黃酒中醇類物質(zhì)的研究進展

黃曉媛 ，錢敏 *，阮鳳喜 ，趙文紅 ， ，李湘鑾 ，白衛(wèi)東 ，

1. 仲愷農(nóng)業(yè)工程學院輕工食品學院（廣州 510225）；2. 廣東省嶺南特色食品工程技術(shù)研究中心（廣州 510225）；3. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程創(chuàng)新研究院（廣州 510225）

黃酒是中國最古老的、最具有民族特色的低濃度酒精飲料之一，是聞名于世界的三大釀造酒之一[1-3]。在最新的國家標準中，傳統(tǒng)黃酒的定義是：以黍米、小米、玉米、小麥、水為原料，經(jīng)蒸煮，加酒曲、糖化、發(fā)酵、壓榨、過濾、煎酒（除菌）、貯存、勾調(diào)而成的黃酒[4]。其酒體橙黃透明不渾濁，氣味芳香醇厚，口味溫雅柔和，甘爽上口，既可飲用烹調(diào)，又集營養(yǎng)與保健于一身，被稱為“天下一絕”[5]。黃酒營養(yǎng)成分豐富，富含蛋白質(zhì)氨基酸、多酚、肽類、多糖、維生素、γ-氨基丁酸、類黑精及礦物質(zhì)等健康活性物質(zhì)[6]，是行業(yè)內(nèi)首推的傳統(tǒng)保健養(yǎng)生良品。目前黃酒中的保健功能還未引起足夠的重視，其在世界的知名度不如白酒并非是口感原因，而主要在于世界很多國家對黃酒的營養(yǎng)與安全性了解不夠深刻，因此還需加大力度全面研究黃酒的營養(yǎng)與保健功能，并對黃酒保健功能進行研究與宣傳，勢必極大地促進我國黃酒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[7-9]。

黃酒中的揮發(fā)性成分是其產(chǎn)品香氣特征的重要物質(zhì)基礎。研究發(fā)現(xiàn)，酯類、醇類、酸類物質(zhì)為黃酒香氣的骨架成分。此外，酚類、芳香類、酯類等物質(zhì)也對黃酒的香氣特征有較大貢獻[10]。醇類物質(zhì)的味覺作用在黃酒中相當重要，它是構(gòu)成黃酒相當一部分味覺的骨架。黃酒中高級醇的含量和種類更是決定了釀造酒的特征香味物質(zhì)和口感，適量高級醇在呈味方面使酒體柔和豐滿、濃厚，使味道的持續(xù)時間長。含量過少使黃酒口感單薄，過高易引起劇烈頭痛，對人體健康造成不良影響[11]。高級醇還具有一定的毒性，且毒性會隨著分子量的增大而增加。目前，醇類物質(zhì)研究主要是探索高級醇的形成過程及分析與控制黃酒生產(chǎn)中的高級醇含量，試驗針對黃酒中醇類物質(zhì)的風味特征、來源、檢測方法及醇類物質(zhì)對酒體的影響進行綜述，以期為黃酒醇類物質(zhì)研究和黃酒工業(yè)化和品質(zhì)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 黃酒中醇類物質(zhì)的種類及來源

黃酒中的醇類物質(zhì)包括甲醇、乙醇、仲丁醇、正丁醇、異丁醇、異戊醇、3-3-二甲基-2-戊醇、正己醇、2，3-丁二醇、苯甲醇、苯乙醇、月桂醇等。甲醇有溫和的酒精氣味，具有燒灼感；乙醇具有酒精香味、稀釋帶甜，有溫和灼燒感；正丙醇氣味似醚臭，有苦味；正己醇具有強烈芳香，香持久，有濃厚感；2，3-丁二醇可使酒香發(fā)甜香，后味綿長，稍帶苦味；苯甲醇具有微弱的蜜甜水果香味；月桂醇具有微弱而持久的月桂香油脂氣味。

高級醇是酒精發(fā)酵代謝的副產(chǎn)物的主要成分，其主要包含正丙醇、異丁醇、正丁醇、正戊醇、異戊醇、苯乙醇等，苯乙醇的含量最高并且具有玫瑰花香。其他醇類含量雖少，但也貢獻了一部分香氣，如正丙醇具有麻醉樣氣味和苦味；異丁醇具有蘋果香、苦味和可可香；正丁醇略含有茉莉香味、麥芽香和青草香[12]；正戊醇略有奶油味；異戊醇具有澀味和刺激味[13]。

在釀造黃酒的過程中，醇類物質(zhì)在前酵期間含量增長迅速，異丁醇、異戊醇和苯乙醇的含量達到過程中的最大值，使得黃酒的風味組分含量和種類都增多。在后酵期間，醇類先減少后增加。黃酒中的大部分醇類由糖或氨基酸在酵母菌的作用下生成，乙醇由葡萄糖生成。而高級醇主要依靠氨基酸分解代謝途徑和丙酮酸合成代謝途徑生成[14-15]。在酒精發(fā)酵過程中，酵母能在通氧條件下將糖轉(zhuǎn)化成醇，在厭氧條件下氨基酸可以被轉(zhuǎn)化成醇，如將亮氨酸生成異戊醇，將纈氨酸生成異丁醇，將苯丙氨酸生成苯乙醇；少量的醇是由酵母與其相應的醛產(chǎn)生化學還原反應形成的[16]。白酒醇類研究為黃酒醇類研究提供思路，如：盧建軍等[17]利用生物信息數(shù)據(jù)資源，對白酒釀造過程中產(chǎn)正丙醇的微生物進行定向補充篩查，明確了正丙醇的產(chǎn)生途徑為丙醛代謝途徑；劉淑琴[18]通過氣相色譜對黃酒中的風味物質(zhì)進行定性定量分析，并根據(jù)香氣活力值分析得出正丙醇含量對黃酒風味呈較高的正相關(guān)性，相關(guān)值為0.428。

2 黃酒中醇類物質(zhì)的檢測方法

黃酒成分復雜，揮發(fā)性成分物質(zhì)濃度較低，種類多且結(jié)構(gòu)差異巨大，除此之外，酒體中還含有蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)、維生素等功能性物質(zhì)，所以對黃酒的醇類物質(zhì)的檢測難點主要集中在前處理上，需要先對酒體的物質(zhì)進行分離濃縮處理[19]。采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對物質(zhì)進行定量定性分析，同時也有通過聚類分析、判別分析、主成分分析等方法對黃酒中風味物質(zhì)進行分析研究。

2007年，羅濤等[20]首次采用頂空固相微萃取和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的方法檢測黃酒中揮發(fā)性和半揮發(fā)性微量成分，檢測到含量較高的異戊醇、異丁醇、丁醇、2-甲基丁醇，并首次發(fā)現(xiàn)黃酒中含量較少的辛醇和壬醇。

2011年，林玲等[21]采用分光光度計測定黃酒中的高級醇，其測定結(jié)果比用氣相色譜法測定的偏低（分光光度法測定的高級醇含量為214.378 mg/L，氣相色譜法檢測結(jié)果為263.36 mg/L），且此方法不可測定各組分醇含量。

2015年，余煒等[22]通過氣相色譜對糯米酒中的主要雜醇油含量進行定量分析，與紙層析法相比，其精密度和準確度好；與頂空進樣-氣質(zhì)聯(lián)用、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用相比，其測定時間短，測樣成本低，適用于大批樣酒樣的測定。

2019年，劉爽等[23]對酒樣采用乙酸乙酯制備的萃取劑萃取后再進行液液萃取-氣相色譜法測定酒樣中β-苯乙醇含量，該方法有效降低糖類、色素等成分對氣相色譜進樣系統(tǒng)和分離系統(tǒng)的污染，適用于黃酒中β-苯乙醇的檢測。2019年，黃星奕等[24]采用氣相色譜-離子遷移色譜技術(shù)測定不同酒齡黃酒的揮發(fā)性物質(zhì)，實現(xiàn)無損檢測黃酒中的揮發(fā)性物質(zhì)。趙陽等[25]利用正己烷萃取黃酒樣品中的β-苯乙醇后用氣相色譜法來外標定量，該方法的線性范圍為0.513 2～102.6 mg/L，線性相關(guān)系數(shù)高，方法準確可靠，回收率高。

檢測高級醇常用的方法主要是分光光度法和氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）。分光光度法是通過對比高級醇與黃酒酒樣的檢測波長，從而確定含有的高級醇種類和含量。GC-MS是根據(jù)目標物質(zhì)在兩相中溶解系數(shù)不同的原理對物質(zhì)進行分離，并通過輔助檢測設備對已分離完成的色譜柱進行定性定量分析[26]。隨著儀器設備的發(fā)展，越來越多研究者使用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、全二維氣質(zhì)、氣相色譜-離子遷移色譜等儀器來分析醇類物質(zhì)。

3 醇類物質(zhì)對黃酒風味品質(zhì)的影響

黃酒中的風味來源于呈香物質(zhì)，若按黃酒的香氣進行感官描述性分析，包括醇香、醬香、曲香、米香、酯香、異香、焦香、協(xié)調(diào)和留香。新釀紹興黃酒的香氣特征主要為醇香和曲香，以苯乙醇和異戊醇為揮發(fā)性風味物質(zhì)；陳釀紹興黃酒的香氣特征為留香、酯香和協(xié)調(diào)，糠醇作為其揮發(fā)性風味物質(zhì)[27]。黃酒具有香、醇、柔、棉、爽的復雜口感，主要是因為其將甜、酸、苦、澀、鮮、辣融于一體。其中辣味主要來自于酒精和高級醇，酒在儲藏過程中，醇類物質(zhì)與水分子相互締合，將酒的辛辣味變得醇香棉柔。

高級醇類在黃酒中有著重要的地位，既呈香又呈味，它們是酒中醇甜和助香的主要物質(zhì)，也是形成香味物質(zhì)的前體。高級醇屬于前發(fā)酵的初級代謝產(chǎn)物，是在酵母菌生長繁殖的過程中形成的，一般于主發(fā)酵期的第3～第7天[28]。在后發(fā)酵時期，這些醇類物質(zhì)會在酶的作用下與酸反應生成酯類物質(zhì)，而酯類物質(zhì)的含量越高則酒的品質(zhì)越好。

研究表明高級醇參與黃酒釀造過程中微生物的生長代謝[29-30]，對黃酒的風味和香氣產(chǎn)生積極影響，是黃酒中的重要組成成分。四碳、五碳醇貢獻大部分香氣，其中異戊醇和異丁醇等的醇香最為明顯。異丁醇是黃酒中醇香主要來源，異戊醇帶有一種杏仁香的氣味。作為釀造黃酒所特有的β-苯乙醇，則具有玫瑰的香氣。但是過量高級醇會導致酒中異雜味的產(chǎn)生，如：戊醇過多會有汗臭味和腐敗味；異戊醇和異丁醇混合物過多會導致酒有雜醇油臭，同時會使酒有不愉快的苦味；酪醇、色醇均有強烈的苦味，嚴重時極易致醉即飲用后會頭痛，俗稱“上頭”[31]。

郭翔[32]采取固相微萃取技術(shù)分析測定揮發(fā)性物質(zhì)，分析比較不同黃酒中醇等成分的構(gòu)成。因黃酒中乙醇和水大部分以氫鍵締合的方式存在，酒中氫鍵締合強弱呈現(xiàn)醇水氫鍵的締合結(jié)構(gòu)，從而表現(xiàn)酒體口感。新釀生黃酒因醇水氫鍵締合強度較弱而酒味寡淡、入口暴烈，而陳釀黃酒醇水氫鍵締合強度較強則其酒體協(xié)調(diào)柔和。

吳春[33]采用現(xiàn)代色譜技術(shù)測定黃酒中的風味物質(zhì)，運用主成分分析的方法得出紹興古越龍山黃酒的4種特征醇類風味物質(zhì)。其中：3-乙氧基丙醇和庚醇在前發(fā)酵時期伴隨酒精產(chǎn)生；丁醇一般為厭氧菌在后發(fā)酵時期發(fā)酵產(chǎn)生，與前期無顯著變化；十二醇在發(fā)酵前期就產(chǎn)生并于第4天達到穩(wěn)定狀態(tài)。

江偉等[34]通過固相微萃取與氣相質(zhì)譜聯(lián)用法來測定8種不同酒齡黃酒的醇類化合物的含量，包括異丁醇、2-甲基-1-丁醇、異戊醇、2-庚醇、正己醇、糠醇、β-苯乙醇、2，3-丁二醇，結(jié)果發(fā)現(xiàn)陳釀1，4，6，8和12年的黃酒中總醇含量變化趨勢為先上升后下降，第6年的醇含量占比最高。研究表明這些醇的形成主要是由于發(fā)酵過程中原料中蛋白質(zhì)、氨基酸和糖的降解，分解后的原料中的蛋白質(zhì)形成氨基酸，氨基酸再通過酵母進行脫氨和脫羧作用分解形成各種醇，這些醇賦予黃酒獨特的芳香[35-36]。

王曉欣等[37]利用液液萃取法濃縮醬香型白酒中的風味物質(zhì)，并將萃取物進行酸堿分離，通過GC-O和GC-MS分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)一些水溶性較好的醇存在于酸性或水溶性組分中，為醬香型白酒貢獻了水果香和花香。

劉浩等[38]通過頂空固相微萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析藜麥黃酒與燕麥黃酒揮發(fā)性成分，2種黃酒中醇類物質(zhì)的總含量相差不大，但其風味特征成分的結(jié)構(gòu)種類具有明顯差異，前者的醇類物質(zhì)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)多樣化，而后者多為直鏈脂肪醇，異戊醇為兩者唯一共有的醇類。

晉湘宜等[39]采用普通蒸餾結(jié)合氣相色譜法對房縣傳統(tǒng)型、洑汁型和清爽型3種口味的黃酒分析其醇類物質(zhì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)樣品中異丁醇、異戊醇和β-苯乙醇的含量較高，其含量大小為β-苯乙醇＞異丁醇＞異戊醇。適當濃度的異丁醇和異戊醇給予黃酒花香和酒的獨特香味。

醇類物質(zhì)是黃酒中的一類重要的呈味物質(zhì)，在黃酒的風格和品質(zhì)方面起著重要作用。黃酒中醇類物質(zhì)與水分子締合強度、釀造原料的不同、釀造時間等都會對黃酒品質(zhì)產(chǎn)生影響。

4 結(jié)語與展望

黃酒中的醇類物質(zhì)包括甲醇、乙醇、仲丁醇、正丁醇、異丁醇、異戊醇、3-3-二甲基-2-戊醇、正己醇、2，3-丁二醇、苯甲醇、苯乙醇、月桂醇。每一種醇類化合物都賦予黃酒不同的風味和香氣。主要介紹了醇類物質(zhì)的風味特征、醇類的來源、黃酒中醇類物質(zhì)的檢測方法及其對黃酒風味品質(zhì)的影響。高級醇的代謝機理（即氨基酸的降解代謝途徑和糖合成代謝途徑）已有研究，但是黃酒發(fā)酵過程中醇類的代謝機制尚不深入。從目前的研究進展看釀造黃酒的原料不同，生成的醇的含量和種類也有明顯差異；黃酒發(fā)酵過程中高級醇的代謝體系也比較復雜，生物調(diào)控法是目前主要的研究思路。隨著分析技術(shù)的發(fā)展，研究人員可以利用微生物高通量、宏基因、宏轉(zhuǎn)錄及靶標代謝組學等手段來研究黃酒中的高級醇類物質(zhì)的代謝途徑，探究其代謝機制，從而進一步對黃酒中的高級醇含量進行調(diào)控，助力高品質(zhì)黃酒的生產(chǎn)。某些醇類會給酒體帶來苦味或澀味，如正丙醇、異丁醇和異戊醇，可通過控制發(fā)酵條件來控制其含量；而異戊醇、苯乙醇、異丁醇是黃酒醇類物質(zhì)里含量最高的揮發(fā)性物質(zhì)，于黃酒風味的影響最大，一方面可以通過同位素標記法研究其在發(fā)酵過程中的代謝途徑，另一方面也可以通過缺失試驗，來驗證其對黃酒風味的重要作用。希望通過介紹，為黃酒的健康釀造提供理論基礎指導，從而提高黃酒品質(zhì)以改善飲酒對人體的影響。