原料糯高粱对酱香型白酒品质影响的研究现状

钟 敏，张 健*

（贵州茅台酒厂（集团）习酒有限责任公司，贵州 习水 564622）

近年来，随着消费健康理念的升级，健康饮酒、饮好酒成为了新的消费趋势，酱香型白酒因其高品质、稀缺性、保值增值等特性获得市场的持续认可。据统计，2020年，中国酱香型白酒产业产能约60万kL，约占中国白酒产能的8%；实现销售收入约1 550亿元，约占行业的26%；实现销售利润约630亿元，约占行业的39.7%。贵州作为白酒大省，2020年，全省完成白酒销售收入1 221亿元、利润总额719.4亿元、税金304.1亿元。赤水河流域是酱香型白酒的原产地和核心主产区，以茅台引领的全国酱香型白酒企业前10中，有9家分布在贵州境内约150 km的赤水河流域，以50多万kL占中国酱酒产能的83%。因此酱香型白酒利润附加值高，成为了白酒行业的焦点。

酱香型白酒以高粱、小麦、水等为原料，经传统固态法发酵，蒸馏、贮存、勾兑而成的，未添加食用酒精及非白酒发酵产生的呈香呈味呈色物质具有酱香风格的白酒[1]。高粱亦称红粮、小蜀黍、红棒子，禾本科草本植物，高梁作物的果实籽粒有红、黄、白等颜色，呈扁卵圆形，按其粒质分为糯性高粱和非糯性高粱[2]。籽粒中支链淀粉含量占总淀粉80%以下的为粳性高粱，反之则为糯性高粱[3]。糯高粱粒色呈红色、深褐色或褐紫色，粒小皮厚，剖开后呈玻璃状，胚乳中支链淀粉含量较高，蒸煮后粘性强，是酿造优质酱香型白酒的首选原料[4]。俗话说高粱生香，高粱作为酱香型白酒主要原料，不仅为微生物生长代谢提供营养物质和能量，而且自身含有大量风味及风味前体物质，高粱品质的高低将直接影响到基酒的品质[5-7]。冯兴垚等[8]对三种酿酒高粱基酒风味分析表明，糯高粱酒体风味物质贡献高于粳高粱，更适合于酿酒生产。焦少杰等[9]研究了我国南北方几种高粱酿酒品质，发现南方糯红高粱更适于酿酒。田殿梅等[10]研究表明，高粱物质结构及含量是影响白酒品质的主要原因，支链淀粉含量高，在蒸粮时更容易吸水膨胀，被糊化，更容易被微生物分解利用；直链淀粉则更容易老化，因此糯高粱更容易满足酿酒要求。谢嵘等[11]研究表明，糯高粱籽粒中支链淀粉含量高，是理想的酿酒原料，众多优质酱香型白酒企业（如茅台酒、习酒等）均优选优质糯高粱作为酿造原料。目前我国酱香型白酒生产用糯高粱品种主要有红缨子、红珍珠、红茅糯6号、黔糯8号、黔高7号、黔高8号、金缨子等，籽粒小皮厚、玻璃质、支链淀粉含量较高，能够满足多次蒸煮、发酵、轮次逐步糊化的工艺要求[12-13]。

大量研究及生产实践证明，糯高粱的理化指标将影响酿造性能，加上自身香味物质在酿造过程可产生丰富的风味前体及风味物质[14-16]。高粱品种不同，理化指标，如淀粉（直链淀粉、支链淀粉）、蛋白质、脂质、单宁、粗纤维、灰分等也存在差异，都将影响白酒的品质[17]。淀粉作为酿酒生成酒精的主要物质，理论上淀粉含量越高，出酒率也越高[18-20]。蛋白质经酶解为氨基酸等小分子，可供酿酒微生物直接利用，在高温下可发生美拉德反应，生成呋喃、吡咯和吡嗪等风味物质，是酱香型白酒重要的风味物质来源[21-22]。脂质在白酒生产中可产生有机酸，含量高易导致酿造过程脂肪酸氧化分解，产生不悦的酸败气味[23-24]。单宁作为高粱特殊成分之一，适量可以抑制一些杂菌的繁殖，且能产生丁香酸、醛类等物质，增加酒体的香气香味，但过高能造成异杂味[25-26]。粗纤维不容易被微生物分解利用，但具有一定的保水性，适量的粗纤维能够保证糟醅疏松，有利于发酵[27]。灰分含量的高低将影响到酿酒微生物的生长繁殖活动[28]。

本研究通过概述糯高粱理化指标、糯高粱香气成分及不同品种高粱酿造对酱香型白酒品质的影响，了解掌握原料糯高粱对酱香白酒品质影响的研究现状，并对酱香型白酒优质优产提出了几点思考建议，以期为酱香型白酒产业健康、高质量发展提供参考依据。

1 糯高粱理化指标对酱香型白酒品质的影响

1.1 淀粉对酱香型白酒品质的影响

淀粉是高粱的主要成分，含量为63%～81%，酿酒用高粱的直链淀粉含量一般为9.0%～21.0%。淀粉由成百上千个葡萄糖分子缩合而成，是酿造产乙醇的主要成分和部分风味前体物质的重要来源，按反应式（C6H10O5）n+nH2O→2nC2H5OH+2nCO2计算，酒的理论产率约为57%，淀粉含量与出酒率成正比，含量越高，出酒率越高[29]。在酿造过程中，淀粉必须经过糊化，水解成单糖，才能被微生物所利用，经发酵代谢产生乙醇、乳酸、酯类等风味物质[30]。曹苗文等[31]研究表明，支链淀粉颗粒大，晶体结构不太紧密，水分子容易渗透到支链淀粉颗粒内，使颗粒润湿胀大，支链淀粉少，会导致红糁吸水较难，容易落浆，糊化不易，需要增加红糁的粉碎度、蒸糁时间和蒸糁温度。李秋涛等[32]研究发现，直链淀粉越高，淀粉结构越紧密，糊化时间越长，而支链淀粉高易于糊化，蒸粮时间短，节能。糯高粱支链淀粉含量高，角质淀粉粒含量高，硬度大，籽粒截面结构呈致密状（玻璃质状），有利于酱香型白酒9次蒸煮、8次发酵、7次取酒的工艺[33]。粳高粱的直链淀粉含量高，不易被糊化，摊晾过程更易老化，导致粳高粱的淀粉利用率低于糯高粱，从而粳高粱的出酒率低于糯高粱[34]。因此酱香型白酒生产所用糯高粱要求籽粒总淀粉含量应在70%以上，其中支链淀粉含量88%以上。

1.2 蛋白质对酱香型白酒品质的影响

蛋白质是高粱的第二大组分，含量为5%～20%，可分为清蛋白、球蛋白、醇溶谷蛋白和谷蛋白。其为酿酒微生物提供氮源，含量高低与出酒率呈显著正相关，是形成白酒香味前体物质的重要组成部分[35]。研究表明，酱香型白酒用糯高粱籽粒蛋白含量在7%～9%最为合适[36]。

高粱蛋白发酵产生的代谢产物及香味特征见表1。高粱蛋白富含赖氨酸、色氨酸、甲硫氨酸等氨基酸，氨基酸是酱香白酒中重要风味物质的前体物质，在酱香型白酒生产发酵过程中，高温发酵条件下与还原糖发生美拉德反应，形成一系列缩合、分解、脱羧、脱氨、脱氢等交叉反应，生成酮、醛、醇及呋喃、吡喃、吡啶、噻吩、吡咯、吡嗪等风味化合物，其中吡嗪类具有特殊的焙烤香、坚果香；酚类具有焦香、似焦糖香；呋喃、吡喃具有酱味；噻唑、噻吩具有焙烤香；糠醛富有香蕉香；3-羟基丁酮、2,3-丁二酮、2,3-丁二醇可以产生馊香，从而为酱香型白酒贡献了一系列香味物质和香味物质的前体物质[37-38]。此同时酿酒酵母通过Ehrlich反应代谢各种氨基酸产生高级醇（俗称杂醇油）及产生相应的醛和酸，赋予白酒丰富的风味，但较多的杂醇油将影响酒体的品质[39-41]。

表1 高粱蛋白发酵产生的代谢产物及香味特征Table 1 Metabolites produced by sorghum protein fermentation and aroma characteristics

1.3 脂质对酱香型白酒品质的影响

脂质的化学本质是脂肪酸和醇形成的酯及其衍生物，高粱中脂质含量2%～6%，脂质含量高在酿造过程易发生氧化分解，升酸较快且幅度较大，易造成酸败现象，导致酒体带上邪杂气味[8]。高粱脂质发酵代谢产生的风味化合物及香味特征见表2。袁蕊等[42]研究表明，糯红高粱粗脂肪含量高于粳高粱，高粱含有较多的不饱和脂肪酸和低分子有机酸，主要有亚油酸、油酸、棕榈酸以及少量亚麻酸和硬脂酸。在发酵过程随蒸馏转入酒体，经多种微生物及生物酶的共同作用，与乙醇生成相应的乙酯，增加了酒体的风味物质。文志勇等[43]研究表明，在高温发酵过程中，脂质氧化降解和水解生成各种挥发性风味物质和非挥发性的风味前体物质，是酱香型白酒风味物质的来源之一。脂质也是产生棕榈酸乙酯、油酸乙酯、亚油酸乙酯的前体，是造成酒体浑浊与白色沉淀的原因之一，因此酱香型白酒用糯高粱籽粒脂肪的含量一般≤4%[44]。

表2 高粱脂质发酵代谢产生的风味化合物及香味特征Table 2 Flavor compounds produced by sorghum lipid fermentation metabolism and aroma characteristics

1.4 单宁对酱香型白酒品质的影响

单宁作为高粱特异性物质，主要分布在种皮上，仅有少量分布在胚乳中，含量因品种而异，变化幅度为0.1%～4.0%[45]。刘娟等[22]研究表明，糯高粱单宁含量较高，其含量、结构、聚合度对白酒品质具有直接或间接的影响，适量的单宁在酿造过程中可以抑制一些有害微生物，同时可产生一些香味物质如丁香酸、丁香醛、香草醛、阿魏酸等，赋予了白酒独特的香味；但单宁含量过高时，会使白酒带有苦涩味，如苯酚、对甲苯酚、邻苯二酚等。糯性高粱较粳高粱含更高的单宁含量，更符合酱香型白酒特殊风味物质的要求，以茅台为代表的酱香型白酒原料糯高粱籽粒单宁含量在1.4%～1.8%[30]。酿造过程赋予了酱香型特殊的风味物质来源，经发酵代谢可产烟熏味物质4-甲基愈创木酚、4-乙基愈创木酚等；奶油香味物质香草醛、香草酸等；果香味物质5-氧-6-己酸甲酯等，进一步丰富了酱香型白酒风味成分[46-47]。

1.5 其他成分对酱香型白酒品质的影响

糯高粱中含有少量的其他不易被微生物利用的成分，主要有谷物粗纤维，含量为1%～3%；灰分，含量为1%～3%；果胶质，含量为8%～12%[31，48]。粗纤维是植物细胞壁的主要成分，包括纤维素、半纤维素、木质素及角质等成分，不容易被微生物分解利用，南方糯高粱粗纤维含量普遍低于北方粳高粱，在发酵过程中，适量的粗纤维能够保证糟醅的疏松度、利于氧气的传送，促进微生物的生长代谢，酱香型白酒糯高粱粗纤维含量要求在1.5%～2.0%[49]。灰分是指高粱中所含的钾、钠、镁、铁、硅等矿物元素，是酿酒微生物发酵代谢营养之一，很多金属元素与酶络合，促进酶活力。金属离子的存在，在酿造过程起到催化作用，促进氧化、分解、酯化反应的发生，促进酒体成熟稳定[50]。高粱金属元素主要通过种植土壤吸收富集，原料进厂时，应该严格筛检，杜绝有害金属离子超标。果胶质是构成高等植物细胞质的物质，高粱果胶质含量较高，在酿造过程需要破皮，其中大部分羧基为甲基酯，与细胞壁相连，由D-半乳糖醛酸以α-1,4糖苷键相连形成的直链高分子化合物，在酿造过程通过热分解可产生甲醇等有害物质，同时分解代谢可产生风味物质糠醛等。因此，酱香型白酒酿造果胶含量控制在10%左右最为合适[51]。

2 糯高粱香气成分对酱香型白酒品质的影响

酱香型白酒糯高粱蒸煮糊化过程，产生的舒适宜人的香气，俗称粮香。糯高粱的香气成分包括游离态挥发性香味成分和结合态香气前体物质，游离挥发性风味成分随蒸馏进入酒中，构成酒体特殊的香味物质[52]。结合态香气成分作为风味前体物质，在酸或酶的作用下释放出来挥发性香气物质，随蒸馏或发酵进入到酒中，从而影响酱香型白酒的风味[53]。酱香型白酒粮香可以分为：甜香、青草香、蒸粮香、生粮食香、坚果香、焦糖香和焦香等7 类，包含100多种风味物质，主要有醇类、机酸类、酯类、醛类、酮类、呋喃类、芳香类、酚类、萜类、烷烃类、吡嗪类、硫化物等风味物质，赋予了酱香型白酒丰富的风味特征[54-55]。倪德让等[56]对茅台酒酿造高粱蒸煮研究，发现高粱游离态的挥发性香气物质对整体“粮香”特征有着不可或缺的贡献。陈双等[57]通过分析高粱蒸煮香气，结果在蒸熟的高粱中共鉴定出46种挥发性香气成分，主要包括醛、有机酸、酯、酚、酮、呋喃等物质，赋予了酒体特殊的粮香。吕佳慧[58]研究了糯高粱和粳高粱的21种结合态香气化合物，发现糯高粱水解后香气化合物总量更高。

3 不同品种高粱对酱香型白酒品质的影响

高粱作为白酒酿造的物质基础，不同的高粱品种，其理化指标、香气成分存在差异，酿造出的白酒品质不同。王贵军等[59]通过对北方粳高粱与四川糯高粱在酱香型白酒生产研究发现，糯高粱与粳高粱淀粉、单宁、蛋白质、脂肪等含量差异明显，在一年的生产周期内，糯高粱出酒率比粳高粱高0.8%，优质品率比粳高粱高1.0%。朱建猛等[60]利用澳洲高粱酿造酱香型白酒，研究表明澳洲高粱生产的酱香型白酒酒体单薄、味淡、酒体较为单一，酒质稍差，口感不纯正，整体不及糯高粱的酒体丰满。曾凡君等[61]以东北粳高粱作为酱香型白酒原料，结果表明糯高粱的基酒品质优于粳高粱，酿造高质量的酱香型酒应选用本地糯高粱。郭敏等[62]研究表明，仁怀红缨子糯高粱支链淀粉含量高，有利于霉菌、细菌和酵母菌株的生长和代谢，酿造出酒率高，也更有利于白酒品质。范志勇等[63]研究不同原料高粱对酱香型白酒的影响，结果证明糯高粱支链淀粉含量高，蒸煮糊化过程淀粉缓慢分解，更符合酱香白酒轮次生产工艺特点，酒体的风味更加丰富。综上，优质酱香型白酒生产应选用糯高粱作为原料。

4 结论与展望

酿酒高粱品种丰富多样，品质各异，酿造过程将直接影响到酱香型白酒酿造特性，酱香型白酒一年一个生产周期，历经两次投料、九次蒸煮、八次发酵、七次取酒，对酿造原料的要求更高，生产实践证明需精选优质糯高粱作为原料，不仅满足复杂生产工艺要求，也有利于优质优产。综上，酱香型白酒生产用的糯高粱需满足籽粒小皮厚、颗粒饱满紧实、角质率高，籽粒总淀粉含量应在70%以上、支链淀粉含量88%以上、蛋白质含量7%～9%、脂肪含量在4%以下、单宁含量1.4%～1.8%、粗纤维1.5%～2.0%、灰分含量2%以下、果胶10%左右，才能酿造出高品质的酱香型白酒[64-65]。

随着酱香型白酒市场的持续火热，酿酒糯高粱的需求越来越大，仅贵州一年酱香型白酒的酿造就需要100～150万t糯高粱，为酿造出满足消费者美好生活追求的高品质白酒，各酱香型白酒企业应该：①积极开展酱香白酒酿造糯高粱的品种的选育、复壮、种植、品质相关研究，提前规划布局，建立企业自身高粱种植基地，建立种子到生产的质量保障体系，保障酿酒高粱品质；②充分利用现代分析检测技术，结合微生物代谢组学与风味组学，系统性开展糯高粱理化指标对酱香型白酒酿造微生物消长规律、酒体风味的影响以及高粱自身风味物质对白酒品质的影响研究，剖析糯高粱影响酱酒品质的深层机制；③深入系统的开展不同品种高粱酱香型白酒酿造特性研究，为酱香型白酒酿造原料选择提供充分的依据；④结合生产实际，不同的原料理化指标、香气风味略有差异，应该根据原料差异优化调整工艺参数，才能优质优产；⑤弘扬工匠精神，视质量为生命，全体酿造工匠要做到精耕细作、精雕细琢，才能酿造出高品质酱香型白酒。