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绍兴机械黄酒发酵过程中风味物质变化

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-09-27
核心提示:黄酒的独特酿造工艺和原料造就了黄酒独特、复杂的香气特征,其主要风味成分包括挥发性风味物质、氨基酸、有机酸、糖类、微量元素等。
   黄酒的独特酿造工艺和原料造就了黄酒独特、复杂的香气特征,其主要风味成分包括挥发性风味物质、氨基酸、有机酸、糖类、微量元素等。以往对机械黄酒发酵过程中的动态监测,主要是对发酵过程中基本理化指标、固形物、氨基酸、生物胺、挥发性风味物质的研究,鲜见对机械黄酒酿造过程中有机酸和单体酚含量的报道,缺乏风味物质动态变化的全面报道。江南大学食品学院、粮食发酵工艺与技术国家工程实验室陈青柳、刘双平等人对绍兴机械黄酒大罐发酵过程进行跟踪取样,采用高效液相色谱(HPLC)及气相色谱-质谱(GC-MS)联用对样品进行检测,利用主成分分析(PCA)探寻不同发酵阶段的样品风味物质差异,深入全面地了解机械黄酒发酵过程中风味物质的动态变化,对优质机械黄酒生产有指导意义。
 
  1、机械黄酒酿造过程中基本理化指标的分析
 
  在机械黄酒的发酵中,乙醇体积分数、总酸、氨基态氮质量浓度均呈先急后缓的增长趋势,而pH值、还原糖质量浓度呈先急后缓的降低趋势,变化均在前48 h最为迅速。前酵结束时(第72小时)乙醇体积分数达到(12.73±0.32)%;而后通过控制冷凝水循环在酒醪打入后酵罐前将酒醪温度降至13 ℃以下,后酵期温度维持在11~13 ℃,还原糖的含量及低温限制的了酵母等微生物及酶的活力,发酵变得缓慢。落料时发酵液理化指标相对偏差较大,随着发酵的进行,样品的相对偏差缩小。
 
  2、机械黄酒酿造过程中风味物质含量变化分析
 
  有机酸含量变化分析
 
  乳酸在发酵过程中占总酸的57.57%~73.17%,从落料结束(第0小时)到第432小时增长了0.55 倍,达到(5 568.67±203.87) mg/L。酒石酸、柠檬酸、苹果酸总体上均呈先急后缓的增长趋势。乙酸质量浓度在发酵过程中先升后降,在第120小时最高达到(563.23±61.16) mg/L。8 种有机酸中草酸、α-酮戊二酸含量最低,呈先增后降的趋势。
 
  氨基酸含量变化分析
 
  在机械加饭酒酿造过程中,总氨基酸质量浓度呈增长趋势,从落料结束(0 h)的(1 030.73±139.06) mg/L增长到432 h的(3 587.12±284.50) mg/L,增长了2.48 倍。氨基酸在前酵期间的增长可能主要是由麦曲带入及发酵醪中微生物产生的蛋白酶、肽酶水解原料中的蛋白所产生,而后酵期间氨基酸的增长可能主要是由微生物细胞中的氨基酸溶出造成。发酵过程中平均含量排前五的氨基酸占总含量的55.94%,分别为精氨酸(13.19%)、丙氨酸(12.27%)、色氨酸(11.23%)、脯氨酸(9.82%)、谷氨酸(9.43%),主要是苦味、甜味和鲜味氨基酸。
 
  多酚含量变化分析
 
  在机械加饭酒酿造过程中,6 种单体酚的总质量浓度呈先增长后降低的趋势,在第48小时达到最高(11.85±0.91) mg/L,其中儿茶素占60.59%,后酵结束时(第432小时)总质量浓度为(4.70±0.14) mg/L。儿茶素作为前酵期间所占比例最高的单体酚,在48 h时达到最高(7.18±0.50) mg/L,较落料时(第0小时)增长了4.34 倍,转入后酵后儿茶素含量迅速降低。在前酵期间表儿茶素含量仅次于儿茶素,而在后酵期含量最高,表儿茶素在第216小时(后酵期)达到最高(5.58±0.32)mg/L,占总酚的53.50%。p-香豆酸和阿魏酸在发酵过程中含量先增后降。p-香豆酸可在苯丙酸脱羧酶(EC 4.1.1.102)作用下形成挥发性风味物质4-乙烯苯酚;黄酒中的阿魏酸主要由麦曲带入,经阿魏酸酯酶(EC 3.1.1.73)水解游离出来,阿魏酸经酶或热作用可生成4-乙烯基愈创木酚、香兰素、愈创木酚等挥发性风味物质,在120 h时达到最高(0.69±0.06) mg/L。
 
  挥发性风味物质含量变化分析
 
  整体上,总挥发性风味物质在前48 h快速增长,在后酵期间整体上呈缓慢继续增长后开始下降的趋势,在发酵结束时(第432小时)质量浓度为(490.24±10.5) mg/L。在机械加饭酒酿造中,醇类和酯类物质作为主要的挥发性物质,在发酵过程中平均含量占总挥发性物质含量的74.66%和18.90%,含量上远高于酚类、醛类、酸类物质,决定了发酵过程中总挥发性物质的含量变化趋势。发酵过程中风味物质变化趋势及主要风味物质的相对比例,与其他黄酒报道相近。
 
  3、不同酿造时间的机械黄酒酿造风味物质的PCA
 
  第1主成分贡献率为43.64%,第2主成分贡献率为16.88%,2 个成分的累计贡献率已达到60.52%,能较好地解释数据信息。氨基酸、主要非挥发性有机酸(乳酸N25、柠檬酸N26、酒石酸N27、苹果酸N28)与第1主成分有较大的正相关性,主要挥发性有机酸(戊酸V51、己酸V54、辛酸V55)与第1主成分呈负相关性。第2主成分的解释能力弱于第1主成分,挥发性风味物质正丙醇(V7)、乙酸异丁酯(V16)、乙酸-2-苯乙酯(V18)、癸酸乙酯(V19)、正己酸乙酯(V25)、苯甲酸乙酯(V30)与第2主成分有明显正相关性,丁酸乙酯(V14)与第2主成分有明显负相关性。
 
  结 论
 
  机械化黄酒生产可对发酵过程的温度、发酵醪含氧量等进行人工控制,使黄酒可常年生产,不受季节限制,机械化黄酒精确的生产控制提高了黄酒的产量和产品质量的均一性。对绍兴机械黄酒大罐发酵过程进行跟踪取样,采用HPLC及GC-MS对机械黄酒发酵过程中风味物质进行检测,发现有机酸、氨基酸、高级醇在前48 h持续快速增长,挥发性酚类物质在前72 h持续快速增长,酯类物质在前120 h持续快速增长,说明风味物质主要在前酵期产生。机械加饭酒酿造过程中,乳酸是含量最高的有机酸,苦味氨基酸含量最高,前酵期间儿茶素含量最高,后酵期间表儿茶素含量最高,检测到的挥发性风味物质中酯类物质种类最多,而醇类物质含量最高。对不同酿造时间的机械黄酒酿造风味物质进行PCA,提取的2 个成分的累计贡献率达到60.52%,结果显示第1主成分能较好地区分前酵和后酵期间的物质,非挥发性物质对不同发酵阶段的样品解释能力较大。
 
 
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