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茅台风味白酒中挥发性苦味化合物的表征研究

期刊:LWT - Food Science and TechnologyDOI:10.1016/j.lwt.2025.117363

类型a

研究的主要作者、机构及发表信息
本文由罗雪(Xue Luo)、范文来(Wenlai Fan)、徐岩(Yan Xu)等作者共同完成,主要作者来自江南大学生物技术学院酿造微生物学与应用酶学实验室、工业生物技术教育部重点实验室以及中国轻工业微生物组学与生态酿造技术重点实验室。此外,贵州习酒股份有限公司也参与了研究。该研究于2025年1月在《LWT - Food Science and Technology》期刊上发表。

研究背景
本研究属于食品科学与感官分析领域,专注于白酒(中国白酒)中挥发性苦味化合物的鉴定与表征。白酒是中国传统蒸馏酒,具有独特的民族特色。尽管已有大量关于白酒香气成分的研究,但对其苦味成分的研究较少。苦味是白酒中一种不良风味,常被描述为舌尖持续的苦涩感,直接影响白酒的质量和消费者偏好。早期研究推测白酒中的苦味化合物可能包括1-丙醇、1-丁醇、2-甲基丙醇、3-甲基丁醇、糠醛等,但缺乏明确证据和阈值数据。本研究旨在通过感官评价与仪器分析相结合的方法,提取、分离并鉴定茅台风味白酒中的苦味化合物,并验证这些化合物对白酒苦味的贡献。

研究方法与流程
本研究主要包括以下几个步骤:

  1. 梯度真空蒸馏法提取挥发性苦味化合物
    使用梯度真空蒸馏法将苦味茅台风味白酒(BXJ)分为三个部分:A相、B相和C相。蒸馏条件设置为两个真空水平(0.02 MPa和0.08 MPa),水浴温度为85°C。通过感官评价发现,B相表现出最强的苦味强度(4.31),因此后续研究集中于B相。

  2. 半制备反相高效液相色谱(RP-HPLC)分离苦味化合物
    将B相进一步通过RP-HPLC分离为13个子组分(B-1至B-13)。使用正戊烷和乙醚进行顺序溶剂萃取,去除溶剂后得到各子组分的水相、正戊烷相和乙醚相。感官评价表明,苦味化合物主要存在于乙醚相(B-1-ii至B-13-ii)。

  3. 味觉稀释分析(TDA)筛选关键苦味化合物
    对乙醚相的13个子组分进行TDA分析,评估其苦味强度随稀释倍数的变化。结果显示,B-9-ii、B-4-ii和B-10-ii具有较高的TD因子(分别为16、8和8),被认为是关键苦味化合物。

  4. 气相色谱-质谱联用(GC-MS)鉴定苦味化合物
    使用GC-MS对B-4-ii、B-9-ii和B-10-ii进行分析,结合保留指数(RI)和质谱图鉴定化合物结构。最终确定了8种挥发性苦味化合物:1-丙醇、1-丁醇、2-甲基丙醇、3-甲基丁醇、2-苯乙醇、糠醛、5-甲基-2-糠醛和乳酸乙酯。

  5. 定量分析与阈值测定
    使用气相色谱-火焰离子化检测器(GC-FID)和顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(HS-SPME-GC-MS)对8种苦味化合物进行定量分析。同时,通过3-AFC测试测定其味觉识别阈值。

  6. 重组实验与缺失实验验证苦味贡献
    通过重组实验验证8种苦味化合物是否能重现白酒的苦味。随后,通过缺失实验逐一去除某种化合物,评估其对苦味的贡献。

主要研究结果
1. 梯度真空蒸馏与RP-HPLC分离结果
梯度真空蒸馏成功将白酒分为三个部分,其中B相表现出最强的苦味。RP-HPLC进一步分离出13个子组分,乙醚相中的B-9-ii、B-4-ii和B-10-ii被确定为关键苦味组分。

  1. GC-MS鉴定结果
    GC-MS分析鉴定了8种挥发性苦味化合物,其中包括首次报道的2-苯乙醇、5-甲基-2-糠醛和乳酸乙酯。这些化合物既是香气活性物质,也是苦味活性物质,在白酒的整体风味协调中起重要作用。

  2. 定量分析与阈值测定结果
    定量分析显示,BXJ中8种苦味化合物的浓度均高于普通茅台风味白酒(NXJ)。其中,糠醛在BXJ中的浓度是NXJ的5倍以上。阈值测定表明,糠醛的苦味阈值最低(0.782 mmol/L),其次是5-甲基-2-糠醛(0.784 mmol/L)和2-苯乙醇(0.866 mmol/L)。

  3. 重组实验与缺失实验结果
    重组实验表明,8种苦味化合物能够较好地重现白酒的苦味,证实了这些化合物是白酒苦味的主要贡献者。缺失实验进一步表明,1-丙醇、2-甲基丙醇、3-甲基丁醇、乳酸乙酯和糠醛是茅台风味白酒苦味的关键贡献者。

研究结论与意义
本研究通过感官评价与仪器分析相结合的方法,成功鉴定了茅台风味白酒中的8种挥发性苦味化合物,并明确了它们对白酒苦味的贡献。研究结果为控制和改善白酒苦味提供了理论指导,具有重要的科学价值和应用价值。例如,通过调控发酵过程或优化酿造工艺,可以降低苦味化合物的生成,从而提高白酒的品质。

研究亮点
1. 首次报道了2-苯乙醇、5-甲基-2-糠醛和乳酸乙酯作为白酒中的苦味化合物。 2. 结合梯度真空蒸馏、RP-HPLC和GC-MS等多种技术,建立了高效的苦味化合物鉴定流程。 3. 通过重组实验和缺失实验,系统验证了苦味化合物对白酒苦味的贡献。

其他有价值内容
本研究还强调了味觉-香气交互作用对白酒苦味感知的影响,为进一步研究非挥发性苦味化合物提供了方向。

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