928 0 g 2-乙基丁酸，用15%的乙醇-水溶液定容至100 mL；内标物添加量30 μL。

1.2.3GC-MS条件及定性定量方法。

1.2.3.1色谱条件。色谱柱型号为Elite-Wax ETR(30 m×0.25 mm×0.25 μm)毛细管柱，柱初始温度40 ℃保持5 min，以5 ℃/min的速度上升至150 ℃，再以10 ℃/min的速度上升至230 ℃，然后保持10 min。载气为高纯度氦气，流速为1.0 mL/min，进样口温度为250 ℃，进样方式为不分流进样。

1.2.3.2质谱条件。接口温度为230 ℃，电子轰击EI离子源，扫描范围(m/z)为30～550 amu，电子能量为70 eV，离子源温度是210 ℃。

1.2.3.3定性及定量。将黄酒样品挥发性物质的质谱图与NIST MS search 2.0 Database数据库进行比对。同时，通过对被检测物质与现有报道的文献中相对应物质的保留时间进行比对后进行定性分析。定量分析是通过假定被检测出的各挥发性物质的响应效率与内标物质相同，根据半定量法计算出各挥发性物质的相对浓度。

1.2.4香气活力值的计算。对气相色谱-质谱所测得的香气物质浓度进行数据处理，计算出对应的香气活力值平均值，该研究只对香气值大于0.5的挥发性风味物质进行比较。

1.2.5主成分分析法。使用SPSS 20.0软件对不同年份黄酒的香气值进行主成分分析，转换得第1主成分和第2主成分，并得到相应的散点图和得分图，根据散点图和得分图分析不同年份黄酒香气的差异。

2结果与分析

2.1黄酒样品香气活力值的测定表1为香气值大于0.5的挥发性风味物质的香气活力值。每一类风味物质中均有1种或几种化合物的香气活力值较高，对风味的贡献也较为明显。黄酒中醇类物质除主体物质乙醇以外，主要是高级醇，其中异戊醇、苯乙醇、糠醇是黄酒中香气活力值最高的3种高级醇，赋予黄酒典型的醇香味。黄酒中苯乙醇的香气活力值最大，糠醇次之，这2种醇类对黄酒的风味影响较大。其中苯乙醇主要来源于发酵过程中的原料如大米、小麦中苯丙氨酸的降解。酯类物质香气活力值都比较高，香气活力值最高的是辛酸乙酯，己酸乙酯、苯乙酸乙酯和γ-壬内酯次之。根据文献报道，γ-壬内酯风味阈值低，主要是由酵母菌利用原料中的糖苷类前体物质发酵产生的，对黄酒陈酿酯香味的形成具有不可或缺的作用[15]。醛类物质中的苯甲醛和苯乙醛香气活力值比较高，苯乙醛的香气活力值是所有挥发性风味成分中最高的。黄酒中的酸类物质中戊酸和辛酸香气活力值较高，但相较于其他的物质，比较低，所以闻到的黄酒气味中酸味比较少，一般具有比较明显的醇香和酯香。

表1　会稽山黄酒挥发性风味物质的香气活力值

注：所有物质检测结果采用“均值±标准差(n=3)”。

Note：Detected results of all the substances were denoted by mean value ± standard deviation (n=3).

综上所述，会稽山黄酒中辛酸乙酯和苯乙醛对黄酒风味的影响最为显著，异戊醇、苯乙醇、糠醇、己酸乙酯、苯乙酸乙酯、γ-壬内酯和苯甲醛也有较大的影响。

2.2黄酒样品香气成分的主成分分析以15个样本的20种香气物质构成的15×20矩阵利用SPSS 20.0软件进行主成分分析，按照剔除最小特征值的主成分中对应的最大特征向量变量的原则[16]，一次剔除1个变量，然后利用剩余变量再进行主成分分析，经过有限次剔除后，直到第1、2主成分所构成的信息量占总信息量的85%以上[17]。

经过运算先后剔除苯乙酸乙酯、γ-壬内酯、乙酰基苯、戊酸、己酸和乙酰基苯，最后保留的成分有辛酸、糠醇、乳酸乙酯、辛酸乙酯、4-乙基苯、乙酸乙酯、苯乙醇、异戊醇、苯甲酸乙酯、苯乙醛、己酸乙酯、5-甲基糠醛、糠醛和苯甲醛共14个变量，将剩余的14个变量进行主成分分析。提取的第1、第2主成分的方差贡献率累计达到了85.37%，第1主成分(PC1)构成的信息量占总信息量的70.50%，第2主成分 (PC2)占14.88%。

从图1中可以看出，5个年份的黄酒样品被比较好地区分开，其中六年陈的黄酒样品都位于整个区域左侧的第二象限，十年陈的黄酒样品都位于整个区域右侧的第四象限，而三年陈、五年陈黄酒样品位于整个区域的左侧的第三象限。

十年陈黄酒样品的主成分得分：1.5<第1主成分得分<2，-1<第2主成分得分<0，十年陈黄酒样品的香气值与第1主成分呈正相关、与第2主成分呈负相关，且第1主成分得分较高。六年陈黄酒样品的主成分得分：-0.5<第1主成分得分<0，1<第2主成分得分<2，六年陈黄酒样品的香气值与第1主成分呈负相关、与第2主成分呈正相关，且与第2主成分相关较大。三年陈黄酒样品的主成分得分：-1<第1主成分得分<-0.5，-2<第2主成分得分<-1，三年陈黄酒样品与第1和第2主成分都呈负相关，且第2主成分的分值最高。五年陈黄酒样品主成分得分：-1<第1主成分得分<-0.5，-2<第2主成分得分<-1，五年陈样品虽然也与第1和第2主成分都呈负相关，但由于第1主成分得分较小，所以其与第2主成分相关性最大。

图1　会稽山黄酒样品挥发性风味物质第1主成分与第2主成分得分散点图Fig. 1　The scattered plot of first and second principal component scores of Kuaijishan Chinese rice wine

由图2可知，与第1主成分相关系数较大的化合物是：辛酸(0.985,0.098)、糠醇(0.981,0.079)、乳酸乙酯(0.948,0.200)、辛酸乙酯(0.939,-0.072)、4-乙基苯酚(-0.922,-0.251)、乙酸乙酯(0.918,0.324)、苯乙醇(-0.896,-0.421)、异戊醇(-0.887,-0.415)、苯甲酸乙酯(0.884,-0.251)、苯乙醛(-0.813,-0.542)和己酸乙酯(0.712,0.611)。其中，辛酸(0.985,0.098)、糠醇(0.981,0.079)、乳酸乙酯(0.948,0.200)、辛酸乙酯(0.939,-0.072)、乙酸乙酯(0.918,0.324)、苯甲酸乙酯(0.884,-0.251)与样品的香气呈正相关且系数很大，即这几种物质的香气活力值大小对黄酒样品香气的影响最大。4-乙基苯酚(-0.922,-0.251)、苯乙醇(-0.896,-0.421)、异戊醇(-0.887,-0.415)、苯乙醛(-0.813,-0.542)与第1主成分呈负相关，说明这4种化合物对不同品种黄酒香气差异也有较大影响。从图1中可以看出，十年陈黄酒处于第1主成分得分的最右侧即最大正值，表明五年陈的黄酒受辛酸(0.985,0.098)、糠醇(0.981,0.079)、乳酸乙酯(0.948,0.200)、辛酸乙酯(0.939,-0.072)、乙酸乙酯(0.918,0.324)、苯甲酸乙酯(0.884,-0.251)香气成分的影响较大；三年陈和五年陈的黄酒处于第1主成分得分的最左侧即最小负值，表明三年陈和五年陈的黄酒受4-乙基苯酚(-0.922,-0.251)、苯乙醇(-0.896,-0.421)、异戊醇(-0.887,-0.415)、苯乙醛(-0.813,-0.542)影响较大。与第2主成分相关系数比较大的化合物只有5-甲基糠醛(0.097,0.968)，且呈正相关。六年陈黄酒均处于第2主成分得分的最上端即最大的正值，表明六年陈的黄酒受5-甲基糠醛(0.097,0.968)香气成分的影响较大。

图2　会稽山黄酒样品挥发性风味物质第1主成分与第2主成分散点载荷图Fig. 2　The plot of factor loading of first and second principal component scores of Kuaijishan Chinese rice wine

八年陈黄酒样品所在的位置上，与之对应的香气物质是糠醛(0.087,-0.166)和苯甲醛(0.115,0.298)，即与其他香气物质相比这3种物质与八年陈黄酒样品的香气相关性较强。辛酸(0.985,0.098)、糠醇(0.981,0.079)、乳酸乙酯(0.948,0.200)、辛酸乙酯(0.939,-0.072)、乙酸乙酯(0.918,0.324)、苯甲酸乙酯(0.884,-0.251)这几种香气物质所处的位置与十年陈样品基本相同，所以这几种香气物质与高年份黄酒样品的香气联系较紧密。4-乙基苯酚(-0.922,-0.251)、苯乙醇(-0.896,-0.421)、异戊醇(-0.887,-0.415)、苯乙醛(-0.813,-0.542)所在位置与三年陈和五年陈的黄酒的位置基本相同，表明这5种香气物质对低年份黄酒样品香气影响最强。

综上所述，对不同年份黄酒的香气值进行主成分分析后，可以在二维散点图明显判断出不同年份的黄酒样品香气有着明显的差异。辛酸(0.985,0.098)、糠醇(0.981,0.079)、乳酸乙酯(0.948,0.200)、辛酸乙酯(0.939,-0.072)、乙酸乙酯(0.918,0.324)、苯甲酸乙酯(0.884,-0.251)与十年陈黄酒样品香气相关性较强，三年陈和五年陈黄酒样品香气受4-乙基苯酚(-0.922,-0.251)、苯乙醇(-0.896,-0.421)、异戊醇(-0.887,-0.415)、苯乙醛(-0.813,-0.542)的影响最大，5-甲基糠醛(0.097,0.968)与六年陈黄酒样品香气联系紧密，与八年陈黄酒样品对应的香气物质是糠醛 (0.087,-0.166)和苯甲醛(0.115,0.298)。由此可以看出，不同年份的会稽山黄酒在香气物质上有着明显的差异。

3结论与讨论

对不同年份黄酒的香气值进行主成分分析后，可以在二维散点图明显判断出不同年份的黄酒样品香气有着明显的差异。辛酸、糠醇、乳酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸乙酯、苯甲酸乙酯与十年陈黄酒样品香气相关性较强，三年陈和五年陈黄酒样品香气受4-乙基苯酚、苯乙醇、异戊醇、苯乙醛的影响最大，5-甲基糠醛与六年陈黄酒样品香气联系紧密，与八年陈黄酒样品对应的香气物质是糠醛和苯甲醛。综上所述，不同年份的会稽山黄酒在香气物质上有着明显的差异，高年份的黄酒受酯类物质的影响较大，酯香味较浓；而低年份的黄酒与醇类和一些反应的中间产物酚、醛等相关性较强，因此普遍酒味较冲，醇厚有余，酯香不足，这对黄酒年份酒的区分具有借鉴意义。但仍有很多内容值得进一步完善和健全，例如可以对各知名品牌黄酒的年份酒产品进行分析，形成一个数据库，以此对年份黄酒的品质进行全面评价。

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基金项目国家自然科学基金项目(31371844)；国家863项目(2011AA100801)；安徽省科技计划项目(1301032155)。

作者简介王琳(1991- )，女，江苏靖江人，硕士研究生，研究方向：发酵工程。*通讯作者，教授，博士，博士生导师，从事农产品生物化工研究。

收稿日期2016-04-22

中图分类号TS 262.4

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)14-093-04

Compraison of Aroma Component in Chinese Rice Wine of Different Vintages

WANG Lin,ZENG Qing-mei*

(Engineering Research Center of Bio-process,Hefei University of Technology,Hefei,Anhui 230009)

Abstract[Objective] To get a comprehensive understanding of the difference of aroma among the Chinese rice wine of different years,and to overall evaluate the quality of Chinese rice wine of different vintages. [Method] After pretreatment of Chinese rice wine of different vintages,the volatile aroma component and content were analyzed by using headspace solid phase extraction - gas chromatography - mass spectrometry analysis method. The aroma active values were calculated; and the aroma differences of Kuaijishan Chinese rice wine of different years were analyzed by using principal component analysis. [Result] There were certain differences in the aroma of Kuaijishan Chinese rice wine of different years. Octanoic acid,furfuryl alcohol,ethyl lactate,octanoic acid ethyl ester,ethyl acetate,ethyl benzoate in ten years wine had strong correlation with the odor activity value. As for three years and five years wine,the aroma was greatly affected by 4-ethyl phenol,phenylethyl alcohol,isoamyl alcohol,benzene acetaldehyde. The aroma activity value in eight years wine was almost determined by furfural and benzaldehyde; while 5-methyl furfural as strongly linked with six years wine. [Conclusion] Aged Chinese rice wine is greatly affected by esters and had relatively strong ester fragrance; while the younger Chinese rice wine had relatively strong correlation with alcohol,intermediate product phenol and aldehyde of some reactions. Therefore,younger Chinese rice wine usually has strong winey,is mellow,but has insufficient ester aroma,which provide references for the vintage identification of Chinese rice wine.

Key wordsVintage Chinese rice wine; Aroma activity value; Principal component analysis; Solid phase microextraction; Gas chromatography-mass spectrometry