不同种类大米黄酒酿造的差异性分析

油卉丹 ， 毛 健 ， 周志磊

（1.粮食发酵工艺与技术国家工程实验室，江南大学，江苏无锡214122；2.江南大学食品学院，江苏无锡214122；3.江南大学 食品安全与营养协同创新中心，江苏 无锡214122；4.国家黄酒工程技术研究中心，浙江 绍兴312000；5.江南大学（如皋）食品生物技术研究所，江苏 如皋 226500）

中国黄酒酿造的主要原料为大米、小麦和水。在浙江绍兴酒的酿制中，形象地把米比喻为“酒之肉”，可见米对酿造黄酒的重要性。南方酿制黄酒所用的大米主要有糯米、粳米和籼米等，不同特性的稻米酿造的黄酒品质也有很大差异[2]。

黄桂东等基于DR-FTIR和SIMCA法建立了不同原料米酿造黄酒的模式识别模型，该模型对预测集样本的识别率和拒绝率均达到了100%，表明黄酒的品质与原料米的种类之间存在一定的联系[3]。对不同浸米时间酿造的黄酒样品进行感官评定，证明糯米是酿造优质黄酒的最佳原料[4]。蒋世云[5]对不同淀粉质大米发酵酿制米甜酒进行了研究，发现淀粉支/直链之比越大，米甜酒的感官品质越好。不同原料对机械化酿制而成的香雪酒也有很大影响，以糯米为原料采用机械化酿制的香雪酒为最佳，其中以粳糯米为最佳[6]。在清酒酿造试验中也发现，低直链淀粉大米的发酵风格比较好，而且发酵后期酒糟的量少[7]。

不同大米的酿酒相关性能如吸水速率、酶解特性等虽有报道[8]，但原料大米对黄酒发酵的影响还没有详细的研究，只有一些经验性的简单描述。为此，作者以4种大米为原料采用相同工艺进行酿酒实验，探究不同种类大米的发酵性能及发酵结束时酒液的挥发性风味物质，寻求不同种类大米黄酒酿造的差异性以及粳糯米的酿酒优势，为黄酒生产中原料的选择及生产工艺的优化提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 原料 粳糯米：购自无为县永盛米业有限公司，产地安徽芜湖；籼糯米：购于京山金泉溪米厂；粳米为鑫裕禾东北珍珠米：购于方正县利海米业有限公司，产地哈尔滨市方正县；籼米为淮南王泰味金丝米：购于淮南市潘玉粮油加工有限公司，产地安徽淮南；生麦曲：取自浙江古越龙山绍兴酒股份有限公司；安琪酿酒高活性干酵母（黄酒专用，产品批号SY0050 13：47）：安琪酵母股份有限公司。

1.1.2 主要试剂 硫酸铜、次甲基蓝、酒石酸钾钠、氢氧化钠、硫酸锌、亚铁氰化钾、无水葡萄糖、盐酸、甲醛溶液、二硝基水杨酸、甲基红、氯化钠、亚硫酸钠、三氯乙酸、正己烷：均为分析纯，甲醇、乙腈：色谱纯，国药集团化学试剂有限公司；2，3-丁二醇、棕榈酸乙酯、十五酸乙酯、苯甲酸乙酯、2，4-二叔丁基苯酚、辛酸乙酯、癸酸乙酯、苯乙醛、月桂酸乙酯、乙醛、愈创木酚、4-乙烯基愈创木酚、庚酸、月桂酸、异戊醛、异丁醛、γ-壬内酯等：色谱纯，购自上海安谱实验科技股份有限公司；异戊醇、β-苯乙醇 、异丁醇、正丁醇、正庚醇、正己醇、1-辛醇、丁酸乙酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、正己酸乙酯、苯乙酸乙酯、苯甲醛、己酸、辛酸、壬酸、癸酸：色谱纯，购于国药集团化学试剂有限公司；2-辛醇（内标）、乙酸等：色谱纯，购于Sigma公司。

1.1.3 主要仪器 Waters e2695高效液相色谱系统：美国Waters公司；Thermo Fisher Trace气相色谱质谱联用仪：美国 Thermo公司；50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头：美国Supelco公司；HH-S2系列恒温水浴锅：江苏金坛市环宇科学仪器厂；FE20k pH计：梅特勒-托利多仪器有限公司；5804R高速离心机：艾本德中国有限公司；DGG-9240B鼓风干燥箱：上海森信实验仪器有限公司；EL3002电子天平：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；85-2型磁力搅拌器：上海司乐仪器有限公司；UV-2100紫外分光光度计：尤尼科（上海）仪器有限公司；红外加热炉：河南重量科学仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 黄酒酿造工艺流程

1.2.2 发酵过程中基本理化指标测定方法 黄酒发酵醪经10 000 r/min离心10 min后，取上清液留样；还原糖、总糖、酒精度、总酸、氨基酸态氮、pH按《GB／T 13662-2008 黄酒》进行测定。

1.2.3 发酵液中游离氨基酸的测定方法 发酵液中游离氨基酸的测定按照 《QB/4356-2012黄酒中游离氨基酸的测定 高效液相色谱法》进行。

1.2.4 发酵液中风味物质的测定方法 发酵液的主要挥发性风味物质采用顶空固相微萃取-气质联用测定，具体方法参照文献[9]，并略有改动。

2 结果与讨论

2.1 黄酒发酵过程中基本理化指标变化

2.1.1 不同品种大米酿造黄酒发酵过程中乙醇体积分数、还原糖分析 由图1（a）可知，不同大米原料酿造黄酒的醪液乙醇体积分数的变化趋势整体一致。前酵期间（0～5 d）温度控制在28℃左右，乙醇体积分数迅速增至13.1%～15.7%；转入后酵后由于发酵温度的降低，乙醇体积分数升高的趋势减缓，发酵结束时4种大米发酵液乙醇体积分数存在显著性差异（p＜0.01）。较其它品种大米，采用粳糯米酿造黄酒前酵的发酵速率较快，后酵结束时乙醇体积分数最高达到18%，其次是粳米、籼米和籼糯米。

图1（b）中还原糖质量浓度在发酵中的变化趋势与乙醇体积分数相反，整体呈下降趋势，至发酵结束时质量浓度为3.0～5.5 g/L。粳糯米和籼糯米发酵醪液中还原糖处于较高水平，尤其粳糯米为最高，原因是所含淀粉中98%以上都是支链淀粉，易糊化[10]及被麦曲中的液化酶、糖化酶等酶解[11]。粳米发酵醪的还原糖含量相对较低，可能原因是发酵醪液由于淀粉粒原因而成糨糊状态[12]，醪液的粘度太大导致液化不彻底，妨碍糖化酶对淀粉链进一步作用，进而影响了淀粉的利用率[13]。而籼米蒸饭后回生老化现象严重，影响糖化发酵作用[14]。醪液中还原糖的质量浓度直接影响酵母的酒精发酵速率。

图1 不同大米原料酿造黄酒发酵过程中乙醇体积分数和还原糖质量浓度的变化Fig.1 Changes of alcohol and reducing sugar during fermentation of different rice varieties

2.2.2 不同品种大米酿造黄酒发酵过程中总酸、pH分析 由图2可知，4种大米酿造的黄酒发酵醪液的总酸及pH均随着发酵的进行逐渐增加，后酵结束时虽有波动但基本趋于平稳。粳糯米的总酸质量浓度在整个发酵阶段一直处于最低水平，总酸质量浓度从4.07 g/L上升到6.16 g/L，这和傅金泉[15]等报道的采用粳糯米酿酒具有产酸少的特性是一致的。蒋世云[4]在采用不同淀粉质大米进行酿酒的研究中，将籼米、糯米复配成不同淀粉含量的发酵原料，随着淀粉支/直比的增大，相应酒液的总酸质量浓度会有所降低。而籼糯米总酸质量浓度则处于较高水平，发酵结束时总酸质量浓度达7.43 g/L；酸度偏高可能会引起酵母的酒精发酵受到抑制，虽然其发酵醪的还原糖质量浓度处于较高水平，但其乙醇体积分数却是最低的。从图2（b）可以看出，发酵起始pH为3.88～4.05，这为发酵提供酸性环境从而抑制杂菌的生长，保证有益菌的大量繁殖[16]。不同大米原料的发酵醪液pH值虽略有差异，但整体变化趋势一致。

图2 黄酒发酵过程中总酸、pH的变化Fig.2 Changes of total acids and pH during fermentation of different rice varieties

2.2.3 不同品种大米酿造黄酒发酵过程中氨基酸态氮分析 氨基酸态氮是用来反映氨基酸及小肽总体水平的重要指标，其质量浓度的高低直接影响黄酒的质量等级和整体风格[17]。从图3可以看出，不同大米原料的发酵醪液中氨基酸态氮质量浓度前酵期间增长较快，到后酵阶段则逐渐趋于平稳，且其相对含量与总酸质量浓度的变化有很大一致性。籼糯米酿造原酒的氨基酸态氮质量浓度最高，发酵结束时达1.27 g/L，而其它3种发酵液中的质量浓度为0.82～0.97 g/L，且粳糯米酿酒醪液的氨基酸态氮质量浓度并未表现出差异性。发酵后期氨基酸态氮质量浓度均呈现小幅的升高，赵梅等[18]认为可能是发酵后期出现大量的菌体自溶，游离于发酵醪液中的菌体蛋白质受蛋白酶的作用，分解成肽和氨基酸，故氨基酸态氮质量浓度逐渐升高。

2.3 不同品种大米酿造黄酒发酵液中的游离氨基酸分析

不同品种大米酿造黄酒发酵液中常见游离氨基酸和γ-氨基丁酸的质量浓度测定结果见表1。

表1 不同品种大米酿造发酵液的氨基酸质量浓度Table 1 Content of amino acid in fermented broth of different rice varieties mg/L

氨基酸具有鲜、甜、苦、涩等多种味感，赋予了黄酒丰富的味觉层次，使黄酒具有鲜美、多滋多味的口感特征[19]。对4种大米的黄酒发酵液中甜、苦、鲜、涩氨基酸的总质量浓度进行显著性分析发现，4类氨基酸总质量浓度均存在显著性差异 （p＜0.01）。从表2可以看出，籼米发酵液的氨基酸总质量浓度最高，达3 946 mg/L，且其甜味氨基酸和苦味氨基酸也居于最高水平。可能原因是不同来源的大米淀粉结合蛋白质的含量相差很大，而籼米淀粉结合蛋白质的含量要比粳米和糯米淀粉大得多[20]。粳糯米发酵液中的氨基酸总质量浓度次之，鲜味氨基酸和涩味氨基酸分别达到304.687 mg/L和233.547 mg/L，远高于粳米和籼米酿造原酒中的质量浓度。王树英等人[20]比较了中国黄酒与日本清酒中的氨基酸，分析氨基酸主要来自于原料及辅料中蛋白酶、肽酶的分解，其次是发酵后期酵母自溶后内容物析出使得氨基酸质量浓度增加。γ-氨基丁酸（GABA）作为一种非蛋白质氨基酸，是黄酒中的重要的生物活性成分，具有良好的抗氧化活性。粳糯米酿造原酒中GABA的质量浓度为188.160 mg/L，远高于其它3种酿造原酒。需要指出的是，虽然发酵过程中籼糯米发酵醪液的氨基酸态氮质量浓度最高，但其氨基酸总量却是最低的。原因可能是不同氨基酸的相对分子质量有很大差异[22]，不同黄酒的氨基酸含氮量占氨基酸态氮的比例也不同。氨基酸含氮量占氨基酸态氮比例越高，反映出蛋白质的降解程度越大[17]。

2.4 不同品种大米酿造黄酒中的挥发性风味物质分析

黄酒中的挥发性风味物质主要包括醇类、酯类、醛酮类以及酸类物质，其中醇类、酯类、醛类是黄酒香气的骨架成分，酸类是黄酒中的重要呈味物质[23]。因此，作者对不同品种大米酿造原酒中的这几类挥发性物质进行测定分析，具体见表2。

表2 不同品种大米酿造发酵液的挥发性风味物质质量浓度Table 2 Contentofvolatile flavor compounds in fermented broth of different rice varieties mg/L

续表2

对4种黄酒发酵液中的41种挥发性香气化合物进行了定量分析，其中包括7种醇类化合物、19种酯类化合物、5种酸类化合物、5种酚类化合物和5种醛酮类化合物。由表2可以看出，除γ-癸内酯外，不同香气物质在4种大米原料的酿造原酒中均有检出，但质量浓度上却有很大差别。粳糯米酿造原酒的挥发性风味物质的质量浓度最高，其次是籼糯米和粳米。

从定量分析的不同种类化合物质量浓度上看，醇类化合物和酯类化合物在4种黄酒发酵液中质量浓度较为丰富。醇类化合物中异戊醇、异丁醇和β-苯乙醇3种高级醇的总质量浓度均占到醇类化合物的98%以上。β-苯乙醇（玫瑰花香、蜂蜜香）是黄酒中最重要的高级醇，其在黄酒中质量浓度为40～180 mg/L，是黄酒国标规定的黄酒品质鉴定指标之一。粳糯米的黄酒发酵液中β-苯乙醇的质量浓度最高（达56.310 mg/L），这与陈双等[24]的报道一致，可能原因是酿酒原料中的L-苯丙氨酸 （L-phe）是Ehrlich途径中-苯乙醇生成的前体物质，而粳糯米原料中L-phe质量浓度较高，这也说明可以通过原料选择来调控高级醇的含量。

酯类化合物是发酵液中种类最多的一类挥发性风味组分，主要有乙酸乙酯、乳酸乙酯、γ-丁内酯和丁二酸二乙酯，赋予黄酒浓郁的水果香和花香[25]。酚类化合物中苯酚和4-乙烯基愈创木酚的质量浓度较高，它们是黄酒中重要的抗氧化活性成分；和其他化合物相比，虽然质量浓度比较低，但因其较低的香气阈值而成为黄酒中重要的呈香物质，赋予黄酒典型的烟气香、草药香及丁香的气味。原酒中的挥发性风味物质主要来自发酵，但酿造原料中含有一些以前体形式存在的结合态香气物质可能会在发酵过程中释放出来，成为酿造产品风味的组成部分[26]，从而引起酒品质的差异性。

3 结语

1）黄酒发酵过程中4种大米发酵醪液的基本理化指标变化趋势一致。采用粳糯米进行酿酒时易糖化，发酵速度较快，产乙醇速率高，后酵结束时醪液乙醇体积分数达到18%，且残糖质量浓度相对较高。籼糯米发酵醪液的总酸、氨基酸态氮和pH在整个发酵过程中一直处于较高水平。

2）发酵结束时不同品种大米原料黄酒发酵液中的氨基酸主要是甜味氨基酸和苦味氨基酸，甜、苦、鲜、涩氨基酸质量浓度均存在显著性差异（p＜0.01）。籼米发酵液中的氨基酸质量浓度最高，其次是粳糯米。4种大米黄酒发酵液中定量分析的挥发性香气化合物在种类上相同，但质量浓度上也有很大差异。粳糯米的黄酒发酵液的挥发性风味物质的总质量浓度及醇类化合物质量浓度上有明显优势，而籼糯米酿造原酒的酯类化合物质量浓度最高。