黄酒中风味物质的研究进展

阮凤喜，莫梅清，钱 敏 ，李湘銮，赵文红，刘晓艳，白卫东

（1.仲恺农业工程学院 轻工食品学院，广东 广州 510225；2.广东省岭南特色食品工程技术研究中心，广东 广州 510225）

1 黄酒简介

1.1 黄酒的定义

黄酒是以一些禾谷类（如糯米、粳米、玉米等）作为原料，经过多种霉菌、酵母和细菌等微生物和酶进行糖化发酵，俗称三边发酵的一种酿造酒[1]。黄酒是一种极具中华民族特色的传统产品，与亘古通今的啤酒、葡萄酒齐名，誉为世界三大古酒之一[2]，其酿造技术引领风骚，成为东方酒液中的典型。

1.2 黄酒的分类

各地酿造黄酒用的原料和工艺大不相同，按不同粮食原料分为糯米酒、玉米黄酒、青稞酒等；按所加入的发酵曲种分为麦曲黄酒和红曲黄酒；依对原料不同添加处理方式可分为淋饭法黄酒、摊饭法黄酒和喂饭法黄酒等。酿造完成或经过陈酿后，依据含糖量多少又可分为干黄酒（≤15.0 g/L）、半干黄酒（15.1～40.0 g/L）、半甜黄酒（40.1～100.0 g/L）、甜黄酒（＞100.0 g/L）等甜型黄酒[3]。

1.3 黄酒的功效

黄酒是最富营养的发酵酒之一，很早就被赋予“液体蛋糕”此誉名，具有养颜祛寒、通经活络等养生作用[4]。现代研究发现，黄酒中含有丰富的蛋白质、氨基酸、活性肽、低聚糖、维生素、矿物质等基本营养成分以及γ-氨基丁酸、多酚类、Monacolin K等具有特殊生物活性的功能性物质，具有驻青春、降血压、胆固醇等疾病风险以及参与免疫调节维持身体健康平衡等生理功效[5]。许多研究者通过动物试验研究论证黄酒的保健效果，如罗铝铿等[6]通过连续给予衰老小鼠摄入适量黄酒发现黄酒具有延缓皮肤衰老的功效，而刘蓉等[7]通过解析肠道菌群结构分析进一步验证此说法；ZHAO P等[8]也通过小鼠模型说明黄酒具有强大的抗疲劳能力，可以最大程度地减少与年龄有关的疾病的发生。

2 黄酒风味物质研究方法

白酒风味化学的研究方法逐渐系统化、体系化[9]，越来越多的风味化合物得以深入研究，为酒类的风味物质研究方法体系建立一定基础。现代精密仪器分析在黄酒风味化学研究中大有作为，如顶空固相微萃取装置、气相色谱仪、高效液相色谱仪、气质联用仪、光谱仪等，对黄酒挥发性风味物质的提取、分离、鉴定、定量分析等提供更准确、更全面的数据分析，为黄酒微量和痕量风味物质的定性定量提供一定的参考；并且结合嗅闻仪等现代感官评价更加丰富了风味分析。

目前，黄酒中挥发性风味物质的主要研究方法包括气相色谱法（gas chromatography，GC）、静态顶空气质联用法（static headspace-gas chromatography-mass spectrometry，SHSGC-MS）、顶空固相微萃取气质联用法（head space-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，HSSPME-GC-MS）、同时蒸馏萃取气质联用法（simultaneous distillation extraction-gas chromatography-mass spectrometry，SDE-GC-MS）、全二维气质联用法（GC×GC）、气相色谱-飞行时间质谱法（gas chromatography with time-of-flight mass spectrometry，GC-TOFMS）、嗅辨仪结合气质联用法（gas chromatography-olfactometry，GC-O）等。从19世纪80年代开始，研究人员结合SDE与GC-MS在一种甜黄酒中共检出40种风味物质[10]；采用SPME与GC-MS在黄酒中共检出54种风味物质[11]；通过GC-O、HS-SPME-GC-MS技术鉴定出香气组分57种[12]；采用GC×GC-TOFMS初步分析鉴定出某黄酒中挥发性组分975种[13]。为实现黄酒中挥发性风味物质的快速无损检测，黄星奕等[14]采用气相色谱-离子迁移谱（gas chromatography-ion mobility spectrometry，GC-IMS）联用技术研究不同酒龄黄酒中的挥发性风味物质，共检测出13种常见物质说明GC-IMS在食品风味物质分析等领域的应用前景可观，意味着未来将会有更多的新型仪器发挥其显而易见的作用。

近年来，不同方法在酒类风味研究的联用分析为黄酒风味分析提供了参考借鉴，感官组学[15]、代谢组学技术[16]等的应用更开拓了黄酒风味研究新篇章。未来系统的感官和仪器分析相结合的研究方法也会更加深入地探索黄酒风味形成机理，为风味分析提供更全面、更精确、更有效的数据。

3 黄酒中风味物质的研究

近几年，黄酒风味研究已受到普遍关注与重视，但我国对黄酒风味物质的研究刚刚起步，研究水平和国际酒类风味研究相比仍存在一定的差距。目前国内外对黄酒风味的研究主要围绕香气展开，继王栋等[17]对黄酒风味感官特征及其风味轮完成基本构建后，已有很多关于黄酒香气的研究被报道[18]。

因此，科学系统地开展黄酒风味分析及其机理的研究活动，对增强我国黄酒功能性和风味特性以及指导黄酒规范化、品质化生产提供有效帮助，为实现我国黄酒在国际市场上具有更高的竞争能力。

3.1 黄酒中主要风味化合物

黄酒中主要风味成分大多以挥发性分子物质存在，它们含量较少却是构成黄酒典型风味特性的重要因素，可分为脂肪族和芳香族两大类化合物，主要是酯类、醇类、酸类、醛类、酚类、呋喃类、吡嗪类等，这些化合物相互协调融合突显黄酒独有的曲香、酯香和醇香[19]。

酯类作为黄酒主体香气的重要来源，比较常见并且确证过的达40多种，如乙酸乙酯、丁酸乙酯、丁二酸二乙酯、乙酸异戊酯、乳酸乙酯等乙酯类，它们多表现为水果香，还有一些内酯类风味突出。醇类含量多但贡献少量香气特征，如β-苯乙醇、2,3-丁二醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正壬醇等高级醇赋予酒体花香、草香等植物香气。酸类也有40多种，对酒体有除苦减涩作用，包括乳酸、乙酸、柠檬酸、富马酸、丙酮酸、苯甲酸、水杨酸等多种有机酸。其他物质虽然含量较少，但是其贡献的部分香气可能左右黄酒的总体风味，如苯乙醛、苯酚、愈创木酚、甲基吡嗪、糠醛、二甲基三硫等，共同造就黄酒酒体风味丰富性[19]。

3.2 黄酒中风味研究进展

酒类的研究一直是研究的热点，对酒类风味物质的研究也一直绵延不断。黄酒身为一种广受欢迎的、具有丰富营养的养生酒，自然值得许多科研工作者研究其主要的风味物质。从20世纪开始，随着技术发展更新，他们也孜孜不倦的深究黄酒里那些特殊微量风味物质。

20世纪末，GC-MS已经在黄酒香气检测研究中初试牛刀，如鲍忠定等[20]共分析出42种成分，包括12种醇类、9种酯类、13种酸类和其他类。21世纪初，固相微萃取技术（SPME）广泛应用于食品风味分析前处理，并与GC-MS相结合突出其检测挥发性物质的简便性，如郭翔等[21]分析测定了两种品牌和实验室液化法新工艺黄酒的醇酯，并根据黄酒中挥发性风味物质的含量与强度，提出黄酒醇酯比的概念和划分区间。罗涛等[22]参考国内外饮料酒风味研究方法，应用HS-SPME技术检测黄酒中挥发性和半挥发性成分，成功地检测到97种微量成分。2009年，吴春[23]利用现代色谱技术分析出古越龙山黄酒中共91种挥发风味物质，包括29种酯、16种醇、9种醛、9种有机酸、17种氨基酸及11种脂肪酸。范文来等[24]经GC-O和GC-MS联合分析研究黄酒香气物质的变化，从试验黄酒中共鉴定出49种化合物。

陈双[13]采用GC×GC-TOFMS初步鉴定出古越龙山黄酒中共有挥发性组分975种，其中酯类149种、有机酸93种、醇类61种、醛类及缩醛类107种、呋喃及内酯类98种和其他类化合物；高献礼等[25]结合GC-MS、GC-O和定量感官评价法从徽派黄酒中鉴定出65种化合物，其中19种关键性香气赋予其独特风味；王娜[16]采用现代风味代谢组学、传统仪器应用及多元统计等多种方法技术共同鉴定并剖析中国陈酿黄酒中的104种特征组分。

种种研究足以说明现代风味感官分析仪器、方法的开发和联合应用对黄酒风味分析的适用性，也预示着黄酒成品酒挥发性风味分析已趋于成熟，许多研究者已着手研究麦曲原料等对黄酒酿造的影响，并采用更完善的风味物质提取分析方法结合更精确的仪器解析黄酒风味。

郭伟灵等[26]采用HS-SPME-GC/MS技术分析出4种不同红曲黄酒中49种挥发性风味成分。胡武瑶等[27]采用顶空固相微萃取-气质联用技术，比较了生麦曲、熟麦曲、生麦曲和熟麦曲混合酿造黄酒的挥发性风味物质，总检测出44种挥发性风味物质，有39种为共有的风味物质且醇类和酯类含量较大。黄玲玲等[28]采用GC-MS分别分析红曲霉、黑曲霉酿造黄酒的挥发性成分，其分别含有27种、25种成分，2-庚醇、2-甲基丁酸等只在红曲样品中检出，而乙醛、2苯基-2-丁烯醛等只在黑曲样品中检出。张晶等[29]通过添加不同比例的麦曲及对比添加酶制剂的黄酒试验同样可以得出不同的曲种类型和比例对黄酒酿造出的风味体系有一定的影响及独特性。但对其他酿造原料如大米等的研究尚待继续挖掘分析。

3.3 黄酒特征风味化合物

近10年来，关于分析黄酒挥发性风味物质的研究报道不断涌现，但主要限制于江浙沪地区生产的黄酒，并且关于其特征风味的探索研究很少。通过查阅相关文献及大量数据比对分析，己经初步确定乙酸乙酯、乳酸乙酯、β-苯乙醇、乙酸和丁二酸二乙酯等是黄酒中主要的风味物质。因各地区黄酒风味各异，故黄酒的特征风味研究任重道远。

GC-O嗅闻技术在研究特征风味物质方面比其他技术略胜一筹，如罗涛[30]从20种市售黄酒中共鉴定出香气化合物63种，而清爽型黄酒中共53种，其中香气强度较大的有苯乙醇、3-甲硫基丙醇、γ-壬内酯、苯甲醛、苯乙醛、糠醛等；王丽华等[31]对上海五年陈黄酒进行风味分析，香气贡献较大的物质主要是3-甲基丁醇、2-甲基丁醇、乙酸乙酯、己酸乙酯、乙酸、3-甲基丁酸等。GC-O与其他技术如GC-MS联用对黄酒风味进行了更全面的解析，如陈双[13]在古越龙山黄酒酒样中共鉴定出香气化合物90种，除了常见的酯、醇、酸类香气外，苯甲醛、γ-壬内酯、愈创木酚、香兰素、2,6-二甲基吡嗪、二甲基三硫等香气强度大的物质贡献了许多特殊香气；李少辉[32]则对小米黄酒特征风味进行分析鉴定并计算其香气活度值，初步确定特征香气成分包括正己酸乙酯、辛酸甲酯、2-壬醇、苯乙醛、癸醛、十二醛、苯乙烯、1-甲基萘、2-甲基萘和苯并噻唑等10种；樊杉杉等[33]对北方传统黄酒的香气组分特征进行解析，发现其关键香气有异戊醇、苯丙醇、乙酸乙酯、丁酸丁酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、苯甲醛、苯乙醛、香兰素、4-乙烯基愈创木酚和γ-壬内酯等化合物。另外，YUHY等[34]通过全面的二维气相色谱-四级杆质谱联用技术（GC×GC/qMS）对黄酒的挥发性特征进行表征，得出黄酒中最重要的9种香气化合物：丁酸乙酯、异丁酸乙酯、异戊酸乙酯、己酸乙酯、庚酸乙酯、2-壬烯、苯乙醇、苯甲醛和己醛。许多研究对各地区的黄酒进行了风味研究，其特征风味化合物不尽相同，黄酒风味网络在逐渐编织成型，由此未来越来越多新技术的应用也将促进黄酒特征风味研究。

很多研究对不同种类成品黄酒都进行了风味分析，但对其发酵过程中风味物质变化的研究较少。但近年来对黄酒发酵过程中风味物质变化的研究开始逐渐增多，如陈青柳等[35]采用HPLC与GC-MS联用检测绍兴机械黄酒发酵过程中的风味物质，结果表明许多物质在发酵前期都呈持续快速增长状态，表明前酵期是产生香气物质的关键时期；并且有关特征香气物质的协同作用等进行剖析的研究分析逐渐增多，这类研究为生产优质黄酒提供了更好的依据，但黄酒发酵机理还有待深入探索[36]。

4 结论与展望

综上所述，黄酒主要挥发性风味物质以酯类和醇类为主，包括异戊醇、苯乙醇、乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、异丁酸乙酯等含量比较多的化合物，还有醛类、酸类、酚类、呋喃类等含量少但香气强度大或气味活度值（odor activity value，OAV）值较高的物质对黄酒整体风味贡献度较大，如苯甲醛、苯乙醛、乙酸、愈创木酚等。成品酒中物质种类复杂、含量各异，因目前仪器方法局限大多数研究以挥发性风味物质为主，酒中其他成分也有待研究分析，并结合系统的感官分析和精确的仪器分析对黄酒酿造过程进行监控，为未来优质黄酒酿造做扎实准备。

据目前国内外研究显示，以下几个方面亟待解决：

（1）在国外发酵酒类研究中，原料蛋白质与酒中氨基酸及香气关系的研究甚多，而原料大米营养组成成分与酒品质关系的研究甚缺。因此对中国黄酒中氨基酸与香气关系的研究还需深入探索，以及对黄酒原料等进行研究以提高黄酒品质。

（2）从目前的研究来看，微生物在黄酒发酵过程中产生的作用不可小觑。因此，利用特定的微生物调控发酵过程，使其代谢途径往产生有用产物方向或促其产生大量有利物质，为生产黄酒提供优质酿造用曲将使黄酒更加符合现代化的需求。即设计并开发适合的微生物菌种正是突破传统发酵菌种局限性的关键手段之一。

（3）国内普遍采用的SPME提取技术尽可能多地研究黄酒挥发性风味物质，没有结合非挥发性物质深入探索各地域之间黄酒风味的不同之处。因此开发新的提取技术或采用技术联合对风味检测的准确性和完整性会有帮助。

（4）实验仪器的开发也尤为重要。现代检测技术对仪器灵敏度要求提高，在酒类风味物质研究过程中对可能发挥重要作用的微量化合物的探索越发深入。特别是发酵过程中微生物和风味物质的相关性和变化，为把握生产每一关节、精准调控酿造过程、促进生产工业化和质量化提供重要依据。