基于GC与正交偏最小二乘判别法解析酱香型白酒7轮次基酒关键风味物质的演变规律

黄治国1,王玉龙1,郑若欣2,赵欢3,邓杰1,卫春会1*

1 (四川轻化工大学,酿酒科学与技术四川省重点实验室,四川 宜宾,644000) 2 (四川国检检测有限责任公司,四川 泸州,646000) 3 (四川省文君酒厂有限责任公司,四川 邛崃,611500)

摘 要 为探究酱香型白酒不同轮次基酒风味物质的变化规律,该研究选取以川南地区某酒厂3 口窖池7 个轮次的酱香型基酒为研究对象,利用GC 对样品的风味物质进行定性与定量分析,并结合正交偏最小二乘判别法(orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA)进行风味物质解析。 结果表明,随着轮次的增加,总酯含量呈先升高再降低的趋势;总酸含量则呈逐渐下降的趋势。 OPLS-DA 显示,不同轮次酒样分离效果显著,变量重要性投影值>1 的关键差异风味物质包括正丙醇、乙酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸、乙醛和苯乙醇。 其中,正丙醇含量随轮次递增而增加;乙酸乙酯在前2 轮次含量较高;乙醛在第5、7 轮次较高;乳酸乙酯、丁酸和苯乙醇分别在第3、4、5 轮次达到峰值。 结合偏最小二乘回归模型与风味雷达图进一步表明,第1、2 轮次水果香和粮香突出为主要特征;第3 ~5 轮次酯香与酱香特征最为显著;第6、7 轮次则以焦糖香和焦糊香为主。 综上,通过整合气相色谱法的定性定量分析、OPLS-DA 的多变量统计解析,以及偏最小二乘回归模型与感官评价的分析方法,系统揭示了酱香型白酒7 轮次基酒中总酸、总酯及关键风味物质的演变规律,明确了不同轮次基酒的差异化风味特征,为酱香型白酒的轮次识别、品质评价及精准勾调提供理论依据与技术支撑。

关键词 轮次基酒;风味物质;气相色谱法;正交偏最小二乘判别法

中国白酒作为世界六大蒸馏酒之一,拥有悠久的历史,早在我国西汉时期就有相关记载[1]。 目前对白酒的研究方向主要集中在不同香型之间的关系及技术融合[2]、酿酒过程中的微生物菌群的作用[3]、产香风味物质的组成及形成原因[4]、生产技术改良提高酒质及产酒率等[5-6]。 其中,酱香型白酒有着悠久的历史文化,是白酒的明珠之冠[7]。 酱香型白酒具有“酱香突出,幽雅细致,酒体醇厚,回味悠长,空杯留香持久”的特点,其独特的风味、醇厚的口感、浓烈的芳香、悠久的文化,使其倍受消费者的喜爱[8]。 酱香型白酒独特的风格与其风味物质的种类和丰富程度密切相关,因此对酱香型白酒风味物质的研究具有重要意义。 酱香型白酒除水和乙醇占比最大外,还含有1% ~2%的酯类、酸类、醇类、醛类、呋喃类、吡嗪类、氮化合物、芳香族化合物等微量成分,它们表现出独特的风味影响,形成酱香型白酒独特而丰富的风格[9-10]。 随着研究的深入,对酱香型白酒不同轮次基酒风味物质差异的系统分析显得尤为重要。

在风味物质分析技术方面,HPLC 主要是分析非挥发性、热不稳定、极性和大分子化合物等,但溶剂消耗成本高;GC-MS 主要是对挥发性、热稳定性的未知物质进行定性分析,其定量效果低于GC 且成本高、操作最复杂;GC 可以进行更准确的定性定量效果,且操作简单[7,11-12]。 随着越来越多的风味物质能够定性定量,主成分分析、判别分析、正交偏最小二乘法判别分析(orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA)、聚类分析、人工神经网络分析等方法也广泛应用到了酒类风味物质的分析研究中[13]。

本研究通过气相色谱法,对3 口窖池7 个轮次基酒风味物质进行检测,利用多变量统计分析方法对不同轮次酒样风味物质进行分析,旨在探究3 口窖池不同轮次酒体差异,揭示不同轮次酒样的风味特征与演变规律,能够为酱香型白酒的轮次识别、品质评价与精准勾调提供理论依据与技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 样品

随机选取川南某酒厂生产车间3 口窖池7 个轮次的酱香型基酒样品,编号如表1 所示。

表1 酱香型白酒不同轮次基酒样品编号
Table 1 Sample numbers of base liquors from different rounds of sauce-flavor Baijiu

轮次1 轮次2 轮次3 轮次4 轮次5 轮次6 轮次7 轮次1 号窖池1 -11 -21 -31 -41 -51 -61 -7 2 号窖池2 -12 -22 -32 -42 -52 -62 -7 3 号窖池3 -13 -23 -33 -43 -53 -63 -7

1.1.2 试剂

NaCl、无水Na2SO4(分析纯)、无水乙醇、无水乙醚、甲醇(色谱纯),成都科隆化学品有限公司;正戊烷、乙酸正戊酯、2-辛醇、2-乙基丁酸、乙醛、乙缩醛、乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、正丙醇、异丁醇、仲戊醇、正丁醇、异戊醇、正己醇、苯乙醇、乙酸、丁酸、己酸(色谱纯),上海麦克林生化科技有限公司。

1.2 仪器与设备

AR2140 电子天平,梅特勒托利多仪器有限公司;GC8890A-FID GC,美国Agilent 公司;KQ5200E 超声波清洗仪,昆山市超声仪器有限公司;BL-250/242L 集成防爆冷柜,上海钧华防爆设备有限公司;UPT-I-100L 超纯水处理系统,成都超纯科技有限公司;MPE PRO 高通量真空平行浓缩仪,睿科集团股份有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 GC 分析

1.3.1.1 GC 条件

DB-Wax 毛细管柱(60 m ×0.25 mm,0.25 μm),载气为高纯氦气,流速1.74 mL/min,分流比30∶1,进样量1 μL;初始温度为50 ℃,保持3 min,以5 ℃/min 升温至180 ℃保持1 min,再以20 ℃/min 升温至200 ℃保持10 min,230 ℃后运行5 min。

1.3.1.2 标准溶液配制

50%(体积分数,下同)乙醇溶液:准确量取50 mL无水乙醇,转移至100 mL 容量瓶,超纯水定容,混匀。

混合内标溶液:在10 mL 容量瓶中加入适量50%乙醇溶液,依次分别加入一定量的2-辛醇、乙酸正戊酯、2-乙基丁酸内标物,用50%乙醇溶液定容,最终各内标物的质量浓度为乙酸正戊酯25.62 mg/mL、2-辛醇27.36 mg/mL、2-乙基丁酸16.70 mg/mL,混匀备用。

混合风味物质标准溶液:以50% 乙醇溶液为溶剂,配制乙醛、乙缩醛、乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、甲醇、正丙醇、异丁醇、仲戊醇、正丁醇、异戊醇、正己醇、苯乙醇、乙酸、丁酸和己酸质量浓度在3 mg/mL 左右的混合标准溶液,记录各物种准确质量浓度,密封后置于4 ℃下保存备用。

1.3.1.3 标准曲线制作

将混合风味物质标准溶液与50%乙醇溶液按照体积比1∶1、1∶9、1∶19、1∶49、1∶99、1∶199、1∶499、1∶999梯度稀释后,各取1 mL 加入40 μL 混合内标溶液,其中乙酸正戊酯、2-辛醇、2-乙基丁酸分别为酯、醇、酸的对应内标物质,制作标准曲线,并计算相应的回收率和相对标准偏差。

1.3.1.4 样品前处理

使用液液萃取法提取酒中香气成分:取50 mL 酒样,加入NaCl 直至溶液饱和后,再用体积比1∶1 的乙醚与正戊烷混合溶液90 mL 分3 次提取,合并有机相,混合均匀后加入适量的无水Na2 SO4 静置过夜吸水,次日于高通量真空平行浓缩仪中浓缩至3 mL。取1 mL 处理好的样品于2 mL 进样瓶中,加入30 μL混合内标溶液,混匀后待测。

1.3.1.5 风味物质定量

通过分析酱香型白酒中检测的17 种风味物质标准品结果,根据各物质的保留时间来进行对目标风味物质的定性分析。 采用外标法进行半定量分析,以乙酸正戊酯、2-辛醇、2-乙基丁酸为内标物,根据各风味物质标准曲线的公式,再结合样品峰面积与各标准溶液浓度的比值定量分析各挥发性风味物质成分。

1.3.2 常规理化指标检测方法

根据GB/T 10345—2022《白酒分析方法》中的指示剂法测定基酒的总酯和总酸含量。

1.3.3 感官评价

酒体风味感官品评小组由11 人组成(5 男6女),均通过良好的白酒品评专业培训。 先对样品进行多次重复品评,描述出尽可能多的感官香气属性,再经重复筛定,最终确定感官属性为酱香、粮香、曲香、焦糖香、水果香、花香、醇香、甜香、糟香、焦糊香和青草香。 根据感官定量描述分析方法构建系列酒风味轮廓分析图,单项属性评定分值设定范围为0 ~10 分,其中0 分代表没有香气强度,10 分代表香气极强。

1.4 数据处理与分析

实验结果表示为“平均值± 标准差”,酱香型白酒不同轮次基酒风味物质的GC 数据采用主成分分析、OPLS-DA 及偏最小二乘回归模型(partial least squares regression,PLSR)进行分析并结合SIMCA 13.0和Origin 2024 软件绘图。

2 结果与分析

2.1 酱香型白酒不同轮次基酒总酸、总酯含量变化分析

2.1.1 不同轮次基酒总酯含量分析结果

本实验研究了酱香型白酒不同轮次基酒的总酯含量变化,结果如图1 所示,酱香型白酒在发酵过程中,酯类风味物质含量随发酵轮次的增加呈先增加后降低的趋势。 第1、2 轮次总酯的含量较高,其中第2 轮次的总酯含量最高,含量为(7.50 ±0.09) mg/mL;第7 轮次总酯含量最低,含量为(2.89 ±0.11) mg/mL,酱香型白酒不同轮次基酒总酯含量差异显著(P <0.05)。

图1 酱香型白酒不同轮次基酒总酯含量变化
Fig.1 Changes of total ester content in different rounds of base liquor of sauce-flavor liquor

注:不同轮次基酒总酯含量的差异用小写英文字母表示,不具有相同符号表示差异显著(P <0.05)。

酱香型白酒中酯类风味物质的形成途径主要有2 个。 首先是酵母菌的生化代谢产生,如酿酒酵母在参与乙醇发酵过程中,伴随有酯类、醇类风味物质生成。 其次是酸醇酯化反应形成的,如毛霉能促进部分酸类物质与乙醇通过酯化作用产生己酸乙酯[7]。 在发酵前期,酒醅中乙醇含量较高,经过发酵与酸类物质发生酯化反应形成各种酯类化合物,使得总酯含量急剧升高;然而随着轮次的增加,总酸和乙醇含量不断下降,导致总酯含量下降。 酯类化合物是白酒中重要的风味化合物,是白酒中水果香、花香和甜味的主要来源,令人产生愉悦感[14]。 在酯类物质中,含量较高的主要包括乳酸乙酯和乙酸乙酯[15]。

2.1.2 不同轮次基酒总酸含量分析结果

本实验研究了酱香型白酒不同轮次基酒的总酸含量变化规律,结果如图2 所示:酱香型白酒在发酵过程中,酸类物质含量随发酵轮次的增加呈逐渐降低的趋势,前3 轮次的总酸含量较高,其中第1 轮次的总酸含量最高,达(2.78 ±0.07) mg/mL,显著高于其他轮次。

图2 酱香型白酒不同轮次基酒总酸含量变化
Fig.2 Changes of total acid content in different rounds of base liquor of sauce-flavor liquor

注:不同轮次基酒总酸含量的差异用小写英文字母表示,不具有相同符号表示差异显著(P <0.05)。

酸类风味物质主要源于产酸菌的代谢活动,例如乳酸菌可将糖类转化为乳酸,而乳酸又可作为碳源进一步生成丁酸、己酸等高级有机酸;醋酸菌则能氧化葡萄糖或乙醇生成乙酸。 然而,随着发酵轮次的递增,酒醅中作为核心碳源的淀粉被持续消耗,导致产酸微生物因其代谢底物匮乏,以及受到高酸、高醇环境的胁迫与营养竞争,其活性与种群规模均受到显著抑制。 与此同时,已生成的有机酸作为关键前驱体,在酯化反应等途径中被持续转化与消耗。 两者共同主导了酸类物质含量随轮次增加而呈现的总体下降趋势[16]。 有机酸是酱香型白酒风味物质中的主要物质之一,承担调节白酒浓厚感的作用,对酱香型白酒酒体起到助香、减少刺激、维持酯类香气等作用,对白酒后味的贡献极大,酸的不足或过量会引起白酒口感失衡[17]。 根据相关研究报道,酸类物质在酱香白酒中含量较高,酱香型含量最多的酸是乙酸。

2.2 色谱分析方法有效性验证与定量方法评价

按照上述气相色谱检测方法对标准溶液进行测定,用标准物质对照其保留的时间进行定性分析,白酒样品中的甲醇、乙酸乙酯、乙醛、乙缩醛、正丙醇、丁酸乙酯、异丁醇、仲戊醇、正丁醇、异戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、正己醇、乙酸、丁酸、己酸、苯乙醇等17 种风味物质均能检测出。 通过对酱香型白酒不同轮次样品进行风味成分分析,发现各风味物质的色谱峰形尖锐对称,分离度良好,均实现了基线分离。 这表明所建立的GC 方法具有优异的分离能力,能够满足复杂酒样中多种挥发性成分的定性分析需求。

在实现有效分离的基础上,为了对酱香型白酒风味物质进行准确定量,本实验建立标准曲线,利用外标法对所研究的风味物质进行定量分析,并对方法的线性、准确度与精密度进行了考察。 结果如表2 所示,所有17 种风味物质在其线性范围内的决定系数R2均大于99.5%,回收率为83.62% ~134.99%,相对标准偏差(relative standard deviation, RSD)均为2.37% ~6.36%,表明该方法具有良好的线性、准确度和精密度,满足定量分析要求。

表2 酱香型白酒风味物质标准曲线
Table 2 Standard curve of flavor substances in sauce-flavor liquor

化合物R2 /% 回收率/% RSD/%回归方程乙醛99.69105.674.16y =3.057 8x +0.006 1乙缩醛99.71106.124.12y =3.043 5x +0.007 2甲醇99.69106.774.27y =3.051 2x +0.005 4乙酸乙酯99.67102.742.75y =3.083 2x +0.048 4正丙醇99.76125.463.24y =1.472 7x -0.064 1丁酸乙酯99.6697.502.78y =1.910 6x +0.027 7异丁醇99.80111.433.18y =1.372 8x -0.003 7仲戊醇99.81113.024.57y =1.399 9x -0.008 0正丁醇99.8599.996.17y =1.305 2x -0.004 6异戊醇99.86101.215.02y =1.222 5x -0.006 2己酸乙酯99.9583.622.37y =1.415 1x -0.001 5乳酸乙酯99.8387.853.56y =1.912 3x +0.028 9正己醇99.8885.863.47y =1.142 5x -0.004 0乙酸99.77103.876.36y =0.325 6x +0.024 0丁酸99.9993.175.57y =0.129 5x +0.025 0己酸99.99134.992.83y =0.138 3x +0.005 0苯乙醇99.5298.246.24y =1.390 0x +0.041 9

2.3 基于OPLS-DA 的不同轮次基酒风味物质解析

采用OPLS-DA 分析酱香型白酒不同轮次基酒风味物质含量间的关系。 由图3 可知,7 个轮次风味物质差异性较大,分离效果显著,其中第1 轮次归为一类;第2 ~5 轮次归为一类;第6、7 轮次归为一类。 说明不同轮次基酒中的主要成分含量存在一定差异,但2 ~5 轮次基酒主要成分含量相近;6、7 轮次基酒主要成分含量相近,具有相似的特征,但与前几轮次存在明显区别。

图3 酱香型白酒不同轮次基酒风味物质的OPLS-DA 图
Fig.3 OPLS-DA diagram of flavor substances in different rounds of base liquor of sauce-flavor liquor

2.4 酱香型基酒关键风味物质的贡献度分析

变量重要性投影(variable importance in projection,VIP)可以量化风味物质对酱香型白酒样品风味的贡献程度。 由图4 得知,酱香型白酒的7 轮次基酒风味物质中正丙醇、乙酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸、乙醛、苯乙醇的VIP 值大于1,证明这6 种风味物质是影响酱香型白酒风味的关键成分。

图4 风味物质VIP 分析
Fig.4 VIP analysis of flavor substances

2.5 酱香型白酒关键风味物质在不同轮次中的变化规律

2.5.1 不同轮次基酒中乳酸乙酯与乙酸乙酯含量分布特征

本实验研究了发酵过程中酱香型白酒不同轮次基酒的乙酸乙酯、乳酸乙酯含量变化规律,结果如图5 所示,酱香型白酒在发酵过程中,乳酸乙酯含量呈先升高后降低的趋势,第4 轮次乳酸乙酯含量最高,含量为(2. 75 ± 0. 07) mg/mL,占本轮酯类物质的54.77%。 乙酸乙酯含量呈逐渐降低的趋势,第1 轮次乙酸乙酯含量最高,含量为(4.23 ±0.21) mg/mL,占本轮酯类物质的72.98%,与其他轮次乙酸乙酯含量差异显著。 但与张春林等[18]相关研究存在一定的差异,其第1 轮次乙酸乙酯含量最多,第2 轮次乳酸乙酯含量最多。 产生此差异的原因可能是取酒样的地理位置差异、不同酱香型白酒酒厂的工艺不同而产生的误差导致。

图5 不同轮次酱香型基酒中乙酸乙酯、乳酸乙酯含量变化Fig.5 The content changes of ethyl acetate and ethyl lactate in different rounds of sauce-flavor base liquor

注:不同轮次基酒乙酸乙酯含量的差异用小写英文字母表示,不同轮次基酒乳酸乙酯含量的差异用大写英文字母表示,不具有相同符号表示差异显著(P <0.05)。

乙酸乙酯主要由醋酸杆菌通过氧化葡萄糖或乙醇生成乙酸,再与乙醇酯化反应生成。 乙酸乙酯是形成酱香型白酒独特风味的重要化合物。 乙酸乙酯在酒体中主要可以表现出微甜、带涩,并可以体现出一定的苦味和刺激感。 在前2 轮次,酒醅营养丰富、水分充足、酸度和酒精度较低,产酯微生物数量庞大、代谢活力旺盛,能够高效合成乙酸乙酯。 然而,随着轮次增加,原料中的淀粉在经过多次发酵后被大量消耗,导致作为核心底物的葡萄糖供给不足,这使得以醋酸杆菌为代表的产酸微生物因原料短缺而难以持续生成足量的乙酸。 与此同时,酒醅中不断累积的有机酸造成了高酸度的环境,进一步抑制了这些产酯微生物的活性与种群数量。 因此乙酸乙酯含量呈现出明显的逐轮下降趋势[19]。 乳酸乙酯是乙醇在片球菌属与乳酸杆菌属作用下发生酯化反应生成的。 发酵中后期,毕赤酵母属的活性较强,影响乳酸乙酯的代谢,使乳酸乙酯也成为发酵中期主要挥发性风味物质。 适量的乳酸和乳酸乙酯可以降低白酒刺激感、增加酒体浓厚感,含量过多或过少都会使白酒的口感变得寡淡且粗糙。 乳酸乙酯等酯类物质具有低挥发性,能够较长时间保留风味,使酱香型白酒香气持久浓郁、空杯留香[20]。 由此可知,乙酸乙酯和乳酸乙酯是构成酱香型白酒典型风格不可或缺的关键酯类成分,二者之间的动态平衡共同塑造了酱香型白酒的酯香特征。

2.5.2 不同轮次基酒中正丙醇和苯乙醇含量分布特征

本实验研究了发酵过程中酱香型白酒不同轮次基酒的正丙醇、苯乙醇含量变化规律,结果如图6 所示,酱香型白酒在发酵过程中,苯乙醇呈先降低后增高的趋势,在第7 轮次含量最多,含量为(0. 11 ±0.002) mg/mL;而正丙醇在第1 轮次中的含量显著高于其他轮次,达到了(5.45 ±0.297) mg/mL,占该轮次醇类物质的87.03%,后3 轮次的正丙醇含量明显降低。

图6 酱香型白酒不同轮次基酒中正丙醇、苯乙醇含量变化
Fig.6 Changes of n-propanol and phenylethyl alcohol content in different rounds of base liquor of sauce-flavor liquor

注:不同轮次基酒正丙醇含量的差异用小写英文字母表示,不同轮次基酒苯乙醇含量的差异用大写英文字母表示,不具有相同符号表示差异显著(P <0.05)。

酱香型白酒中含具有愉悦玫瑰香的苯乙醇,它主要由威克汉姆酵母和酿酒酵母通过代谢苯丙氨酸产生。 其在7 个轮次中含量呈现“先降后升”的规律性变化,根本原因在于发酵体系内微生物群落的动态演替:1、2 轮次营养丰富、酵母活性高,能高效合成苯乙醇;随后的3、4 轮次因酒醅处于高酸、高温和高酒精的严峻环境,主流酵母活性受抑,导致其生成量骤降至谷底;而至发酵后期的5 ~7 轮次,一批耐酸、耐高温的产香酵母和霉菌成为优势菌群,它们能重新分解利用残余蛋白质,再次启动了苯乙醇的合成途径,使其含量回升[21]。 苏氨酸在酵母菌的作用下,通过特定的脱氨和脱羧反应,可直接生成正丙醇;同时糖类物质在发酵过程中形成的中间产物α-酮丁酸,也可以作为前体物生成正丙醇。 正丙醇含量在第1 轮次较高的主要原因是第1 轮次发酵时,淀粉转化尚不充分,糟醅中可供微生物直接利用的淀粉和糖分相对较少,微生物更多地利用蛋白质和氨基酸进行代谢,从而生成较多的正丙醇[22]。 适量的正丙醇可增强酒体的“醇厚感”,过量则导致饮后上头、口干。 因此,理解正丙醇和苯乙醇的作用,就能理解酱酒勾调中为何要“扬长避短”,以及不同轮次基酒如何组合才能成就一瓶顶级的酱香型白酒。

2.5.3 不同轮次基酒中丁酸、乙醛含量分布特征

本实验研究了发酵过程中酱香型白酒不同轮次基酒的丁酸、乙醛含量变化规律,结果如图7 所示,酱香型白酒在发酵过程中,第3 轮次的丁酸含量最多,含量为(0.04 ±0.002) mg/mL。 第7 轮次乙醛含量最多,含量为(0.14 ±0.004) mg/mL,其中第5、7 轮次乙醛含量显著高于其他轮次。

图7 酱香型白酒不同轮次基酒中丁酸、乙醛含量变化
Fig.7 Changes of butyric acid and acetaldehyde content in different rounds of base liquor of sauce-flavor liquor

注:不同轮次基酒丁酸含量的差异用小写英文字母表示,不同轮次基酒乙醛含量的差异用大写英文字母表示,不具有相同符号表示差异显著(P <0.05)。

丁酸作为白酒中重要的香气成分,主要由芽孢杆菌和乳酸菌代谢产生,其香气强度较高,能够维持酯类香气、平衡口感并提供独特的“酸香”气息。 酱香基酒各轮次丁酸含量的不规律变化,是酿造过程中微生物群落在动态变化的温度、酸度及底物条件下,其生长、代谢与竞争关系发生非线性响应的综合结果[23]。 乙醛主要由氨基酸脱氨脱羧、酮酸脱羧、醇氧化、美拉德等反应生成。 随着发酵轮次的推进,酒醅中的淀粉等营养成分被大量消耗,导致后几轮次处于营养资源枯竭状态;同时,酒醅酸度升高、水分减少,使得酵母菌的代谢活力下降,无法像前几轮次那样高效地将乙醛这一中间产物迅速转化为乙醇,造成乙醛大量积累。 乙醛可以增强酒体芳香,然而,当它的浓度超过一定程度,它会给口腔和食道的黏膜带来一定的刺激,这也正是人们常说的“刺喉”的来源[24]。 同时在贮存过程中,乙醛会与乙醇发生缩合反应,生成乙缩醛。 乙缩醛具有柔和的果香和绿叶清香,能使酒体变得柔和、细腻,是酒体老熟的重要标志。

2.6 不同轮次基酒感官属性及风味物质关联解析

采用PLSR 方法建立感官属性与香气化合物的关联模型,其中X 代表白酒的香气化合物变量;Y 代表感官变量和样本,其相关分析载荷图结果如图8-a所示。 在载荷图上,不同轮次酱香基酒风味存在明显差异,从感官分析,其中酱香、花香、甜香、焦糖香均分布在下方;而青草香、糟香、焦糊香、粮香、曲香、水果香分布在上方。 按照轮次分布来看,第3 ~5 轮次分布在第四象限,与酱香和甜香有良好相关性,而第1、2 轮次分布在第一象限,与糟香、水果香、粮香、曲香关联较强。 第6 轮次主要分布在第三象限,与焦糖香和花香气密切相关。 第7 轮次主要分布在第二象限,与焦糊香、青草香和醇香气特征紧密相连。 图8-b 感官评价结果发现,两者有较好的关联性。 在不同轮次酱香基酒中,第1 轮次粮香和水果香突出,曲香和糟香较为突出;第2 轮次曲香和糟香突出,酱香、甜香和水果香较为突出;第3 ~5 轮次除了酱香和甜香较好,水果香和糟香也较突出;第6 轮次中花香和焦糖香突出,第7 轮次中,除焦糊香、青草香和醇香较突出外,各香气均减弱。

图8 不同轮次基酒感官属性及挥发性风味化合物关联
Fig.8 Analysis of sensory attributes and volatile flavor compounds of base liquor in different rounds

注:图a 中一至七分别对应1 ~7 轮次。

3 结论

不同轮次基酒具有独特风味轮廓,其科学组合是形成优质酱香型白酒的关键。 本研究通过整合GC 分析、多变量统计与感官评价技术,系统分析了酱香型白酒7 个轮次基酒中总酸、总酯及关键风味物质的变化规律。 研究表明,不同轮次基酒在风味组成上存在显著差异:随着轮次的增加,总酯含量呈先升高再降低的趋势,在第2 轮次达到峰值,为(7.50 ±0.09) mg/mL;第1 轮次的总酸含量最高达(2.78 ±0.07) mg/mL,后逐渐下降至(0.74 ±0.03) mg/mL。 通过主成分分析和OPLS-DA 模型有效区分了各轮次风味特征,明确了正丙醇、乙酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸、乙醛和苯乙醇为存在差异的关键风味物质。 结合PLSR 模型与风味雷达图分析了各轮次的风味导向特征,发现第1、2 轮次酸酯含量较高,而酱香风格尚未凸显;第3、4、5 轮次酸酯协调,酱香与酯香特征突出,呈现出优质调味基酒的特性;而第6、7 轮次则以焦糖香和焦糊香为主要特征。

基于上述差异,本研究进一步探讨了各轮次基酒在勾调过程中的作用机制与应用潜力:高酸酯含量的第1、2 轮次适宜用于提升酒体的丰满度与骨架感;酱香与酯香协调的第3 ~5 轮次可作为基酒主体,构建产品的典型风格特征;而第6、7 轮次则能够赋予酒体独特的焦甜与糊香底蕴,增强风味的层次感与持久性。 这些发现为实施精准、智能的基酒组合与勾调策略提供了科学依据,有助于推动酱香型白酒生产从传统经验向数据驱动转型,实现风味导向的智能化产品开发。

参 考 文 献

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Evolution of key flavor compounds in sauce-flavor Baijiu base liquor across seven rounds by GC and orthogonal partial least squares-discriminant analysis

HUANG Zhiguo1, WANG Yulong1, ZHENG Ruoxin2,ZHAO Huan3, DENG Jie1, WEI Chunhui1*

1(Brewing Science and Technology Key Laboratory of Sichuan Province, Sichuan University of Science & Engineering, Yibin 644000, China)2(Sichuan Quality Inspection Co.Ltd., Luzhou 646000, China)3(Sichuan Wenjun Distillery Co.Ltd., Qionglai 611500, China)

ABSTRACT To explore the changing patterns of flavor substances in different rounds of base liquor of sauce-flavor liquor, this study selected seven rounds of sauce-flavor base liquor from three pits of a distillery in southern Sichuan as the research object. The flavor substances of the samples were qualitatively and quantitatively analyzed by gas chromatography, and the flavor substances were analyzed by orthogonal partial least squares-discriminant analysis (OPLS-DA).The results showed that with the increase in rounds, the total ester content increased first and then decreased. The total acid content showed a gradual downward trend. OPLS-DA showed that the separation effect of different rounds of wine samples was significant, and the key differential flavor substances with VIP >1 included n-propanol, ethyl acetate, ethyl lactate, butyric acid, acetaldehyde, and phenylethyl alcohol.Among them, the content of n-propanol increased with the increase of rounds, the content of ethyl acetate was higher in the first two rounds, acetaldehyde was higher in the fifth and seventh rounds,ethyl lactate, butyric acid, and phenethyl alcohol peaked in the third, fourth, and fifth rounds, respectively.Combined with partial least squares regression (PLSR) model and flavor radar map, it was further shown that the first and second rounds of fruit aroma and grain aroma were the main features.The characteristics of ester aroma and sauce aroma in the third to fifth rounds were the most significant, the sixth and seventh rounds were mainly characterized by caramel and burnt aromas.The results of this study could provide a theoretical basis for the round identification and precise blending of sauce-flavor liquor.In summary, by integrating the qualitative and quantitative analysis of gas chromatography, multivariate statistical analysis using OPLS-DA, and the analysis methods of PLSR model combined with sensory evaluation, this study systematically revealed the evolving patterns of total acid, total esters, and key flavor substances in the seven batches of base liquor of sauce-flavor Baijiu.It clarified the distinctive flavor characteristics of different batches, providing a theoretical basis and technical support for batch identification, quality evaluation, and precise blending of sauce-flavor Baijiu.

Key words round base wine; flavor substances; GC; orthogonal partial least squares-discriminant analysis (OPLS-DA)

DOI:10.13995/j.cnki.11 -1802/ts.044870

引用格式:黄治国,王玉龙,郑若欣,等.基于GC 与正交偏最小二乘判别法解析酱香型白酒7 轮次基酒关键风味物质的演变规律[J].食品与发酵工业,2026,52(18):183 -190. HUANG Zhiguo,WANG Yulong,ZHENG Ruoxin, et al. Evolution of key flavor compounds in sauce-flavor Baijiu base liquor across seven rounds by GC and orthogonal partial least squares-discriminant analysis[J].Food and Fermentation Industries,2026,52(18):183 -190.

第一作者:博士,教授(卫春会高级实验师为通信作者,E-mail:wei_chunhui@ suse.edu.cn)

基金项目:四川省中央引导地方科技发展专项项目(2024ZYD0252)

收稿日期:2025-10-20,改回日期:2026-01-25