基于风味导向技术的中国白酒微生物及其代谢调控研究

介绍了以风味导向技术为学术思想指导下进行的中国白酒微生物发酵特征解析及代谢风味物质调控的最新研究进展,包括对中国白酒风味化合物的鉴定、特征风味化合物的判定;白酒酿造过程重要功能微生物及其代谢特征研究;发酵过程重要功能微生物对白酒香气物质代谢调控的应用研究;白酒中非挥发性组分与挥发性风味物质间的相互作用。系统地将白酒的微量组分研究从分析化学层面提升到风味化合物的认识层面;从传统微生物学研究深入到分子微生物学层面;从经验型的操作应用提升到风味导向下的微生物定向代谢风味品质调控的微生物代谢组学层面。建立在风味导向学术理论下所获得的白酒酿造微生物重要风味物质形成途径和机理研究成果对于丰富我国白酒风味化学研究、固态发酵微生物维度研究、功能微生物风味定向代谢发酵调控的研究理论和实践都有着重要作用,对推动中国白酒新一轮的技术跨越和产业发展将具有深远的重大意义。

优势传统黄酒类制造业关键技术与应用系列-5 液化法黄酒酿造新工艺中液化程度控制的研究

液化法酿造黄酒工艺具有节能减排的优点。液化程度的控制是整个液化法工艺中的关键点之一,通过不同原料的粉碎度、高温α-淀粉酶用量和液化时间,研究了液化条件对液化程度和酿酒的影响。通过正交试验得出较合适的液化条件:原料的粉碎度为27目,高温酶用量5U/g,100℃液化6 min,并采用HPLC进行了糖谱分析验证。

科学认识中国白酒中的生物活性成分

中国白酒是中华民族几千年历史传承下来的传统产业,其酿造方式、原理与西方蒸馏酒存在显著性的差异。独特的酿造体系、微生态体系赋予了中国白酒丰富的呈香呈味物质和健康性功能活性成分,其所属的科学性、健康机理深奥绝伦。本研究对中国白酒中的特殊性功能成分及其功能功效进行了科学阐述,展望了中国白酒功能成分研究的科学之路。

优势传统黄酒类制造业关键技术与应用系列–2 黄酒麦曲中挥发性香气化合物的研究

研究在国内外首次采用顶空固相微萃取技术和气相色谱闻香法、结合气质联用对中国黄酒麦曲中香气成分进行了定性定量分析,并分别采用气相色谱-嗅闻法中的香气强度法和香气活力值分析了麦曲中有重要贡献的香气物质。研究结果表明:从黄酒麦曲中共分离出了42种挥发性香气化合物,其中香气最强的物质是1-辛烯-3-酮、1-辛烯-3-醇、4-乙烯基愈创木酚,香气较强的物质是苯乙醛、己醛、己酸乙酯、辛酸乙酯、愈创木酚、香兰素等;香气活力值显示有18种化合物的浓度高于其香气阈值,其中香气活力值大于10的依次是:1-辛烯-3-酮、4-乙烯基愈创木酚、1-辛烯-3-醇、己酸乙酯、己醛、辛酸乙酯、愈创木酚、苯乙醛等,这些化合物的OAV值大,且香气强度也强,因此它们是黄酒麦曲中对麦曲香气有重要贡献的香气化合物。

全二维气相色谱-飞行时间质谱法分析不同季节酿造的青稞酒挥发性组分特征

采用顶空固相微萃取结合全二维气相色谱-飞行时间质谱技术(comprehensive two-dimensional gas chromatography /time-of-flight mass spectrometry, GC×GC -TOFMS)对青稞酒的挥发性组分特征进行系统解析,结合多元统计分析手段研究了不同季节酿造青稞酒挥发性组分的差异特征。采用多级鉴定策略在青稞酒中准确鉴定出448种挥发性化合物。除醇、醛、酸、酯类化合物外,青稞酒中还含有种类丰富的呋喃类、含氮、含硫、内酯类和萜烯类化合物。通过多元统计分析方法得出不同季节酿造青稞酒中含量具有显著差异的83种物质。其中夏季青稞酒中β-大马酮和二烯醛类化合物含量显著高于其他季节;春季青稞酒中1-辛烯-3-酮、二甲基三硫、肉桂酸乙酯等香气物质含量较高;秋季青稞酒中吡嗪类化合物、4-甲基戊酸乙酯等物质含量较高;冬季青稞酒中风味物质含量在4个季节中相对较低。该研究对全面认识白酒的挥发性成分及季节因素对其影响具有一定的借鉴意义。

全二维气相色谱-飞行时间质谱技术解析“国槐”木酒海贮存老熟金徽酒挥发性组分特征

“国槐”木酒海作为一种特殊的贮酒容器,在贮存老熟过程中会赋予白酒独特的风格特点。为解析木酒海贮存老熟金徽酒的挥发性组分特征,本研究综合采用顶空固相微萃取、液液萃取和液液萃取结合正相硅胶色谱分离技术3种前处理方法,结合全二维气相色谱-飞行时间质谱分析技术对木酒海贮酒和陶坛贮酒的金徽酒的挥发性组分进行分析。通过多级鉴定策略在“国槐”木酒海贮存老熟金徽酒中检测出挥发性组分841种,包括萜类化合物87种、芳香族化合物140种、含氧杂环类化合物73种;进一步分析木酒海贮酒特有的271种物质并对其香气属性进行梳理发现,其中有154种潜在香气活性化合物,除醇、酯、醛酮等骨架成分外,还有如萜类、芳香族等微量物质。本研究有助于促进对木酒海贮酒挥发性组分的认识,为解析其独特的香气特征提供一定的研究基础。

基于HS-SPME-Arrow-GC-MS和化学计量学的小曲清香型原酒等级判别

以小曲清香型原酒为例,建立了一种基于仪器分析结合化学计量学准确判定原酒质量等级的方法。采用HS-SPME-Arrow结合GC-MS对样品的挥发性成分进行了全面定性与定量研究,在小曲清香型原酒中鉴定出66种挥发性组分,不同等级的小曲清香型原酒间挥发性物质的含量存在可用于质量区分的差异。然后利用偏最小二乘判别分析对原酒的质量等级进行了识别和分类,可以将3个等级的酒样进行有效区分和聚类;根据变量投影重要度筛选出25种物质构建偏最小二乘等级判别模型,训练集和验证集均能正确判别,预测结果准确率达到100%。综上所述,利用挥发性组分之间的差异结合适当的化学计量学手段可以准确地对白酒原酒样品的等级进行区分和鉴别,为白酒原酒品质等级评价标准化科学化提供理论依据。

西藏传统青稞酒酿造用藏曲中主要酵母菌的分离及酿造特性研究

采用WL酵母形态鉴别培养基从不同地域来源藏曲中分离筛选出48株典型酵母形态菌株,进一步通过分子鉴定为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)31株,扣囊复膜孢酵母(Saccharomycopsis fibuliger)9株,Saccharomycopsis malanga 3株。通过青稞汁培养基发酵研究了不同种类酵母的酿造性能,发现酿酒酵母是青稞酒发酵主要产酒微生物,S.malanga是主要产酸微生物。通过26种香气代谢物的分析比较3种酵母产香性能发现酿酒酵母是青稞酒发酵主要产香微生物,能够产丰富的酯类、醇类和有机酸类香气物质,扣囊复膜孢酵母也对青稞酒中微量香气物质具有重要贡献,而S.malanga产香能力较弱。该文系统研究了西藏传统酿造青稞酒酿造用藏曲中主要酵母菌的酿造性能和风味功能,对青稞酒酿造风味品质的科学控制提供了依据。

风味技术导向白酒酿造基础研究的进展

介绍了在以风味导向技术为学术思想指导下,中国白酒酿造基础研究的最新进展,包括对中国白酒的风味化合物、特征风味化合物、功能微生物等基础和应用的相关研究。近年,中国白酒研究成果系统地将白酒的微量组分研究从微量组分研究的分析化学层面提升到对风味化合物认识的风味化学层面;从传统微生物学研究进入到分子微生物学的层面;从经验性的应用工作延伸到探索中国白酒自身酿造规律的应用研究层面。建立的风味定向分析技术对于丰富我国白酒风味的理论和实践有着重要价值,将推动中国白酒新一轮的技术跨越和进步。

浓香型白酒酿造过程中不同形态氰化物的含量分布规律

氰化物作为我国白酒中一类具有直接和间接安全风险的内源性危害物,研究其在酿造过程中的形成规律是进行科学减控的基础。该研究建立了基于QuEChERS-气相色谱-质谱联用(QuEChERS-gas chromatograph-mass spectrometer,QuEChERS-GC/MS)技术测定酒醅中不同形态氰化物的技术方法,并对不同工艺浓香型白酒酿造过程中不同形态氰化物分布规律进行了研究。结果显示,浓香型白酒酒醅中存在着不同形态的氰化物,包括氰苷、非糖苷和游离形态。浓香型白酒酿造原料种类配比特别是高粱原料品种及用量,影响着酿造过程中氰化物的初始引入量。在发酵阶段,氰苷发生降解,非糖苷形态与游离形态的氰化物含量有明显差异,窖池发酵过程可能存在着氰醇;在蒸馏阶段,非糖苷形态氰化物发生进一步的分解。酒醅中不同形态氰化物含量分布趋势均呈现上层<中层<下层,蒸得的原酒中游离氰化物与氨基甲酸乙酯(ethyl carbamate,EC)的含量分布趋势与酒醅一致。该研究结果为浓香型白酒生产降低氰化物与调控EC的研究提供基础数据参考。

不同地区来源藏曲对西藏传统酿造青稞酒风味特征的影响

通过模拟酿造实验比较了不同地区来源藏曲对西藏传统酿造青稞酒理化指标和风味的影响。结果显示不同来源藏曲均能顺利完成青稞酒发酵,所酿造的青稞酒酒度、残糖、游离氨基酸含量没有明显差异,但总酸含量差异显著。酿造的青稞酒中主要有机酸为乳酸、乙酸和琥珀酸,拉萨和日喀则地区藏曲发酵青稞酒中总有机酸显著高于其他地区藏曲发酵酒青稞酒。采用顶空固相微萃取(headspace solid phase micro-extraction,HSSPME)结合气相色谱-质谱(GC-MS)的方法分析了不同青稞酒中挥发性香气组分种类含量特征,共检测到66种挥发性香气组分,包括酯类物质19种、芳香族化合物9种,醇类物质11种、酸类物质9种、醛酮类物质10种、其他类8种。不同来源藏曲酿造青稞酒香气组分含量差异显著,通过藏曲的选择可以针对性地调控青稞酒的风味特征。

金种子馥合香白酒香气成分分析

金种子馥合香白酒是一款融合“浓、芝、酱”风味的创新型白酒。该研究使用液液萃取(liquid-liquid extraction,LLE)结合正相色谱(normal phase-liquid chromatography,NP-LC)对馥合香白酒进行提取分离,GC-MS结合气相色谱-嗅闻仪(gas chromatography-olfactometry,GC-O)解析馥合香白酒的香气成分。从2种金种子馥合香原酒共鉴定126种香气物质,己酸乙酯和乙酸是馥合香白酒中最重要的香气化合物,丁酸、己酸、丁酸乙酯、辛酸乙酯、己酸-3-甲基丁酯、2-甲基丙酸乙酯、3-甲基丁酸乙酯、3-甲基丁醇、苯乙醇、6-甲基-5-庚烯-2-酮、1,1-二乙氧基-2-甲基丙烷、2-糠醇、2-糠酸乙酯和二甲基三硫是馥合香白酒中重要的香气化合物。该研究对馥合香白酒关键香气物质的解析以及稳定产品质量具有重要指导意义。

陈酿白酒中黄色呈色强度快速表征方法的研究

微黄透明是白酒陈酿过程品质提升的重要体现,但目前还缺乏对于陈酿白酒中黄色呈色强度的客观精确表征技术方法。该文基于分光光度法,以焦糖色作为参比,优化建立了一种陈酿白酒中黄色呈色强度的快速精确分析方法。采用单一波长下的分光光度法,优化了酒样浓缩体积(50 mL)以及测量黄色强度的吸光值,使用焦糖建立黄色强度标准曲线,根据标准曲线实现黄色量化表征。结果表明,标准曲线在0~2.5 mg/L内有良好的线性关系,回归方程为y=0.2903 x(R^(2)=0.9999),检出限为3.4μg/L。选取了一种样品6个平行做精准度测验,日内相对标准偏差为1.70%,日间相对标准偏差为3.76%。通过对不同香型以及酱香型不同轮次酒样进行检测,线性拟合了年份酒的黄色物质浓度,用Boltzmann函数拟合了轮次酒的黄色物质浓度,黄色强度值也符合行业对于不同酒样黄色强度的认知。

我国黄酒酵母和酿酒原料对黄酒中β-苯乙醇含量的影响

采用新建立的液-液微萃取-气相色谱法快速测定发酵液中β-苯乙醇含量,比较了不同酵母菌种及不同原料对黄酒酿造过程中β-苯乙醇生成的影响。研究结果表明,浙江地区黄酒酵母的β-苯乙醇合成能力要明显高于上海地区黄酒酵母菌;不同酿酒原料对β-苯乙醇的产生也有较大影响,高粱玉米等非稻米原料发酵生成β-苯乙醇的含量要高于稻米原料,β-苯乙醇产量与原料中苯丙氨酸含量呈正相关性。

优质低度与高度浓香型白酒挥发性风味组分差异特征解析

优质低度白酒是我国白酒产业的发展方向。采用多种定量分析方法连用的策略系统分析比较了主流浓香型白酒企业生产的7组同系列优质低度(乙醇体积分数低于42%)和高度(乙醇体积分数为52%)浓香型白酒挥发性风味组分差异特征。比较分析结果显示,在定量分析的83种挥发性风味中,同系列酒样中高度白酒含量高于低度白酒含量的挥发性风味组分有32种,主要包括20种酯,3种醇,2种酸,4种醛酮等,这些化合物大多是白酒的骨架成分。同系列酒样中低度白酒含量高于高度白酒的挥发性风味组分有32种,主要包括5种有机酸类风味化合物,9种酯,6种醇,8种醛酮,2种呋喃,1种硫化物和1种萜烯。这些风味物质多是白酒中含量较低,但风味阈值也较低的“量微香大”风味化合物。研究结果显示,优质低度白酒中微量风味组分的种类和含量均较为丰富,浓香型白酒中“量微香大”风味化合物可能是调节低度白酒风味品质的重要因素。

不同酿酒酵母(Schromycese cerovisea)对黄酒挥发性香气物质的影响

研究不同酵母菌株对黄酒挥发性香气物质形成的影响,采用4种不同酿酒酵母(黄酒活性干酵母、工业生产用黄酒酵母HJ-1,HJ-2、耐高温活性干酵母(NGW))菌株进行实验室黄酒酿造试验,采用固相微萃取-气质联用技术测定了发酵后四种黄酒中挥发性香气物质含量,检测出与酵母相关的27种挥发性成分。研究结果表明不同酵母菌株酿制黄酒样品挥发性香气物质存在明显的差别。其中,HJ-2菌株β-苯乙醇,总酯含量较高,香气较为纯正;NGW活性干酵母挥发性酸含量较高;黄酒活性干酵母挥发性酯含量较低。本研究发现通过选用不同酵母菌株能够有效的调节黄酒生产风味物质的形成。

中国黄酒中香草醛的定性定量分析

采用液-液微萃取结合气相色谱-质谱联用方法对不同黄酒中香草醛进行了定性定量分析,用香气活力值法分析了香草醛在黄酒中的香气贡献,并对黄酒贮存过程中香草醛的变化规律进行了分析。研究结果表明:新酒中香草醛的含量低于市售成品酒的含量,普通市售成品酒中香草醛的浓度低于同品种高档酒中的浓度;在所研究的黄酒中,香草醛的香气活力值均大于1;香草醛主要来源于黄酒贮存过程,并且其含量随着黄酒贮存时间的延长而增加。结论是:液-液微萃取结合气相色谱-质谱联用方法能有效地分析黄酒中香草醛的含量,香草醛是黄酒中有重要贡献的香气化合物,贮存过程有利于黄酒中香草醛的形成。

黄酒储存期间4-乙烯基愈疮木酚和香草醛的变化及影响因素

对黄酒储存过程中4-乙烯基愈疮木酚和香草醛的变化及其影响因素进行了分析,同时对模拟黄酒储存过程中添加纯物质4-乙烯基愈疮木酚后的产物进行了检测。结果表明:随着储存时间的延长,4-乙烯基愈创木酚的含量总体变化趋势在逐渐减少,而香草醛的含量始终在不断增加,氧气和温度对这两种物质的变化影响较大;黄酒中香草醛是通过4-乙烯基愈疮木酚的氧化而形成;香草醛是模拟黄酒贮存过程中4-乙烯基愈创木酚减少的主要产物,有超过80%的4-乙烯基愈创木酚转化成了香草醛,其中有极小部分的愈创木酚和香草酸产生。结论是:黄酒储存期间4-乙烯基愈疮木酚的减少和香草醛的增加变化较显著,香草醛是4-乙烯基愈创木酚降解的主要产物,氧气和温度有利于香草醛这种甜香物质的形成。

采用GC-O-MS结合香气活力值分析兰陵美酒香气活性组分特征

采用感官为导向的风味化学分析方法对兰陵美酒的香气活性组分特征进行解析。首先采用描述性感官分析技术构建了兰陵美酒香气轮廓图,结果显示兰陵美酒具有花果香、醇香、焦糖和酱香等突出的香气特征。进一步采用顶空固相微萃取(headspace solid phase microextraction,HS-SPME)和液液萃取(liquid-liquid extraction,LLE)前处理方法结合气相色谱-嗅闻-质谱联用仪(gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry,GC-OMS)在兰陵美酒中共解析出酯类、醇类、有机酸类、酚类、醛酮类等50种香气活性化合物。基于香气活性组分的精确定量和香气活力值(odor activity value,OAV)分析发现乙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、异戊醇、苯乙醇、苯甲醛、苯乙醛、香兰素、γ-壬内酯和4-乙烯基愈创木酚等香气化合物是构成兰陵美酒香气特征的关键香气化合物。

LLE和HS-SPME与GC-MS联用分析酱香型盐菜味缺陷酒中挥发性物质

采用液液萃取和顶空固相微萃取两种前处理方法,结合气相色谱质谱联用及保留指数法,首次分析了酱香型盐菜味缺陷酒的风味物质组成。采用多级鉴定策略,在酱香型盐菜味缺陷酒中检测出76种化合物,其中醇类物质9种、醛酮类物质7种、酸类物质10种、酯类物质31种、酚类物质3种、内酯类物质3种、呋喃类物质5种、含氮化合物4种、含硫化合物1种、烃类及其他类物质3种,并检测出未在白酒中报道过的2,4-二叔丁基苯酚和2,2-亚甲基双呋喃。液液萃取和顶空固相微萃取两种方法的萃取物质具有一定倾向性,配合使用有更宽的检测范围。酱香型白酒表现出盐菜味缺陷,很有可能是由多种化合物相互作用引起。缺陷酒中化合物的分析检测,为后续研究奠定了基础。