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不同类型高粱酿出的酒,风味区别究竟在哪里?


4月,酿酒专用粮的研究又有重大进展。


四川轻化工大学酿酒专用粮研究团队(以下简称“四川轻化工大学团队”)在国际权威Top期刊《Food Chemistry》(Q1,IF: 8.5)发表题为“挥发性组学和脂质组学揭示不同高粱品种酿造白酒的风味机制”(Volatilomics and lipidomics revealed flavoring mechanism in baijiu brewed from diverse Sorghum varieties)的研究性论文,利用挥发性组学和脂质组学揭示了川南酿酒专用粮对浓香型白酒风味形成的影响。


图源@Food Chemistry


值得一提的是,在今年2月,四川轻化工大学团队在《Food Chemistry》发表了另一篇有关酿酒专用粮的学术论文,「科创破解未知!国际顶刊揭秘专用粮如何影响白酒风味生成(点击阅读链接了解更多)


两个月时间,两篇同一研究对象的论文,两度在国际顶级期刊发表,含金量不言而喻。这意味着,对酿酒原粮的探索已经成为了具备国际影响力的重要议题。


近日,「#好酒地理局」再度对话了论文第一作者、四川轻化工大学生物工程学院祝辉博士和论文通讯作者、四川轻化工大学食品与酿酒工程学院王凝副教授。在听完他们的介绍后,热爱饮酒的你或许会对“酿酒专用粮”的意义拥有更加深刻的感受。



高粱不同,风味不同


作为酿酒核心原料的高粱,其品种差异会显著影响酒体的最终品质。


此前已有研究表明,糯、粳高粱在淀粉结构、单宁及脂质含量等方面均不相同,并且会通过脂质代谢间接影响白酒的风味,但相关机制尚未明确,且缺乏对非挥发性成分的深入分析。


四川轻化工大学团队填补了这一空白。


团队以糯高粱与非糯高粱为对象,系统解析了不同高粱酿造白酒在感官特性、VOCs及脂质谱方面的差异


为了得到尽可能客观的结果,四川轻化工大学团队招募了一支由院校学生、酒厂品评员组建起的专业品鉴小组,分别品尝了由糯高粱和非糯高粱酿成的酒,测评酒体均由宜宾恒生福酒业统一酿造(四年前,恒生福酒业将厂内名优窖池用于开展酿酒专用粮连续窖内生产对比,为四川轻化工大学团队提供了原粮、糟醅、酒样等多种样品),尽可能规避其他因素对酒体风味的影响。


不同高粱酿造白酒的感官评价结果。a为感官评价结果PCA,b为正交偏最小二乘-判别分析(OPLS-DA)模型置换,c为不同白酒的21个感官差异特征(VIP>1),d为不同白酒21种感官特征的热图。


王凝介绍,从最直观的感官体验来说,糯高粱酿出来的酒在风味上更加优雅协调,口感更加柔和,用通俗的话来说,就是比较“顺口”,而用非糯高粱酿出来的酒,高粱香和麦香比较突出,风味更加强烈和刺激


团队还邀请了非专业人士参与品鉴,也得出了同样的感受。


但如果仅凭此判断二者的区别,显然是不够严谨的。祝辉在采访中提到,不管是专业人士还是非专业人士,品鉴的感受都存在一定的主观因素,而团队需要确保结果尽可能的客观。


因此,团队又采用了电子鼻和电子舌技术,对两种酒体进行了更进一步的风味分析。


通过主成分分析(PCA)对电子鼻传感器采集的气味信息进行降维处理(PC1贡献率98.6%,PC2贡献率1.2%,累计99.8%),两类酒体在平面坐标系中呈现显著分离,表明其气味特征存在本质差异,这与感官评价中两类白酒香气的显著区分高度一致


同电子鼻和电子舌的结果。a为电子鼻结果PCA,b为电子舌结果PCA,c为电子舌结果雷达图。图源@原论文


通过电子舌结合主成分分析(PCA)对两类白酒的味觉特征进行解析,结果显示PC1(63.9%)与PC2(20.8%)累计贡献率达84.7%,表明两类样本味觉差异显著。


雷达图显示,不同样本的闭合曲线形状明显不同,证实味觉信息存在分化:糯高粱在酸味、鲜味及甜味传感器上的响应值显著高于非糯高粱,而苦味响应值最低。这项结果也符合感官评价中糯高粱酸、甜、鲜味明显的特征。


明确了差异的存在,就要找到形成的原因。团队随后采取了顶空固相微萃取-气相色谱质谱(HS-SPME-GC-MS)及超高效液相色谱-飞行时间质谱(UPLC-TOF-MS/MS)技术,系统解析了糯高粱与非糯高粱酿造的浓香型白酒风味差异及脂质组成特性。


不同高粱酿造白酒的脂质谱分析。a为脂质组学结果的OPLS-DA,b为OPLS-DA模型置换。c为26种不同白酒的脂质差异(VIP>1),d为不同白酒的26种脂质热图。图源@原论文


研究筛选出26种关键香气物质(OAV1),其中,糯高粱的辛酸乙酯与长链脂肪酸的协同作用,赋予了酒体甜感与顺滑口感;而非糯高粱中乙醛、乙缩醛等刺激性成分强化了陈酿香。


在这组结果的背后,有两个特殊的地方值得关注。


其一是对脂质组成分的分析。前文提到,在以往的白酒风味研究中,更多聚焦在挥发性风味物质的分析上,而对以脂质组为代表的非挥发性成分缺乏系统性探索。


因此,本次研究从挥发性组学和脂质组学两大方面切入,首次揭示了脂质与关键挥发性成分如何通过分子间相互作用影响白酒的醇厚感与柔和度,也明确了原料脂质特性对风味品质的调控作用


脂质、挥发性有机化合物和感官特征之间的相关性。绿色的圆圈代表脂类,橙色的圆圈代表挥发性有机化合物,黄色的圆圈代表感官特征。红线表示正相关,蓝线表示负相关。图源@原论文


其二就是超高效液相色谱-飞行时间质谱(UPLC-TOF-MS/MS)技术的应用。祝辉介绍,在比较酒的化学成分差异时通常会选择气相色谱质谱技术,液相色谱在蒸馏酒的应用相对较少。


“这篇文章之所以能够发在国际顶级期刊,与脂质组成分、液质检测方法运用在白酒领域也有密切关联。”



长链脂肪酸如何影响风味?


在酿酒的世界里,人们对风味的认知处于不断刷新的动态变化中。


“原先我们在探究风味影响时,会以‘四大酸酯’为主体骨架,由此来判断化合物之间的平衡关系。但随着技术的推进,我们发现一些物质它虽然总体含量很低,却同样对酒体口感有显著影响。”祝辉说。


长链脂肪酸就是其中之一。在此次的论文成果中明确提到——长链脂肪酸乙酯(LCFAEEs)与白酒的感官体验有显著的相关性,中长链脂肪酸影响了白酒挥发物、乙醇和水分子之间的分子间相互作用,对降低白酒的刺激性气味有积极作用。


图源@视觉中国


长链脂肪酸是白酒中的一类物质,通常表现出更高的沸点温度,但嗅觉器官很难感知,长期以来并没有得到足够的重视。


2023年,江南大学生物工程学院许正宏教授团队针对长链脂肪酸在白酒风味中的作用研究取得重要进展。


研究团队从微观的分子间互作、宏观理化性质、人体感知特性三个层面,确证了长链脂肪酸类对白酒香气特征的影响,并基于分子互作关系,系统解析了其对风味物质呈香特性的影响机制。


他们在研究白酒陈放过程中的变化规律时也发现,随着酒体陈放时间的延长,长链脂肪酸(酯)的含量也有所增加,这也是陈年酒口感醇厚的重要原因之一


图源@视觉中国


这一研究引发了祝辉团队更进一步的思考。此前团队的研究已经证实,糯高粱酿造糟醅拥有更加丰富的甘油磷脂成分,这是否意味着在长链脂肪酸方面也会有较大差别?


结果的确如此。通过脂质组学结合OPLS-DA模型分析可知,糯高粱与非糯高粱白酒脂质组成差异显著,主要集中在脂肪酰胺、甘油脂、甘油磷脂和鞘脂类,两者的差异不仅与原料相关,也与发酵过程中的微生物代谢相关。


同时,脂质也通过分子互作调控实现风味释放——长链脂肪酸抑制挥发性成分逸散,磷脂与甘油酯通过结合多酚或蛋白质增强口感粘稠度,掩盖苦味并提升酸度感知。


王凝提到,希望通过对酿酒专用粮不断深入的研究,能够更好地服务白酒企业,帮助企业找到更适合的酿酒高粱品种。


“不同的酒种、不同的地区都有不同的风味偏向性,如果想要芳香更明显,就可以选择非糯高粱,如果想要陈香更明显、口感更顺滑,就可以选择糯高粱。”



指标越丰富结果越客观


对于四川轻化工大学团队来说,这场历时4年的探索,更深的意义在于为行业增添新的原料视角——除了淀粉、蛋白质、单宁等物质、脂质组成也是一个重要的参考指标。


这种视角的呈现,也透露出白酒风味世界的未来风向——更精细、更全面。


图源@视觉中国


“我们在评价一款白酒的质量等级时,如果仅仅依靠几个骨架指标,可能会存在很多问题。比如说,有些酒厂生产的酒,从指标上看很优秀,但实际品尝起来却并不是那么回事儿。”


祝辉说,如果将现有的指标种类扩展到几十个以上,出来的结果一定会更加客观,这个评价体系也会更具有实操性。


但实现这个目标并不容易。酿酒的过程极其复杂,发酵、蒸馏、陈化,每一个环节都处于时刻的变化之中,牵扯到众多微生物的相互作用。对于祝辉所在的团队而言,这是一项需要长期坚持的工作。


王凝介绍,四川轻化工大学致力于实现对白酒全产业链条的覆盖和布局,并在此基础上建立起由院士牵头指导的四川省酿酒专用粮工程技术研究中心,长期性地探索酒粮之间的关系。


图源@汾酒集团


在此次与宜宾恒生福酒业联合开展的连续窖内生产试验中,团队对产学研一体化研究也有了深刻的认识:达成互补与融合的共生关系,才是企业与科研院所开展合作的重要前提


“第一,即使是规模不大的中小酒企,对于科技的需求也是很急切的,科研院所应该为他们提供助力;第二,对于科研人员而言,需要企业为他们提供在真实环境进行实验的机会,以保证成果的严谨和客观;第三,传统的研究要与前沿的技术手段、设备相结合。这次实验我们与南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室进行了合作,通过他们的设备支撑获得了重要成果,如果设备不够先进,结果可能也不会这么如愿。”祝辉说。


作为第一位踏上月球表面的地球人,阿姆斯特朗曾留下那句经典名言——这只是我一个人的一小步,却是人类的一大步。对于酿酒来说,小到一粒粮食、大到万吨美酒,都离不开每一次或大或小的科研突破


滴滴细流最终汇聚成白酒风味的大江大河。




参考资料:

[1] Liu, Q. R., Lin, X. L., Lu, Z. M., Chai, L. J., Wang, S. T., Shi, J. S., Zhang, S. Y., Shen, C. H., Zhang, X. J., & Xu, Z. H., D. (2023). Influence on the volatilization of ethyl esters: Nonnegligible role of long-chain fatty acids on Baijiu flavor via intermolecular interaction. Food Chemistry.

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