新型面粉黃酒研制及揮發性風味物質研究

馬艷莉*，李素萍，丁玉峰，席曉麗，羅建成，于海彥

1. 河北農業大學食品科技學院（保定 071000）；2. 南陽理工學院河南省工業微生物資源與發酵技術重點實驗室河南省張仲景方藥與免疫調節重點實驗室（南陽 473004）

黃酒被稱為“國酒”，與葡萄酒和啤酒共稱為世界三大古酒[1]。黃酒中含有8種必需氨基酸，故被譽為“液體蛋糕”。黃酒是以稻米、黍米、玉米、小米、小麥、水等為主要原料，經過蒸煮、加酒曲、糖化、發酵、壓榨、過濾、煎酒（除菌）、貯存、勾調而成（GB/T 13662—2018）。黃酒酒精度為14%vol～20%vol，由于其理想的風味和高功能性成分（氨基酸、低聚糖、黃酮）而被廣泛消費[2]，其中多種營養物質均來自谷物原料。

現在生產黃酒的主要原料是大米和糯米，而我國北方因溫度低、水資源匱乏，不適合稻米種植，而適合小麥的生長。由小麥加工得到的面粉在我國河北、河南、山西、陜西、甘肅等地區產量豐富[3]。面粉中含有的豐富蛋白質在發酵過程中經過蛋白酶、肽酶的分解而產生呈味氨基酸（鮮味、甜味、苦味、澀味和咸味）。氨基酸是黃酒中重要的營養和風味前體物質[4]，為發酵過程中微生物的生長提供氮源，也有助于黃酒質量。因此，小麥被廣泛用于制作酒曲，但以小麥面粉為主要原料的發酵產品研究較少。

為了開發一種新型面粉黃酒，試驗通過比較不同料液比下的面粉黃酒理化指標和感官評分，確定最佳料液比，并對最優條件下發酵的面粉黃酒中揮發性風味物質的質量濃度進行分析測定。該研究可為黃酒釀造原料多元化及品質提升提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

小麥粉，市售；大曲，隨州市大洪山綠色生態保健食品有限公司。

3-辛醇（內標，純度≥98%，Sigma-Aldrich試劑公司）；3, 5-二硝基水楊酸、酒石酸鉀鈉（分析純，上海國藥集團化學試劑有限公司）；液化酶、糖化酶（江蘇博立生物制品有限公司）。

1.1.2 儀器與設備

SPX型生化培養箱（上海東器實業有限公司）；ZNCL-BS磁力攪拌器（上海卓越儀器設備有限公司）；5424R高速冷凍離心機（上海力申科學儀器有限公司）；7890B-5975C氣相色譜-質譜聯用儀（美國安捷倫科技公司）；PAL-α糖度計（日本愛拓公司）。

1.2 面粉黃酒基本釀造工藝流程

1.3 操作要點

1.3.1 液化

料液比（面粉∶水）控制在1∶1～1∶3（g/g），水浴溫度70～78 ℃，加入α-淀粉酶（7～9.5活力單位），維持液化15～35 min，然后煮沸5 min，冷卻至60 ℃左右。

1.3.2 糖化

用檸檬酸調節pH 4.0～4.5，然后在液化液中加入糖化酶（105～120活力單位），于58～65 ℃保持糖化1.5～2.5 h，降溫至25 ℃左右。

1.3.3 落料

在糖化液中依次加入大曲（6%～11%）和黃酒活性干酵母（0.05%～0.15%），混合均勻后放入容量為2 L自動排氣玻璃發酵罐中進行發酵。

1.3.4 發酵

前發酵維持7 d，發酵溫度為20～32 ℃。主發酵階段酵母代謝旺盛，每天早晚各開耙1次，頭耙時間8～10 h。后發酵時間為25 d，控制溫度15～25 ℃。

1.3.5 過濾

將發酵好的醪液使用8層紗布壓榨過濾，將過濾后的酒體放置于15 ℃的生化培養箱中過夜澄清，液體分層。將底部黏稠狀物質經過濾得到的清汁與上層清液混合得到發酵酒液，并用小瓶分裝。

1.3.6 殺菌

在65～80 ℃條件下保持15～25 min滅菌，迅速降溫冷卻，并將殺菌處理后的黃酒置于4 ℃保藏。

1.4 試驗方法

1.4.1 料液比對面粉黃酒的影響

經前期試驗研究，已確定加酶量、酒曲添加量、發酵溫度等工藝參數，在此基礎上研究不同料液比1∶1，1∶1.3，1∶1.5，1∶1.8，1∶2，1∶2.5和1∶3（g/g）對面粉黃酒品質的影響，共分為7個發酵組，測定醪液的理化指標及進行感官評定，選擇最佳料液比。

1.4.2 面粉黃酒基本理化指標的測定

酒精度采用酒精計法進行測定，具體方法參照GB 5009.225—2016《酒中乙醇濃度的測定》；pH、總酸、氨基態氮按照GB/T 13662—2018《黃酒》測定；可溶性固形物用糖度儀直接測定；總糖、還原糖用3, 5-二硝基水楊酸（DNS）法測定[5]。試驗設置3個平行，取平均值。

1.4.3 面粉黃酒感官品評

感官品評小組由10名經培訓的食品專業品酒人員組成，從面粉黃酒的外觀、香氣、口味、風格4個方面進行評分。面粉黃酒品質的優劣以綜合評分為依據，總分100分。評定標準：不合格，≤59分；良好，60～79分；優質，80～100分[6]。每個樣品評分3次，結果取平均值。

1.4.4 固相微萃取-氣質聯用測定面粉黃酒中揮發性風味物質

確定最佳料液比，取7.5 mL最優的工藝條件下釀造的面粉黃酒，加到20 mL頂空瓶中，加1.0 g NaCl和25 μL內標溶液（3-辛醇）。使用50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭，于50 ℃吸附40 min，于250 ℃解吸7 min，用于氣相色譜-質譜（GC-MS）測定[7]。

GC條件：色譜柱HP-Innowax（60 m×0.25 mm×0.25 μm），進樣口溫度250 ℃。程序升溫：40 ℃保持3 min，6 ℃/min升溫至100 ℃，10 ℃/min升溫至230℃，保持7 min。載氣為氦氣（＞99.999%），流速1.5 mL/min，不分流進樣。

MS條件：EI電離源；電子能量70 eV；離子源溫度240 ℃；傳輸線溫度250 ℃；采集模式，全掃描（Scan）；掃描范圍33～450 amu。通過檢出物質譜圖和NIST14.L中的標準譜圖比對來鑒定化合物。

1.4.5 香氣活力值（OAV）

不同揮發性風味物質的香氣活力值計算參照羅濤等[8]的方法。

1.5 數據處理

數據統計分析使用SPSS 25.0分析，組間差異采用單因素方差分析（ANOVA）進行檢驗，p＜0.05有顯著性差異。使用Origin Pro 8.6進行繪圖。

2 結果與討論

2.1 料液比對面粉黃酒理化性質的影響

面粉黃酒采用液態釀造工藝釀制，料液比高低是決定能否正常發酵和發酵產品質量好壞的重要因素之一。由表1可知，面粉-水=1∶1.5（g/g）時，釀造的黃酒酒精度最高，達到15.68%vol，氨基酸態氮水平也較高，在p＜0.05水平上，與其他組有顯著性差異。一般來說，高氨基態氮含量的黃酒鮮味也較高[4]。

在可溶性固形物方面，除1∶1.5，1∶2.5和1∶3（g/g）試驗組，1∶1和1∶2（g/g）試驗組無顯著差異之外，其他組間差異顯著（p＜0.05），其中1∶1.3（g/g）釀造的黃酒的可溶性固形物含量較高，為16.9%。

由表1可知，總糖和還原糖呈現相似特征，雖然料液比1∶1（g/g）發酵的黃酒總酸含量和料液比1∶2.5（g/g）發酵的黃酒還原糖含量高于其他黃酒樣品，但在酒精度、氨基態氮和總糖方面低于1∶1.5（g/g）組。整體來說，酵母利用糖基質較徹底，殘余糖度低，結果符合干型黃酒的要求。

表1 不同料液比釀制的面粉黃酒理化指標

2.2 面粉黃酒感官品評

如表2所示，7組黃酒按感官評分由高到低依次為1∶1.5，1∶2，1∶1，1∶1.3，1∶2.5，1∶1.8和1∶3（g/g）。由此可見，水的添加量對黃酒釀造有重要影響。

表2 不同料液比釀制的面粉黃酒感官品評得分

釀造用水作為微生物對原料進行糖化發酵作用的重要媒介，生化、酶促反應都需在水中進行，水中的無機成分也可調節酒的pH及維持膠體穩定性，直接影響黃酒的風味和質量[9]。對于1∶1（g/g）組，其酒精度和總糖含量并不突出，可能是由于加水量少，微生物的活動遲緩，原料未完全分解利用，但因整體風味協調，感官評分較高。1∶1.5（g/g）與其他料液比發酵釀制的黃酒酒精度、總糖、氨基態氮、感官評分之間有顯著性差異（p＜0.05）。整體而言，選擇料液比1∶1.5（g/g）發酵面粉黃酒更為合適。

2.3 面粉黃酒的揮發性風味物質分析

經發酵試驗發現，面粉黃酒有區別于其他黃酒獨特的感官香氣。取最優的料液比（1∶1.5 g/g）條件下釀造的面粉黃酒進行GC-MS分析，面粉黃酒揮發性風味成分定性定量結果如表3所示。

表3 面粉黃酒中揮發性風味物質含量及香氣活力值（OAV）

接表3

圖1 面粉黃酒中揮發性風味物質的含量

結果表明，面粉黃酒共鑒定出49種揮發性風味物質，包括7種醇類、22種酯類、2種酸類、3種醛酮類、2種萜類、8種烴類、4種雜環類。面粉黃酒風味物質總含量為5 197.35 μg/L，風味物質含量較高的依次為異戊醇、亞油酸乙酯、苯乙醇、棕櫚酸乙酯、月桂酸乙酯、(2R, 3R)-(-)-2, 3-丁二醇、(Z)-9-十八烯酸乙酯、甲氧基苯肟、2-甲基丙醇、癸酸乙酯、亞麻酸乙酯，含量為123.92～888.63 μg/L（表3）。醇類物質由谷物蛋白分解得到的氨基酸經脫氫、脫羧生成，是陳化酯類成分的前體物質。其中苯乙醇香氣是玫瑰香和甜香，貢獻愉悅、柔和、優雅的黃酒香氣[12]。

根據各風味物質的香氣活力值，確定黃酒特征香氣成分[13-14]。OAV＞1的物質有4種，分別為乙酸異戊酯、正己酸乙酯、辛酸乙酯和癸酸乙酯。可以發現，對香氣風味有貢獻的物質是酯類化合物，結合表3中各香氣物質的含量，即酯類物質最多（2 450.07 μg/L），其次是醇類。在發酵和陳釀過程中，脂肪酸和醇類的酯化反應，以及酵母菌和其他微生物代謝均會形成酯類化合物，從而產生薔薇香、甜味、梨、蘋果香氣等風味特征。這些風味物質相互融合，賦予面粉黃酒果香、豐滿、醇厚的感官品格。

3 結論

比較7組面粉黃酒的理化指標和感官特性，結果發現料液比1∶1.5（g/g）組酒精度、氨基態氮和總糖方面顯著高于其他發酵組（p＜0.05）；通過感官品評，1∶1.5（g/g）組黃酒整體協調感更強，感官評分最高，故選擇1∶1.5（g/g）為最優料液比。另外，以此料液比釀制的黃酒中豐富的酯類化合物是面粉黃酒具有香氣優雅、口感醇甜的風味特征的關鍵原因之一。