炒制工艺对青稞酒风味和品质的影响
2020-10-19杨海晴彭锡钰任柳阳吕郭顺堂
杨海晴 彭锡钰 任柳阳吕 莹 郭顺堂
(1. 北京农学院食品科学与工程学院食品质量与安全北京市实验室，北京 102206； 2. 中国农业大学食品科学与营养工程学院植物蛋白与谷物加工北京市重点实验室，北京 100083)
青稞营养丰富，常用于酿造青稞酒。西藏传统青稞酒是将青稞蒸煮摊凉后添加西藏酒曲发酵而成[1-2]。西藏酒曲中微生物种类复杂，主要有酵母、根霉和曲霉以及球菌、芽孢杆菌和微球菌[3-4]。地区、气候和酿造工艺的差异会影响西藏酒曲中微生物种类的多样性，导致青稞酒出现品质参差不齐、口感偏酸略苦、产生不愉悦风味和不易储存等问题。
炒制工艺常用于谷物、豆类熟化增香，是干热熟化加工的一种手段。研究[5]表明，高温焙炒会使糯米中的蛋白质和淀粉熟化，促进焦糖化反应和美拉德反应的发生，有利于产品预糊化，并增加米酒独特的炒米香气。同时，焙炒处理(160～180 ℃)也有利于降低燕麦甜醅的破碎率，并显著改善燕麦甜醅的感官品质[6]。目前，炒制工艺是否可以改善青稞酒品质和风味尚未见文献报道。试验拟以炒制的青稞为原料，以未炒制的青稞为对照，利用甜酒曲和西藏酒曲分别酿造青稞酒，通过测定青稞酒的pH、总酸含量、总糖含量和酒精度，并利用气相色谱—质谱(GC-MS)和感官评价来分析炒制工艺对青稞酒品质和风味的影响，进一步采用相对风味活度值(relative odor activity values，ROAV)法分析几种酒类的关键性风味成分，为青稞酒的加工提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与方法
青稞(藏青320)、西藏酒曲：西藏自治区农牧科学院；
甜酒曲：市售；
浓盐酸等化学试剂：分析纯；
试验用水：去离子水。
1.2 仪器与设备
浩迈鲜米机：HM-3200型，哈尔滨浩迈农业科技发展有限公司；
气相色谱检测仪：GC-2014型，日本津岛公司；
SPME手动进样柄：PK1-57330-U型，美国Supelco公司；
固相微萃取头：50/30μm DVB/CAR/PDMS型，美国Supelco公司；
附温比重瓶：25 mL，上海信谊仪器厂有限公司；
恒温水浴锅：EWK-100型，日本Edobori Nishiku公司。
1.3 方法
1.3.1 炒制青稞样品制备 称取未经任何处理的生青稞1.5 kg备用。在炒锅中放入石子(石子粒径约为青稞籽粒粒径的5倍，并确保炒锅干燥无油)，石子与青稞质量比为1∶4，待石子升温至180～200 ℃后加入生青稞样品并用木勺不断翻炒13～15 min，炒至青稞样品表面金黄，爆腰率高于80%，并无炒糊籽粒。
1.3.2 青稞酒加工工艺
青稞→清洗除杂→浸泡(4 h)→蒸煮→冷却→接种→保温发酵(28 ℃)→加水搅拌→过滤→煎酒→青稞酒
(1) 菌种活化和接种：将煮熟的青稞(100 g)冷却至室温，加入4 g用8 mL去离子水活化30 min后的甜酒曲和西藏酒曲。
(2) 保温发酵：甜酒曲发酵48 h，西藏酒曲发酵24 h[7]。
(3) 加水搅拌、过滤和煎酒：发酵结束后加入200 mL去离子水搅拌均匀，后用双层纱布过滤。将过滤后的青稞酒在70～80 ℃水浴锅中煎酒30 min。
1.3.3 理化指标测定
(1) 总酸含量：参照GB/T 13662—2018。
(2) 总糖含量：参照GB/T 13662—2018。
(3) 酒精度：参照GB/T 5009.225—2016密度瓶法。
1.3.4 香气成分检测 参照马洁等[8]糌粑粉中风味物质的顶空固相萃取—气相色谱—质谱联用(GC-MS)条件进行测定。
(1) 数据处理：通过NIST、Wiley图谱库进行化合物的检索与分析，确认不同青稞酒风味物质。通过峰面积归一化法确定各挥发性物质的相对含量。
(1)
式中：
C——单组分挥发性化合物成分的相对含量，%；
M——单组分挥发性化合物成分的峰面积；
N——总峰面积。
(2) 风味物质的评价：采用相对气味活度值(ROAV)的方法[9]评价各挥发性化合物对样品总体风味的贡献，对样品总体风味贡献最大的组分定义为：ROAVstan=100，当挥发性成分ROAV≥1时，认为其对样品风味有重要贡献，为关键风味物质，当0.1≤ROAV<1.0时，确认其对样品风味有着重要的修饰作用。挥发性风味成分的ROAV计算公式：
(2)
式中：
Ci——各挥发性化合物的相对含量，%；
Ti——各挥发性化合物的感觉阈值，μg/kg；
Cs——样品整体风味贡献最大挥发性化合物的相对含量，%；
Ts——样品整体风味贡献最大挥发性化合物的感觉阈值，μg/kg。
1.3.5 感官评价 参照张海涛[10]多酶法酿造青稞清酒感官评价方法，由6位具有一定专业知识的技术人员(年龄20～40岁，3男3女)从青稞酒风味方面进行感官评分，具体感官评价标准见表1。
表1 青稞酒感官评价标准
1.4 数据分析
所有试验结果均以平均数±标准差(Means±SD)形式表示，n=3，以方差分析ANOVA来检测平均值之间的差异，以P<0.05为差异显著。统计分析使用SPSS 18. 0 统计分析软件。
2 结果分析
2.1 不同工艺和酿造酒曲发酵青稞酒理化性质
炒制工艺及发酵酒曲对青稞酒理化指标的影响见表2。无论是甜酒曲还是西藏酒曲，炒制工艺都能明显提高青稞酒总糖含量(P<0.05)。霉菌是酿造酒曲中起主要作用的糖化菌种[11-12]，在发酵前期快速增殖的同时分泌淀粉酶。青稞淀粉经炒制后膨化，为酶水解提供有利的淀粉结构和更大的表面积，从而提高青稞淀粉的糊化率[13]，促进青稞酒总糖含量升高。
表2 不同工艺发酵青稞酒理化性质†
炒制青稞酒总酸含量显著高于未炒制青稞酒(P<0.05)。酸是酒精饮料中重要的呈味物质和协调成分，酸度值影响着青稞酒的口感[14]。青稞酒发酵过程中乳酸菌是重要的产酸微生物属[15]。青稞经炒制工艺处理后，淀粉糊化率升高，易于被酒曲中微生物利用转化为糖并进一步转化为酸，促进青稞酒中总酸含量的升高。青稞酒的pH与总酸含量呈负相关，总酸含量越高，其pH值越低。炒制工艺对青稞酒酒精度的影响不明显。
2.2 炒制工艺对青稞酒香气成分的影响
不同工艺的青稞酒挥发性风味化合物结果见表3。在甜酒曲酿造炒制青稞酒中共发现42种挥发性化合物，未炒制青稞酒33种；西藏酒曲酿造炒制青稞酒32种，未炒制青稞酒30种。整体来看，炒制青稞酒挥发性化合物种类高于未炒制青稞酒。分析其原因为青稞在高温炒制过程中发生了美拉德反应和不饱和脂肪酸的氧化反应，生成了醇类、酮类和醛类物质，其中的醇类与发酵过程中生成的酸反应生成酯类，进一步提升了炒制青稞酒的风味[16]。
醇类物质是所有青稞酒中的主要挥发性化合物，分别在甜酒曲酿造炒制青稞酒和未炒制青稞酒中占比为76.93%，57.26%；在西藏酒曲酿造炒制青稞酒以及未炒制青稞酒中占比为67.41%，54.14%。其中，乙醇和苯乙醇含量最高，呈现指甲油气味的3-甲基丁醇是炒制青稞酒所特有的醇类风味，1-辛醇和十八醇是未炒制青稞酒所特有的醇类风味。研究[14]表明，青稞酒中主要的醇类风味物质有苯乙醇和3-甲基丁醇，与上述气质分析结果一致。十九醇、十八醇、2-十二烯醛醇和A-毕橙茄醇均首次在青稞酒中检测到。
醛类物质在酒中多呈现青香 、脂肪香、花香和果香[17]，有助于提升酒品的香甜风味。在甜酒曲酿造炒制青稞酒和未炒制青稞酒中分别检测得到6种和4种醛类物质；在西藏酒曲酿造青稞酒中分别检测出4种醛类物质。其中3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲醛是甜酒曲未炒制青稞酒所特有醛类物质。十四醛、铃兰醛以及3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲醛均为首次在青稞酒中检测到。
酯类物质在所有青稞酒中种类最丰富，多呈现果香和花香。其中，乙酸乙酯和乙酸苯乙酯含量最高。在甜酒曲酿造炒制青稞酒和未炒制青稞酒中分别检测得到12种和8种酯类物质；在西藏酒曲酿造炒制青稞酒以及未炒制青稞酒中分别检测出8种和5种酯类物质。其中邻苯二甲酸二丁酯和对甲氧基肉桂酸辛酯为炒制青稞酒所特有酯类物质。油酸乙酯是首次在青稞酒中检测到的。
表3 不同工艺青稞酒中挥发性化合物及含量†
续表3
挥发性化合物对样品风味的贡献由其含量和气味阈值共同决定的，因此进一步利用ROAV法确定青稞酒中关键性风味物质。由表4中可以看出，炒制青稞酒的关键性风味物质多于未炒制青稞酒。其中，壬醛、苯乙醇、苯乙醛和癸醛是4种青稞酒共有的关键性风味化合物(ROAV>1)，苯乙酮和香叶基丙酮是4种青稞酒共有的具有修饰作用的化合物(0.1 表4 不同工艺青稞酒挥发性成分ROAV值† 由表5可知，无论是甜酒曲还是西藏酒曲，炒制青稞酒感官评价分数均高于未炒制青稞酒，其中甜酒曲酿造炒制青稞酒的评分最高。表3中，炒制青稞酒的挥发性风味物质的种类和数量均多于未炒制青稞酒，与感官评价结果一致，进一步证明了炒制青稞酒风味优于未炒制青稞酒。 炒制青稞酒含糖量、总酸含量以及挥发性化合物种类均高于未炒制青稞酒。利用ROAV法确定青稞酒中关键性风味物质，炒制青稞酒关键性风味物质多于未炒制青稞酒。其中，壬醛、苯乙醇、苯乙醛和癸醛是4种青稞酒共有的关键性风味化合物(ROAV>1.0)，而苯乙酮和香叶基丙酮是4种青稞酒共有的具有修饰作用的化合物(0.1 表5 不同工艺青稞酒感官评价结果† 后续研究应在试验的基础上，采用GC-MS-嗅探联用的方法，计算炒制青稞酒风味物质的线性保留指数与相对浓度，获得风味活度值，制作关键性风味化合物的标准曲线并进行复配验证，从而进一步鉴定出炒制青稞酒的关键性风味化合物。
2.3 不同工艺青稞酒感官评价
3 结论
