秈米米酒和糯米米酒品質的評價

王玉榮，張俊英，潘婷，杜天雨，楊成聰，郭壯*

1(湖北文理學院 化學工程與食品科學學院，鄂西北傳統(tǒng)發(fā)酵食品研究所，湖北 襄陽，441053) 2(鄂爾多斯生態(tài)環(huán)境職業(yè)學院，內蒙古 鄂爾多斯，017010)

秈米米酒和糯米米酒品質的評價

王玉榮1，張俊英2，潘婷1，杜天雨1，楊成聰1，郭壯1*

1(湖北文理學院 化學工程與食品科學學院，鄂西北傳統(tǒng)發(fā)酵食品研究所，湖北 襄陽，441053) 2(鄂爾多斯生態(tài)環(huán)境職業(yè)學院，內蒙古 鄂爾多斯，017010)

從湖北省孝感市采集了15個鳳窩酒曲樣品，以秈米和糯米為原料進行了米酒的釀造，并采用電子舌和色度儀對米酒的品質進行了評價分析。通過主成分分析、多元方差分析和非加權組平均法分析發(fā)現(xiàn)，以秈米和糯米為原料釀造的米酒整體滋味品質存在顯著差異(P<0.05)。通過冗余分析發(fā)現(xiàn)該差異是由于澀味、咸味、甜味、豐度(鮮的回味)和后味A(澀的回味)等5 個指標導致的。經(jīng)配對t檢驗發(fā)現(xiàn)，以秈米為原料釀造的米酒其澀味、咸味、甜味和后味A(澀的回味)及L*、a*和b*值均顯著高于糯米(P<0.05)。使用高效液相色譜法檢測發(fā)現(xiàn)檸檬酸、蘋果酸、乳酸和乙酸為米酒中的主要有機酸，且其在以秈米為原料釀造的米酒中的含量顯著偏高(P<0.05)。由此可見，以糯米為原料釀造的米酒其滋味和色澤品質要優(yōu)于秈米。

米酒；秈米；糯米；品質評價

作為我國傳統(tǒng)的低度發(fā)酵酒，米酒因具有風味柔和、酸甜適口和營養(yǎng)豐富等諸多特點[1]，而深受消費者喜愛。米酒的制作過程，實質上就是經(jīng)過酵母菌、根霉和乳酸菌等微生物的作用，使加工原料發(fā)生系列生物化學及物理變化的過程[2]，因而原料的化學成分[3]、酒曲種類[4]及發(fā)酵條件[5]等均會對其品質產生影響。本課題組在前期研究中發(fā)現(xiàn)，生產方式[6]和酒曲來源[7]亦會對米酒的品質產生影響。雖然近年研究人員對紅米[8]、香米[9]、黑米[10]和紫米[11]等原料應用于米酒生產的可行性進行了探討，但不可否認的是秈米和糯米依舊是米酒生產的主要原料。然而令人遺憾的是，目前關于以秈米和糯米為原料釀造米酒品質差異性研究的報道尚少。

滋味和色澤作為米酒品質的重要組成部分，其優(yōu)劣直接決定了消費者對米酒的可接受性。通過采用人工脂膜傳感器技術，電子舌實現(xiàn)了食品中酸、苦、澀、鮮、咸和甜味等6 個基本味及苦、澀和鮮味等3 個基本味回味的數(shù)字化評價，具有結果準確和感受閾值及強度與人保持一致的優(yōu)點[12]，目前已經(jīng)廣泛的應用于啤酒[13]、肉制品[14]、紅酒[15]、茶飲料[16]、水產品[17]和乳制品[18]等食品的滋味品質評價中，本課題組前期研究也表明其在米酒的滋味品質評價中具有一定的應用潛力[19]。通過直接顯示三刺激值并將其轉換為顏色空間標度，色度儀可以對食品的亮度、紅綠度和黃藍度進行測定，同時還可以對不同樣品間的色差進行計算[20]，目前廣泛的應用于即食米粉[21]、肉類[22-23]、面條[24]和水果[25]等食品色澤評價領域。

本研究以秈米和糯米為原料，使用從孝感采集到的15 個鳳窩酒曲進行了米酒樣品的制備。通過采用電子舌和色度儀，從滋味和色澤兩個維度對米酒品質進行了評價，同時使用高效液相色譜法(high performance liquid chromatography，HPLC)對樣品中有機酸的含量進行了測定，進而探討了原料種類對米酒品質的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

秈米和糯米，市售；鳳窩酒曲，從湖北省孝感市孝南區(qū)、大悟區(qū)、孝昌區(qū)縣和安陸縣采集，合計15 個；內部溶液、參比溶液、陰離子溶液、陽離子溶液和預處理溶液，日本Insent公司；草酸、琥珀酸、酒石酸、檸檬酸、蘋果酸、乳酸、醋酸、H3PO4、KCl和KH2PO4均為分析純，購于洛陽化學試劑廠；甲醇和異丙醇均為色譜純，購于國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

LRH-150生化培養(yǎng)箱，上海一恒科學儀器有限公司；SA 402B電子舌，日本Insent公司；SHZ-D水循環(huán)多用真空泵，鞏義市予華儀器有限責任公司；LXJ-IIB低速大容量多管離心機，上海安亭科學儀器廠；LC20ADXR高效液相色譜儀，日本島津公司；Inertsil C18液相色譜柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)，日本島津公司；ΜLtraScan XE色度儀，美國Hunterlab公司；玻璃儲釀器，市售。

1.3 方法

1.3.1 米酒曲的采集和米酒的制作

糯米經(jīng)浸泡、蒸煮、攤涼和淋冷等工藝后，按照每 kg添加3 g米酒曲的比例，將糯米與15個米酒曲樣品分別攪拌均勻，同時添加干糯米質量1/2的煮沸冷涼的水，然后置于儲釀器中搭窩，于28 ℃發(fā)酵48 h備用。

以秈米為原料進行米酒制作時除不將原料進行浸泡外，其他工藝流程與糯米相同。

1.3.2 米酒各滋味指標的測定

1.3.2.1 米酒樣品的處理

稱取200 g米酒樣品，常溫下3 000×g離心10 min，取上清液使用快速濾紙抽濾后，濾液備用。

1.3.2.2 傳感器的活化

酸、苦、澀、咸和鮮味測試傳感器活化：向CA0、C00、AE1、CT0和AAE等5個測試傳感器中分別加入200 μL內部溶液，并置于參比溶液中浸泡24 h；甜味傳感器活化：向GL1測試傳感器中加入200 μL內部溶液，并置于預處理溶液中浸泡24 h；參比傳感器活化：向參比傳感器中加入內部溶液，并置于3.3 mmol的KCl溶液中浸泡24 h。

1.3.2.3 基本味及回味的測定

經(jīng)陽離子或陰離子溶液洗滌后的CA0、C00、AE1、CT0、AAE和GL1等6 個傳感器，于參比溶液中浸泡30 s，測得參比電勢Vr后，于樣品溶液中亦浸泡30 s，測得樣品溶液電勢Vs，Vs-Vr即為樣品酸、苦、澀、咸、鮮和甜味的強度值；經(jīng)洗滌后，傳感器C00、AE1和AAE于參比溶液中浸泡30 s，測得電勢Vr’，Vr’-Vr即為后味A(澀的回味)、后味B(苦的回味)和豐度(鮮的回味)的強度值。

使用SA 402B電子舌每個循環(huán)最多可對10 個樣品進行測試，為減小系統(tǒng)誤差，每次測定時均添加同一個樣品作為內參樣品。數(shù)據(jù)處理時，待測樣品減去同循環(huán)內參樣品的強度值，即可得到每個待測樣品各滋味指標的相對強度值。每個米酒樣品重復測定4 次，選取后3 次的測量數(shù)據(jù)作為本研究的原始數(shù)據(jù)。

1.3.3 米酒色度的測定

將米酒樣品攪拌均勻裝入50 mm×50 mm比色皿后，采用色度儀對其色度進行測定，測試模式為反射，讀數(shù)以CIE1976色度空間值L*(暗→亮：0→100)，a*(綠-→紅+)，b*(藍-→黃+)表示。

1.3.4 米酒中有機酸的測定

1.3.4.1 檢測條件

Inertsil C18液相色譜柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)；檢測器：紫外吸收檢測器；柱溫：30 ℃；流動相：KH2PO40.01 mol/L，用H3PO3調節(jié)pH至2.3；流速：0.8 mL/min；進樣量：10 μL；檢測波長：215 nm。

1.3.4.2 標準曲線繪制

分別稱取草酸、琥珀酸、酒石酸、檸檬酸、蘋果酸、乳酸和乙酸等7 種標準品各1.5 g，用超純水溶解并定容至50 mL，配置成3 g/L的混合標準母液。用超純水逐級稀釋，制成質量濃度范圍為0.001～3 g/L的系列混合標準工作溶液。上機測定后，以質量濃度為自變量(X)，以峰面積為因變量(Y)，對回歸方程進行擬合并計算相關系數(shù)。

1.3.4.3 樣品處理及測定

使用流動相將米酒樣品稀釋10 倍后，于90 ℃水浴鍋中水浴30 min，冷卻后12 000×g離心10 min，上清液經(jīng)0.22 μm水相濾膜過濾后，置2 mL進樣瓶中測定。

1.3.5 統(tǒng)計分析

使用配對t檢驗對秈米和糯米釀造米酒各滋味指標、各色度指標和各有機酸含量的差異性進行分析；使用主成分分析法(principal component analysis，PCA)、多元方差分析法(mμLtivariate analysis of variance，MANOVA)和非加權組平均法(unweighted pair-group method with arithmetic means, UPGMA)對秈米和糯米釀造米酒滋味品質整體結構的差異性進行分析；使用冗余分析(redundancy analysis，RDA)對與秈米和糯米釀造米酒滋味品質整體結構差異顯著相關的指標進行分析。

除RDA采用canoco 4.5軟件(Microcomputer Power，NY，USA)外，其他分析均采用Matlab 2010b軟件(The MathWorks，Natick，MA，USA)。使用Origin 8.5軟件(OriginLab，MA，USA)作圖。

2 結果與分析

2.1 秈米和糯米釀造米酒滋味的分析

2.1.1 秈米和糯米釀造米酒各滋味指標差異性分析

由表1可知，以秈米為原料釀造的米酒其酸味、澀味、咸味、甜味和后味A(澀的回味)等5 個指標要顯著高于糯米(P<0.05)，而在苦味、鮮味、后味B(苦的回味)和豐度(鮮的回味)等4 個指標上差異不顯著(P>0.05)。

表1 秈米和糯米釀造米酒各滋味指標相對強度的差異性分析(n=30)

注：0.23(-6.11-1.76)分別表示中位數(shù),(最小值-最大值)，下同。

2.1.2 秈米和糯米釀造米酒滋味品質整體結構的差異

滋味是水溶性呈味物質相互作用刺激食用者味蕾產生的感覺，因而在食品的滋味品質評價研究中僅孤立的對某一個滋味指標進行分析是不足的。在對米酒各滋味差異性分析的基礎上，本研究進一步采用PCA、UPGMA、MANOVA和RDA等多元統(tǒng)計學方法對秈米和糯米釀造米酒滋味品質整體結構的差異性進行了分析，對于兩類米酒滋味品質整體結構差異顯著相關的指標進行了鑒定。

圖1 秈米和糯米釀造米酒滋味品質的PC1與PC2因子載荷圖Fig.1 Graphical representation of the principal component analysis of the taste profile characterization of rice wine fermented by indica rice and glutinous rice showing PC1 vs.PC2: Factor loading

經(jīng)PCA發(fā)現(xiàn)，秈米和糯米釀造米酒整體滋味品質的信息主要集中在前3 個主成分，其累計方差貢獻率為91.96%。由圖1可知，第一主成分主要由甜味、咸味、澀味和后味A(澀的回味)等4 個指標構成，第二主成分由酸味和豐度(鮮的回味)等2 個指標構成，其貢獻率分別為36.39%和33.34%。

由圖2可知，當以原料的種類為分組依據(jù)時，30個樣品可以分為2組，秈米和糯米釀造的米酒樣品呈現(xiàn)出明顯的聚類趨勢，因此，可以定性認為兩者滋味品質存在明顯差異。由圖2亦可知，當以米酒曲為分組依據(jù)時，30個樣品可以分為15個組，同一米酒曲制備的秈米和糯米米酒沒有明顯的聚類趨勢。綜上所述，我們可以定性的認為以秈米和糯米為原料釀造的米酒其滋味品質存在明顯的差異，且原料種類對米酒滋味品質的影響要大于米酒曲。

圖2 秈米和糯米釀造米酒滋味品質的PC1與PC2因子得分圖Fig.2 Graphical representation of the principal component analysis of the taste profile characterization of rice wine fermented by indica rice and glutinous rice showing PC1 vs.PC2: Factor scores注：數(shù)字為所用米酒曲的編號，黑三角1號和白三角1號，分別代表了使用1號米酒曲制備的秈米和糯米米酒樣品。

為了對上述推論進行驗證，本研究進一步采用MANOVA對不同分組米酒樣品滋味品質的差異性進行了分析。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，當以原料的種類為分組依據(jù)時，不同分組之間差異顯著(P=1.413E-8)，而以米酒曲為分組依據(jù)時，不同分組之間無顯著差異(P=0.267)，這說明上述推論是正確的。

圖3 基于UPGMA的秈米和糯米釀造米酒滋味品質評價Fig.3 The cluster analysis of the taste profile characterization of rice wine fermented by indica rice and glutinous rice based on UPGMA注：D和N分別代表以秈米和糯米為原料釀造的米酒，數(shù)字為所用米酒曲的編號。

為了驗證PCA結果，本研究進一步采用UPGMA對以秈米和糯米為原料釀造米酒的滋味品質進行了分析。由圖3可知，當平均距離取4.2時，30 個米酒樣品可以形成5 個聚類，其中聚類I包含11 個樣品，均由秈米釀造米酒構成；聚類II和III均包含6 個樣品，均由糯米釀造米酒構成；聚類IV包含6 個樣品，其中秈米和糯米釀造米酒樣品各占一半；聚類V只包含1 個糯米釀造米酒樣品。由此可見，UPGMA結果與PCA結果一致，即以秈米和糯米為原料釀造的米酒其滋味品質存在顯著的差異，且原料種類對米酒滋味品質的影響要大于米酒曲。

2.1.3 與秈米和糯米釀造米酒滋味品質整體結構差異顯著相關指標的鑒定

通過PCA和UPGMA等無監(jiān)督的多元統(tǒng)計學分析，本研究證實了以秈米和糯米為原料釀造的米酒其滋味品質整體結構存在明顯的差異。通過配對t檢驗，本研究亦發(fā)現(xiàn)了兩類米酒樣品間的部分滋味指標存在顯著的差異。然而米酒滋味品質整體結構的不同，是不是由這些有差異的指標導致的，是本研究需要進一步驗證的問題。作為一種有監(jiān)督的多元統(tǒng)計學方法，通過解釋變量的線性組合RDA可以盡最大可能解釋響應變量的變異度[26]。本研究使用RDA，以原料的種類(秈米/糯米)作為起約束作用的解釋變量，對9 個米酒滋味指標數(shù)據(jù)組成的響應變量進行了解釋，進而對與米酒差異顯著相關的指標進行了鑒定。分析結果表明，數(shù)據(jù)中有11.5%的變異度能夠被以秈米/糯米的分組所解釋，通過蒙特卡羅置換檢驗(Monte Carlo permutation test)發(fā)現(xiàn)這一約束因素具有顯著性(P=0.028)。由圖5可知，澀味、咸味、甜味、豐度(鮮的回味)和后味A(澀的回味)等5 個指標與RDA排序圖約束軸上的樣本賦值良好相關，因而上述5 個指標代表了秈米和糯米釀造米酒滋味品質總體結構差異顯著相關的關鍵滋味。由圖5亦可知，澀味、咸味、甜味和后味A(澀的回味)等4個指標位于秈米釀造米酒樣品一側，這說明由秈米釀造的米酒其澀味、咸味、甜味和后味A(澀的回味)可能高于糯米。結合表1分析結果我們可知，上述4 個指標在不同原料釀造米酒中的差異具有統(tǒng)計上的顯著性(P<0.05)。值得一提的是，雖然豐度指標位于糯米釀造米酒樣品一側，但經(jīng)配對t檢驗發(fā)現(xiàn)其差異性不顯著(P>0.05)。由于澀味、咸味和和后味A(澀的回味)為米酒的缺陷型指標，由此可見，以糯米為原料釀造的米酒其滋味要優(yōu)于秈米。

圖4 RDA 雙序圖Fig.4 Biplot of the RDA注：P=0.028表示蒙特卡羅置換檢驗值。

2.2 秈米和糯米釀造米酒色度的分析

由表2可知，通過配對t檢驗發(fā)現(xiàn)，秈米釀造的米酒其明亮度顯著高于糯米(P<0.05)，此外較之糯米，秈米釀造的米酒顏色明顯偏紅色和偏黃色(P<0.05)。通過計算色差(△E*)發(fā)現(xiàn)，使用同一米酒曲釀造的秈米和糯米米酒樣品其平均色差為3.20，即兩類米酒樣品在色度上的差異是可以通過肉眼感知到的。眾所周知，米酒的顏色多為乳白色，由此可見，使用糯米釀造的米酒其色澤要優(yōu)于秈米。

表2 秈米和糯米釀造米酒各色度指標的差異性分析(n=30)

2.3 秈米和糯米釀造米酒有機酸含量的分析

通過使用HPLC對質量濃度在0.001～3 g/L的系列混合標準工作溶液進行分析，本研究對測得的各值進行了線性回歸擬合，并通過相關系數(shù)計算對回歸方程的可行性進行了評價，結果見表3。由表3可知，除琥珀酸相關系數(shù)為0.999 8外，其他6 種有機酸的相關系數(shù)均為0.999 9，說明7 種有機酸的峰面積與其對應的組分質量濃度呈現(xiàn)良好的線性相關性。由表3亦可知，米酒中的有機酸主要包括檸檬酸、蘋果酸、乳酸和乙酸，雖然含有草酸、琥珀酸和酒石酸，但其含量較少。經(jīng)配對t檢驗發(fā)現(xiàn)，以秈米為原料釀造的米酒7 種有機酸的含量均顯著高于糯米(P<0.05)。

表3 秈米和糯米釀造米酒有機酸含量的差異性分析(n=30)

3 結論

本研究使用電子舌和色度儀對不同原料釀造米酒的品質進行了評價，結果表明以糯米為原料釀造的米酒其滋味品質和色澤要優(yōu)于秈米。本研究亦使用HPLC對米酒中有機酸的含量進行了測定，結果表明檸檬酸、蘋果酸、乳酸和乙酸為米酒中的主要有機酸，且以秈米為原料釀造的米酒中有機酸的含量要顯著高于糯米。

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Comparative evaluation of product quality of rice wine fermented by milled rice and long-grain rice

WANG Yu-rong1, ZHANG Jun-ying2, PAN Ting1, DU Tian-yu1,YANG Cheng-cong1,GUO Zhuang1,*

1 (Northwest Hubei Research Institute of Traditional Fermented Food, School of Chemical Engineering and Food Science,Hu Bei University of Arts and Science, Xiangyang 441053, China)2 (Erdos Ecological Environment Career Academy, Erdos 017010, China)

Fifteen Fengwo rice wine koji samples were collected from Xiaogan Hubei province, and the product quality of rice wine fermented by indica rice and glutinous rice were studied by electronic tongue and colorimeter. Through principal coordinate analysis (PCA), multivariate analysis of variance (MANOVA), and unweighted pair-group method with arithmetic means (UPGMA), it was found that there were significant taste differences between rice wine fermented by indica rice and glutinous rice (P<0.05). Meanwhile, astringent, saltiness, sweetness, richness, and aftertaste-A were identified by redundancy analysis (RDA) as key variables significantly associated with the taste profile difference. The results of paired t-test indicated that the relative abundance of astringent, saltiness, sweetness, aftertaste-A,L*,a*andb*of rice wine fermented by indica rice were significantly higher than those by glutinous rice(P<0.05). The composition of organic acid were determinate by high performance liquid chromatography (HPLC) method. The results showed that citric acid, malic acid, lactic acid and acetic acid were majority of the organic acids in rice wine, and were more abundance in the samples fermented by indica rice compared with glutinous rice. Thus, it could be concluded that the rice wine fermented by glutinous rice had better taste and color quality in comparison with indica rice.

rice wine; indica rice; glutinous rice; quality evaluation

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201701031

碩士研究生(郭壯副教授為通訊作者,E-mail：guozhuang1984@163.com)。

湖北省教育廳科學技術研究計劃中青年人才項目(Q20152603)

2016-06-13，改回日期：2016-08-30