Analysis Flavor Substance Characteristics of Different Processes of Jiangxiangxing Baijiu
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摘要: 通过测定坤沙、碎沙、翻沙和串沙4种不同工艺酱香型白酒总酸、总酯和骨架风味物质含量，结合香气活性值（Odor Activity Value，OAV）和主成分分析，探究风味物质构成及差异。结果表明坤沙工艺组平均总酸、总酯含量最高，且与其它工艺酒样呈现显著性差异。风味物质分析发现，坤沙组酸类、酯类和醇类风味物质含量均高于其它3组，翻沙组醛类物质总含量高于坤沙组。通过主成分分析发现不同工艺酱酒可以区分开来，其中坤沙酒聚类效果最优，对其分类贡献最大的风味物质有乙酸苯乙酯、己酸乙酯、己酸、棕榈酸乙酯、2,3-丁二醇（内消旋）和苯甲醛。OAV分析发现戊酸乙酯、己酸乙酯、乙醛、乙缩醛和异戊醛香气贡献明显，且坤沙酒中有香气贡献的风味物质数量超过其他工艺。Abstract: In order to investigate the characteristics and differences of flavor substances in Jiangxiangxing Baijiu with different processes (Kunsha, Suisha, Fansha and Chuansha), the contents of total acid, total ester, skeleton flavor substance and odor activity value (OAV) and principal component analysis (PCA) were analyzed. The results showed that the average content of total acid and total ester in Kunsha compared to other process was the highest with significant differences. Meanwhile, the analysis of flavor substances revealed that the flavor substances contents of acids, esters and alcohols in Kunsha were higher than those in the other three groups, and the total content of aldehydes in Fansha was higher than that in Kunsha. In addition, through the PCA of flavor substance content, it was found that different process Jiangxiangxing Baijiu could be distinguished, among which Kunsha had the best clustering effect. The flavor substances that contributed most to it were phenylethyl acetate, ethyl caproate, caproic acid, ethyl palmitate, 2,3-butanediol (meso) and benzaldehyde. OAV demonstrated that ethyl valerate, ethyl caproate, acetaldehyde, acetal and isovalerate contributed significantly to the aroma of Jiangxiangxing Baijiu, and the number of flavor substances with aroma contribution in Kunsha was higher than that in other processes.
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酱香型白酒是贵州省支柱产业之一，具有极高的经济价值，2022年酱香型白酒总销售收入达2100亿元，同比增长16.7%[1]。酱香型白酒主要生产工艺有坤沙、碎沙、翻沙和串沙四类，而酿造工艺又是决定酒体风格的重要因素。其中坤沙工艺是酱香型白酒生产最为传统、产能最大的工艺，它的生产周期最长，具有“酱香突出，幽雅细腻，酒体醇厚，空杯留香持久”的典型特征[2−4]，产能占我国酱酒基酒产能的一半以上[5−6]。碎沙是将生产用的高粱全部破碎，使用高温大曲搭配麸曲和/或纯种培养的酵母菌液来提高糖化发酵力，具有原料利用率高、出酒率高的特点[7]。翻沙工艺是坤沙用七轮次丢糟加部分新蒸煮的高粱，再进行一个周期发酵蒸馏，相当于八轮次酒[8]。串沙是使用坤沙七轮次丢糟为主要原料，添加食用酒精和香精进行串蒸得到[9]。由此可以看出，不同工艺酱酒成本和产品品质均存在较大差异。因此，挖掘不同工艺酱香型白酒的品质特征对实现不同工艺酱香型白酒的有效区分，有效控制市场销售中存在以次充好的现象具有重要意义。
目前对于白酒品质特征的研究，除了感官评价外，总酸、总酯和挥发性风味物质含量等技术也可用于酒体质量评价[10−13]。香气活性值（Odor Activity Value，OAV）、基于多元统计学等分析如主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）、偏最小二乘法判别分析（Partial Least Squares Discrimination Analysis，PLS-DA）、正交偏最小二乘判别分析（Orthogonal PLS-DA，OPLS-DA）可用于探究酒体特征风味物质差异[14−15]。如史斌斌等[16]应用总酸总酯含量为依据，判断不锈钢糟车对清香型白酒成品酒质量的影响以及机械化生产的可行性。赖昱成等[17]研究了不同原料酿造的小曲清香白酒风味物质含量，并结合OAV分析了风味物质的香气贡献。周利等[18]检测了12种不同香型白酒中的89种挥发性风味物质，通过PCA对不同香型进行区分并分析各香型的特征风味物质。但目前对于不同工艺酱香型白酒的研究多集中于感官维度[10−11]，而关于其风味物质特征及差异鲜有报道。
因此本文以不同工艺酱香型白酒为研究对象，采用酸碱滴定、气相色谱-氢火焰离子化检测器（
Gas Chromatography Flame Ionization Detection，GC-FID）和离子色谱（Ion Chromatography，IC）等方法检测酒体总酸总酯和骨架风味物质含量指标，结合OAV和PCA分析，探究不同工艺酱酒品质特征及其物质基础，以期为建立不同工艺酱酒鉴别的科学方法提供理论基础。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
基酒 贵州省仁怀市茅台镇不同酒厂生产的坤沙、碎沙、翻沙和串沙基酒（经盘勾后在出厂调味前的基础酒），每种工艺各5种，如表1所示；乙醛、丙醛、异丁醛、乙缩醛、异戊醛、丙酮、3-羟基-2-丁酮、糠醛、甲醇、正丙醇、仲丁醇、异丁醇、正丁醇、活性戊醇、异戊醇、甲酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、异戊酸乙酯、乙酸异戊酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、叔戊醇、乙酸正丁酯、2-乙基丁酸、乳酸、乙酸、甲酸、丙酸、丁酸等标准品（均为色谱纯） 美国Sigma-Aldrich公司。
表 1 不同工艺酱香型白酒样品列表Table 1. Sample list of Jiangxiangxing Baijiu with different processes序号 编号 工艺 酒精度（%Vol） 1 K1 坤沙 54.1 2 K2 坤沙 53.8 3 K3 坤沙 53.8 4 K4 坤沙 54.2 5 K5 坤沙 54.3 6 S1 碎沙 54.0 7 S2 碎沙 53.9 8 S3 碎沙 54.6 9 S4 碎沙 53.4 10 S5 碎沙 53.2 11 F1 翻沙 54.8 12 F2 翻沙 54.3 13 F3 翻沙 53.8 14 F4 翻沙 54.6 15 F5 翻沙 55.2 16 C1 串沙 53.0 17 C2 串沙 53.5 18 C3 串沙 52.8 19 C4 串沙 53.4 20 C5 串沙 53.2 CP1502电子分析天平 上海奥豪斯仪器有限公司；Clarns 600气相色谱仪 配有氢火焰离子检测器（Flame Ionization Detector，FID），美国PerkinElmer股份有限公司；Aquaplore3S超纯水系统 美国艾科浦公司；CP-Wax 57CB（50 m×0.25 mm×0.2 μm）毛细管色谱柱 美国PerkinElmer股份有限公司；ICS-3000离子色谱仪 美国Dionex公司；DDS-11A电导率仪 上海雷磁仪器有限公司；GBC Avanta 原子吸收光谱仪 澳大利亚GBC公司。
1.2 实验方法
1.2.1 总酸总酯的测定
根据GB/T 10345-2022白酒分析方法，测定酒样总酸和总酯含量，单位均为g/L[19]。
1.2.2 风味物质含量的测定
1.2.2.1 挥发性风味物质的测定
毛细管柱：CP-Wax 57 CB（50 m×0.25 mm×0.2 µm）；载气（高纯氮）：流速1 mL/min，分流比：10:1；氢气：流速为45 mL/min；空气：流速为450 mL/min；检测器温度：270 ℃；进样器温度：240 ℃。柱温：起始温度35 ℃，恒温6 min，以4 ℃/min程序升温至60 ℃，以6 ℃/min程序升温至110 ℃，恒温3 min，以6 ℃/min程序升温至205 ℃，继续恒温13 min。进样量：1 µL。
定性方法：将目标化合物用无水乙醇逐步稀释，分析检测，建立标准工作曲线。定量采用内标法，内标物选用叔戊醇（2.0%，V/V）、乙酸正丁酯（2.0%，V/V）、2-乙基丁酸（2.0%，V/V）。
定性分析：采用色谱纯目标化合物配制成标准物质进行定性分析。准确称取一定量的色谱纯目标化合物在100 mL容量瓶中，用50%vol的乙醇水溶液定容至刻度，混匀，直接进样分析。根据色谱图的保留时间和出峰顺序进行定性。
定量分析：将配好的上述标准物质逐级稀释为5个梯度浓度，采用内标法进行定量。内标物选用叔戊醇（2.0%，V/V）、乙酸正丁酯（2.0%，V/V）、2-乙基丁酸（2.0%，V/V），相同浓度的标品连续进样3次，建立标准工作曲线进行定量。
1.2.2.2 有机酸含量的测定
ICS-3000型离子色谱仪，配有EG40淋洗液自动发生器、电导检测器和Chromeleon 6.80色谱工作站；样品前处理：将酒样稀释50倍后过0.45 μm过滤膜直接进样，色谱柱：IonPac AS11-HC型分离柱（250 mm×4 mm），IonPac AG11-HC型保护柱（50 mm×4 mm），柱温：30 ℃，流动相：EG自动产生淋洗液梯度淋洗，见表2。流速：1.0 mL/min，抑制器再生模式：外加水电抑制，电导检测器检测，进样量25 μL。
表 2 离子色谱法测定有机酸淋洗梯度Table 2. Determination of organic acid leaching gradient by ion chromatography时间（min） KOH浓度（mmol/L） 0~15.9 1.1 16.0~28.9 1.1 29.0~34.9 16.5 35.0~38.9 20.0 39.0~40.9 35.0 41.0~46.9 35.0 47.0~47.1 50.0 47.2~58.9 1.1 59.0以后 1.1 定量方法：乳乙酸混标溶液中乳酸和乙酸含量分别为 800.67 mg/L和 1778.1 mg/L；分别制备丙酸（136.24 mg/L）、甲酸（80.08 mg/L）、丁酸（195.00 mg/L）单标溶液。
1.2.2.3 气味活性值的计算
气味活性值（Odor Activity Value，OAV）通过文献方法[20]计算，阈值（Odor Threshold，OT）（μg/L）优先选用中国酒业协会169项目分析结果，其嗅觉阈值测定酒精度为46%vol。其它嗅觉阈值采用《化合物香味阈值汇编》中水介质下的觉察阈值[21]。
式中，c-各骨架香气物质质量浓度，mg/L。
1.3 数据处理
数据用Excel处理，骨架风味物质数据采用IBM SPSS Statistics 26软件计算各因素的方差贡献率，按照方差贡献率得出主成分，并得出相应的散点图，利用Metabo Analyst网站绘制主成分分析图，其它均采用Graph Pad Prism5软件作图。实验均采用三次平行。
2. 结果与分析
2.1 总酸和总酯分析结果
2.1.1 总酸含量
对不同工艺酱香基酒总酸检出量进行分析，结果如图1所示。各组酒样总酸含量（以乙酸计）在1.18~3.35 g/L之间，除串沙组中的C1总酸含量为1.18 g/L外均符合GB/T 26760-2011中总酸含量≥1.40 g/L[22]。其中坤沙组总酸含量为3.27±0.16 g/L，与碎沙（1.71±0.18 g/L）、翻沙（1.93±0.11 g/L）和串沙（1.61±0.24 g/L）组样品均呈现极显著差异性（P<0.01），碎沙组酒样总酸含量与翻沙组、串沙组均无显著差异性（P>0.05），翻沙组酒样总酸检出量与串沙组呈显著差异性（P<0.05）。酱香型白酒相对于其他香型白酒的一个显著特征是酸度偏高，酸度对酱香型白酒的口感和呈香都有重要影响。蒋英丽等[23]研究了四种不同高粱酿造的酱香四轮次基酒总酸含量与酒质的关联，结果显示糯高粱酿造的基酒总酸含量最高，酒质也最好，东北粳高粱酿造的基酒总酸含量最低，酒质最差。碎沙酒由于不需要多次蒸煮发酵且经济价值不高，生产上一般选择价格较低的粳高粱作为原料，再加上发酵周期短，造成了碎沙酒总酸含量低的特征。
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图 1 不同工艺酱香型白酒总酸含量注：图中小写a代表本组数据与其他1组数据呈显著差异（P<0.05），b代表与其他2组呈显著差异（P<0.05），c代表与其他3组呈显著差异（P<0.05）；图2同。Figure 1. Total acid content of different processes of Jiangxiangxing Baijiu2.1.2 总酯含量
对不同工艺酱香基酒总酯检出量进行分析，结果如图2所示。各组酒样总酯含量（以乙酸乙酯计）在2.59~5.60 g/L之间，均符合GB/T 26760-2011中总酯含量≥2.20 g/L[22]。坤沙工艺样品总酯含量显著高于其它组（P<0.05），翻沙工艺样品总酯含量略高于碎沙和串沙工艺样品。如图2所示，坤沙组酒样平均总酯含量为5.03±0.35 g/L，与碎沙（2.72±0.09 g/L）、翻沙（3.20±0.42 g/L）和串沙（2.99±0.17 g/L）组样品均呈现极显著差异性（P<0.01），碎沙组酒样总酯含量与翻沙组、串沙组均呈显著差异（P<0.05），翻沙组酒样总酯含量与串沙组无显著性差异（P>0.05）。总酯含量对白酒的香气具有重要影响，酯类物质是白酒花果类香气的来源之一，丰富的酯类贡献了幽雅细腻的闻香感受。王庆宇等[24]研究了不同品种高粱酿造的酱香型白酒总酯含量差异，结果显示红缨子糯高粱酿造的基酒总酯显著高于另外2种，且优质酒率最高。由于红缨子糯高粱的价格高出粳高粱接近一倍，生产上仅用于坤沙酒的酿造，它的支链淀粉含量高，相对于粳高粱更耐蒸煮，有利于坤沙酒漫长生产期中糟醅的反复蒸煮发酵产生酯类风味物质。除此之外，坤沙酒的糖化发酵剂仅有高温大曲，碎沙酒为提高出酒率还会加入糖化酶与纯种酵母，这样做可以缩短发酵周期但不利于风味物质合成，这些都是坤沙酒总酸总酯高于其他工艺酱香型白酒的原因。
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图 2 不同工艺酱香型白酒总酯含量Figure 2. Total ester content of different processes of Jiangxiangxing Baijiu2.1.3 酸酯比
进一步计算了总酸与总酯含量的比率，即酸酯比，如图3所示。结果显示，酸酯比率最低的是串沙组的C1样品（0.4），最高的是翻沙组的F4样品（0.73），各工艺组间除坤沙组与串沙组呈显著性差异（P<0.05）外均无显著性差异。坤沙组样品酸酯比范围在0.60~0.68之间，碎沙组样品酸酯比在0.56~0.70之间，翻沙组和串沙组样品酸酯比在0.48~0.73和0.40~0.64之间。酸酯比平衡是造成白酒风味协调舒适的原因之一，张娇娇等[25]的研究表明绵柔酱香白酒的酸酯比例在0.55~0.75之间，林先丽等[26]的研究也证明酱香型白酒的酸酯比在0.55~0.75之间，优质的应在0.60~0.70之间。根据小提琴图可以看出，每组各5个酒样中的5个坤沙酒、2个碎沙酒、2个翻沙酒和1个串沙酒的酸酯比率在0.60和0.70之间，且坤沙、碎沙和翻沙三组样品酸酯比均值也位于该区间，这是由于坤沙工艺基酒是由七个轮次发酵蒸馏取酒组合盘勾得到，相对比较成熟稳定，目前碎沙和串沙没有统一的工艺，不同厂区和不同班组产酒均有较大差异，而串沙酒添加外源物质较随意。由此可见不同工艺酱香型白酒酒质存在差异，坤沙、碎沙、翻沙和串沙4组酒样酸酯比在0.60~0.70之间的占比分别为100%、40%、40%和20%，坤沙酒的优质酒概率高于其他工艺。
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图 3 不同工艺酱香基酒酸酯比小提琴图Figure 3. Violin chart of total acid/total ester ratio of Jiangxiangxing Baijiu with different processes整体而言，坤沙组酒样总酸和总酯平均含量最高，且与其它3组呈现极显著差异（P<0.01），总酸和总酯含量高是坤沙酒明显区别于其它工艺酱香型白酒的重要特征。此外，总酸含量上翻沙组与串沙组呈显著性差异（P<0.05），总酯含量上碎沙组显著低于与翻沙和串沙组。由此可见，酸类和酯类物质不仅从香气和口感上为酱酒风味提供贡献，也能作为区分酱香型白酒品质与工艺的判断指标之一。酸酯比结果显示坤沙酒样品酸酯比均位于优质酱酒酸酯比区间，明显区别于其他工艺，串沙酒酸酯比较低，说明不同工艺生产的酱香型白酒酒质存在明显区别。
2.2 风味物质含量及气味活性值分析结果
利用GC-FID和离子色谱法对不同工艺酱香基酒骨架风味物质进行定性定量分析，结果如表3、表4所示。共鉴定出39种骨架风味物质，包括酯类13种、醇类13种、醛类7种和酸类6种。酯类、醇类和酸类风味物质平均总含量坤沙组>翻沙组>碎沙组>串沙组，醛类物质总含量翻沙组>坤沙组>碎沙组>串沙组，坤沙工艺基酒风味物质总含量最高（13334.99±3120.85 mg/L），其次是翻沙工艺基酒（8984.06±1726.98 mg/L），碎沙工艺基酒（6901.20±1858.63 mg/L）和串沙酒（5309.46±1568.23 mg/L）风味物质总含量较低，坤沙工艺酒酯类和酸类物质总含量较其它3种工艺最突出，翻沙工艺酒样醛类物质总含量较高。
表 3 不同工艺酱香型白酒挥发性风味物质含量Table 3. Content of volatile flavor compounds in Jiangxiangxing Baijiu with different processes序号 样品名称 含量（mg/L） 坤沙 碎沙 翻沙 串沙 1 甲酸乙酯 33.83±5.89 14.83±10.54 37.19±4.77 16.18±9.58 2 乙酸乙酯 2763.58±400.48 932.64±264.96 1464.92±243.06 1132.29±391.76 3 乙酸异戊酯 2.92±1.76 1.66±1.00 0.9±0.27 0.06±0.03 4 戊酸乙酯 5.62±2.20 7.38±8.92 11.69±3.39 4.93±10.81 5 己酸乙酯 12.48±10.03 8.36±7.94 15.89±7.62 28.7±18.01 6 乳酸乙酯 2575.43±399.33 1975.74±914.99 1532.48±403.93 931.51±374.17 7 癸酸乙酯 28.81±7.27 19.51±9.18 29.8±11.91 23.81±6.92 8 丁二酸二乙酯 6.13±3.60 3.39±2.52 4.34±0.64 0.38±0.41 9 月桂酸乙酯 1.83±0.13 1.44±0.74 1.35±0.21 0.15±0.23 10 乙酸苯乙酯 17.33±3.83 10.84±2.05 13.88±2.23 73.51±78.23 11 棕榈酸乙酯 36.88±6.23 37.27±8.26 45.56±12.14 15.04±7.30 12 油酸乙酯 13.8±3.07 17.78±3.30 22.16±4.90 8.6±2.16 13 亚油酸乙酯 30.94±6.81 25.95±13.69 31.33±11.42 16.16±6.19 酯类物质总检出量 5529.62±716.38 3056.83±1028.91 3211.54±595.04 2251.38±556.88 1 甲醇 200.52±35.36 90.33±41.85 154.7±37.03 69.26±49.69 2 仲丁醇 68.34±50.16 23.69±19.64 59.24±67.52 21.33±15.84 3 正丙醇 2246.14±1604.52 482.68±343.85 1440.06±714.34 312.83±174.39 4 异丁醇 136.22±14.83 94.44±34.64 115.2±39.99 29.56±40.40 5 正丁醇 93.71±11.72 57.98±20.29 81.81±10.12 24.37±28.64 6 活性戊醇 69.25±9.72 65.46±16.83 89.69±12.44 19.71±25.95 7 异戊醇 170.67±101.92 267.01±71.84 310.13±40.98 67.13±87.78 8 正戊醇 4.66±2.05 2.07±1.41 3.63±3.23 1.45±1.78 9 正己醇 10.39±0.67 5.08±3.22 6.33±4.08 5.91±8.32 10 2,3-丁二醇（左消旋） 82.24±10.98 96.63±25.77 113.91±20.33 61.35±19.99 11 2,3-丁二醇（内消旋） 47.6±15.13 64.24±14.89 74.62±15.18 44.19±8.45 12 1,2丙二醇 147.39±66.12 74.15±36.97 123.74±18.29 84.13±26.01 13 β-苯乙醇 18.23±3.42 24.47±9.67 19.86±4.18 12.73±10.13 醇类物质总检出量 3295.42±1793.61 1348.27±340.94 2592.99±884.36 753.88±433.01 1 乙醛 395.95±61.63 281.76±96.06 555.27±64.74 292.62±172.14 2 丙醛 4.93±2.04 2.09±0.42 4.58±1.78 1.32±0.83 3 异丁醛 9.96±4.11 5.61±4.51 9.72±4.72 2.85±4.19 4 乙缩醛 212.39±29.79 139.35±58.79 308.13±54.66 160.93±99.29 5 异戊醛 30.92±10.53 17.17±9.46 33.31±10.15 8.33±11.88 6 苯甲醛 3.23±1.35 3.84±2.69 3.74±3.89 0.41±0.24 7 糠醛 224.99±128.72 82.26±127.13 221.19±50.92 54.97±67.05 醛类物质总检出量 882.39±181.84 560.11±201.24 1135.95±77.45 521.46±286.26 2.2.1 挥发性风味物质分析
酯类物质是白酒中重要的呈香呈味物质，对花香、果香和甜香均有呈香作用[27]。伍琳等[28]的研究证明了酯类物质对酱香型白酒香气具有重要贡献。由表3可知，酯类物质中含量最高的是乙酸乙酯和乳酸乙酯，坤沙酒上述两种酯类平均含量高于其他工艺酱酒，这是造成其总酯高的主要原因。串沙酒乙酸异戊酯、丁二酸二乙酯和月桂酸乙酯的平均检出量最低，这是由于未经发酵生成，且串蒸时未加入微量酯类物质，因此微量酯类物质含量低是串沙酒酯类结构的重要特征。
醇类物质是酱香型白中的另一种重要呈香呈味物质，不仅能能赋予白酒秀雅的醇香，还可以增强酒体的层次感并提升醇甜感[29]。坤沙工艺样品醇类物质总含量最高（3295.42±1793.61 mg/L），其次是翻沙工艺样品（2592.99±884.36 mg/L）。醇类物质中含量最高的是正丙醇，醇类物质总含量受其影响最大，各工艺酒样平均正丙醇含量坤沙组2246.14±1604.52 mg/L高于翻沙组1440.06±714.34mg/L，远高于碎沙组（482.68±343.85 mg/L）和串沙组（312.83±174.39 mg/L），甲醇、仲丁醇、正丁醇、异丁醇和1,2丙二醇等醇类风味物质也呈现出相同规律，说明不同工艺酱酒醇类风味物质含量差异明显，坤沙酒醇类物质尤其是正丙醇含量高于其他工艺。王金龙等[30]的研究中也提出正丙醇含量高是酱香型白酒的重要特征。
醛类物质往往具有令人愉快的青草香气，是酱香型白酒中的骨架风味物质[31]。翻沙工艺酒样醛类物质含量高于其它3种工艺，说明翻沙酒在骨架风味物质含量上与其它3种工艺的主要区别是醛类物质含量较高。结合表3的数据分析发现，乙醛、乙缩醛和糠醛是对醛类物质总含量高低影响最大的3种醛类物质，它们的含量都呈现出坤沙和翻沙组较高，碎沙和串沙组较低的趋势。
2.2.2 有机酸风味物质分析
酸类物质主要由发酵过程中产酸微生物代谢产生，一些酸类物质既有香气又是呈味物质，含量适当的情况下有助香效果[32]。由表4可知，坤沙组酸类物质总含量（3627.56±429.02 mg/L）明显高于其它3种工艺，碎沙（1935.99±287.54 mg/L）、翻沙（2043.58±170.13 mg/L）和串沙组（1782.74±292.08 mg/L）之间酸类物质总含量差异较小，这与总酸的测定结果相同。结合表4数据可知乙酸和乳酸是白酒中含量最高的两种酸类物质，坤沙组乳酸和乙酸含量明显高于另外3组是造成酸类物质总含量坤沙组最高的主要原因。
表 4 不同工艺酱香型白酒有机酸含量Table 4. Content acid in Jiangxiangxing Baijiu with different processes序号 样品名称 含量（mg/L） 坤沙 碎沙 翻沙 串沙 1 乳酸 1432.84±148.98 689.51±174.88 646.49±180.71 267.72±209.28 2 乙酸 2063.26±301.84 1155.74±170.16 1255.12±103.93 1394.01±385.27 3 丙酸 11.95±11.81 1.68±2.31 29.34±40.19 6.85±8.77 4 甲酸 60.27±9.01 50.66±15.37 61.22±9.89 46.88±26.82 5 丁酸 47.41±4.72 19.39±8.46 28.72±18.13 25.43±7.67 6 己酸 11.81±7.23 18.98±10.56 22.69±13.74 41.88±39.48 酸类物质总检出量 3627.56±429.02 1935.99±287.54 2043.58±170.13 1782.74±292.08 2.2.3 风味物质主成分分析
对不同工艺酱香基酒风味物质定量结果进行主成分分析，使用去除最小特征值主成分对应的最大特征向量的降维方法，尝试一次剔除一个变量并使用剩余变量进行主成分分析，直至第一、二、三主成分所贡献的信息量占总信息量的90%以上[33]。得到各成分方差贡献率碎石图如图4所示，各物质在对应成分相关系数如表5所示。
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图 4 不同工艺酱香白酒主成分贡献率Figure 4. Contribution rate of main components of Jiangxiangxing Baijiu with different processes表 5 风味物质与主成分相关性Table 5. Correlation between flavor substances and principal components化合物 PC1 PC2 PC3 异戊醛 0.922 −0.127 0.050 丙醛 0.918 0.268 0.086 异丁醇 0.918 −0.079 −0.026 甲醇 0.888 0.131 −0.163 正丁醇 0.879 0.051 −0.011 活性戊醇 0.878 −0.302 0.277 正丙醇 0.789 0.382 −0.096 甲酸乙酯 0.779 0.169 0.123 棕榈酸乙酯 0.775 −0.520 0.078 丁二酸二乙酯 0.775 0.029 −0.130 正戊醇 0.763 0.396 0.137 异丁醛 0.762 −0.300 −0.140 亚油酸乙酯 0.761 −0.228 −0.064 月桂酸乙酯 0.753 −0.356 −0.335 乙酸异戊酯 0.682 −0.054 −0.448 糠醛 0.679 0.082 0.074 仲丁醇 0.666 0.503 0.215 乳酸 0.666 0.234 −0.439 异戊醇 0.624 −0.468 0.467 2,3-丁二醇（左消旋） 0.591 −0.250 0.555 1,2丙二醇 0.573 0.326 −0.072 乙酸苯乙酯 −0.533 0.461 0.084 丁酸 0.433 0.667 −0.220 油酸乙酯 0.550 −0.644 0.298 癸酸乙酯 0.488 0.605 0.384 2,3-丁二醇（内消旋） 0.252 −0.571 0.450 己酸乙酯 −0.361 0.564 0.371 苯甲醛 0.081 −0.543 −0.222 乳酸乙酯 0.549 −0.363 −0.678 乙酸乙酯 0.555 0.412 −0.577 乙酸 0.319 0.487 −0.558 乙缩醛 0.481 0.325 0.549 乙醛 0.488 0.286 0.523 丙酸 0.422 0.436 0.463 β-苯乙醇 0.467 −0.450 0.162 戊酸乙酯 0.158 −0.110 0.288 正己醇 0.499 0.332 −0.042 甲酸 0.238 0.030 −0.043 己酸 −0.363 0.273 0.402 由图4可知，前三个主成分方差贡献率累计达94.2%，可以较全面地反映样本信息。由表5可知，与第一主成分相关系数较大的物质（|系数|≥0.7）有异戊醛、丙醛、异丁醛、甲醇、正丁醇、活性戊醇、正丙醇、甲酸乙酯、棕榈酸乙酯、丁二酸二乙酯、正戊醇、异丁醛、亚油酸乙酯和月桂酸乙酯。与第二主成分相关系数较大的物质（|系数|≥0.5）有棕榈酸乙酯、仲丁醇、丁酸、油酸乙酯、癸酸乙酯、2,3-丁二醇（内消旋）、己酸乙酯和苯甲醛。与第三主成分相关系数较大的物质（|系数|≥0.5）是2,3-丁二醇（左消旋）、乳酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸、乙缩醛和乙醛。
主成分分析二维与三维得分图如图5所示。坤沙酒明显区分于其他组，且组间距相对较小（图5a），表明此方法能较好的区分坤沙酒与其他工艺酒，对其影响较大的物质有乙酸苯乙酯、己酸乙酯和己酸、棕榈酸乙酯、2,3-丁二醇（内消旋）和苯甲醛等；碎沙组、翻沙组和串沙组在三维（图5b）区分较明显，影响碎沙组较大的物质有丙醛、正丙醇、正戊醇、正丁醇和乳酸等；对翻沙组影响较大的物质有丁酸、癸酸乙酯和乙缩醛等；影响串沙组的物质有活性戊醇、棕榈酸乙酯和异丁醛等。
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图 5 不同工艺酱香基酒主成分分析二维得分图（a）和 三维得分图（b）Figure 5. Two dimensional score chart (a) and three dimensional score chart (b) for principal component analysis of Jiangxiangxing Baijiu with different processes2.3 气味活性值分析
查询风味物质阈值并计算OAV，结果如表6所示，10种酯类物质中坤沙酒中9种、碎沙酒中8种、翻沙酒中8种和串沙酒中7中OAV>1，坤沙酒中具有香气贡献的酯类数量多于其他工艺，造成差异的原因是月桂酸乙酯在坤沙酒中OAV>1而在其他工艺酒中OAV<1。碎沙酒和串沙酒中仲丁醇、正丙醇和正己醇等醇类物质OAV值低于坤沙酒和翻沙酒，高级醇含量的差异是造成碎沙酒和串沙酒醇香及口感醇厚度不及坤沙酒的重要原因。翻沙酒乙醛平均OAV>1000而其他工艺平均OAV<1000，因此乙醛含量高且香气贡献突出是翻沙酒区别其他工艺酱香型白酒的特征。除此之外乙缩醛在4种工艺酒样中的平均OAV>1000，异戊醛在除串沙酒外的3种工艺酒样中平均OAV>1000，这说明醛类物质在酱香型白酒中具有非常重要的香气贡献作用。酸类物质中乳酸属于不挥发酸，乙酸虽然含量较高但气味阈值也较高所以香气贡献不大。丙酸具有刺激性的酸味，在不同工艺酱酒的香气贡献具有差异，翻沙酒丙酸平均OAV>1，具有香气贡献，而其他工艺酱酒丙酸平均OAV<1。总体来说，酸类物质对香气的贡献不及酯类和醇类突出，但它们是酱香型白酒丰满口感的重要呈味物质。
表 6 不同工艺酱香型白酒OAV分析Table 6. OAV analysis of Jiangxiangxing Baijiu with different processes序号 样品名称 阈值（μg/L） OAV 坤沙 碎沙 翻沙 串沙 1 乙酸乙酯 32551 84.89 28.65 45 34.78 2 乙酸异戊酯 93.93 31.16 17.77 9.60 0.68 3 戊酸乙酯 26.78 209.92 275.75 436.58 184.42 4 己酸乙酯 55.33 225.61 151.09 287.36 518.74 5 乳酸乙酯 128083 20.12 15.42 11.96 7.27 6 癸酸乙酯 1122 25.67 17.38 26.56 21.21 7 丁二酸二乙酯 353193 0.01 0.01 0.01 0.01 8 月桂酸乙酯 1500 1.22 0.96 0.91 0.10 9 乙酸苯乙酯 908 19.07 11.93 15.27 80.89 10 棕榈酸乙酯 1500 24.58 24.84 30.37 10.02 11 仲丁醇 50000 1.36 0.47 1.18 0.42 12 正丙醇 53952 41.63 8.94 26.69 5.79 13 异丁醇 28300 4.81 3.33 4.07 1.04 14 正丁醇 2733 34.28 21.21 29.93 8.91 15 活性戊醇 4000 17.31 16.36 22.42 4.93 16 异戊醇 179190 0.95 1.49 1.73 0.37 17 正戊醇 4000 1.16 0.51 0.92 0.36 18 正己醇 5370 1.93 0.95 1.18 1.10 19 β-苯乙醇 28922 0.63 0.84 0.68 0.44 20 乙醛 500 791.91 563.52 1110.54 585.25 21 乙缩醛 69 3078.19 2019.68 4465.74 2332.42 22 异戊醛 16.51 1872.87 1040.16 2017.67 505.12 23 苯甲醛 4200 0.77 0.75 0.89 0.09 24 糠醛 44029 5.11 1.86 5.02 1.24 25 乙酸 160000 12.89 7.22 7.84 8.71 26 丙酸 18100 0.66 0.09 1.62 0.37 27 丁酸 964 49.15 20.12 29.77 26.36 28 己酸 2517 4.69 7.54 9.01 16.63 3. 结论
本文利用酸碱滴定法、气相色谱、离子色谱以及统计学分析方法等研究酱香型白酒不同工艺（坤沙、碎沙、翻沙和串沙）酒体总酸总酯、骨架风味物质组成结构和特征风味物质，研究表明坤沙组酒样总酸和总酯显著高于其他组，分别为3.27±0.16 g/L和5.03±0.35 g/L，可区分坤沙酒与其他工艺酱酒的依据之一；骨架风味物质组成结构显示，坤沙酒风味物质总含量最高（13334.99±3120.85 mg/L），其次是翻沙酒（8984.06±1726.98 mg/L）和碎沙酒（6901.20±1858.63 mg/L），串沙酒风味物质总含量最低（5309.46±1568.23 mg/L），且坤沙酒的酯类、醇类和酸类风味物质平均含量高于其他工艺，翻沙酒的醛类风味物质含量最高。主成分分析发现，坤沙酒明显区分于其他组，且受乙酸苯乙酯、己酸乙酯、己酸、棕榈酸乙酯、2,3-丁二醇（内消旋）和苯甲醛等影响较大。OAV分析发现戊酸乙酯、己酸乙酯、乙醛、乙缩醛和异戊醛香气贡献明显，坤沙酒中有香气贡献的风味物质数量超过其他工艺。本研究为解析不同工艺酱酒风味物质和理化结构特征差异提供了理论参考，同时为不同工艺酱香型白酒的鉴别技术开发提供了理论支撑。
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图 1 不同工艺酱香型白酒总酸含量
注：图中小写a代表本组数据与其他1组数据呈显著差异（P<0.05），b代表与其他2组呈显著差异（P<0.05），c代表与其他3组呈显著差异（P<0.05）；图2同。
Figure 1. Total acid content of different processes of Jiangxiangxing Baijiu
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图 2 不同工艺酱香型白酒总酯含量
Figure 2. Total ester content of different processes of Jiangxiangxing Baijiu
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图 3 不同工艺酱香基酒酸酯比小提琴图
Figure 3. Violin chart of total acid/total ester ratio of Jiangxiangxing Baijiu with different processes
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图 4 不同工艺酱香白酒主成分贡献率
Figure 4. Contribution rate of main components of Jiangxiangxing Baijiu with different processes
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图 5 不同工艺酱香基酒主成分分析二维得分图（a）和 三维得分图（b）
Figure 5. Two dimensional score chart (a) and three dimensional score chart (b) for principal component analysis of Jiangxiangxing Baijiu with different processes
表 1 不同工艺酱香型白酒样品列表
Table 1 Sample list of Jiangxiangxing Baijiu with different processes
序号 编号 工艺 酒精度（%Vol） 1 K1 坤沙 54.1 2 K2 坤沙 53.8 3 K3 坤沙 53.8 4 K4 坤沙 54.2 5 K5 坤沙 54.3 6 S1 碎沙 54.0 7 S2 碎沙 53.9 8 S3 碎沙 54.6 9 S4 碎沙 53.4 10 S5 碎沙 53.2 11 F1 翻沙 54.8 12 F2 翻沙 54.3 13 F3 翻沙 53.8 14 F4 翻沙 54.6 15 F5 翻沙 55.2 16 C1 串沙 53.0 17 C2 串沙 53.5 18 C3 串沙 52.8 19 C4 串沙 53.4 20 C5 串沙 53.2 
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表 2 离子色谱法测定有机酸淋洗梯度
Table 2 Determination of organic acid leaching gradient by ion chromatography
时间（min） KOH浓度（mmol/L） 0~15.9 1.1 16.0~28.9 1.1 29.0~34.9 16.5 35.0~38.9 20.0 39.0~40.9 35.0 41.0~46.9 35.0 47.0~47.1 50.0 47.2~58.9 1.1 59.0以后 1.1
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表 3 不同工艺酱香型白酒挥发性风味物质含量
Table 3 Content of volatile flavor compounds in Jiangxiangxing Baijiu with different processes
序号 样品名称 含量（mg/L） 坤沙 碎沙 翻沙 串沙 1 甲酸乙酯 33.83±5.89 14.83±10.54 37.19±4.77 16.18±9.58 2 乙酸乙酯 2763.58±400.48 932.64±264.96 1464.92±243.06 1132.29±391.76 3 乙酸异戊酯 2.92±1.76 1.66±1.00 0.9±0.27 0.06±0.03 4 戊酸乙酯 5.62±2.20 7.38±8.92 11.69±3.39 4.93±10.81 5 己酸乙酯 12.48±10.03 8.36±7.94 15.89±7.62 28.7±18.01 6 乳酸乙酯 2575.43±399.33 1975.74±914.99 1532.48±403.93 931.51±374.17 7 癸酸乙酯 28.81±7.27 19.51±9.18 29.8±11.91 23.81±6.92 8 丁二酸二乙酯 6.13±3.60 3.39±2.52 4.34±0.64 0.38±0.41 9 月桂酸乙酯 1.83±0.13 1.44±0.74 1.35±0.21 0.15±0.23 10 乙酸苯乙酯 17.33±3.83 10.84±2.05 13.88±2.23 73.51±78.23 11 棕榈酸乙酯 36.88±6.23 37.27±8.26 45.56±12.14 15.04±7.30 12 油酸乙酯 13.8±3.07 17.78±3.30 22.16±4.90 8.6±2.16 13 亚油酸乙酯 30.94±6.81 25.95±13.69 31.33±11.42 16.16±6.19 酯类物质总检出量 5529.62±716.38 3056.83±1028.91 3211.54±595.04 2251.38±556.88 1 甲醇 200.52±35.36 90.33±41.85 154.7±37.03 69.26±49.69 2 仲丁醇 68.34±50.16 23.69±19.64 59.24±67.52 21.33±15.84 3 正丙醇 2246.14±1604.52 482.68±343.85 1440.06±714.34 312.83±174.39 4 异丁醇 136.22±14.83 94.44±34.64 115.2±39.99 29.56±40.40 5 正丁醇 93.71±11.72 57.98±20.29 81.81±10.12 24.37±28.64 6 活性戊醇 69.25±9.72 65.46±16.83 89.69±12.44 19.71±25.95 7 异戊醇 170.67±101.92 267.01±71.84 310.13±40.98 67.13±87.78 8 正戊醇 4.66±2.05 2.07±1.41 3.63±3.23 1.45±1.78 9 正己醇 10.39±0.67 5.08±3.22 6.33±4.08 5.91±8.32 10 2,3-丁二醇（左消旋） 82.24±10.98 96.63±25.77 113.91±20.33 61.35±19.99 11 2,3-丁二醇（内消旋） 47.6±15.13 64.24±14.89 74.62±15.18 44.19±8.45 12 1,2丙二醇 147.39±66.12 74.15±36.97 123.74±18.29 84.13±26.01 13 β-苯乙醇 18.23±3.42 24.47±9.67 19.86±4.18 12.73±10.13 醇类物质总检出量 3295.42±1793.61 1348.27±340.94 2592.99±884.36 753.88±433.01 1 乙醛 395.95±61.63 281.76±96.06 555.27±64.74 292.62±172.14 2 丙醛 4.93±2.04 2.09±0.42 4.58±1.78 1.32±0.83 3 异丁醛 9.96±4.11 5.61±4.51 9.72±4.72 2.85±4.19 4 乙缩醛 212.39±29.79 139.35±58.79 308.13±54.66 160.93±99.29 5 异戊醛 30.92±10.53 17.17±9.46 33.31±10.15 8.33±11.88 6 苯甲醛 3.23±1.35 3.84±2.69 3.74±3.89 0.41±0.24 7 糠醛 224.99±128.72 82.26±127.13 221.19±50.92 54.97±67.05 醛类物质总检出量 882.39±181.84 560.11±201.24 1135.95±77.45 521.46±286.26
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表 4 不同工艺酱香型白酒有机酸含量
Table 4 Content acid in Jiangxiangxing Baijiu with different processes
序号 样品名称 含量（mg/L） 坤沙 碎沙 翻沙 串沙 1 乳酸 1432.84±148.98 689.51±174.88 646.49±180.71 267.72±209.28 2 乙酸 2063.26±301.84 1155.74±170.16 1255.12±103.93 1394.01±385.27 3 丙酸 11.95±11.81 1.68±2.31 29.34±40.19 6.85±8.77 4 甲酸 60.27±9.01 50.66±15.37 61.22±9.89 46.88±26.82 5 丁酸 47.41±4.72 19.39±8.46 28.72±18.13 25.43±7.67 6 己酸 11.81±7.23 18.98±10.56 22.69±13.74 41.88±39.48 酸类物质总检出量 3627.56±429.02 1935.99±287.54 2043.58±170.13 1782.74±292.08
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表 5 风味物质与主成分相关性
Table 5 Correlation between flavor substances and principal components
化合物 PC1 PC2 PC3 异戊醛 0.922 −0.127 0.050 丙醛 0.918 0.268 0.086 异丁醇 0.918 −0.079 −0.026 甲醇 0.888 0.131 −0.163 正丁醇 0.879 0.051 −0.011 活性戊醇 0.878 −0.302 0.277 正丙醇 0.789 0.382 −0.096 甲酸乙酯 0.779 0.169 0.123 棕榈酸乙酯 0.775 −0.520 0.078 丁二酸二乙酯 0.775 0.029 −0.130 正戊醇 0.763 0.396 0.137 异丁醛 0.762 −0.300 −0.140 亚油酸乙酯 0.761 −0.228 −0.064 月桂酸乙酯 0.753 −0.356 −0.335 乙酸异戊酯 0.682 −0.054 −0.448 糠醛 0.679 0.082 0.074 仲丁醇 0.666 0.503 0.215 乳酸 0.666 0.234 −0.439 异戊醇 0.624 −0.468 0.467 2,3-丁二醇（左消旋） 0.591 −0.250 0.555 1,2丙二醇 0.573 0.326 −0.072 乙酸苯乙酯 −0.533 0.461 0.084 丁酸 0.433 0.667 −0.220 油酸乙酯 0.550 −0.644 0.298 癸酸乙酯 0.488 0.605 0.384 2,3-丁二醇（内消旋） 0.252 −0.571 0.450 己酸乙酯 −0.361 0.564 0.371 苯甲醛 0.081 −0.543 −0.222 乳酸乙酯 0.549 −0.363 −0.678 乙酸乙酯 0.555 0.412 −0.577 乙酸 0.319 0.487 −0.558 乙缩醛 0.481 0.325 0.549 乙醛 0.488 0.286 0.523 丙酸 0.422 0.436 0.463 β-苯乙醇 0.467 −0.450 0.162 戊酸乙酯 0.158 −0.110 0.288 正己醇 0.499 0.332 −0.042 甲酸 0.238 0.030 −0.043 己酸 −0.363 0.273 0.402
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表 6 不同工艺酱香型白酒OAV分析
Table 6 OAV analysis of Jiangxiangxing Baijiu with different processes
序号 样品名称 阈值（μg/L） OAV 坤沙 碎沙 翻沙 串沙 1 乙酸乙酯 32551 84.89 28.65 45 34.78 2 乙酸异戊酯 93.93 31.16 17.77 9.60 0.68 3 戊酸乙酯 26.78 209.92 275.75 436.58 184.42 4 己酸乙酯 55.33 225.61 151.09 287.36 518.74 5 乳酸乙酯 128083 20.12 15.42 11.96 7.27 6 癸酸乙酯 1122 25.67 17.38 26.56 21.21 7 丁二酸二乙酯 353193 0.01 0.01 0.01 0.01 8 月桂酸乙酯 1500 1.22 0.96 0.91 0.10 9 乙酸苯乙酯 908 19.07 11.93 15.27 80.89 10 棕榈酸乙酯 1500 24.58 24.84 30.37 10.02 11 仲丁醇 50000 1.36 0.47 1.18 0.42 12 正丙醇 53952 41.63 8.94 26.69 5.79 13 异丁醇 28300 4.81 3.33 4.07 1.04 14 正丁醇 2733 34.28 21.21 29.93 8.91 15 活性戊醇 4000 17.31 16.36 22.42 4.93 16 异戊醇 179190 0.95 1.49 1.73 0.37 17 正戊醇 4000 1.16 0.51 0.92 0.36 18 正己醇 5370 1.93 0.95 1.18 1.10 19 β-苯乙醇 28922 0.63 0.84 0.68 0.44 20 乙醛 500 791.91 563.52 1110.54 585.25 21 乙缩醛 69 3078.19 2019.68 4465.74 2332.42 22 异戊醛 16.51 1872.87 1040.16 2017.67 505.12 23 苯甲醛 4200 0.77 0.75 0.89 0.09 24 糠醛 44029 5.11 1.86 5.02 1.24 25 乙酸 160000 12.89 7.22 7.84 8.71 26 丙酸 18100 0.66 0.09 1.62 0.37 27 丁酸 964 49.15 20.12 29.77 26.36 28 己酸 2517 4.69 7.54 9.01 16.63
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