白酒是以谷物为原料,利用高、中、低温大曲等促进淀粉转化为乙醇而制成,是世界六大蒸馏酒之一[1]。近年来,酱香型白酒市场规模和受喜爱程度不断攀升,一跃成为白酒领军香型,在中国食品产业中占有非常重要的地位[2]。2022年,酱酒产量为70万千升,销售额达到2 100亿人民币,利润为870亿人民币,占据了行业总利润的39.51%[3]。“少喝酒,喝好酒”成为消费者健康饮酒的共识,因此对优质酱酒的需求日益增多。酱香型白酒生产工艺可概括为“12987”,包括30道工序和165个环节[4]。独特且众多的酿造过程导致影响酱酒质量的因素很多,并直接在酒体中得以体现,主要是水质、土壤、气候等。行业内有“水是酒之血”的共识,高粱、小麦、酒曲、酒醅发酵和微生物生命代谢都离不开水的参与。众多知名酒企邻水而建,如茅台坐拥赤水河,五粮液依托岷江,泸州老窖紧邻沱江等。土质影响窖池等发酵容器、酿酒原料的种植与生长,以及微量元素Ba、Zn、Ce向酒体中的迁移。四川宜宾特有的黄黏土,含沙量少、细腻、黏性强、呈弱酸性、富含微量成分,被用作浓香型筑窖和封窖的专用泥土。贵州茅台镇的紫红色土层,酸碱适度,沙质和砾石含量很高,土体松软,孔隙度大,具有良好的渗透性,被用作酱酒窖池封窖、贮存封坛等,保证了酒的发酵和酒体老熟的湿度通透。酿造区域的气候状况主要对微生物的生长调节极为重要。酵母菌生长最适宜的温度在20～28 ℃[5],己酸菌、丁酸菌等窖泥功能菌的最适宜温度为32～34 ℃。同时,气候也能通过影响原料种植过程中淀粉等物质的积累来影响白酒风味。空气中的异味成分也可被酒体吸附,从而给酒体带来不正常的香和味。因此研究生态要素对酱香型白酒风味的影响有着重要的意义。刘亚曦等[6]研究结果发现赤水河丰水期pH值在7.74～8.35,硫酸盐的质量浓度最高值58.63 mg/L,氯离子质量浓度范围为6～9 mg/L。周玮等[7]研究发现赤水河中游受白酒工业和城镇化影响,NH3-N和CODMn污染指数均大幅上升。刘婷等[8]分析了茅台酒原料高粱根际土壤细菌群落特征,发现细菌数量及多样性与高粱产量及质量存在一定相关性,对高粱生长发挥着重要的作用。申刚等[9]研究茅台产区土壤理化性质,结果发现在0～20 cm深度下,三叶鬼针草根系土壤容重最大,为0.953 6 g/cm3;芒根系0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm的土壤pH值最高,分别为7.65、7.36、7.33。姜涛等[10]利用电感耦合等离子体质谱测定茅台地区的116个表层土壤样品稀土元素含量,发现研究区表层土壤稀土元素丰度平均含量为287.1 μg/g,高于其他地区土壤(186.8 μg/g)和地壳中(207 μg/g)。王慧等[11]研究发现仁怀地区最大风速风向具有独特性:最大频率风向均为北西北,平均最大风速为4.13 m/s,频率第二的风向为南方向,平均最大风速为5.41 m/s,明显大于赤水河流域其他站点。然而,以上对于仁怀地区生态的研究主要集中在单一维度分析其特征,并未探讨生态因素对酿造酱香型白酒风味的具体影响。因此本研究通过分析2021—2023年贵州国台酒庄有限公司1～7轮次基酒的理化因子、风味物质和相应时间节点气候特征,从而探明酿造区域气候条件对于基酒风味的影响,并为实际生产时间的优化提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
2021—2023年酿造生产的轮次基酒由贵州国台酒庄有限公司提供。
乙醛、甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙缩醛、甲醇、丁酸乙酯、仲丁醇、正丙醇、异丁醇、乙酸异戊酯、戊酸乙酯、正丁醇、2-异戊醇、己酸乙酯、庚酸乙酯、乳酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸、糠醛、丙酸、丁酸、戊酸己酸、β-苯乙醇、庚酸、辛酸乙酸、正戊酯(色谱纯),上海迈瑞尔生化科技有限公司。
1.2 仪器与设备
HF-900气相色谱仪,安捷伦科技(中国)有限公司;FA1004电子分析天平,上海瑶新电子科技有限公司;Aquaplore3S超纯水系统,美国艾科浦公司;CJM-091酒精计,衡水创纪仪器仪表有限公司;0～30温度计,武强县双星仪表厂。
1.3 实验方法
1.3.1 样品处理
采用大曲坤沙酱香型白酒生产工艺,选取2021—2023年贵州国台酒庄有限公司质量和产量条件相似,且发酵正常的同一个班组的5口窖池,共计105口窖池进行生产实验,除发酵时间不一,其余操作和工艺参数保持一致。
1.3.2 不同酿造区域气候下1～7轮次基酒理化指标测定
酒样总酸、总酯含量和酒精度:参照GB/T 10345—2022《白酒分析方法》的方法进行测定。
采用25.0 mL量筒精确取得25.0 mL的酒样,转移至250 mL的碘量瓶内,滴加2滴酚酞作为显色剂,随后用0.1 mol/L的标准NaOH溶液进行滴定,直至液体呈现浅红色停止,此时记录所用NaOH溶液的体积[12],计算如公式(1)所示:
(1)
式中:X1,样品酒中总酸的含量(以乙酸计),g/L;c,NaOH标准溶液的实际浓度,mol/L;V,25 mL酒液消耗NaOH标准溶液的体积,mL;60,乙酸的摩尔质量,g/mol;25.0,吸取的酒液的体积,mL。
总酯:将25.0 mL的样品转移到250.0 mL的回流烧瓶里,滴入2滴酚酞作为指示剂,随后使用标准的NaOH溶液进行滴定,直至样品呈现出淡红色并且颜色保持30 s不变色(注意避免加入过量),之后要记录下所用NaOH标准滴定溶液的体积。
精确滴加25.0 mL NaOH标准滴定液于试样中(如遇试样中总酯含量较高,视具体情况可调整至30～50 mL的标准NaOH溶液),充分摇动使其混合均匀后静置超过18 h,以完成酯的皂化反应。
采用硫酸的标准溶液作为滴定剂,滴定至溶液颜色由红变为不再显色作为终点,记下所用掉的硫酸标准滴定溶液体积为V1。同时,取25.0 mL 体积分数40%的无酯乙醇溶液,依照同样的滴定过程进行空白实验,最后记录该实验中所需的硫酸标准溶液体积V0[13],计算如公式(2)所示:
(2)
式中:X2,样品中总酯含量,以乙酸乙酯计,g/L;c1,硫酸标准滴定溶液的摩尔浓度,mol/L;V0,空白试验消耗硫酸溶液的体积,mL;V1,样品消耗硫酸溶液的体积,mL;88,乙酸乙酯的摩尔质量,g/mol;25.0,吸取样品的体积,mL。
酒精度:使用酒精计和温度计,计算20 ℃时乙醇的体积百分比。
1.3.3 不同酿造区域气候下1～7轮次基酒风味物质检测
风味物质检测:气相色谱法。
GC条件:HP-INNOWAX(60 m×0.25 mm×0.25 μm)色谱柱,柱流量1 mL/min,进样量0.5 μL,分流比为30∶1,起始温度40 ℃,保持2 min,以3 ℃/min升至100 ℃,保持2 min,之后以5 ℃/min升至230 ℃,保持10 min[14]。
定性定量方法:将26种白酒骨架成分用无水乙醇稀释,以保留时间为依据进行定性,采用外标法定量。
1.4 数据处理
利用Excel 2010进行数据初步处理分析;Origin 2021软件绘制点线图、相关性热图;微生信平台绘制热图;表格数据采用SPSS进行方差分析,测定结果以“平均值±标准差”。SIMCA 14.1软件进行正交偏最小二乘判别分析,计算预测变量重要性投影,以VIP≥1为条件筛选差异香气成分[15]。
2 结果与分析
2.1 2021—2023年酿造区域气候特征
2021—2023年气候条件包括温度、空气质量指数(air quality index,AQI)和降水量存在较大的差异,如表1所示。
表1 2021—2023年酿造区域气候特征
Table 1 Climate characteristics of brewing regions from 2021 to 2023
轮次年份温度/℃AQI降水量/mmLC120218.57±3.39a57.50±21.57b0.84±3.12a20222.08±2.08b53.38±22.18b0.13±0.66a20236.38±2.39b84.43±33.86a1.19±3.90aLC2202115.80±5.45a45.00±26.96a0.25±0.79a202213.78±6.89a44.65±23.00a1.13±3.86a202310.12±3.08b47.67±19.25a2.47±1.65aLC3202122.70±2.96a26.69±9.09b3.03±12.32a202217.88±4.05b33.61±15.67ab3.28±6.71a202317.65±4.61b35.98±12.87a1.38±4.80aLC4202125.81±1.14a29.38±8.92a12.19±43.77a202222.78±3.04b28.09±15.21a4.99±11.77a202321.33±3.28b33.40±12.84a3.41±11.07aLC5202125.85±2.75b26.19±17.94a1.23±2.59a202228.04±2.26a25.58±11.93a3.47±8.87a202325.24±2.46b31.26±7.12a3.17±12.71aLC6202125.43±2.19b31.76±15.16a3.44±12.48a202228.59±3.75a24.63±12.62a0.62±2.63a202325.96±2.00b30.64±8.98a5.76±20.19aLC7202119.26±5.50b30.43±15.31a2.72±2.18a202223.15±3.22a40.73±27.24a1.73±4.15a202324.80±2.84a34.64±10.03a6.07±28.23a
注：不同小写字母表示差异显著(P<0.05)(下同)。
温度主要影响微生物的生长代谢活动,降水量对原料的种植,生产用水有较大的作用,空气质量指数则直接反映酿造区域环境的优劣,影响白酒的质量。1～7轮次整个酿造时期,总体上2021年平均温度高于2022年5.22%,2023年9.08%;2023年AQI高于2021年20.68%,2022年18.89%;2023年降水量高于2021年74.63%,2022年52.77%。具体来说,1轮次生产期间,2021年平均酿造温度高于2022年312.02%;2023年降水量高于2022年815.38%。2轮次时,2023年降水量高于2021年888.00%;3轮次酿造时,2021年温度高于2023年28.61%;4轮次时,2021年降水量高于2023年257.48%。5轮次时,2023年AQI高于2022年22.20%。6轮次产酒时,2021年AQI高于2022年28.95%。7轮次时,2022年AQI高于2021年33.85%;2023年降水量高于2022年250.87%。
采用主成分分析(principal component analysis,PCA)法直观显示2021—2023年酿造时期气候上的差异。由图1可知共生成2个主成分,第1主成分反映47.30%的数据,第2主成分反映32.60%的数据,两个主成分共反映79.90%的数据信息。降水量位于第1象限偏X轴正向;AQI位于第2象限偏X轴负向;温度位于第4象限X轴正向。同时,AQI与温度、降水量呈现负相关。
图1 2021—2023年酿造区域气候特征PCA图
Fig.1 PCA map of climate characteristics in brewing regions from 2021 to 2023
2.2 不同酿造区域气候下1～7轮次基酒理化因子差异分析
独特的双发酵模式,“四高两长”的工艺特点决定了酱香型轮次基酒酒精度在53%～60%vol左右,适合水分子和酒精分子缔合,从而使口感更加醇厚、协调和持久。由图2可知2021、2022和2023年1～7轮次高温馏出的基酒酒精度整体并无显著性差异(P>0.05)。其中,2023年基酒酒精度处于最大值,为54.64%vol,高于其他2个酿造年份0.55%、0.24%。同时,随着酿造轮次的不断增加,酒精度由1轮次的57.2%vol下降至7轮次52.85%vol,下降8.23%。
a-总酸;b-总酯;c-酒精度
图2 不同酿造区域气候下1～7轮次基酒理化因子差异分析
Fig.2 Analysis of differences in physicochemical factors of base liquor during 1-7 cycles under different brewing regions and climates
酸类物质作为酯类物质的前体物质,主要包括乙酸、丙酸、乳酸、苹果酸、柠檬酸等,构成白酒风味的重要组成成分,对白酒后味贡献极大。总酸是指酿造过程中产生的有机酸和无机酸的总和,是白酒口感的重要参考指标之一,能够反映出白酒的酸度、清爽度和口感,同时与酒的稳定性相关,过高则会影响到质量。由图2-b可知基酒总酸含量在1.01～4.24 g/L范围内动态变化。在2021、2022和2023年酿造气候下,酱香型轮次基酒总酸含量差异主要集中在1和2轮次。其中,1轮次2021年基酒中总酸含量最高,为4.24 g/L,高于2022年24.27%、2023年19.45%;2轮次中,2023年基酒总酸含量处于最大值3.21 g/L,高于2021年2.53%、2022年3.12%。
总酯能反映白酒质量和风格。由图2-b可知,不同轮次基酒总酯含量整体呈现动态变化,在3.09～7.60 g/L。2021、2022和2023年总酯含量分别在1轮次、2轮次、2轮次达到峰值,分别为7.46、6.50、7.60 g/L。同时,3个不同酿造气候横向对比下,总酯含量差异主要集中在4和6轮次,2021年基酒总酯含量均处于最大值6.87、6.30 g/L,高于2022、2023年12.42%、38.97%和47.15%、62.64%。
2.3 不同酿造区域气候下1～7轮次基酒骨架成分分析
2.3.1 气相色谱测定方法学验证
对酱香型白酒中骨架成分标准系列溶液进行气相分析,绘制标准曲线,结果见表2。由表2可知,各个风味物质的相关系数>0.999 9,线性关系良好,回收率98%以上,RSD<1.5。
表2 骨架风味物质的方法学验证参数结果
Table 2 Methodological validation parameter results for skeletal flavor substances
类别化合物名称线性方程相关系数检出限/(mg/L)回收率/%RSD酯类甲酸乙酯y=0.435 2x-0.067 40.999 98398.50.265乙酸乙酯y=0.652 7x-0.033 70.999 973101.20.991丁酸乙酯y=0.878 2x-0.001 80.999 98497.30.841戊酸乙酯y=0.956 0x-0.001 70.999 98598.50.462己酸乙酯y=1.028 9x-0.001 40.999 98396.40.889庚酸乙酯y=0.985 9x-0.000 70.999 98799.10.390乳酸乙酯y=0.415 1x+0.005 40.999 91396.80.412辛酸乙酯y=1.142 0x-0.002 80.999 99697.50.318醛类糠醛y=0.711 1x+0.058 40.999 62898.40.310乙醛y=0.435 2x-0.067 40.999 983103.50.425乙缩醛y=2.262 8x-0.059 50.999 57599.60.259醇类甲醇y=0.450 5x+0.031 90.999 90699.10.539β-苯乙醇y=1.344 2x+0.001 60.999 84697.60.753仲丁醇y=0.835 4x+0.001 20.999 96496.81.291正丙醇y=0.798 5x+0.057 10.999 95498.50.130异丁醇y=0.932 4x+0.009 90.999 965102.50.302正丁醇y=0.906 8x+0.010 90.999 96697.60.281异戊醇-2y=0.833 9x+0.013 70.999 96598.20.333酸类乙酸y=0.407 1x-0.249 00.999 81596.90.947丙酸y=0.637 5x-0.024 10.999 93498.21.127丁酸y=0.785 0x-0.029 80.999 94798.81.250戊酸y=0.951 2x-0.015 40.999 92699.50.586己酸y=0.955 8x-0.029 80.999 93597.60.629庚酸y=0.624 1x-0.015 20.999 91598.50.624辛酸y=0.842 1x-0.024 10.999 95499.40.681
2.3.2 不同酿造区域气候下1～7轮次基酒风味物质含量分析
采用气相色谱法测定2021—2023年不同酿造气候下,1～7轮次基酒挥发性微量成分,共检出酯、醇、酸和醛4类物质共25种,其中酯类物质8种,醇类物质7种,酸类物质7种,醛类物质3种。表3列出轮次基酒含量较高的4类风味成分含量,并进行热图分析(图3)。图3可以直观地反映不同酿造气候下1～7轮次基酒具体风味物质的含量差异,红色表示此成分在白酒中的含量高,蓝色越深表示含量越低。
图3 不同酿造下基酒主要风味成分热图
Fig.3 Heatmap of the main flavor components of the base liquor under whether the tail liquor is returned to the pot treatment
表3 不同酿造气候下1～7轮次基酒风味物质含量
Table 3 Flavor substance content of base liquor in 1-7 rounds under different brewing climates
轮次年份化合物含量/(g/L)醇类醛类酸类酯类LC120213.14±2.380.05±0.010.51±0.130.66±0.0720221.84±0.410.10±0.020.37±0.070.58±0.0720235.87±1.560.11±0.010.61±0.060.78±0.07LC220210.58±0.170.07±0.020.48±0.091.05±0.1920221.36±0.200.14±0.010.74±0.051.82±0.1820230.46±0.130.12±0.030.49±0.061.09±0.15LC320210.23±0.020.22±0.040.44±0.021.05±0.0520220.18±0.010.13±0.010.36±0.020.90±0.0820230.21±0.030.14±0.020.34±0.031.00±0.05LC420210.15±0.030.36±0.140.34±0.021.17±0.1520220.15±0.020.16±0.020.28±0.020.91±0.0620230.18±0.020.21±0.020.26±0.010.85±0.06LC520210.17±0.030.32±0.060.26±0.030.91±0.0620220.18±0.020.21±0.050.23±0.020.78±0.0720230.15±0.010.26±0.070.22±0.041.05±0.08LC620210.21±0.040.49±0.080.15±0.010.60±0.0720220.24±0.040.32±0.090.17±0.020.54±0.0420230.26±0.070.29±0.100.18±0.020.71±0.09LC720210.31±0.080.41±0.130.10±0.010.45±0.0620220.33±0.070.42±0.140.13±0.010.39±0.0520230.39±0.060.37±0.090.18±0.020.52±0.05
2.3.2.1 酯类
醇类和酸类在酯化酶的作用下形成各种酯类物质,如乙酸乙酯、丙酸乙酯、戊酸乙酯、乙酸丙酯、醋酸异戊酯等,能给酒体带来爽快的感觉,使酒体醇厚、丰满。酯类物质生成途径主要有3种:微生物代谢生成、酒曲中的酯化酶的作用、游离的酸醇分子化合生成[16]。在不同气候下酿造的基酒酯类物质含量1轮次,2023年高于2022年34.48%;2轮次,2022年高于2021年73.33%;3轮次,2021年高于2022年16.67%;4轮次,2021年高于2023年37.65%;5轮次,2023年高于2022年34.62%;6轮次,2023年高于2022年31.48%;7轮次,2023年高于2022年33.33%。造成差异的原因可能是温度、AQI和降水量对酯类物质的生成具有一定的作用,相关性系数分别为-0.13、0.02、0.14。2023年酿造年份下,1、5、6和7轮次发酵环境中平均温度为16.46 ℃低于2021、2022年18.05%;平均降水量为3.24,高于其他2年82.68%。2轮次发酵时,2022年表现为温度低,空气质量高。3和4轮次发酵时,2021年降水量比2022、2023年同期高1.32倍。
2.3.2.2 醇类
醇类物质在白酒中具有重要地位,起到增加酒体的醇厚度、绵柔感和回甜感,掩盖苦涩味和其他一些杂味的作用,主要有正丙醇、仲丁醇等。1轮次,2023年醇类物质含量高于2022年219.02%;2轮次,2022年高于2023年195.65%;3轮次,2021年高于2022年27.78%;4轮次,2023年高于2021、2022年20.00%;5轮次,2022年高于2023年20.00%;6轮次,2023年高于2021年23.81%;7轮次,2023年高于2021年25.81%。可能的原因为:醇类物质与AQI呈现正相关(系数为0.72),与温度和降水量呈负相关(系数分别为-0.66、-0.70)。在1、6和7轮次发酵环境中,2023年AQI比其他2年高25.61%。
2.3.2.3 酸类
白酒中酸类物质是糖在发酵过程中的不完全产物,能给酒体带来爽快的感觉,可使酒体醇厚、丰满,但酸类物质也不能过多。1轮次,2023年酸类物质含量高于2022年64.86%;2轮次,2022年高于2021年54.17%;3轮次,2021年高于2023年29.41%;4轮次,2021年高于2023年30.77%;5轮次,2021年高于2023年18.18%;6轮次,2023年高于2021年20.00%;7轮次,2023年高于2021年80.00%。通过相关性分析得知,酸类物质的生成与温度和降水量表现为负相关,系数分别为-0.72和-0.41;与AQI呈现正相关,系数为0.59。1、6和7轮次发酵环境中,2023年AQI比其他2年高25.61%;2轮次发酵时,2022年降水量低于其他2年16.91%。
2.3.2.4 醛类
白酒中醛类物质造成刺激性和辛辣。各种醛类物质的生成途径也有所不同,如糠醛是由原料中的多缩戊糖经过水解再失水而形成的;乙缩醛是乙醛和乙醇失水形成的带有青草味和果香的缩醛。1轮次,2023年醛类物质含量高于2021年120.00%;2轮次,2022年高于2021年100.00%;3轮次,2021年高于2022年69.23%;4轮次,2021年高于2022年125.00%;5轮次,2021年高于2022年52.38%;6轮次,2021年高于2023年68.97%;7轮次,2022年高于2023年13.51%。醛类物质的增长主要与温度和降水量呈现正相关,与AQI为负相关。1轮次发酵时,2023年温度、降水量分别高于其他2年19.81%、145.36%。3、4、5、6轮次发酵时,2021年温度、降水量分别高于其他2年6.63%、51.84%,AQI低于其他2年6.34%;2和7轮次发酵时,2022年温度高于其他2年5.29%。
2.4 不同酿造区域气候下1～7轮次基酒风味物质的OAV分析
酱香型白酒风味复杂,成分众多。由表4可知,白酒骨架成分中具有不同风味贡献,如乙醛是绿叶、青草气味,糠醛具有杏仁气味,己酸乙酯似红玉苹果香,乙酸乙酯具有苹果香,庚酸乙酯具有玫瑰香,乳酸乙酯味甜,正丙醇稍有茉莉香等。通过香气活度值(odor activity value,OAV)来判定基酒中重要风味因子。OAV>1表示该物质对风味有贡献,OAV<1表示无实际影响,OAV>10时认为贡献极大。10种风味物质如乙醛、糠醛、乙缩醛、乙酸乙酯、正丙醇等在不同酿造气候下产出的基酒中OAV均>100,被认为对香气特征具有重要作用。同时,仲丁醇在2023年轮次基酒中OAV>100,而在2021和2022年表现不同;β-苯乙醇在2021年OAV为10,在2022和2023年基酒中并未检出,可作为风味差别之一。
表4 基酒香气成分OAV分析
Table 4 OAV analysis of aroma components in base liquor
CAS风味物质阈值/(mg/L)OAV2021年2022年2023年香气属性[17]75-07-0乙醛 1.20[17] 230.00 160.00 200.00绿叶、青草味98-01-1糠醛0.15[17]320.00250.00210.00有杏仁样气味105-57-7乙缩醛50.00[17]140.00120.00130.00青草味、果香105-54-4丁酸乙酯0.15[17]30.0040.0030.00似菠萝香109-94-4甲酸乙酯150.00[17]60.0070.0050.00稀薄的水果香101-97-3乙酸乙酯17.00[18]2 470.003 040.002 290.00苹果气味123-66-0己酸乙酯0.08[19]10.0010.0010.00似红玉苹果香106-30-9庚酸乙酯1.10[20]———似玫瑰香687-47-8乳酸乙酯140.00[20]3 740.003 720.004 030.00香弱,味微甜106-32-1辛酸乙酯0.24[20]20.0020.0020.00似梨或菠萝香811-98-3甲醇100.00[21]150.00180.00200.00酒精气味71-36-3正丁醇5.00[19]50.0080.0080.00稍有茉莉香78-92-2仲丁醇10.00[19]50.0070.00130.00较强的芬香味71-23-8正丙醇720.00[19]3 340.003 180.005 330.00似醚臭,后味78-83-1异丁醇7.50[19]130.00130.00180.00微弱戊醇味628-63-7异戊醇-26.50[17]270.00320.00360.00杂醇油气味1960/12/8β-苯乙醇0.01[17]10.00——花香气味599-00-8乙酸2.60[17]1 810.001 930.001 810.00醋酸气味1979/9/4丙酸20.00[22]60.0040.0060.00闻有酸味107-92-6丁酸3.40[23]40.0040.0030.00轻度黄油臭
注：—表示未检出。
2.5 不同酿造区域气候下基酒香气物质差异性分析
为研究不同酿造区域气候下基酒的风味物质差异,以气相色谱仪测定的25种骨架成分作为因变量,进行正交偏最小二乘判别分析(orthogonal partial least-squares discrimination analysis,OPLS-DA)。由图4-a可知OPLS-DA能够对基酒进行有效区分,
和
分别为0.254、0.564。2021与2022年1～7轮次基酒样品分别位于得分图X轴上、下两方且较距离较远;2023年样品C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7则在纵轴一边,反映出2021、2022气候状况相似,并在酒体中表现具有一定相似性,而2023年气候下酿造出的轮次基酒与二者风味相差较大。由图4-b可知,R2和Q2分别为0.292、-0.205,模型拟合结果可接受。同时,200次置换检验结果表明模型不存在过拟合。VIP值可以量化变量对于分组贡献度,用于筛选重要特征物质。以VIP值>1为标准,确定出对不同酿造气候下基酒风味物质有重要区分贡献的风味物质12种,即庚酸乙酯、辛酸、丁酸乙酯、乙酸乙酯、异丁醇等。
a-OPLS-DA;b-模型交叉验证结果;c-VIP值
图4 不同酿造气候下基酒香气差异物质
Fig.4 Differences in aroma substances of base liquor under different brewing climates
2.6 酿造区域气候特征与基酒理化因子、风味物质的相关性分析
将1～7轮次基酒理化因子、高OAV的风味物质与酿造气候指标温度、降水量和AQI进行相关性分析,结果见图5。
图5 酿造区域气候与基酒理化因子和高OAV的风味物质相关性分析
Fig.5 Correlation analysis between the climate of the brewing area and the physicochemical factors of the base wine and the flavor substances with high OAV
温度对于乙醛、糠醛、乙缩醛、乳酸乙酯和甲醇呈现正相关的关系,系数分别为0.49、0.80、0.52、0.43、0.39,与总酸、总酯、酒精度、乙酸乙酯、正丙醇、乙酸呈负相关,同时与异丁醇关系并不明显;AQI主要对总酸、酒精度、乙酸乙酯、正丙醇正相关性显著(P<0.05),与糠醛、乳酸乙酯显著负相关,系数为-0.71 和-0.53;降水量对糠醛和乳酸乙酯具有正向促进作用,与乙酸乙酯和正丙醇呈负相关。
3 结论与讨论
以酱香型1～7轮次基酒为研究对象,通过将理化因子、骨架成分与温度、降水量和AQI数据相关联,探讨产地气候特征对酱酒整体风味的影响。2021年酿造时期平均温度高于2022年5.22%,2023年9.08%;2023年AQI高于2021年20.68%,2022年18.89%;2023年降水量高于2021年74.63%,2022年52.77%。2021—2023年不同酿造气候下,1～7轮次基酒酒精度并无显著性差异;总酸含量差异集中在1和2轮次,其中1轮次2021年基酒中总酸含量最高,为4.24 g/L,高于2022年24.27%、2023年19.45%;2轮次中,2023年基酒总酸含量处于最大值3.21 g/L,高于2021年2.53%、2022年3.12%;总酯含量主要在4和6轮相差较大,2021年基酒总酯含量处于峰值6.87、6.30 g/L,高于2022、2023年12.42%、38.97%和47.15%、62.64%。采用气相色谱法测定挥发性微量成分,共检出酯、醇、酸和醛4类物质共25种。通过OAV分析得知,10种风味物质如乙醛、糠醛、乙缩醛、乙酸乙酯、正丙醇等对基酒香气特征具有重要作用。应用OPLS-DA可对不同酿造气候基酒进行有效区分,并以VIP值>1为标准确定出有重要区分贡献的风味物质12种,即庚酸乙酯、辛酸、丁酸乙酯、乙酸乙酯、异丁醇等。通过将气候特征与理化因子、风味物质进行相关性分析,发现温度对于乙醛、糠醛、乙缩醛、乳酸乙酯和甲醇呈现正相关的关系,与乙酸乙酯、正丙醇、乙酸呈负相关,同时与异丁醇关系并不明显;AQI主要对糠醛和正丙醇相关性显著;降水量对糠醛和乳酸乙酯具有正向促进作用,与乙酸乙酯和正丙醇呈负相关。然而由于白酒酿造受到其他因素的影响,还需进一步控制变量并增加实验样本同时加强产区气候的研究,为酿造时间的优化提供科学理论依据。
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