酿酒原料在浓香型白酒中风味贡献的分析方法
阅读说明：本技术 酿酒原料在浓香型白酒中风味贡献的分析方法 (Method for analyzing flavor contribution of brewing raw materials in Luzhou-flavor liquor ) 是由 刘芳 郑佳 杨康卓 张建敏 赵东 乔宗伟 于 2021-07-30 设计创作，主要内容包括：本发明属于白酒风味分析技术领域,具体涉及酿酒原料在浓香型白酒中风味贡献的分析方法。本发明所要解决的技术问题是提供酿酒原料在浓香型白酒中风味贡献的分析方法。该方法包括：a、模拟浓香型白酒生产工艺中酿酒原料蒸煮香气成分的收集方法或发酵方法来收集蒸馏液或发酵样品；b、对步骤a中收集的蒸馏液或发酵样品的香气成分进行分析。本发明方法更加系统,更贴近于实际生产,也更适用于浓香型白酒酿酒原料风味分析,该方法为酿酒原料的选择和配比提供了数据支持,为提高白酒质量提供了理论依据。(The invention belongs to the technical field of liquor flavor analysis, and particularly relates to an analysis method for flavor contribution of liquor making raw materials in strong aromatic liquor. The invention aims to solve the technical problem of providing an analysis method for flavor contribution of brewing raw materials in strong aromatic Chinese spirits. The method comprises the following steps: a. collecting distillate or fermentation samples by simulating a collection method or a fermentation method of brewing raw material cooking aroma components in the production process of the strong aromatic Chinese spirits; b. and (c) analyzing the aroma components of the distillate or the fermentation sample collected in the step a. The method is more systematic, closer to the actual production and more suitable for analyzing the flavor of the brewing raw materials of the Luzhou-flavor liquor, provides data support for selection and proportion of the brewing raw materials and provides theoretical basis for improving the quality of the liquor.)
技术领域
本发明属于白酒风味分析技术领域，具体涉及酿酒原料在浓香型白酒中风味贡献的分析方法。
背景技术
白酒是以谷物为原料经蒸煮、糖化、发酵、蒸馏、贮存及勾兑而成的中国传统蒸馏酒。酿造白酒的谷物原料众多，其中以高粱、大米、糯米、小麦、玉米、青稞最为常见。酿酒原料是决定白酒品质的第一物质基础。白酒界有“高粱产酒香、玉米产酒甜、大麦产酒冲、糯米产酒绵、大米产酒净、小麦产酒糙”的说法。这充分说明了不同原料酿造白酒，风味各具特色。
原料对白酒风味的影响主要来源于两个方面：在白酒生产工艺中蒸酒与蒸粮总是同时进行，粮食在蒸煮糊化的同时，其游离态的香气物质随蒸汽进入酒体，这便是酒中“粮香”的来源；蒸煮糊化后的粮食经摊量、加曲后入窖发酵，其中大分子物质如淀粉、蛋白质、脂肪、单宁等在微生物及其酶的作用下，生成乙醇和众多风味物质赋予白酒特殊的香气与口感。
国内外对白酒风味物质的研究报道较多，但关于酿酒原料对白酒风味物质影响的研究鲜有报道。目前对酿酒原料的研究主要集中在以下3个方面：(1)原料理化特性分析；(2)粮食蒸煮香气成分的分析，如《食品科学》期刊文章“GC-O-MS分析5种酿酒原料中蒸煮香气成分”(2016)；《食品与发酵工业》期刊文章“应用顶空固相微萃取-气相色谱质谱技术解析酿造用高粱蒸煮挥发性香气成分”(2017)；这两篇文献结果表明：酿酒用粮食蒸煮后香气成分大多存在于白酒中，不同类型酿酒原料蒸煮后香气物质组成差异明显；(3)粮食发酵香气成分的分析，如《食品科学》期刊文章“不同酿造原料酿造单粮白酒风味物质特异性分析”(2019)，该文章结果显示不同粮食以中温大曲为发酵剂，进行模拟固态发酵产生的风味物质种类及含量差异较大，从感官品评、香气成分强度及香气物质定量分析三个方面综合评估，对单粮酿酒特性进行了总结，并得出高粱为最佳酿酒原料这一结论。上述研究成果为解析白酒中风味物质来源提供了一定基础，但未能系统全面阐明粮食与白酒风味的关系：如粮食蒸煮香气成分的研究中，研究者以少量(1～5g)蒸煮后的粮食作为研究对象，探究蒸煮后粮食的香气成分，但在实际生产中，浓香型白酒生产工艺中蒸粮与蒸酒往往同步进行，白酒中粮香主要来源于蒸馏过程由乙醇拖带出的粮食蒸煮香气成分，研究结果仅对蒸煮后粮食进行定性分析，即仅解释了白酒中的粮香类物质有哪些的问题，未能深入研究该类风味物质在白酒中的含量；在粮食发酵香气成分的研究中，研究者所采用的方法为清香型白酒的生产工艺，该研究产生的定性定量结果仅能作为清香型白酒的数据支持。
上述研究均以单粮为研究对象，未深入探究单粮与多粮蒸煮及发酵产生的风味物质的差异。由于原料配比及发酵剂(即大曲)的差异，研究方法及结果对浓香型白酒特别是多粮浓香型白酒不具有参考意义。同时上述研究未能结合实际生产，考虑到浓香型白酒实际生产中蒸酒蒸粮的过程中出窖糟醅中酸度、乙醇含量对粮食糊化效果及对蒸煮香气的拖带作用，以及在发酵过程中原料疏松度对发酵效果的影响。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了酿酒原料在浓香型白酒中风味贡献的分析方法，包括：a、模拟浓香型白酒生产工艺中酿酒原料蒸煮香气成分的收集方法或发酵方法来收集蒸馏液或发酵样品；b、对步骤a中收集的蒸馏液或发酵样品的香气成分进行分析。
其中，步骤a中，所述酿酒原料为单粮或多粮。
进一步地，所述单粮为高粱、大米、糯米、小麦或玉米。
优选地，所述单粮为高粱。
进一步地，所述多粮为五粮，包括高粱、大米、糯米、小麦、玉米。
其中，步骤a中，所述的酿酒原料蒸煮香气成分的收集方法包括：酿酒原料前处理方法和蒸馏方法。
进一步地，所述的酿酒原料蒸煮香气成分的收集方法中，所述酿酒原料前处理方法包括：清蒸酿酒原料的前处理方法和模拟浓香型白酒生产工艺的酿酒原料前处理方法。
进一步地，所述清蒸酿酒原料的前处理方法包括：粉碎后的酿酒原料加水进行润粮并翻拌。
进一步地，所述模拟浓香型白酒生产工艺的酿酒原料前处理方法包括：粉碎后的酿酒原料加入或不加入10～20wt％熟糠，混合均匀，加入相当于原料干重60～90wt％水进行润粮并翻拌，最后加入乳酸及乙醇调节酸度和乙醇含量至与出窖糟相似。
进一步地，所述蒸馏方法中，将前处理后的酿酒原料进行蒸馏冷凝后，获得蒸馏液。
其中，步骤a中，酿酒原料蒸煮香气成分的发酵方法包括酿酒原料前处理和发酵。
进一步地，酿酒原料蒸煮香气成分的发酵方法中，所述酿酒原料前处理包括：粉碎后的酿酒原料加入或不加入10～20wt％熟糠，混合均匀，加入相当于原料干重60～90wt％水进行润粮并翻拌，润粮结束后将原料进行蒸煮并晾至室温。
进一步地，所述发酵包括模拟发酵剂发酵或生产用发酵剂发酵。
进一步地，所述的模拟发酵剂为单一菌株、复合菌株、糖化酶、大曲中至少一种。
进一步地，所述发酵为将蒸煮并晾至室温酿酒原料中加入模拟发酵剂，搅拌均匀后装入带有呼吸阀的发酵罐中，发酵温度范围为28～37℃，发酵时间为7～30天。
进一步地，所述生产用发酵剂为浓香型白酒生产所用的中高温大曲。
进一步地，所述发酵为将蒸煮并晾至室温酿酒原料中加入5～30wt％生产用发酵剂，搅拌均匀后装入带有呼吸阀的发酵罐中，发酵温度范围为28～37℃，发酵时间为7～30天。
其中，步骤b中，所述香气分析方法为液液萃取法、固相萃取法或顶空固相微萃取法。
进一步地，所述香气成分分析方法使用同位素内标进行定量分析。
有益效果：
本发明结合生产中的实际情况，将浓香型白酒中的酿酒原料产生的香气成分解构为粮香(蒸馏液)和发酵产生的香气成分，提出了一种模拟浓香型白酒生产工艺中酿酒原料蒸煮香气成分的分析方法，同时提供了模拟浓香型白酒生产的粮食发酵香气成分分析方法，为系统研究粮食对浓香型白酒风味贡献提供了系统的研究方法。
浓香型白酒的蒸酒蒸粮过程中的出窖糟醅中酸度、乙醇含量对粮食糊化效果及对蒸煮香气的拖带作用，以及在发酵过程中原料疏松度对发酵效果的影响均会造成浓香型与清香型白酒中香气成分的不同，因此，现有清香型白酒的香气成分分析法并不适用浓香型白酒香气成分分析。而本发明通过模拟浓香型白酒生产工艺中的蒸酒蒸粮工艺，获取单粮或多粮蒸馏液进行分析，与蒸馏后的粮食只能反映粮食游离态香气成分的定性结果相比，蒸馏获得的蒸馏液更能反映出白酒中粮香物质的量比关系，该方法的定量结果比直接分析蒸熟后粮食的香气成分更具有意义，与白酒中“粮香“物质更具有可比性。
同时，由于浓香型白酒生产所选用的原料多为高粱和五种混合粮，生产使用的中高温大曲与其它香型白酒的微生物区系差异较大，发酵产生的风味物质也有很大区别，因此，本发明横向比较了不同单粮及多粮香类物质和发酵香气成分的差异，为白酒的原料选择提供了依据，也为多粮浓香型白酒生产中原料的配比提供了数据支持。
具体实施方式
浓香型白酒的蒸酒蒸粮过程中的出窖糟醅中酸度、乙醇含量对粮食糊化效果及对蒸煮香气的拖带作用，以及在发酵过程中原料疏松度对发酵效果的影响均会造成浓香型与清香型白酒中香气成分的不同，因此，现有清香型白酒的香气成分分析法并不适用浓香型白酒香气成分分析。为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种模拟浓香型白酒生产工艺的酿酒原料蒸煮香气成分的收集方法、发酵方法及香气成分的分析方法。
清香型白酒以高粱为原料，浓香型白酒分为单粮浓香型和多粮浓香型，单粮浓香型原料为高粱，多粮浓香型多为五粮包括高粱、大米、糯米、小麦、玉米。因此，本发明的酿酒原料为单粮或多粮。进一步地，所述单粮为高粱、大米、糯米、小麦或玉米。优选地，所述单粮为高粱。进一步地，所述多粮为五粮，包括高粱、大米、糯米、小麦、玉米。
所述的酿酒原料蒸煮香气成分收集方法包括：酿酒原料前处理方法和蒸馏方法。
所述的前处理方法分为清蒸酿酒原料的前处理方法和模拟浓香型白酒生产工艺的酿酒原料前处理方法。所述蒸馏方法包括蒸馏用器具及蒸馏条件。
所述清蒸酿酒原料前处理方法如下：称取一定量粉碎后的酿酒原料加入相当于原料干重60～90wt％水室温条件下润粮2～24h润粮期间翻拌2～3次。
进一步地，为缩短润粮时间润粮使用70～80℃热水。
所述的模拟浓香型白酒生产工艺的酿酒原料前处理方法如下：称取一定量粉碎后的酿酒原料加入10～20wt％熟糠，混合均匀，加入相当于原料干重60～90wt％水室温条件下润粮2～24h润粮期间翻拌2～3次，加入一定量乳酸及乙醇调节酸度和乙醇含量至与出窖糟相似。特别的，若要排除糠壳气味对粮食蒸煮香气成分的干扰，不加糠。
发酵体系中存在糠壳，糠壳在浓香型白酒中能够提高糟醅的疏松度，有利于发酵前期好氧微生物的生长，因此，称取一定量粉碎后的酿酒原料加入10～20wt％熟糠。
清香型白酒原料采用清蒸(即只蒸粮食)，蒸粮结束后加水晾冷再加曲，随后入缸发酵(发酵体系中不含糠壳)，待发酵结束后加入一定量糠再蒸酒，蒸酒结束后丢糟。浓香型白酒采用混蒸混烧、续糟发酵的工艺，上轮发酵成熟的糟醅与本轮的新鲜粮食一同进行原酒的蒸馏，在蒸馏过程中粮食进行糊化，同时粮食中的游离态香气成分在乙醇-水蒸汽拖带下进入原酒，即为白酒中“粮香”类物质；蒸馏后的粮食本身也存在一定的游离态和结合态香气成分，这些物质或者继续残留在糟醅中随下轮次蒸馏进入酒体，或者在糟醅发酵过程中被微生物代谢生成其他物质，而蒸馏后的粮食只能反映粮食游离态香气成分的定性结果，蒸馏获得的蒸馏液更能反映出白酒中粮香物质的量比关系。因此，所述的酿酒原料蒸煮香气成分的分析样品为经前处理后原料的蒸馏液，所述蒸馏装置为实验室用小型甑子(生产车间甑子的缩小版)，由底锅、甑子、甑盖、导气管及冰桶组成，具体操作步骤如下：向底锅内加入足量清水，同时向冰桶内通入冷凝水，将前处理后原料均匀铺洒于甑内，盖上甑盖，用导气管连接甑盖与冰桶，将电炉置于底锅下，调节至适当火力进行蒸馏，收集冷凝后的蒸馏液。所述蒸馏液定时进行收集也或定量进行收集。
所述的酿酒原料发酵方法主要包括原料前处理、及发酵条件，发酵条件包括模拟发酵剂发酵及生产用发酵剂发酵。
所述的原料前处理方法如下：称取一定量粉碎后的酿酒原料加入10～20wt％熟糠，混合均匀，加入相当于原料干重60～90wt％水室温条件下润粮2～24h，润粮期间翻拌2～3次。特别的，若要排除糠壳气味对粮食蒸煮香气成分的干扰，不加糠。
润粮结束后将原料置于上述小型甑子中蒸30～100min(蒸煮时间依据原料的量进行调整)，将蒸后的原料置于洁净托盘内冷至室温。
清香型白酒发酵微生物来源于中温大曲，浓香型白酒发酵微生物来源于高温大曲与窖泥，包括原核微生物、厌氧，在模拟发酵中以复合菌株代替。因此，本发明所述的模拟发酵剂为单一菌株、复合菌株、糖化酶、大曲中的至少一种。
发酵条件如下：向晾至室温的原料中加入适量模拟发酵剂(添加量根据试验设计进行调整)，搅拌均匀后装入带有呼吸阀的发酵罐中，发酵温度范围为28～37℃，发酵时间为7～30天。
清香型白酒使用发酵剂有中温大曲、小曲、麸曲，浓香型白酒多使用中高温大曲，浓香型白酒生产使用的中高温大曲与其它香型白酒的微生物区系差异较大，发酵产生的风味物质也有很大区别，因此，为了更好的模拟浓香型白酒生产工艺，获得浓香型白酒香气成分，所述的生产用发酵剂为浓香型白酒生产所用的中高温大曲，发酵条件如下：向晾至室温的原料中加入5～30wt％生产用曲，搅拌均匀后装入带有呼吸阀的发酵罐中，发酵温度范围为28～37℃，发酵时间为7～30天。
所述香气成分分析方法的分析样品为上述酿酒原料蒸馏液、固态发酵样品。
所述香气成分分析方法为液液萃取法(LLE)、固相萃取法(SPE)和顶空固相微萃取法(SPME)；所述分析仪器为GC-MS(气质联用仪7890B-5977B，美国Agilent公司)。
特别的，所述香气成分分析方法使用同位素内标。
所述液液萃取法(LLE)主要用于蒸馏液处理，具体方法如下：量取一定量蒸馏液于分液漏斗中，加入20～50mL萃取液震荡萃取5～10min静置10～20min，将萃取液转移至干净容器内，重复上述步骤3次，合并萃取液，氮吹浓缩。
所述固相萃取法(SPE)选用选用商品化LiChrolut EN固相萃取柱，该方法用于蒸馏液或固态发酵样品处理，固态发酵样品在使用该方法时，需制作样品浸提液，方法如下：称取一定量固态发酵样品以样品：溶液＝1：3～5的比例加入3～10％vol乙醇水溶液，涡旋浸提5min，高速离心后取上清液即为浸提液。所述固相萃取方法如下：依次用二氯甲烷、甲醇、3～10％vol乙醇水溶液对LiChrolut EN固相萃取柱进行活化后，向LiChrolut EN固相萃取柱定量加入蒸馏液或浸提液过柱(即上样)，上样结束后用5～10mL超纯水淋洗固相萃取柱，于室温下抽干加入一定量洗脱剂进行洗脱。
所述的顶空固相微萃取法(SPME)选用商品化DVB/CAR/PDMS萃取头，该方法用于蒸馏液或固态发酵样品处理，方法如下：称取固态发酵样品1～2g(量取蒸馏液1～2mL)顶空瓶中直接上机进行分析(SPME进样使用样品前处理品台，参数设置如下：60℃平衡15min，转速250rpm，萃取45min，解吸附3min)。
所述的仪器分析方法如下：(不同色谱柱和仪器参数均不同，本申请实施例所用仪器参数如下：
色谱柱为DB-WAXETR色谱柱；
载气为He流速1mL/min；
进样口温度230℃；
柱箱升温程序为40℃保持5min再以4℃/min升至230℃保持15min。
进一步地所述的GC-MS分析方法中质谱采用EI电离源电子能量70eV，离子源温度230℃，四级杆温度150℃，接口温度250℃。
实施例1单粮及多粮模拟生产蒸煮香气成分分析
酿酒原料前处理：称取粉碎后的本地高粱、外地高粱和五粮粉各1000g，加入800mL冷水，室温润粮2h，再加入75mL无水乙醇与100g乳酸，混合均匀。待甑子上汽后将原料均匀铺洒在甑内蒸30min，收集冷凝后的蒸馏液(约500mL)。
香气物质定量分析：
样品处理：该样品使用固相萃取法，量取样品50mL，加入60μL 50ppm同位素内标，涡旋2～5min，样品上LichrolutEN小柱，用二氯甲烷洗脱，加入无水硫酸钠去除残余水分，将液体转入干净的瓶中氮吹。香气成分定量分析结果见下表1：
表1实施例1香气成分定量分析结果
实施例2单粮及多粮模拟发酵剂发酵香气成分分析
酿酒原料前处理：称取粉碎后的高粱、大米、糯米、小麦、玉米及五粮各1000g，加入800mL热水，室温润粮2h。待甑子上汽后将原料均匀铺洒在甑内蒸30min。向晾至室温的原料中加入相当于原料干重0.2％的活化干酵母及8g糖化酶，搅拌均匀后装入带有呼吸阀的发酵罐中，30℃培养30天。
香气物质定量分析：
样品处理：该试验样品处理使用固相萃取法，称取样品10g加入20mL3～10％乙醇水溶液，加入混合同位素内标500～1000ppm，涡旋2～5min，离心10min，上清液上LichrolutEN小柱，用二氯甲烷洗脱，加入无水硫酸钠去除残余水分，将液体转入干净的瓶中氮吹。香气成分定量分析结果见下表2：
表2实施例2香气成分定量分析结果
实施例3单粮及多粮大曲发酵香气成分分析
酿酒原料前处理：称取粉碎后的本地高粱、外地高粱和五粮粉各1000g，加入800mL冷水，再加入100g糠壳混合均匀，室温润粮2h。待甑子上汽后将原料均匀铺洒在甑内蒸30min。向晾至室温的原料中加入相当于原料干重20％的生产用中高温大曲，搅拌均匀后装入带有呼吸阀的发酵罐中，30℃培养30天。
香气物质定量分析：
样品处理：该样品使用顶空固相微萃取法，称取1g发酵后样品于顶空瓶中，加入10μL100ppm同位素内标。
香气成分定量分析结果见下表3：
表3实施例3香气成分定量分析结果
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