《食品科学》：泸州老窖股份有限公司刘小刚高级工程师等：不同品种高粱酿造酱香型基酒的品质差异分析

中国白酒是世界著名的蒸馏酒之一，以大米、小麦、玉米、高粱等单一或混合谷物为原料，经糖化、发酵、蒸馏、勾兑而成。

高粱作为酱香型白酒酿造的重要原料，富含淀粉和蛋白质，含有少量单宁、灰分和水。根据以往的研究，不同品种的高粱酿造的酱香型白酒的风味特性存在较大差异。目前，已有不少关于酿酒原粮对酱香型白酒品质影响的报道。然而，目前对不同品种高粱酿造酱香型白酒挥发性香气成分的对比研究较少，不同品种高粱发酵过程中轮次基酒的香气轮廓和特征性风味物质的研究鲜见报道。

针对以上问题，泸州老窖股份有限公司的山波、蒋晓锋、刘小刚*等以3 种不同高粱品种（包括红樱子、泸糯18号和两糯1号品种）为研究对象，分析不同酿酒轮次入窖、出窖酒醅的理化参数，同时采用气相色谱-氢火焰离子检测（GC-FID）法对3 种高粱不同酱香轮次基酒的挥发性香气成分进行测定，并通过正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）法，结合变量投影重要性（VIP）分析不同高粱轮次基酒挥发性香气成分的差异性，以期为不同品种高粱酿造酱香型白酒提供理论依据。

1 不同品种高粱发酵酒醅理化因子对比分析

1.1 不同品种高粱发酵酒醅水分含量分析

水分是酱香型白酒固态发酵工艺的关键控制点之一。图2显示了不同品种高粱出入窖酒醅的水分含量，3 种高粱各轮次酒醅水分质量分数均在40%～57%之间。随着酿酒轮次的增加，酒醅水分逐渐上升，最终趋于稳定，不同高粱品种发酵酒醅水分含量的变化趋势一致。在第1～3轮次，两糯1号入窖酒醅的水分含量显著高于红缨子和泸糯18号（

P

＜0.05）（图2A），同时，两糯1号第2～4轮次出窖酒醅的水分含量也显著高于红缨子和泸糯18号（

P

＜0.05）（图2B），这表明两糯1号在发酵初期对水分的吸收能力较强。第5～7轮次的出窖酒醅水分质量分数均维持在53%～57%之间，且无显著差异（

P

＞0.05），各品种高粱的水分含量达到了一定的平衡状态。不同高粱品种的淀粉含量显著影响发酵酒醅的水分保留能力 。两糯1号的高淀粉含量 （约占总干物质的78%）使其在发酵初期表现出较强的水分吸收能力，这种较高的水分含量有助于维持发酵过程中微生物的活性，确保发酵的顺利进行 。

1.2 不同品种高粱发酵酒醅酸度分析

酸类物质是形成酱香型大曲酒香味物质的前驱物质。酸度过高，抑制有益微生物的生长繁殖，造成窖内发酵异常，酸度过低，会造成堆积和窖内发酵升温过快，升酸幅度增大。

如图3所示，随着酿酒轮次的增加，出入窖酒醅的酸度逐渐增加，在第3轮次达到最大值，随后趋于平稳。3 种高粱不同轮次的酱香型酒醅酸度维持在1.1～3.8 mmol/10 g之间，且不同轮次出入窖酒醅的酸度之间存在显著差异（

P

＜0.05），红樱子的出入窖酒醅酸度最高，泸糯18号次之，而两糯1号最低。除2轮次出窖酒醅外，红樱子各轮次出入窖酒醅的酸度均显著高于两糯1号（

P

＜0.05），而泸糯18号与两糯1号相比，其出入窖酒醅的酸度也显著升高（

P

＜0.05）。

以上结果表明，不同品种高粱在不同轮次的出入窖酒醅中的酸度变化存在明显差异，且红樱子呈现出较高的酸度水平，泸糯18号次之，两糯1号最低。本实验中，红樱子的酸度显著高于其他两种高粱，这可能与其较高的单宁和有机酸含量密切相关。单宁的收敛性作用可抑制发酵过程中某些有益微生物的生长，进而导致酸类物质（如乙酸和丁酸）的积累，因此，红樱子的酒醅酸度在不同轮次中显著高于泸糯18号和两糯1号（

P

＜0.05）。较高的酸度有助于赋予酱香型白酒其独特的酸香特征，也可能在一定程度上抑制发酵过程中的异常微生物活性，从而维持发酵的稳定性 。

1.3 不同品种高粱发酵酒醅还原糖含量分析

不同品种高粱出入窖酒醅还原糖含量变化的差异结果如图4所示。在7 个发酵轮次中，还原糖含量维持在0.2～4.3 g/100 g之间。随着发酵轮次的推移，出窖酒醅还原糖含量总体呈先增加后下降的趋势，其中在第4轮次时酒醅还原糖含量达到最高。相较于红樱子和泸糯18号，两糯1号前4 个轮次入窖酒醅还原糖含量显著增加（

P

＜0.05）（图4A）。而在出窖酒醅中，两糯1号的还原糖含量在 前6 个轮次中显著高于红樱子和泸糯18号（

P

＜0.05），红樱子和泸糯18号在第3轮次则表现出显著差异（

P

＜0.05）（图4B）。表明不同品种高粱在发酵过程中的还原糖含 量变化存在明显差异，而两糯1号在入窖酒醅和出窖酒醅的还原糖含量均较高，显示出与红樱子和泸糯18号不同的发酵特性。

2 基于GC-FID分析不同品种高粱基酒的挥发性物质

2.1 不同品种高粱基酒风味物质定量分析

通过GC-FID对3 种高粱酱香1～7 轮次基酒75 种风味化合物进行定量检测，其中包括酯类24 种、醇类16 种、酸类9 种和醛酮类13 种，结果如表1所示。3 种高粱轮次基酒中检出酯类化合物质量浓度为4 070～9 300 mg/L，占风味成分总含量的2 5.4 9%～2 6.3 7%，主要含乙酸乙酯（1 604.2～6 475.3 mg/L）、乳酸乙酯（992.50～5 016.8 mg/L）、乙酸正戊酯（391.16～398.20 mg/L）、棕榈酸乙酯（45.90～102 mg/L）、亚油酸乙酯（3 0.2 8 ～8 1.2 7 m g/L）、丁酸乙酯（6.60～56.70 mg/L），其中乙酸乙酯对其主体香贡献最大；此外，3 种不同品种高粱轮次基酒中的主要酯类成分差异明显，在红樱子和泸糯18号的基酒中，乙酸乙酯（1 968.10～6 475.30 mg/L）的质量浓度明显高于两糯1号（1 604.20～5 447.10 mg/L），特别是在第1、2、4、5、6和7轮次基酒中。此外，两糯1号第1轮次基酒中乳酸乙酯（992.50 mg/L）的质量浓度较低，仅为红樱子和泸糯18号的一半。这表明不同高粱品种在酿造过程中可能存在着品质特征上的差异，这种差异可能与原料的品种、发酵条件等因素有关。酯类化合物是相对含量最高的物质，其中乙酸乙酯被认为是赋予基酒水果香和花香的重要成分，提升白酒的愉悦感。本研究发现，红樱子和泸糯18号基酒中乙酸乙酯的较高含量赋予了酒体更为浓郁的香气特征。Yang Liang等的研究表明，不同种类高粱酒中的酯类成分具有明显的差异，这与本研究结果相一致。除了呈香、呈味的作用外，酯类物质还具有一定的保健功效，乙酸乙酯具有舒张血管的活性，所以酯类物质不仅是重要的香味物质，同时也是评估白酒健康品质的活性因子。

3 种高粱中正丙醇、叔戊醇、2-丁醇、异丁醇、3-甲基丁醇含量均较高。红樱子中正丙醇（356.30～30 852.60 mg/L）的质量浓度明显高于其他两种高粱。研究表明，醇类化合物沸点低易挥发，有助于提升酒体香气、丰富白酒风味层次 。适宜浓度的高级醇（如含有3 个以上碳原子的正丙醇、异丁醇、叔戊醇等）能够使酒体丰满柔和、圆润醇厚 ，醇类化合物含量越高酒体香气和醇甜越突出，还可以赋予酒体水果香和花香 ，但浓度过高则会增加酒体中不愉快的异杂味，甚至在饮酒后“上头” 。本研究结果显示，红樱子高粱中正丙醇的含量较高，这可能是赋予其基酒更加丰富和复杂香气的关键因素之一，该发现与Ma Yi等 的研究结果一致，进一步表明高级醇的种类结构及其含量比例的协调性对基酒整体品质具有重要影响。

酸类化合物是重要的呈味物质，能够调和酒体口味、稳定香气，但其浓度太高则会抑制白酒香气，呈现汗臭、窖泥臭等异嗅味。3 种高粱的轮次基酒中总酸质量浓度为1 260～4 970 mg/L，主要有乙酸、2-乙基正丁酸、异丁酸和丁酸，其中乙酸占绝对优势。除3轮次基酒外，红樱子和泸糯18号中乙酸的质量浓度均高于两糯1号。呈奶酪香、酸香的异丁酸、丁酸、异戊酸在前6 个轮次中均有检出，红樱子第3、4、7轮次基酒中异丁酸含量较两糯1号分别提高了135%、75%和45%；红樱子和泸糯18号第2、4轮次基酒中丁酸的含量明显低于两糯1号，其余各酸类的相对含量占比相似。唐平等研究表明，乙酸是酱香型白酒中的主要酸类成分，其浓度对酒体风味平衡性至关重要，这一发现与本研究中乙酸在3 种高粱基酒中占据主导地位的结果吻合。此外，Wang Guangnan等对不同产地酱香型白酒的研究进一步支持了酸类化合物在风味形成中的关键作用，尤其是异丁酸和丁酸的变化，与本研究结果具有一致性。除了呈味贡献，酸类化合物还具有抗氧化、维持肠道健康等益生功能，所以适当增加酒体中的酸类物质含量不仅可以改善白酒的风味，还能赋予酒体保健功能。

对比3 种高粱轮次基酒中醛类和酮类化合物的含量差异，3 种高粱轮次基酒中主要包括乙缩醛（139.40～648.90 mg/L）、乙醛（53.00～284.10 mg/L）、糠醛（4 6.2 0 ～6 1 3.7 0 m g/L）、3-甲基丁醛（0～161.40 mg/L）。醛类和酮类化合物在适当的质量浓度范围内能够显著增强白酒香气和口感。相似研究中醛酮类化合物的定性定量结果整体较低，这一趋势与本研究结果相一致。这表明在适当的浓度条件下，这些化合物能够有效增强白酒的香气和口感，使得不同高粱基酒之间的风味差异更加突出。

2.2 不同品种高粱基酒风味化合物结构特征

为能够更直观地显示样本之间的关系以及风味物质在不同样本中表达模式上的差异，将其进行标准化处理，将这些特征化合物在3 种高粱不同轮次基酒中的分布情况进行可视化表达（图5）。两糯1号与红缨子、泸糯18号基酒所含特征挥发性化合物含量存在明显差异；红缨子和泸糯18号差异较小，所含特征挥发性化合物含量变化相似。相较于红缨子和泸糯18号，两糯1号在第1、2、3轮次基酒中正丁醇、丁酸乙酯、丁酸、正丁醛、壬酸乙酯化合物的含量较高，并且随着发酵轮次的逐渐增加，1,1-二乙氧基-3-甲基丁烷、甲酸乙酯、乙酸异戊酯、乙醛、乙缩醛、3-羟基-2-丁酮、糠醛、丙酸乙酯、戊酸乙酯、正戊醇等化合物的含量逐渐升高。而在泸糯18号和红缨子基酒中己酸乙酯、己酸、丙酮、2-戊醇、苯乙酸乙酯等化合物的含量相对较高。这表明不同品种高粱基酒在挥发性化合物的分布模式上存在明显差异，进一步揭示了不同轮次基酒之间的风味特征差异。

第1～7轮次基酒主要风味物质含量变化结果如图6所示。在第1、2、4、5、6、7轮次基酒中，红樱子和泸糯18号的总酸和总酯含量均高于两糯1号，尤其在第1、2发酵轮次，差异更为明显，第1轮次基酒时，红樱子相较于两糯1号，总酸和总酯的差值分别高达940 mg/L和1 590 mg/L，而泸糯18号相较于两糯1号，差值分别高达690 mg/L和1 420 mg/L（图6A、B）。随发酵轮次增加，3 种基酒的总醇含量均先快速下降，然后在较低水平保持稳定（图6C）。在第1～6轮次基酒中，两糯1号的总醛含量高于红樱子和泸糯18号，尤其在5轮次基酒时，两糯1号的总醛质量浓度达到最高（1 678.91 mg/L），与之相比，红樱子和泸糯18号的总醛质量浓度较两糯1号分别低47%和51%（图6D）。此外，在第4轮次基酒中，两糯1号的总酮质量浓度相较于红樱子和泸糯18号低57.50 mg/L和68.13 mg/L。然而，当发酵至第5轮次基酒时，两糯1号的总酮质量浓度显著上升，并达到轮次酒中的最高水平（206.11 mg/L），其中红樱子和泸糯18号基酒较两糯1号基酒的总酮含量分别降低了70%和63%。在第6～7轮次基酒中，两糯1号的总酮含量逐渐下降，同时在第7轮次基酒中，红樱子和泸糯18号的总酮质量浓度分别为87.49 mg/L和74.07 mg/L，而两糯1号仅为63.00 mg/L（图6E）。这些结果表明高粱品种对基酒的风味轮廓有显著影响，尤其是在改变酸类、酯类、醛类和酮类等风味骨架成分的含量方面 。

2.3 不同品种高粱轮次基酒重要差异变化成分分析

本研究进一步基于加权Uni-Frac距离对不同品种高粱不同轮次的基酒风味物质结构进行主成分分析（PCA），结果如图7A所示。PC1的贡献率为48.6%，PC2的贡献率为19.6%，PC1+PC2＞50%，这两个PC已经可以解释大多数数据，因此该PCA模型拟合性较好。对比不同轮次基酒发现，3 种高粱第1、2、5、7轮次基酒的风味物质结构较为相似，而第3轮次两糯1号基酒风味物质与其他2 种高粱则呈现相反的趋势。在PCA图上，红缨子、泸糯18号第3轮次基酒样本位于

X

轴负半轴，而两糯1号第3轮次基酒样本则位于

X

轴正方向，两者在二维空间上呈现明显的分离趋势。两糯1号第4轮次和第6轮次基酒样本分别位于

Y

轴的负方向和正方向，相较于其他2 种高粱，呈现完全的分离趋势。3 种高粱的第5轮次基酒样本较为分散，而第1、2、7轮次基酒样本较为集中。由此可见，红缨子、泸糯18号的基酒风味物质结构相似，而与两糯1号相比存在较大的差异。

根据OPLS-DA判别模型可知（图7B），不同品种高粱轮次基酒的样品都相对集中，其中两糯1号在第4、5、6轮次基酒与红缨子、泸糯18号基酒有明显的区分。进一步根据OPLS-DA得到的VIP值筛选不同品种高粱基酒差异成分，如样品风味物质含量的VIP热图所示（图7 C），3 种高粱相同轮次基酒之间分别筛选得到差异化合物有17 种。其中，乳酸乙酯（VIP＝1.43～2.43）、乙酸乙酯（VIP＝0.79～2.85）、正丙醇（VIP＝0.94～4.20）和乙酸（VIP＝1.80～2.84）在3 种高粱轮次基酒中均存在差异表达，说明这4 种成分可能是3 种高粱基酒风味特征变化的关键风味化合物。

不同糯高粱品种的淀粉特性存在显著差异，这些差异不仅影响发酵过程中微生物的代谢活动，还直接决定风味前体物质的合成。淀粉作为微生物代谢的主要能量来源，同时也是风味前体物质（如醇类、酸类）的重要供体。在发酵过程中，前体物质进一步转化为多种酯类化合物，如乙酸乙酯、乳酸乙酯和丁酸乙酯等，从而显著增强酒体的风味。本研究结果表明，不同高粱品种酿造的基酒中乳酸乙酯和乙酸乙酯的含量存在显著差异，这与蒋英丽等的研究结果相符。这种差异可能与高粱淀粉含量的不同有关，进而影响发酵过程中酯类化合物的生成效率，说明高粱品种之间的淀粉差异可能是引起3 种高粱轮次基酒风味成分差异的主要因素之一。

2.4 不同品种高粱轮次基酒风味成分OAV分析

OAV是一种可以量化样品中挥发性风味成分对于物质整体香气贡献值的指标，当OAV＞1，表明该风味组分对样品的风味贡献最大，属于关键特征风味组分；0.1≤OAV＜1，表明该风味组分对样品风味起到修饰作用；OAV＜0.1，说明该风味组分对样品风味影响不显著。在一定范围内，OAV越大，说明该物质对于样品总体的风味贡献越大。

根据1.3.5节方法，计算得到第1～7轮次基酒中OAV＞1的风味贡献化合物有33 种，包括酯类18 种、醇类5 种、醛酮4 种和酸类6 种，如表2所示。酯类以乙酸乙酯、丁酸乙酯、辛酸乙酯以及棕榈酸乙酯等在各轮次基酒中风味贡献较大，主要贡献花香和水果香。其中呈脂肪臭、菠萝芳香的丁酸乙酯在两糯1号第1、2轮次基酒中OAV最高；异戊酸乙酯在第1轮次中具有较大贡献，其他轮次均未检出，主要呈水果香和青草香；呈白兰地酒香、甜香、花香的辛酸乙酯在第1、2轮次中OAV差异明显，红樱子的OAV最高，泸糯18号次之，而两糯1号最低。醇类以正丙醇、2-丁醇以及正丁醇等在各轮次基酒中风味贡献较大，主要呈水果香和青草香；2-丁醇、正丙醇在第1轮次基酒中OAV最高，两糯1号第1轮次基酒中2-丁醇的OAV相较红樱子和泸糯18号提高了163%、74%；红樱子整个轮次基酒中正丙醇的OAV均高于泸糯18号和两糯1号。醛酮类以乙缩醛、乙醛、异丁醛及2-甲基丁醛在各轮次基酒中风味贡献较大，主要贡献陈香及醛香；酸类以异丁酸、丁酸和乙酸对各轮次基酒风味贡献较大，主要呈奶酪香、汗臭。

3 结论

本研究分析了3 种不同品种高粱在酱香型白酒发酵酒醅理化指标及基酒风味上的差异特征。结果显示，不同品种的高粱发酵酒醅在理化因子和挥发性成分方面呈现显著差异。在第1～4轮次出入窖酒醅中，两糯1号酒醅的水分含量相对较高，与其他2 个高粱品种存在显著性差异（

P

＜0.05）；而红樱子在第1～7轮次的发酵酒醅中表现出较高的酸度，同样与其他品种差异显著（

P

＜0.05）；另外，两糯1号在第1～6轮次中的还原糖含量显著高于红樱子和泸糯18号（

P

＜0.05）。

通过使用GC-FID定量分析75 种挥发性化合物，发现在红缨子和泸糯18号的基酒中，乙酸乙酯、己酸乙酯、己酸、丙酮、2-戊醇、苯乙酸乙酯等成分含量较高。而两糯1号的基酒中丁酸乙酯、丁酸、乙醛、乙缩醛、甲酸乙酯、乙酸异戊酯、1,1-二乙氧基-3-甲基丁烷、3-羟基-2-丁酮等成分的含量较高，尤其在挥发性醛类成分上的含量明显高于其他2 种高粱。

通过PCA和OPLS-DA进一步证实，不同品种高粱酿造的基酒在风味特征上存在显著差异，尤其是在第4轮和第6轮基酒中，两糯1号与红缨子、泸糯18号的差异最为显著。通过OPLS-DA共筛选出17 种重要差异变化风味成分，包括乳酸乙酯、乙酸乙酯、正丙醇和乙酸等。结合OAV大于1的筛选标准，得到33 种对风味贡献显著的成分，涵盖18 种酯类、5 种醇类、4 种醛酮和6 种酸类。这些综合分析为深入理解不同品种高粱在酿造酱香型白酒品质上的影响提供了理论依据，同时也为酱香型白酒的品质提升和风味创新提供了重要参考。

作者简介

通信作者：

刘小刚，高级工程师，泸州老窖股份有限公司质量技术专家，1983年10月生，2009年6月毕业于西北农林科技大学发酵工程硕士专业，2023年6月毕业于江南大学食品学院食品科学与工程博士专业。2009年7月，进入了泸州老窖股份有限公司参加工作，一直从事在白酒酿造生产、质量及养生酒工作，先后担任公司科研员、酿酒大组长助理、大组长、质量部长助理、养生酒品质部长、总工办副主任及养生酒公司副总经理等技术岗位。先后承担和参与各类科研项目10余项，研究领域涉及酿酒原粮品质分析、酿造工艺优化、酿酒功能微生物、副产物综合利用及养生酒工艺研发等多个方面，荣获四川省科技进步奖二等奖等科技奖项8项，获授权发明专利28项，发表科技论文30余篇，参与制定国家标准及行业标准2项、团体标准2项，参编著作1项。

第一作者：

山波，男，2023年6月毕业于云南农业大学食品科学技术学院食品科学硕士专业。研究方向为食品科学。目前以第一作者在International Journal of Biological Macromolecules、Food & Function、《食品科学》等国内外学术期刊上发表学术论文4篇，授权发明专利1项。

本文《不同品种高粱酿造酱香型基酒的品质差异分析》来源于《食品科学》2023年46卷第4期180-190页，作者： 山波 ，蒋晓锋 ，涂荣坤 ，邱登荣 ，禄凌飞 ，张芮 ，谢政泽 ，刘小刚 * 。 DOI:10.7506 / spkx1002-6630-20240628-215。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

实习编辑：栾文莉；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

为深入探讨未来食品在大食物观框架下的创新发展机遇与挑战，促进产学研用各界的交流合作，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心（动物替代蛋白）及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办，西华大学食品与生物工程学院、四川旅游学院烹饪与食品科学工程学院、四川轻化工大学食品与酿酒工程学院、成都大学食品与生物工程学院、成都医学院检验医学院、四川省农业科学院农产品加工研究所、中国农业科学院都市农业研究所、四川大学农产品加工研究院、西昌学院农业科学学院、宿州学院生物与食品工程学院、大连民族大学生命科学学院、北京联合大学保健食品功能检测中心共同主办的“第二届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会”即将于2025年5月24-25日在中国 四川 成都召开。

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