蒸餾型花酒主要揮發性香氣成分及其感官風味研究

劉睿童，劉秋云，唐東亞，王平剛，程玉鑫，李苑麟，黃永光*

(1.貴州大學釀酒與食品工程學院，貴州貴陽 550025；2.貴州花酒有限公司，貴州鎮遠 557700)

食用花卉（Edible Flowers）是指根莖葉花等各個部位均可被人食用的植物，通常具有藥用、營養保健、美容養顏三大功能[1]。由于食用花卉的健康益處，一些歐洲國家和亞洲國家的人們將其用作制藥原料[2]、食品和飲料[3]。隨著亞太地區（中國、日本、印度）對于花卉產品（特別是食用花卉）的需求不斷增長，預計到2027 年底花卉市場規模將達到36.5億美元[4]。

玫瑰（Rosa rugosaThunb）原產于中國，在我國主要種植于華北、西北、西南地區，其初開花蕾和根可入藥，具有理氣活血、美容養顏之效。食用玫瑰相較于觀賞玫瑰花型較小，目前主要用于制作玫瑰精油、生產玫瑰餡料和釀制玫瑰花酒等。金銀花（Lonicera japonicaThunb）又名忍冬，屬藥食兩用食材[5]，其香氣濃郁，具有清甜花香型香氣特征，作為天然香料廣泛應用于香料行業[6]。在中醫領域，金銀花1984 年被國家中醫藥管理局確定為名貴中藥材之一，可制成中藥飲片、中成藥、藥劑供人們使用[7]，也多被制成涼茶、保健酒等供人們食用。2018 年，“貴州花香型白酒”團體標準T/GZSX 060—2019 出臺，標志著目前花香風味蒸餾酒精飲料的生產在貴州省已具備較完備的體系。按制作工藝區分，花酒主要包括蒸餾酒、發酵酒、配制酒和浸泡酒4 種[8]，其中前兩者在貴州地區盛行。蒸餾法制作花酒的工藝與小曲白酒制作工藝類似，大致為落缸（加入花卉、酒曲、糖化酶、酵母等）→前發酵→主發酵→后發酵→蒸餾→澄清→過濾→裝壇密封→貯存老熟→勾兌調味→成品。

當前研究聚焦于以糧食為原料釀造的蒸餾酒、果酒和葡萄酒等，而對以食用花卉為原料釀造的花酒鮮有人探索。馬宇[9]利用頂空固相微萃?。℉eadspace Solid Phase Microextraction,HS-SPME）和GC-MS 聯用的方法對金銀花純固態發酵酒的重要香氣化合物進行分析，發現其風味與清香型白酒有相似性，主要揮發性風味成分有辛酸乙酯、芳樟醇、苯乙醇、癸酸乙酯、2-甲基丁醇等。胡曉燕等[10-11]通過自由基清除實驗和銅離子還原法以未添加玫瑰花發酵的蒸餾酒為對照，發現添加了玫瑰花發酵的蒸餾酒的玫瑰香更濃郁，酒樣中總酚含量、對自由基的清除作用和對銅離子的還原作用也相應增加。

GC-MS 是探究酒精飲料風味物質最常用的檢測技術，通常用于測定低含量揮發性化合物，結合了氣相色譜具有高效分離能力和質譜對未知物具有獨特鑒定能力的優點[12]。因此，本研究以貴州花酒酒業有限公司生產的8 款花酒產品為研究對象，利用GC-MS和感官評價法分析比較了其主要揮發性香氣成分和感官特性的差異性，期望為食用花卉蒸餾酒的香氣成分研究及生產工藝改進提供借鑒或理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

1.1.1 酒樣

選取貴州花酒酒業有限公司生產的“黔莼花”品牌產品共8款，具體信息詳見表1。

表1 “黔莼花”花酒樣品信息

1.1.2 試劑與儀器

試劑及耗材：氯化鈉（分析純）、二氯甲烷（色譜級），均購于上海國藥集團；超純水，由超純水機（Labonova Direct Pro S）制備，購于Think-Lab Corporation 公司；

儀器設備：分析天平（FA1104），購于上海舜宇恒平科學儀器有限公司；氣相色譜-質譜聯用儀（Chromatec Crystal 9000 系），購于Fuli 公司；渦旋振蕩器（Traveller），購于北京華銳捷科技有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品前處理

參考馬宇等方法[9]，吸取10 mL 已稀釋至酒精度10 %vol 的酒樣，加入3 g 左右NaCl 至飽和，加入20 μL 混合內標仲辛醇（終濃度9.15 mg/L）、乙酸戊酯（終濃度8.95 mg/L）、2-乙基丁酸（終濃度9.39 mg/L），加入2 mL二氯甲烷于渦旋振蕩器中振蕩3 min，靜置分層后取有機相進行GC-MS 分析，平行試驗3次。

1.2.2 GC-MS條件

GC條件：采用DB-WAX色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；檢測器和進樣口溫度為250 ℃，不分流進樣，氦氣作為載氣，流量2 mL/min，色譜柱初溫40 ℃維持2 min，以3 ℃/min 升溫到110 ℃，再以3.5 ℃/min升溫至250 ℃，并保持該溫度15 min。

MS 條件：電子電離源；離子源溫度：230 ℃；傳輸線溫度：230 ℃；電子能量70 eV；四極桿溫度150 ℃；質量掃描范圍m/z 25～550。

1.2.3 揮發性成分的定性和定量

本研究中有標樣的化合物用外標法定量，無標樣的化合物采用內標法定量。標準曲線法定量：以體積分數為10%的乙醇溶液為溶劑配制待測物標準液，并進行梯度稀釋，分析條件與酒樣分析條件相同。采用選擇離子法計算各化合物的峰面積，以化合物與內標物的峰面積比為橫坐標，質量濃度之比為縱坐標，建立相關物質標準曲線，進行全定量分析。根據樣品總離子流圖，結合NIST17a.L 譜庫對不同樣本中主要揮發性香氣化合物進行鑒定，篩選匹配度達到85%以上的化合物作為主要香氣成分，同時排除柱流失等干擾性化合物。以仲辛醇、乙酸戊酯、2-乙基丁酸為內標作為峰面積參照，采用內標法半定量計算其余組分含量。

1.2.4 感官分析

根據文獻[13]方法，選取10 人對8 個花酒樣品進行感官評價，分為香氣和滋味兩個維度。品評人員包括研究白酒風味的6 名研究生和具有10 年以上品酒經驗的4 名老師（國家一級品酒師、省白酒評委）。經培訓練習后，感官品評人員對花酒樣品的香氣，如花香、甜香、果香、醋香、曲香、草本/生青、糧香（小麥/麥芽）、發酵香（酒香）等香氣和酸味、甜味、苦味、澀味、豐富度、柔和度、協調度、澄清度等感官強度進行評定，評定分數范圍為0～5，0 分為未聞/感知到，5 分為聞/感知到的香氣最強。取20 mL 酒樣于白酒品評專用杯中，于室溫下（20 ℃±1 ℃）進行感官評定，取所得分值結果的平均值做感官評價雷達圖。

1.2.5 數據及圖像處理

采用Microsoft Excel 2021 對數據進行分析；采用在線平臺聯川生物云平臺（https://www.omicstudio.cn/）進行偏最小二乘（PLS-DA）分析；采用Origin 2021進行圖表繪制。

2 結果與分析

2.1 不同樣品主要揮發性香氣成分分析

在8 個樣品中檢測到主要揮發性香氣物質共計84種，其中醇類27種、酯類24種、酸類8種、酚類9 種、醛酮類5 種及其他類12 種。在含量上8 個樣品的主要揮發性香氣化合物均主要由醇類和酯類化合物構成，其次是酚類和酸類化合物。

圖1 8個花酒樣品主要揮發性風味物質種類(A、B)與含量（C、D）圖

2.1.1 醇類

醇類物質在酒精飲料中含量較高且是形成酒體風味的重要化合物，通常絕大部分的醇經由糖類或氨基酸通過酵母代謝[14]，通過埃爾希利途徑（Erhlich pathway）和生物合成途徑（biosynthesis pathway）產生。一般碳原子數大于2 的醇稱為高級醇（higher alcohols），如異丁醇、異戊醇、2-苯乙醇等，其對酒精飲料的質量影響巨大，影響的積極或消極性取決于高級醇的濃度、香氣強度以及酒精飲料的類型。在MG 組樣品中共檢出醇類物質21種，JYH 組樣品共檢出17 種。異戊醇（蘋果白蘭地香氣）、苯乙醇（玫瑰香氣）、2-甲基-1-丁醇（香蕉香氣）在MG 組樣品中具有較高的含量，在JYH 組樣品中具有較高含量的是異戊醇和苯乙醇?？傮w而言，異戊醇、苯乙醇、2-甲基-1-丁醇均可賦予蒸餾酒酒體醇香、水果香、花香等特征香氣。異戊醇是酒精飲料中最重要的醇，是高級醇的主要成分，也是白酒中主要的醇類物質和助香劑[15]，其在MG4和JYH1、JYH2、JYH4 樣品中含量最高，分別占65.63 %（MG4）、71.33 %（JYH1）、79.65 %（JYH2）、73.43%（JYH4）。2-甲基-1-丁醇呈現醇香、香蕉指甲油氣味，在濃度低時呈現水果香和花香，在MG2 樣品中占相對含量55.46 %。苯乙醇呈現一種類似花香的氣味，在MG 組樣品中含量（35.41 mg/L±10.35 mg/L）略高于JYH組（31.43 mg/L±29.06 mg/L）。香葉醇是MG3 樣品中特有的高含量（64.81 %）醇類物質，其在香水工業中是主要的增甜劑，主要呈現盛開的玫瑰氣味。

2.1.2 酯類

酯類物質可能是酒精飲料中最重要的化合物，其含量與比例影響酒體風格，主要由酒精發酵和蒸餾過程中醇類和有機酸的酯化作用生成[16]。在MG組樣品中共檢出酯類物質14 種，JYH 組樣品共檢出17 種。乳酸乙酯在所有類型的中國白酒中普遍以較高濃度存在，含量達到g/L 級，呈現水果、甜香、醚樣香氣，此次在8 個樣品中也均檢出較高的含量，且JYH組（19.40 mg/L±9.60 mg/L）略高于MG組（17.58 mg/L±13.10 mg/L）。琥珀酸乙酯是JYH組樣品中特有的含量較高的酯類，在之前的金銀花相關酒精飲料的研究中未見報道，本次在JYH1、JYH3 樣品中測得含量較高，分別為15.95 mg/L 和15.44 mg/L，含量占比為44.46%和62.69%。

2.1.3 酸類

有機酸類物質也是經由糖類或氨基酸通過酵母代謝產生的，其既是飲料酒中的呈香化合物，同時也是呈味化合物，張志兵等[19]的研究表明，適量的有機酸可以增強蘋果蒸餾酒的口感和味道。8個樣品中共檢測到酸類物質8 種，其中MG 組樣品8 種，JYH組樣品中3種。乙酸常呈現酸的、刺激性的、不愉快的氣味，其物質含量在JYH組明顯高于MG組，排序為JYH2(2.11 mg/L)＞JYH3(0.98 mg/L)＞JYH1(0.85 mg/L)＞MG2(0.31 mg/L)，其余樣品未檢測到。辛酸廣泛存在于芒果、果醋、白酒和葡萄酒中，是MG 組樣品中特有的物質，在濃度低時表現為水果香和花香，其在MG1 和MG2 樣品中含量相對較高，分別為0.11 mg/L 和0.31 mg/L，含量占比分別為41.24%、22.30%。

2.1.4 酚類

揮發性酚類物質存在于所有的酒精飲料中，主要包含愈創木酚類、苯酚類、丁香酚和香蘭素類等，較高濃度的酚類物質給人帶來不愉快的氣味而被稱為酒體中的“異嗅物質”。本次在所有樣品中共計檢出9種酚類物質，濃度均小于0.1 mg/L，其中甲基丁香酚是8個樣品種共有的酚類物質，按含量高低排序如下：MG2(0.69 mg/L)＞MG1(0.57 mg/L)＞MG4(0.27mg/L)＞JYH3(0.13mg/L)＞JYH4(0.12mg/L)＞JYH1(0.05mg/L)＞MG3(0.04mg/L)＞JYH1(0.01mg/L)。

2.2 感官評價分析

10 名品評員對8 個樣品的8 個香氣指標和8 個滋味指標進行感官評價并打分，感官評價結果如圖2所示。

圖2 8個花酒樣品香氣與滋味感官評價雷達圖

在香氣方面，MG 組樣品以花香為主，輔以甜香和果香，MG1 和MG2 樣品香氣層次較于MG3 和MG4 樣品更為豐富。JYH 組樣品的花香與草本/生青香氣同樣突出，這是由于金銀花木本植物的特性決定的。JYH4 在甜香和酒香的表現上明顯優于同組其他樣品，推測是由于其原料中糖的占比遠高于其他樣品。

在滋味方面，兩組樣品在滋味方面的差異均要小于在香氣方面的表現。值得注意的是，JYH4 樣品的澀味感知要明顯低于同組其余樣品，這與其主要揮發性香氣物質的種類與含量均為同組樣品中最少相關。

2.3 不同樣品主要揮發性成分的PLS-DA分析

偏最小二乘判別分析（PLS-DA）是一種有監督模式的數據分析方法，在分析數據時已知樣本的分組關系，更好的選擇區分各組的特征變量，在對數據降維的同時建立回歸模型，并對回歸結果進行判別分析。變量重要性投影（VIP,Variable Importance in Projection）表示變量在主成分上的投影，VIP＞1 被認為是具有顯著貢獻的。為了更好地對2 種花酒風味進行識別，利用從GC-MS 篩選出的數據進行PLS-DA 分析，R2為0.8628，代表本模型有較好的解釋能力。由圖3A 可看出，PC1 方向上有明顯的組間區分，可以識別出MG 組和JYH 組樣品；PC2 方向上亦具有較為明顯的組內區分，這與JYH4 樣品揮發性香氣物質明顯少于其他樣本的實驗結果相符。根據VIP＞1，鑒定出7 種物質可以作為區分2 種不同原料的貴州花酒的特征香氣化合物，分別為丁內酯（2.01）、乙酸（1.84）、琥珀酸乙酯（1.58）、香茅油（1.49）、2-甲基-1-丁醇（1.41）、DL-白氨酸乙酯（1.15）、二甲基苯甲醛（1.05）。

圖3 基于主要風味物質的PLS-DA得分圖（A）和模型檢驗圖（B）

3 結論

本研究針對不同原料的2 種貴州花酒的主要香氣成分進行研究，共鑒定出84 種主要的揮發性香氣化合物，其中醇類27 種、酯類24 種、酸類8 種、酚類9 種、醛酮類5 種以及其他類12 種。其中MG組樣品中含量較高的香氣物質為異戊醇、苯乙醇、2-甲基-1-丁醇、乳酸乙酯、辛酸，JYH 組樣品中含量較高的香氣物質為異戊醇、苯乙醇、乳酸乙酯、琥珀酸乙酯和辛酸。其中，丁二酸二乙酯（呈熟蘋果和依蘭香氣）在金銀花蒸餾酒中檢出補充了前人在金銀花固態發酵酒香氣成分方面的研究。2 組樣品在感官評價中，在花香表現上體現了一定的相似性，較高強度的草本/生青氣味是JYH 組樣品的特征。其中JYH4樣品在甜香和發酵香（酒香）的表現與其他樣品較為不同。通過PLS-DA 的變量投影重要度分析確定了能夠區分2 種不同原料的主要香氣特征標志物，分別為丁內酯、乙酸、琥珀酸乙酯、香茅油、2-甲基-1-丁醇、DL-白氨酸乙酯和二甲基苯甲醛。