原料种类对米酒滋味品质影响的研究

郭壮，李英，潘婷，吴梦，戴彩霞，梁英*

（1.湖北文理学院化学工程与食品科学学院鄂西北传统发酵食品研究所，湖北襄阳441053；2.烟台南山学院健康学院食品系，山东烟台265713）

原料种类对米酒滋味品质影响的研究

郭壮1，李英2，潘婷1，吴梦1，戴彩霞1，梁英1*

（1.湖北文理学院化学工程与食品科学学院鄂西北传统发酵食品研究所，湖北襄阳441053；2.烟台南山学院健康学院食品系，山东烟台265713）

分别采集了籼糯米、粳糯米和大米样品各5个，在同一发酵条件进行了米酒的酿造，并采用电子舌技术和多变量统计学方法相结合的手段，对米酒样品的滋味品质进行了评价分析。通过主成分分析、聚类分析和多元方差分析发现以籼糯米和粳糯米为原料酿造的米酒其滋味品质差异不显著，而两者与以大米为原料酿造的米酒滋味品质存在显著差异（P＜0.05）。通过冗余分析发现该差异是由于酸味、涩味和后味A（涩的回味）3个指标造成的。通过方差分析发现，以大米为原料酿造的米酒其酸味和涩味要显著偏高（P＜0.05）。由此可见，以糯米为原料酿造的米酒其滋味品质要优于以大米为原料酿造的米酒。

米酒；大米；电子舌；滋味；品质

作为我国传统的低度发酵酒，米酒通常以糯米为主要原料，经酒曲等糖化发酵剂发酵而成[1]。其风味和口感独特，同时兼有丰富营养成分和特殊食疗功效，而深受消费者的喜爱。米酒制作工艺比较简单，制作环境也相对开放，研究表明原料的化学成分[2]、酒曲种类[3]和发酵工艺条件[4]等均可对其产品品质产生影响。滋味品质作为米酒产品品质的重要组成部分，其优劣直接决定了消费者对米酒的可接受性，本课题组前期研究亦表明，生产方式[5]和酒曲来源[6]对米酒最终的滋味品质均有显著的影响。近年来，研究人员在米酒新产品开发方面开展了大量卓有成效的研究，对大米[7]、红米[7]、香米[8]、黑米[9-10]和紫米[11]等原料应用于米酒生产的可行性进行了探讨，使生产米酒的原料不再仅仅局限于糯米，有力地促使了米酒产品的多元化发展。然而目前国内关于不同种类原料酿造米酒滋味品质差异性研究的报道尚少。

除了传统的感官鉴评方法外，研究人员亦可以使用电子舌对食品的滋味品质进行评价。通过采用人工脂膜传感器技术，电子舌实现了食品基本味觉及其回味的数字化评价，具有信息量丰度和结果准确的优点[12]，目前已经广泛的应用于酒龄识别[13]及酒的品种[14]和产地鉴别[15-16]等方面。

为探讨原料种类对米酒滋味品质的影响，本研究分别采集了籼糯米、粳糯米和大米样品各5个，在此基础上使用商业化米酒曲进行了米酒的酿造，同时采用电子舌技术和多元统计学方法相结合的手段，对不同原料酿造米酒的滋味品质的差异性进行分析，并对与其滋味品质整体结构差异显著相关的指标进行了鉴定，为原料种类对米酒滋味品质影响的研究提供科学依据。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

籼糯米、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、氢氧化钾、氯化钾、氯化银、酒石酸（均为分析纯）：上海国药集团化学试剂有限公司；盐酸（分析纯）：洛阳市化学试剂厂。

1.2仪器与设备

SA 402B电子舌：日本Insent公司；250B数显生化培养箱：金坛市精达仪器制造有限公司；SHZ-D水循环多用真空泵：巩义市予华仪器有限责任公司；4盘电汽蒸饭柜：山东上美厨房设备厂。

1.3实验方法

1.3.1不同种类原料的采集

分别采集籼糯米、粳糯米和大米样品各5个，合计15个样品。为使样品更具有代表性，在采集同一类型样品时，尽量将采样点分散在不同的省份和地区，其中籼糯米样品分别采集于黑龙江省牡丹江市、湖北省襄阳市、湖北省孝感市、江苏省泰州市和福建龙岩市；粳糯米样品分别采集于黑龙江省五常市、广西壮族自治区桂林市、四川省成都市、江苏省泰州市和福建省龙岩市；大米样品分别采集于黑龙江省五常市、辽宁省盘锦市、江苏省泰州市、宁夏回族自治区吴忠市和湖北省襄阳市。

1.3.2米酒样品的制备

籼糯米和粳糯米经浸泡、蒸煮、摊凉和淋冷等操作后，按照5‰的比例（V/V）添加米酒曲并搅拌均匀，同时以1/2于干糯米的质量加入煮沸冷凉的水，并置于储酿器中搭窝（即将糯米压实后在中部挖一凹坑），于28℃发酵48 h备用。以大米为原料进行米酒制作时除不将原料进行浸泡外，其他步骤与糯米相同。

1.3.3米酒样品的预处理

取250 g米酒并加入100 mL去离子水，样品搅拌均匀后于常温下3 000×g离心10 min，取上清液抽滤后，作为测试样品备用。

市售米酒于常温下3 000×g离心10 min，取上清液抽滤后，作为对照样品备用。

1.3.4使用电子舌对米酒样品进行测定

参照文献[12]的方法，使用SA 402B电子舌对不同原料酿造米酒的酸、苦、涩、鲜和咸味5个基本味及苦、涩和鲜味3个基本味的回味进行测定。CA0、C00、AE1、CT0和AAE5个传感器在参比溶液和待测样品中分别浸泡30 s后，测得参比溶液电势Vr和样品溶液电势Vs，Vs-Vr的差值即为样品酸、苦、涩、咸和鲜味的强度值；经洗涤后，传感器C00、AE1和AAE于参比溶液中浸泡30 s，测得电势Vr′，Vr′-Vr的电势差值即为后味A（涩的回味）、后味B（苦的回味）和丰度（鲜的回味）的强度值。

使用SA 402B电子舌每批次最多可对10个样品进行测试，为减小系统误差，每次测定时均会添加同一个市售米酒样品作为内标。在同一批次样品测定过程中，待测样品与内标样品各滋味指标的差值，即为不同原料酿造米酒样品各滋味指标的相对强度值。每个样品重复4次，选取后3次测量值作为本研究分析的原始数据。

1.3.5统计分析

使用方差分析（analysis of variance，ANOVA）对不同原料酿造米酒各滋味指标相对强度进行分析；使用主成分分析（principal component analysis，PCA）、聚类分析（cluster analysis，CA）和多元方差分析（multivariate analysis of variance，MANOVA）对不同原料酿造米酒滋味品质整体结构的差异性进行分析；使用冗余分析（redundancy analysis，RDA）对与原料种类差异显著相关的滋味品质指标进行鉴定。

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

2　结果与分析

2.1不同原料酿造米酒各滋味指标相对强度的分析

图1　米酒样品各滋味指标相对强度值的箱形图（n=15）Fig.1 The box plot of relative intensity of each taste index in rice wine samples(n=15)

米酒样品各滋味指标相对强度值的箱型图结果见图1。由图1可知，本研究的15个米酒样品在酸味指标上的差异性最大，其次为涩味、咸味、丰度和苦味，而在鲜味、后味A（涩的回味）和后味B（苦的回味）3个指标上的差异较小。KOBAYASHI Y等[12]研究发现，使用SA 402B电子舌对食品或药品进行测定时，若两个样品在某一个滋味指标上的相对强度值之差＞1，则其差异即使通过感官鉴评的方法也能予以识别。因此结合图1不难发现，虽然使用电子舌测定发现不同原料酿造的米酒样品间在鲜味、后味A（涩的回味）和后味B（苦的回味）3个指标上存在一定差异，但是这种差异通过感官鉴评方法是无法区分出来的。不同原料酿造米酒时各滋味指标相对强度的差异性分析结果见表1。

表1　不同原料酿造米酒各滋味指标相对强度的差异性分析Table 1 Significant analysis of each index of rice wine fermented by different raw materials

由表1可知，经方差分析发现，以籼糯米和粳糯米为原料酿造的米酒其酸味、涩味和后味B（苦的回味）3个指标的相对强度值均显著低于大米（P＜0.05）酿造米酒，而丰度（鲜的回味）呈现出相反的趋势（P＜0.05）。值得一提的是，灿糯米和粳糯米酿造的米酒在酸味、涩味和丰度（鲜的回味）等3个指标与大米的相对强度差值均＞1。众所周知，酸味和涩味是米酒的缺陷型指标，而丰度（鲜的回味）为其特征性指标，因此不难推断，以籼糯米和粳糯米为原料酿造作的米酒其滋味品质可能要优于以大米为原料酿造的米酒。

由表1亦可知，不同原料酿造的米酒在苦味、咸味、鲜味和后味A（涩的回味）4个滋味指标上的差异不显著（P＞0.05），同时以籼糯米和粳糯米为原料酿造的米酒在所有8个滋味指标上差异亦均不显著（P＞0.05）。因此可以初步推断，以籼糯米和粳糯米为原料酿造的米酒其滋味品质差异不大，而两者与以大米为原料酿造的米酒滋味品质可能存在较大差异。

2.2不同原料酿造米酒滋味品质整体结构的差异性分析

滋味是食品中多种水溶性呈味物质相互作用刺激味蕾产生的感觉，因此仅孤立的对各类型米酒样品的某一个滋味指标进行评价是不足的。因而在对不同原料酿造米酒各滋味指标相对强度进行分析的基础上，本研究进一步采用PCA、CA和MANOVA等多元统计学方法对不同原料酿造米酒滋味品质整体结构的差异性进行了分析，主成分分析不同原料酿造米酒滋味品质的因子载荷图见图2，因子得分图见图3。

经PCA发现，不同原料酿造米酒整体滋味品质的信息主要集中在前4个主成分，其累计方差贡献率为91.64%。由图2可知，第一主成分主要由酸味、涩味和丰度（鲜的回味）等3个指标构成，第二主成分由咸味和后味A（涩的回味）2个指标构成，其贡献率分别为45.42%和20.83%。第三主成分由咸味和后味B（苦的回味）2个指标构成，第四主成分由苦味构成，其贡献率分别为18.71%和6.68%。

图2　基于主成分分析的不同原料酿造米酒整体滋味品质的PC1与PC2因子载荷图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

图3　基于主成分分析不同原料酿造米酒整体滋味品质的PC1与PC2因子得分图Fig.3 PC1 vs PC2 factors score based on the principal component analysis of taste quality of rice wine fermented by different raw materials

由图3可知，在PCA因子得分图中不同类型的米酒样品呈现出较为明显的聚类趋势，其中以籼糯米和粳糯米为原料酿造的米酒样品与以大米为原料酿造的米酒样品呈现出明显的分离，而以籼糯米和粳糯米为原料酿造的米酒样品其空间排布较为接近，且出现交叠现象。因此，可以定性的认为以籼糯米和粳糯米酿造的米酒滋味品质较为相似，而与以大米为原料酿造的米酒存在较大的差异。

由图3亦可知，在水平方向上，以籼糯米和粳糯米为原料酿造的米酒样品主要排布在第2和第3象限，而以大米为原料酿造的米酒样品在第1和第4象限，因此结合图2可以定性的认为以籼糯米和粳糯米为原料酿造的米酒其酸味和涩味要低于大米酿造米酒，而丰度（鲜的回味）呈现出相反趋势。在垂直方向上，不同类型的米酒样品其空间排布没有明显的规律，因此结合图2可以定性的认为三类米酒样品在咸味和后味A（涩的回味）2个指标上没有明显的差异，这与方差分析结果相一致。

在PCA的基础上，本研究进一步提取其前80%的成分进行了基于马氏距离的聚类分析，分析结果见图4。由图4可知，以籼糯米和粳糯米为原料酿造的米酒其整体滋味品质较为相似，这一结果与主成分分析结果相同。进一步使用MANOVA方法，对以两类糯米为原料酿造米酒整体滋味品质的差异性进行了分析，结果发现其差异不显著（P=0.16＞0.05），而两者均与大米酿造的米酒样品差异极显著（P＜0.001）。由此可见，根据原料种类划分的分组的确是造成PCA因子得分图中各个样品空间呈现明显排布的原因。

图4　基于马氏距离聚类不同原料酿造米酒整体滋味品质的分析Fig.4 Taste quality of rice wine fermented by different raw materials based on the Mahalanobis distance analysis

2.3与原料种类差异显著相关的米酒滋味品质指标的鉴定

通过以原料的种类（大米/籼糯米/粳糯米）作为起约束作用的解释变量，本研究进一步使用冗余分析法，尽最大可能预测和解释了全部8个米酒滋味指标数据组成的响应变量[17]，进而对与原料种类差异显著相关的滋味品质指标进行了鉴定，其冗余分析双序图见图5。

图5　不同原料酿造米酒的冗余分析双序图Fig.5 Biplot of the redundancy analysis biplot among rice wine samples fermented by different raw materials

由图5可知，酸味、涩味和后味A（涩的回味）3个指标与RDA排序图约束轴上的样本赋值良好相关，因而上述3个指标代表了不同原料酿造米酒滋味品质总体结构差异显著相关的关键滋味。由图5亦可知，上述3个指标均位于由大米酿造的米酒样品一侧，这说明由大米酿造的米酒其酸味、涩味和后味A（涩的回味）可能高于其他两个类型的米酒。结合表1分析结果可知，3个指标中酸味和涩味指标在不同原料酿造米酒中的差异具有统计上的显著性（P＜0.05）。

3　结论

本研究分别采集了籼糯米、粳糯米和大米样品各5个，在实验室条件下使用相同发酵条件进行了米酒制作，通过使用电子舌技术和多元统计学方法相结合的手段对其滋味品质进行评价发现，以籼糯米和粳糯米为原料酿造的米酒其滋味品质差异不显著（P＞0.05），而两者与以大米为原料酿造的米酒滋味品质存在显著差异（P＜0.05），而这种差异是由酸味、涩味和后味A（涩的回味）等3个指标造成的，其中大米的酸味和涩味要显著偏高。

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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

湖北省教育厅科学技术研究计划中青年人才项目（Q20152603）

郭壮（1984-），男，讲师，博士，研究方向为食品生物技术。

梁英（1967-），女，教授，博士，研究方向为绿色化学与生物质工程技术。