不同地區醬香型白酒風格特征及風味物質構成差異相關性研究

許忠平，梁明鋒，張嬌嬌，雷顯仲，沈世明，張明松，孫志偉，劉海坡，張翠英，韓興林*

（1.天津科技大學 生物工程學院 工業發酵微生物教育部重點實驗室，天津 300457；2.中國食品發酵工業研究院有限公司，北京 100015；3.國家酒類品質與安全國際聯合研究中心，北京 100015；4.貴州迎賓酒股份有限公司，貴州 遵義 564500；5.中國酒業協會 北京 100831）

醬香型白酒是中國白酒四大基礎香型之一，具有悠久的歷史文化價值和較高的經濟價值[1-2]。因其“醬香突出，幽雅細膩，醇厚協調，回味悠長，空杯留香持久”的風格受到廣大消費者喜愛[3]。醬香型白酒的獨特的風格特征與繁瑣的生產工藝密不可分，即“12987”工藝：一年生產周期、兩次投糧、九次蒸煮、八次發酵、七次取酒，再經貯存和盤勾而成[4-5]，同時由于工藝的繁瑣性，導致不同地區生產醬香型白酒酒體特征均有所不同。

目前對不同地區醬香型白酒的研究主要集中在發酵工藝[6]、大曲質量[7]、微生物群落[8-10]和感官差異[11]等方面。沈世明等[12]參照國內外食品風味輪的構建方法，結合醬香型大曲的風味研究，對不同產區、類型的21個典型醬香型大曲進行感官定性定量評價，從香氣、嗅聞感和整體風格3方面初步繪制醬香型大曲風味輪。對于感官和風味物質差異研究相對較少，張健等[13]建立了不同產地醬香型白酒感官香氣雷達圖，結果表明，貴州、四川與其他地區存在差異且四川醬酒與貴州醬酒相似度更高。張卜生等[14]分析國內4個不同產地的醬香型白酒風味成分，共鑒定出152種揮發性化合物，并借助偏最小二乘-判別分析從39種骨架物質中篩選出了17種差異標記物用以區分不同產地醬香型白酒。感官評定結果也顯示4個產地的酒樣風味特征存在差異。李研科等[15]通過對不同產地的醬香型測定分析得出，相同產地的微量成分含量基本一致，不同產地的微量成分含量略有差異，但是在酯類、醇類、醛類的量比關系中可以看出，不同產地的量比關系基本一致。但是對于不同地區醬酒風格特征以及與風味物質構成差異的相關性研究較少。

本實驗選定4個不同地區醬香型白酒為研究對象，基于前期對不同產地醬香型白酒風味成分中骨架風味物質（主要指醇、醛、酸、酯等）的研究[14]，采用感官評價和氣相色譜（gas chromatograph，GC）法探究不同地區感官特征差異和骨架風味物質含量，利用主成分分析（principal component analysis，PCA）和Spearman相關性分析解析其風味物質與感官特征的相關性，解析不同地區醬香型白酒感官特征及差異，對不同產地醬香型白酒的感官特征與骨架風味物質的關系進行科學解釋，為快速鑒別不同地區醬香型白酒方法的開發提供理論和數據支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 樣品

貴州地區醬香型白酒[G1（產地仁懷）、G2（產地仁懷）、G3（產地遵義）]、南方其他地區醬香型白酒[N1（產地瀘州）、N2（產地常德）、N3（產地河池）]、山東地區醬香型白酒[S1（產地濰坊）、S2（產地濟寧）、S3（產地青島）]和北方其他地區醬香型白酒[B1（產地齊齊哈爾）、B2（產地廊坊）、B3（產地承德）]：市售。

1.1.2 試劑

乙醛、丙醛、異丁醛、乙縮醛、異戊醛、丙酮、3-羥基-2-丁酮、糠醛、甲醇、正丙醇、仲丁醇、異丁醇、正丁醇、活性戊醇、異戊醇、甲酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、異戊酸乙酯、乙酸異戊酯、戊酸乙酯、己酸乙酯等標準品（均為色譜純）：美國Sigma-Aldrich公司。

1.2 儀器與設備

CP1502電子分析天平：上海奧豪斯儀器有限公司；Clarns 600氣相色譜儀（配氫火焰離子檢測器（flame ionization detector，FID）、CP-Wax 57CB（50 m×0.25 mm×0.2 μm）毛細管色譜柱：美國PerkinElmer股份有限公司；Aquaplore3S超純水系統：美國艾科浦公司。

1.3 方法

1.3.1 醬香型白酒的感官評價

參照國標GB/T 33404—2016《白酒感官品評導則》[17]、國標GB/T 16291.1—2012《感官分析選拔、培訓與管理評價員一般導則》[18]中的方法，優選10名年齡在20至45歲且有經驗的成員組成評價小組，其中有2名國家級白酒評委，其他人員均具有一級品酒師資質。參照前期研究得出的描述詞，經訓練與集體討論后，篩選出特征描述詞8個，分別為“醬香”、“曲香”、“焦香”、“花果香”、“糧香”、“草木香”、“醇香”和“陳香”，采用感官標尺法按10分制進行定量[19]。

1.3.2 醬香型白酒的骨架風味物質測定

采用GC法測定醬香型白酒的骨架風味物質。

樣品前處理：取10 mL酒樣，加入100 μL的1%內標溶液（以叔戊醇、乙酸正丁酯、2-乙基丁酸為內標），混勻后進樣分析。

氣相色譜條件：CP-Wax57CB毛細管柱（50m×0.25 mm×0.2 μm），載氣高純氮氣（N2）：流速1 mL/min，分流比10∶1；氫氣流速為45 mL/min；空氣流速450 mL/min；檢測器溫度270 ℃；進樣器溫度240 ℃。升溫程序：起始溫度35 ℃，恒溫6 min，以4 ℃/min程序升溫至60 ℃，以6 ℃/min程序升溫至110 ℃，恒溫3 min，以6 ℃/min程序升溫至205 ℃，繼續恒溫13 min。進樣量1 μL。

定性定量方法：將34種目標化合物用無水乙醇稀釋，以標準品保留時間為依據進行定性，采用內標法定量。

1.3.3 數據處理

將得到的數據用Excel 2019處理，感官香氣特征雷達圖由Origin 2021制作，風味物質數據采用IBM SPSS Statistics 26.0軟件計算各因素的方差貢獻率，按照方差貢獻率得出主成分，并得出相應的散點圖，利用Metabo Analyst網站繪制主成分分析圖，其他均采用Graph Pad Prism5.0軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 不同地區醬香型白酒感官特征

對不同地區醬香型白酒進行感官評價，各地區醬酒感官評分結果見表1，感官評分雷達圖見圖1。由表1可知，不同地區醬香型白酒各具特色，風格特征不同。貴州醬香型白酒曲香、醬香、焦香評分較高，分別為7.5分、8.8分、8.1分；南方其他地區、山東、北方其他地區醬香型白酒醬香較高，分別為7.2分、6.9分、6.7分；南方其他地區醬香型白酒花果香較高，為7.5分；山東醬香型白酒醇香較高，為5.6分；北方其他地區醬香型白酒糧香較高，為5.2分。

圖1 不同地區醬香型白酒感官評價雷達圖Fig.1 Radar map of sensory evaluation of sauce-flavor Baijiu from different regions

表1 不同地區醬香型白酒感官評分結果Table 1 Results of sensory evaluation of sauce-flavor Baijiu from different regions

由圖1可知，貴州醬香型白酒醬香、曲香和焦香顯著高于另外3個地區（P＜0.05），花果香顯著低于南方和北方其他地區（P＜0.05）；南方其他地區醬香型白酒草木香和花果香顯著高于另外3個地區（P＜0.05）；山東醬香型白酒醇香顯著高于貴州和北方其他地區（P＜0.05）；北方其他地區醬香型白酒糧香顯著高于另外3個地區（P＜0.05），這與釀酒原料的品質有關[20-21]，曲香和焦香顯著低于貴州地區（P＜0.05），這與氣候以及微生物群落影響醬香型白酒大曲質量有關[22-23]。

2.2 不同地區醬香型白酒骨架風味物質

不同地區醬香型白酒骨架風味物質檢測結果見表2，各類風味物質含量分析結果見圖2。

圖2 不同地區醬香型白酒各類風味物質含量分析結果Fig.2 Analysis results of various categories flavor substances in sauce-flavor Baijiu from different regions

表2 不同地區醬香型白酒骨架風味物質檢測結果Table 2 Determination results of skeleton flavor substances from sauce-flavor Baijiu from different regions

由表2和圖2可知，南方其他地區和山東醬香型白酒骨架風味物質總檢出量略高于貴州地區，北方其他地區總檢出量最低，這主要是酯類物質含量帶來的差異。貴州3個酒樣平均酯類物質總檢出量最高，為（3 776.78±81.23）mg/L，且組內差距較小，北方其他地區組內差異較大，表明各產品酯香特征差異明顯；醇類物質含量南方其他地區和山東接近，高于貴州和北方其他地區。北方其他地區醇類物質總檢出量標準差最高（761.07 mg/L）；羰基類物質貴州和南方其他地區總檢出量較高，北方其他地區總檢出量最低（806.17 mg/L），這可能是北方其他地區醬酒感官風格特征與其他地區差異的原因之一。

2.2.1 酯類

酯類是白酒中重要的呈香呈味物質，對花香、果香和甜香均有呈香作用[24]，對不同地區醬香成品酒中酯類種類及含量進行分析，結果見圖3。

圖3 不同地區醬香型白酒酯類含量（a）、乙酸乙酯與乳酸乙酯比率（b）Fig.3 Esters contents (a) and ratio of ethyl acetate to ethyl lactate(b) in sauce-flavor Baijiu from different regions

由圖3a可知，酯類物質中乙酸乙酯和乳酸乙酯含量較高，貴州各醬香型白酒樣品乙酸乙酯和乳酸乙酯含量差異不顯著（P＞0.05），且乙酸乙酯含量略高于乳酸乙酯；其他3個地區酯類物質含量差異主要是由乳酸乙酯造成的，如樣品N1和B2，乳酸乙酯含量分別為1 631.30 mg/L和2 576.54 mg/L，S2乙酸乙酯含量高達2 574.71 mg/L，而乳酸乙酯含量僅612.46 mg/L，雖然樣品N1、B2、S2酯類物質含量在其對應地區中均為最高，但乙酸乙酯與乳酸乙酯含量比率卻與其他樣品存在差異。

由圖3a可知，除了乙酸乙酯和乳酸乙酯外，檢測含量較高的是甲酸乙酯、丁酸乙酯和己酸乙酯，其中丁酸乙酯和己酸乙酯閾值較低，具有梨等水果的清新香氣，但醬香型白酒酯香過高會造成風味偏離典型風格，樣品B1、N1中己酸乙酯含量顯著高于其他樣品，可能與窖底泥活性及窖底酒用量有關。微量酯類物質包括異戊酸乙酯、乙酸異戊酯、戊酸乙酯、辛酸乙酯、月桂酸乙酯、棕櫚酸乙酯、油酸乙酯、亞油酸乙酯等，這些酯類物質是醬香型白酒呈現花果類復合香氣且優雅細膩的重要原因[25]，貴州各酒樣微量酯類物質總含量較高且種類最豐富，組內標準差小，南方其他地區微量酯類物質含量低，且組內差異大。

有研究表明，貴州DYT醬香型白酒酯類物質中含量最高的是乙酸乙酯和乳酸乙酯，分別為1.8～2.7 g/L和1.1～1.7 g/L[26]。由圖3b可知，12個樣品中的9個樣品乙酸乙酯與乳酸乙酯比率在1.4～1.9之間，貴州醬香型白酒酒樣乙酸乙酯與乳酸乙酯的比率全部位于該區間。樣品S2乙酸乙酯與乳酸乙酯比率最高達4.2，這可能與勾調中一、二輪次酒用量較大有關[20]；樣品B2乙酸乙酯與乳酸乙酯比率最低為0.56，也是唯一乙酸乙酯檢出量低于乳酸乙酯的樣品，乳酸乙酯含量高于乙酸乙酯可能會帶來乳臭味，降低成品酒質量。

2.2.2 醇類

醇類物質能賦予白酒秀雅的醇香，增強酒體的層次感并提升醇甜感，同時也是合成酯類物質的重要前體物質。不同地區醬香型白酒成品酒醇類物質含量測定結果見圖4。

圖4 不同地區醬香型白酒醇類含量分析結果Fig.4 Analysis results of alcohols contents in sauce-flavor Baijiu from different regions

由圖4可知，樣品B2醇類物質含量較低（1 509.49 mg/L），貴州醬香型白酒樣品醇類物質含量低于其他3個地區樣品，這主要由正丙醇含量差異造成的，適量正丙醇對醬香型白酒醇甜爽凈口感有重要影響[27]。醬香型白酒中高級醇包括仲丁醇、正丙醇、異丁醇、正丁醇、活性戊醇、異戊醇、正戊醇、正己醇，主要由正丙醇、仲丁醇和異戊醇組成，貴州醬香型白酒酒樣高級醇含量低于其他3個地區，但正丁醇含量高于其他3個地區，造成貴州醬香型白酒高級醇含量低的主要原因是正丙醇含量低，而山東酒樣仲丁醇檢出量高于其他樣品。各地區酒樣多元醇（2,3-丁二醇、1,2-丙二醇、β-苯乙醇）含量組內差異較大，北方其他地區略低。1,2-丙二醇是檢出量最高的多元醇，其含量低是造成樣品B2多元醇檢出量低的主要原因；2,3-丁二醇具有明顯的甜味，貴州醬香型白酒酒樣2,3-丁二醇含量略高于其他3個地區。綜上所述，以正丙醇為代表的高級醇含量高是造成山東和南方其他地區醇香顯著高于貴州和北方其他地區的重要原因。

2.2.3 羰基類

白酒風味物質中的羰基類包含醛類和酮類，不同地區醬香型白酒中羰基類及醛酮類物質含量見圖5。

圖5 不同地區醬香型白酒羰基類含量分析結果Fig.5 Analysis results of carbonyl group contents in sauce-flavor Baijiu from different regions

由圖5可知，不同地區醬香型白酒中羰基類物質含量主要由乙醛和乙縮醛含量決定，全部樣品乙醛檢出量均高于乙縮醛，糠醛也是含量較高的醛類物質，適量的糠醛能賦予白酒烘烤類香氣如焦香，貴州各醬香型白酒酒樣糠醛含量略高于其他3個地區，這與貴州醬香型白酒酒樣焦香顯著高的特點相互印證。不同地區醬香型白酒中醛類包括乙醛、丙醛、異丁醛、乙縮醛、異戊醛、糠醛，南方其他地區醬香型白酒醛類檢出量略高于其他3個地區。醛類往往具有令人愉悅的青草味，如異戊醛具有蘋果香，這與南方其他地區醬香型白酒草木香和花果香顯著高于其他地區相互驗證。不同地區醬香型白酒中酮類（丙酮、3-羥基-2丁酮）含量較低，但也是重要的香味物質并能起到助香的效果[28]。據報道丙酮和3-羥基-2丁酮可促進酯類物質的揮發，增強白酒香氣的豐滿程度[29]。貴州醬香型白酒酮類含量高于其他3個地區。

2.3 不同地區醬香型白酒骨架風味物質主成分分析

對不同地區醬香型白酒骨架風味物質含量進行主成分分析，使用去除最小特征值主成分對應的最大特征向量的降維方法，嘗試一次剔除一個變量并使用剩余變量進行主成分分析，直至PC1、PC2、PC3所貢獻的信息量占總信息量的90%以上各物質在對應成分相關系數見表3。由表3可知，前三個主成分累計方差貢獻率達95.4%，可以較全面地反映樣本信息。與第一主成分相關系數R較大的物質（R≥0.7）有正丙醇、乳酸乙酯、異戊醇、甲醇、油酸乙酯、活性戊醇、棕櫚酸乙酯、亞油酸乙酯和異丁醇。與第二主成分相關系數R較大的物質（R≥0.7）有β-苯乙醇、乙酸乙酯、異戊醛、異丁醛、丙酮。與第三主成分相關系數R較大的物質（R≥0.7）是辛酸乙酯。

表3 不同地區醬香型白酒骨架風味物質主成分相關系數Table 3 Correlation coefficients of principal components of key flavor substance in sauce-flavor Baijiu from different regions

不同地區醬香型白酒骨架風味物質主成分分析二維與三維得分圖見圖6。

圖6 不同地區醬香型白酒骨架風味物質主成分分析二維（a）和三維（b）得分圖Fig.6 Two dimensional (a) and three dimensional (b) score map of principal component analysis of skeleton flavor substance in sauce-flavor Baijiu from different regions

由圖6a可知，貴州酒樣均位于與PC1和PC2正相關區域，這表明與PC1呈正相關且相關系數大的乳酸乙酯、異戊醇、甲醇、β-苯乙醇、油酸乙酯、活性戊醇、棕櫚酸乙酯、亞油酸乙酯和異丁醇及與PC2呈正相關的乙酸乙酯、異戊醛、異丁醛、丙酮對貴州醬香型白酒風味構成影響較大；山東和南方其他地區位于與PC1和PC2呈負相關區域，由于山東醬香型白酒酒樣品主要位于與PC1呈負相關區域，推測與PC1呈負相關的風味物質正丙醇、1,2-丙二醇、丙醛和戊酸乙酯等對山東醬酒風味構成影響較大，南方其他地區樣品主要位于與PC1和PC2呈負相關下區域，與PC1和PC2同時呈負相關的風味物質如正丙醇、戊酸乙酯、仲丁醇和己酸乙酯對該地區醬香型白酒風味構成影響較大；北方其他地區醬香型白酒樣品全部位于與PC2呈負相關區域，推測與PC2呈負相關且相關系數大的風味物質己酸乙酯、乳酸乙酯等對該地區醬香型白酒風味構成影響較大。由圖6b可知，只有貴州醬香型白酒樣品被很好地區分，而南方其他地區、山東和北方其他地區醬香型白酒樣品均不能在三維圖中很好地聚類，說明這3個產區成品酒風味物質存在一定差異，在各自區域內尚未形成統一風格特征，這與感官評價的結果相一致。

綜上所述，乳酸乙酯、異戊醇、β-苯乙醇、油酸乙酯、活性戊醇、棕櫚酸乙酯、亞油酸乙酯和異丁醇對貴州醬香型白酒影響較大；1,2-丙二醇、丙醛和戊酸乙酯對山東醬香型白酒風味構成影響較大；正丙醇、戊酸乙酯和仲丁醇對南方其他地區醬香酒風味構成影響較大；己酸乙酯和乳酸乙酯對北方其他地區醬香型白酒風味構成影響較大。

2.4 不同地區醬香型白酒感官特征與骨架風味物質相關性分析

對不同地區醬香型白酒感官品評結果與骨架風味物質含量進行Spearman相關性分析，結果見圖7。

圖7 不同地區醬香型白酒感官特征與骨架風味物質相關性聚類分析熱圖Fig.7 Correlation clustering analysis heat map of sensory characteristics and skeleton flavor substances of sauce-flavor Baijiu in different regions

由圖7可知，陳香、醬香、焦香和曲香被分為一類，糧香、花果香、醇香和草木香被分為另一類，正丁醇、3-羥基-2-丁酮、異戊酸乙酯、辛酸乙酯、異戊醛和糠醛與上述第一類香氣有顯著相關性，正丁醇、油酸乙酯、亞油酸乙酯和棕櫚酸乙酯與上述第二類香氣有顯著相關性。其中陳香與異戊酸乙酯、辛酸乙酯呈極顯著正相關（P＜0.01），曲香與異戊酸乙酯、異戊醛呈極顯著正相關（P＜0.01），焦香與正丁醇呈極顯著正相關（P＜0.01），醬香與3-羥基-2-丁酮、糠醛呈極顯著正相關（P＜0.01），花果香與正丁醇呈極顯著負相關（P＜0.01），草木香與丙醛、乙縮醛和甲酸乙酯呈顯著正相關（P＜0.05），而與棕櫚酸乙酯、油酸乙酯與亞油酸乙酯呈極顯著負相關（P＜0.01）。

3 結論

本研究以不同產區醬香型白酒為研究對象，從感官和風味角度解析其主要特征構成，并探究關鍵風味物質及相關性。感官評價結果表明，貴州醬香型白酒樣品醬香、曲香和焦香得分高，南方其他地區樣品花果香和草木香得分高，山東醬香型白酒樣品醇香最高，北方其他地區糧香明顯。骨架風味物質分析結果表明，貴州醬香型白酒樣品酯類含量最高，山東和南方其他地區樣品醇類含量較高，北方其他地區樣品羰基類物質含量較低。且不同地區醬酒乙酸乙酯與乳酸乙酯含量的比率在1.4～1.9之間。主成分分析能較好地將貴州地區醬香型白酒聚為一類，Spearman相關性分析表明，正丁醇、3-羥基-2-丁酮、異戊酸乙酯、辛酸乙酯、異戊醛和糠醛與陳香、醬香、曲香和焦香極顯著正相關（P＜0.01），是貴州醬香型白酒區別其他地區醬酒的關鍵風味物質。結果表明，不同地區醬酒感官和風味維度各有特色，同時解析了造成差異的主要風味物質，為醬香型白酒酒體設計和風味理論研究提供了基礎。