浓香型白酒“窖香”特征风味物质解析及其生成途径的研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:WanNianDog
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浓香型白酒是我国产、销量最高的蒸馏酒,其独特的泥窖发酵工艺,赋予了酒体“窖香浓郁,绵软甘冽”的典型风味特征。近年来,随着食品组学与风味感官科学的发展,对浓香型白酒风格的认识已从单纯强调己酸乙酯为主体的复合香,演变为“窖香为主的、舒适的复合香气”,因此,“窖香”是浓香型白酒最为典型的香气特征。目前,对不同厂家浓香型白酒关键风味因子确定、微生物代谢机理剖析和功能菌株工程化应用等方面的研究屡见报道,但对于浓香型白酒“窖香”风格的关键香气物质解析及其生成途径的研究尚未深入,一定程度上制约了浓香型白酒酒体设计的科学性和产品品质稳定性。本论文以“窖味显著”的浓香型白酒作为主要研究对象,明晰了构成浓香白酒独特“窖香”风味的关键香气化合物;探讨了风味因子“量-味”关系的转变;剖析了构成“窖香”与“烤香”风味因子的交互作用;初探了“窖香”关键因子的生成前体和形成途径。本论文的重要研究内容及结果如下:(1)应用多种风味检测手段结合感官评价,系统剖析了浓香型基酒与商品酒的香气特征。结果表明,通过采用描述性感官分析,两种代表性浓香型白酒的总体香气间存在差异。此外,应用调p H液液萃取法结合GC-MS/O-c AEDA进一步在上述2种浓香型白酒中检测出香气区域68和64个,其FD值在1-59049的范围内;通过NIST 11.0谱库、标准品、保留指数(RI)和香气特征等比对手段,准确定性出化合物67和64种。其中,包括相同香气化合物64种,但FD值差异较大。特别对于3-甲硫基丙醛、3-甲硫基丙醇和3-甲硫基丙酸乙酯,均在LZ-2016基酒中具有较高的FD值(27≤FD≤729),但在GJ-1573中并未检出。(2)深入考察了影响浓香型基酒中典型“泥臭味”的关键风味化合物。针对浓香型白酒“窖香”香气风格与窖泥接近的特点,应用HS-SPME、LLE结合GC-MS、GC-O-MS等方法,对比分析窖泥及“窖味显著”白酒中的香气化合物。通过综合应用双柱定性、标准品比对等分析手段,有效解决了油酸乙酯作为共流出化合物的干扰,并首次在浓香型基酒中发现一种具有马厩味、粪臭味的化合物3-甲基吲哚。此外,通过阈值测定和OAV值的计算,结果表明3-甲基吲哚在46%的乙醇-水溶液中的阈值为6.09μg/L;其在9种“泥臭味突出”的浓香型基酒中含量为4.4-142.8μg/L,OAV为1-23。通过香气添加实验以及Heatmap分析结果,阐明3-甲基吲哚为浓香型基酒中“泥臭味”的关键化合物。(3)采用直接进样法、VSLLME法、柱前衍生化法结合GC-FID和GC-MS/SIM等多种检测方法,对LZ-2016-BD和GJ-1573中FD≥9的挥发性香气化合物进行定量分析;利用香气重组、缺失实验及OAV法,考察浓香型基酒中负责“烤香”和“窖香”的关键香气化合物及其交互作用。结果表明,在LZ-2016-BD和GJ-1573酒样中分别有37和26种香气化合物的OAV≥1,其中,己酸、丁酸、4-甲基苯酚、3-甲基吲哚和3-甲硫基丙醛在LZ-2016-BD中的OAV值显著高于GJ-1573。根据香气重组和缺失实验发现,上述5种香气化合物为负责“窖香”和“烤香”的关键香气化合物。最终,通过OAV法,首次证明在浓香型基酒中负责“烤香”与“窖香”的关键化合物间存在掩盖或加成作用。(4)利用PAA和Fe3O4对GO进行改进,制备了磁性氧化石墨烯基复合纳米材料(GO@PAA@Fe3O4),并重点阐明其对2种吲哚类衍生物的吸附机理。结果表明,PAA和Fe3O4基团的引入,不仅可改变GO的极性,而且由于氢键作用力的产生,其为目标待测物的高效提取提供了更多的吸附位点。此外,通过使用0.5%的酸性丙酮活化GO@PAA@Fe3O4,不仅改善其结构特征,而且显著提高了对吲哚-3-乙酸(IAA)和吲哚-3-丙酸(IPA)的提取效率。GO@PAA@Fe3O4对IAA和IPA具有良好的吸附性能,可在10.0 min内达到吸附平衡,吸附过程符合准二级动力学模型;同时,在p H=4.0和T=35℃时,应用Langmuir吸附等温线可更好地描述GO@PAA@Fe3O4对IAA和IPA的吸附,对于IAA和IPA最大吸附量分别为14.0和14.3 mg/g。由于其良好的热稳定性和机械稳定性,GO@PAA@Fe3O4的重复利用率高,可重复使用至少9个循环。(5)为了初步阐明浓香型白酒酿造中“窖香”特征香气物质的形成途径,首次应用新型GO@PAA@Fe3O4纳米复合材料作为磁性固相萃取吸附剂,结合HPLC-MS/MS技术靶向提取16种浓香型基酒中的IAA和IPA。结果表明,通过对吸附剂添加量、酒样p H、加盐量、吸附时间、解吸溶剂类型、解吸溶剂酸碱度、解吸温度和解吸时间等8个单因素的优化,确定了最佳萃取条件。应用上述方法,在16种待测酒样中均检测到IAA和IPA,其浓度分别为0.64-11.32μg/L和0.66-18.74μg/L。综上,根据检测结果,初步推断在浓香型白酒酿造过程中,3-甲基吲哚的生成可能遵循两个途径:i)以色氨酸作为代谢前体物,其先生成IAA,再由IAA脱羧后转化为3-甲基吲哚;以及ii)以色氨酸作为代谢前体物,其先生成IPA后,再转化为3-甲基吲哚。
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