即墨黃酒陳化中幾種營(yíng)養(yǎng)物含量與褐變度的相關(guān)性

2

(1.河南工業(yè)大學(xué) 生物工程學(xué)院，河南 鄭州 450001；2.中央儲(chǔ)備糧重慶直屬庫(kù)有限公司,重慶 400070；3.中糧君頂酒莊有限公司，山東 蓬萊 265600)

眾所周知，黃酒是獨(dú)具中國(guó)特色的一種釀造酒，營(yíng)養(yǎng)豐富，被稱為“液體蛋糕”[1-2]。黃酒顏色多呈褐色、黃色、棕色等，也有部分黃酒呈現(xiàn)無(wú)色的狀態(tài)。通常傳統(tǒng)工藝黃酒陳化時(shí)間長(zhǎng)，色澤較深，而新工藝黃酒一般色澤較淺，后期需要添加焦糖色達(dá)到年份酒的要求。通常認(rèn)為，黃酒色澤的產(chǎn)生與黃酒中存在豐富的糖類、氨基酸等有關(guān)系，兩者的游離羰基與氨基能發(fā)生羰氨反應(yīng)(又稱美拉德反應(yīng))形成棕色縮合物，賦予黃酒一定的色澤。那么，黃酒中營(yíng)養(yǎng)物組分與色澤形成存在怎樣的關(guān)系，為什么酒齡越長(zhǎng)色澤越深?惠明等[3]在前期發(fā)表的論文中以老戶周黃酒(以糯米為主要原料)為例進(jìn)行了相關(guān)研究，找到了一些規(guī)律。筆者以不同年份的即墨黃酒(以糜子為主要原料)為研究對(duì)象，通過(guò)測(cè)定還原糖、氨基酸、多酚、5-羥甲基糠醛(5-HMF)和抗壞血酸的含量等，采用SAS 9.1統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)即墨黃酒中主要營(yíng)養(yǎng)物含量與褐變度的相關(guān)性進(jìn)行分析，旨在探討與黃酒陳化顯著相關(guān)的褐變因子，為解析黃酒陳化中色澤形成機(jī)制提供理論依據(jù)，也為以后建立黃酒指紋圖譜及有效地甄別酒齡提供參考，同時(shí)也對(duì)前期的研究結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 試驗(yàn)樣品

即墨黃酒：1995，2000，2005，2010，2011，2012，2013，2014年份，由山東即墨黃酒廠提供，主要釀造原料為水、黍米和小麥。

1.1.2 試 劑

氰基硼氫化鈉(NaBH3CN)、3-氨基-9乙基咔唑(AEC)，西亞試劑公司；福林酚試劑，上海生工SanGong Biotech公司；乙腈(色譜純)，天津四友精細(xì)化學(xué)品公司；5-HMF、硫代巴比妥酸(TBA)，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；沒(méi)食子酸，天津化學(xué)試劑三廠；2,6-二氯靛酚、草酸，上海阿拉丁試劑公司；葡萄糖、半乳糖、乳糖，天津科密歐化學(xué)試劑公司；麥芽糖，北京奧博星生物技術(shù)公司等。

1.1.3 主要儀器

723N型可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海精科儀器有限公司；恒溫水浴鍋，金壇市醫(yī)療儀器廠；S-433D自動(dòng)氨基酸分析儀，德國(guó)Sykam公司；Agilent 1260 HPLC色譜儀，安捷倫科技有限公司等。

1.2 方 法

1.2.1 酒樣中不同還原糖含量的測(cè)定

采用AEC柱前衍生及HPLC分離對(duì)即墨黃酒中的葡萄糖、麥芽糖、乳糖及半乳糖含量進(jìn)行測(cè)定。衍生方法及HPLC的分析條件參照張英[4]的操作。

1.2.2 酒樣中游離氨基酸含量的測(cè)定

采用氨基酸自動(dòng)分析儀法[5]。

1.2.3 酒樣中多酚含量的測(cè)定

采用Folin-Cioealteu法[6]。

1.2.4 酒樣中5-羥甲基糠醛(5-HMF)的測(cè)定

采用Cohen等[7]的方法。

1.2.5 抗壞血酸的測(cè)定

采用2,6-二氯靛酚法[8]。

1.2.6 黃酒褐變度的測(cè)定

將即墨黃酒稀釋20倍，分別測(cè)定其在420 nm處的吸光度，用褐變指數(shù)A420表示。由于黃酒的褐變度隨時(shí)間變化而發(fā)生變化，因此在每一組分測(cè)定的同時(shí)，分別測(cè)定褐變度。

1.2.7 數(shù)據(jù)分析及處理

采用SAS 9.1分析軟件對(duì)各測(cè)定因子與褐變度之間的相關(guān)性及其顯著性進(jìn)行分析，選擇出與黃酒發(fā)生褐變有顯著相關(guān)性的影響因子。

2 結(jié)果與分析

2.1 酒樣中還原糖含量與黃酒褐變度的相關(guān)性

黃酒色澤的深淺與黃酒陳化中發(fā)生美拉德反應(yīng)的程度直接相關(guān)，而還原糖是美拉德反應(yīng)的重要底物之一。糖標(biāo)準(zhǔn)品及即墨黃酒的AEC柱前衍生HPLC色譜圖如圖1，2所示(由于同品牌不同年份黃酒所含糖的色譜圖近似，這里僅以其中一個(gè)年份為例)，即墨黃酒中的糖成分主要為葡萄糖，其他糖的含量相對(duì)微量，所以后續(xù)以葡萄糖為對(duì)象分析還原糖與黃酒褐變的相關(guān)性及顯著性。

圖1 糖標(biāo)準(zhǔn)品的AEC柱前衍生HPLC色譜圖Fig.1 HPLC chromatogram after precolumn

圖2 2012年即墨黃酒中糖的AEC柱前衍生HPLC色譜圖Fig.2 HPLC chromatogram after AEC precolumn derivatization for saccharides in Jimo rice wine made in 2012

不同年份即墨黃酒葡萄糖含量及其與褐變度的相關(guān)性和顯著性如表1所示。

表1 不同年份即墨黃酒中葡萄糖含量與褐變度的相關(guān)性Table 1 Correlation between glucose content and browning degree in Jimo rice wine made in different years

①P<0.05為顯著，P<0.01為極顯著。

由表1可知：即墨黃酒中葡萄糖與褐變度的相關(guān)性極顯著(P=0.003 6，P<0.01)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程推測(cè)是由于葡萄糖在黃酒陳化中與氨基酸等氨基化合物發(fā)生美拉德反應(yīng)，生成類黑精等褐色物質(zhì)，從而對(duì)黃酒的褐變產(chǎn)生重要的影響。

2.2 酒樣中游離氨基酸含量與黃酒褐變度的相關(guān)性

黃酒中氨基酸含量十分豐富，是飲料酒中氨基酸含量最高的酒種[9]，而氨基酸是美拉德反應(yīng)的另一個(gè)重要底物，它還能與多酚及醌類物質(zhì)絡(luò)合，共同影響黃酒的陳化褐變[3]。即墨黃酒的氨基酸組分色譜圖(同品牌不同年份的黃酒僅選取其中一個(gè)年份為例)如圖3所示。不同年份即墨黃酒中游離氨基酸的含量如表2所示。游離氨基酸與褐變度的相關(guān)性及顯著性如表3所示。

圖3 2011年份即墨黃酒氨基酸組分測(cè)定色譜圖Fig.3 Chromatograms of amino acid in Jimo rice wine made in 2011

表2 不同年份即墨黃酒中各游離氨基酸的含量Table 2 Amino acid contents in Jimo rice wine made in different years 單位：mg/L

表3 不同年份即墨黃酒中游離氨基酸與褐變度的相關(guān)性Table 3 Correlation between amino acid content and browning degree in Jimo rice wine made in different years

①P<0.05為顯著，P<0.01為極顯著。

由圖3和表2，3可知：即墨黃酒(主要釀造原料為黍米和小麥)中，蘇氨酸(Thr)、苯丙氨酸(Phe)與其褐變指數(shù)之間的相關(guān)性均顯著(P<0.05)，亮氨酸(Leu)、賴氨酸(Lys)及精氨酸(Arg)與其褐變指數(shù)之間的相關(guān)性均極顯著(P<0.01)。其余氨基酸與黃酒褐變度的相關(guān)性均不顯著。

同老戶周黃酒[3]相比，即墨黃酒釀造原料和工藝存在明顯差異，與黃酒褐變度顯著相關(guān)的氨基酸種類及含量也不完全相同，但兩者中的Lys和Leu與褐變度的相關(guān)性均顯著或極顯著。原因可能是Lys含有兩個(gè)氨基，更容易與羰基化合物發(fā)生美拉德反應(yīng)，從而加速褐變，而Leu的疏水性較大，容易與多酚發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，這與梁靖等[10]的結(jié)論相一致，而氨基酸與多酚的交互作用也會(huì)對(duì)黃酒褐變產(chǎn)生顯著影響。Thr與即墨黃酒褐變度的相關(guān)性顯著，推測(cè)其具有較高的美拉德反應(yīng)活性，這一結(jié)論與胡燕[11]模擬蓮藕汁美拉德反應(yīng)體系時(shí)發(fā)現(xiàn)蘇氨酸具有很高的美拉德反應(yīng)活性相一致。此外，與部分品牌黃酒褐變度相關(guān)性顯著的Phe，Val，Ile及Ala也均屬于疏水性氨基酸，容易與多酚發(fā)生絡(luò)合而褐變。Arg的側(cè)鏈含游離氨基，Asp含有兩個(gè)羰基，所以推測(cè)兩者均具有較高的羰氨反應(yīng)活性，容易發(fā)生褐變。

2.3 酒樣中多酚含量與黃酒褐變度的相關(guān)性

不同年份即墨黃酒中的多酚含量及其與褐變度的相關(guān)性和差異顯著性如表4所示。

表4 不同年份即墨黃酒中多酚含量與褐變度的相關(guān)性Table 4 Correlation between polyphenol content and browning degree in Jimo rice wine made in different years

①P<0.05為顯著，P<0.01為極顯著。

由表4可知：即墨黃酒中的多酚含量與其褐變度之間的相關(guān)性極顯著(P<0.01)。多酚在O2的作用下，容易發(fā)生氧化聚合，生成醌類物質(zhì)，醌類物質(zhì)隨后可通過(guò)聚合反應(yīng)形成大分子有色物質(zhì)。醌類物質(zhì)可與酚類、胺類等親核物質(zhì)相結(jié)合，反應(yīng)產(chǎn)生的二聚體或多聚體有可能發(fā)生結(jié)構(gòu)重排而生成新的二酚二聚體，從而更容易被氧化，然后進(jìn)入下一輪循環(huán)，產(chǎn)生褐色的多聚體，從而加速褐變[3]。

2.4 酒樣中5-羥甲基糠醛(5-HMF)含量與黃酒褐變度的相關(guān)性

不同年份即墨黃酒中的5-羥甲基糠醛含量與黃酒褐變度的相關(guān)性如表5所示。

表5 不同年份即墨黃酒中5-HMF含量與褐變度的相關(guān)性Table 5 Correlation between 5-HMF content and browning degree in Jimo rice wine made in different years

①P<0.05為顯著，P<0.01為極顯著。

由表5可知：兩者相關(guān)性顯著(P<0.05)。5-羥甲基糠醛是酸性條件下美拉德反應(yīng)的重要中間產(chǎn)物，可進(jìn)一步反應(yīng)生成類黑精，從而引起褐變[12,15]。同時(shí)，在黃酒的陳化過(guò)程中，5-羥甲基糠醛也是抗壞血酸氧化分解的中間產(chǎn)物，是褐變程度的重要表征因子之一[13]。

2.5 抗壞血酸與黃酒褐變度的相關(guān)性

抗壞血酸在黃酒中有少量存在，氧化分解后可與游離氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)而引起褐變[14]。不同年份即墨黃酒中的抗壞血酸含量及其與褐變度的相關(guān)性如表6所示。

表6 不同年份即墨黃酒中抗壞血酸含量與褐變度的相關(guān)性Table 6 Correlation between ascorbic acid content and browning degree in Jimo rice wine made in different years

①P<0.05為顯著，P<0.01為極顯著。

由表6可知：兩者之間的相關(guān)性并不顯著(P>0.05)。原因可能是，與多酚引起的褐變效果相比，抗壞血酸引起的褐變反應(yīng)速度較慢，并且其在黃酒中的含量相對(duì)較低，對(duì)黃酒褐變的影響較小，所以兩者的相關(guān)性并不顯著。

3 結(jié) 論

即墨黃酒在陳化中色澤會(huì)逐步加深，這是黃酒后熟的一個(gè)重要標(biāo)志。黃酒中易發(fā)生褐變的營(yíng)養(yǎng)物含量與褐變度存在一定的相關(guān)性，主要表現(xiàn)在：即墨黃酒中主要的糖為葡萄糖，其他糖的含量相對(duì)較少，葡萄糖與褐變度的相關(guān)性極顯著；黃酒中的Thr，Phe與其褐變度的相關(guān)性顯著，Leu，Lys及Arg與其褐變度的相關(guān)性極顯著，其余氨基酸與黃酒褐變度的相關(guān)性不顯著；酒樣中的多酚和5-HMF含量與黃酒褐變度之間的相關(guān)性分別為極顯著和顯著。黃酒中含有微量抗壞血酸，其與黃酒褐變度之間的相關(guān)性不顯著。以上結(jié)果為進(jìn)一步分析即墨黃酒色澤的形成機(jī)制和建立產(chǎn)品指紋圖譜提供了參考。