传统发酵食品是通过微生物的发酵作用而得到的食品，因其大多采用开放或半开放的发酵方式，易受到发酵环境的影响。季节性是一个外生驱动因素，环境因素随季节变化而变化，季节性变化会对微生物群落及发酵产品质量都有一定的影响。浓香型白酒作为传统发酵食品之一，其独特的“泥窖窖池、续糟配料、混蒸混烧”发酵工艺赋予了酒体“窖香浓郁、绵软甘洌、香味协调、尾净余长”的典型风格特征。研究表明，在开放环境下生产，白酒酿造微生物群落会受到季节变化的影响，进而其基酒风味品质也发生变化。。
江南大学生物工程学院张竞一、柴丽娟、张晓娟*等在研究不同季节浓香型白酒基酒风味物质差异的同时，也加入了不同馏段的因素。目前，对不同季节浓香型白酒基酒风味特征的分析还鲜见报道，研究不同季节及不同馏段酒体差异性风味物质组分，可以为生产上不同季节摘酒工艺调整提供理论参考。
如图1所示，各季节二段酒中总酸含量均低于三段酒，其中，二段酒和三段酒平均总酸质量浓度分别为1.54 g/L和2.65 g/L（图1A）。对不同季节二段和三段酒中的总酸含量分别进行比较，均为夏季＞春季＞秋季＞冬季。在夏季，二段酒中总酸质量浓度为1.91 g/L，是冬季的2 倍，三段酒中则高达3.75 g/L，是冬季的2.6 倍。己酸、乙酸、乳酸和丁酸是浓香型白酒的四大主体酸，其总含量占在总有机酸的90%以上。样品间四大酸含量的差异规律总体与总酸一致，均在三段酒中含量更高，春夏季节含量更高（图1B～E）。各季节样品取均值分析结果显示，三段酒中己酸、乙酸、乳酸和丁酸的含量分别是二段酒的1.9、1.5、5.0 倍和1.8 倍。在二段酒中，春夏季四大酸含量分别是秋冬季的2.7、1.4、3.2、1.9 倍，三段酒中分别是秋冬季的2.9、1.3、5.4 倍和2.3 倍。其中，乳酸含量差距最大，各季节三段酒中平均质量浓度为0.65 g/L，而二段酒中仅为0.13 g/L（图1D）。因基酒未经调配，不是所有比值都在范围内，但对比各季节不同馏段四大酸含量的比例关系发现二段酒中己酸与乙酸、丁酸的比值均低于三段酒，分别仅为三段酒的0.6、0.7 倍，而己酸/乳酸高于三段酒，是三段酒的1.8 倍（图1F～H）。对不同季节二段和三段酒中的己酸与乙酸、丁酸的比值分别进行比较，均为春季＞夏季＞秋季＞冬季，且春季含量比值显著高于冬季比值。在春季，二段酒中己酸与乙酸、丁酸的比值分别为冬季的4.5、1.8 倍，三段酒中分别为4.8、1.7 倍。而己酸/乳酸基酒在秋季含量比值最高，在二段和三段酒中比值分别为8.85、4.31。
采用HS-SPME-GC-MS方法在基酒中共检出108 种挥发性风味物质，包括酯类72 种、醇类9 种、酸类7 种、醛类7 种、酮类6 种和其他物质7 种。每个季节二段酒中检测到的挥发性风味物质峰面积之和均高于三段酒（图2A）。其中，酯类物质占比最高，其次为酸类和醇类。二段酒中酯类占比高达95.79%，而三段酒为92.45%，且不论是三段酒还是二段酒中酯类占比随季节均呈上升趋势，二段酒中冬季酯类占比最高，高于春季占比4.20%，三段酒中冬季也高于春季5.54%（图2B）。三段酒中酸类和醇类占比分别比二段酒高2.38%和0.18%，且随季节占比呈下降趋势。春季二段酒中酸类和醇类占比分别较冬季高3.00%和0.90%，三段酒中春季也较冬季高4.35%和0.61%。
为了比较不同季节不同馏段基酒中各物质含量差异，对每个物质进行Z-score标准化并绘制成热图（图3）。结果显示，二段酒中酯类物质的含量高于三段酒（图3A）。其中，冬季不同馏段之间酯类含量差距最大，二段酒显著高于三段酒，是其1.6 倍，其次是春季，为1.2 倍，夏秋季两者相差较小。不同季节中，二段酒和三段酒中己酸乙酯分别在冬季和夏季含量最高，乙酸乙酯均在秋季含量最高，丁酸乙酯和乳酸乙酯均在夏季最高（图3A）。
醇类在二段酒中的含量略高于三段酒，在不同季节中随季节演替呈下降趋势，在二段酒中春季可达冬季的1.7 倍，三段酒中为1.5 倍（图3B）。异戊醇、异丁醇、异丙醇等碳链相对较短的醇类物质在二段酒中含量更高，正辛醇、正庚醇等在三段酒中更高。各种醇类大多在春季含量高，随着季节呈下降趋势。
酸类物质对比结果与图1中总酸和四大酸的结果一致，各季节二段酒均显著低于三段酒，三段酒含量可达到二段酒的2 倍（图3C）。对比不同季节，在二段酒中春夏季含量是秋冬季的2.9 倍，三段酒中为2.4 倍。醛类、酮类含量在三段酒中更高，除夏季外均差异显著，分别为二段酒的1.3 倍和1.9 倍（图3D～E）。醛类在二段酒中随季节呈上升趋势，冬季是春季的1.3 倍，而在三段酒中呈下降趋势，春季为冬季的1.5 倍（图3D）。酮类在冬季最高，在二段酒中为夏季的2.6 倍，三段酒中为夏季的1.9 倍（图3E）。醛类、酮类物质在酒中的含量较其他香味成分略低，但对白酒香气有烘托作用，可使酒体更加协调。
通过比较挥发性物质的含量，可以发现浓香型白酒基酒在不同季节、不同馏段均具有差异。
为找出不同季节间存在的关键差异化合物，分别对二段酒和三段酒进行季节间差异分析。PLS-DA显示不同季节的二段酒挥发性物质组成特点差异明显（图4）。根据变异权重参数值（VIP）大于1筛选出42 种特征差异物质，使用Z-score标准化每种挥发性物质的含量并绘制聚类热图（图5）。其中，春季中含量较高的特征差异物质大多为脂肪酸，包括己酸、丁酸、正戊酸和庚酸等，它们是水果味、奶酪味和脂肪味的原因，过少会使酒体味道寡淡，过量又会压香、发酸发涩。此外，仲丁醇和4-乙基-2-甲氧基苯酚等也在春季基酒中含量较高。乳酸乙酯、硫代丁酸甲酯、己酸甲酯等多种酯类在夏季较高。二甲基三硫为卷心菜样气味，2-甲基丁酸乙酯贡献了浓郁果香，二者在夏季中含量更高。乙酸乙酯、乙酸丁酯等多种乙酸酯类在秋季含量较高，它们都主要表现为果香。反式-2-癸烯醛、癸醛等几种醛酮类物质在冬季较高，它们大多呈花香、果香。
PLS-DA显示不同季节的三段酒中挥发性物质组成特点差异明显（图6）。根据VIP值大于1筛选出52 种特征差异物质，使用Z-score标准化每种挥发性物质的含量并绘制聚类热图（图7）。酸类中的正戊酸、己酸仍在春季含量较高。丁酸乙酯在夏季较高，具有类似于菠萝和香蕉的气味，适量可以给白酒带来清爽干净的味道，过量则具有脂肪气味。二甲基三硫含量在春夏季三段酒中较高。乙酸乙酯、乙酸丁酯等乙酸酯类与二段酒相似，在秋季含量较高。反式-2-癸烯醛、癸醛等几种醛酮类物质在冬季较高。 为了找出二段酒和三段酒存在的关键差异化合物，应用PLS-DA对2 种基酒中检测到的108 种挥发性化合物进行分析，结果显示不同馏段的基酒挥发性物质组成特点差异明显（图8）。根据VIP值大于1筛选特征差异物质，发现二段酒和三段酒的关键差异化合物有47 种，使用Z-score标准化每种挥发性物质含量并绘制聚类热图，其中不同季节的二段酒和三段酒可以准确地聚为两类（图9）。乳酸乙酯、乙酸、苯乙酸乙酯等在三段酒中含量更高，己酸乙酯以及乙酸乙酯、乙酸丁酯等乙酸酯类等在二段酒中含量更高，己酸乙酯具有类似菠萝、泥浆、酸菜、草木灰的混合气味，赋予白酒酒窖香气，是优质浓香白酒的典型特征。 本研究分析了浓香型白酒不同季节不同馏段基酒理化特性和挥发性风味物质之间的差异，各季节二段酒中总酸和四大酸（即己酸、乙酸、乳酸和丁酸）含量均低于三段酒，各馏段春夏季基酒中总酸及四大酸含量均高于秋冬季。采用HS-SPME-GC-MS方法对挥发性物质进行了分析，在所有基酒样品中共检测到108 种化合物，各季节二段酒中挥发性物质的积累量均高于三段酒，其中，酯类物质在二段酒中含量及占比较三段酒高，而酸类和酮类含量则在二段酒中较低。各馏段基酒中醇类物质含量为春季＞夏季＞秋季＞冬季，酸类含量在春夏季中高于秋冬季，醛类含量在二段酒中随季节更替呈上升趋势，而在三段酒中则呈下降趋势。PLS-DA发现各馏段不同季节的基酒样品均呈现明显的分离趋势，以VIP值大于1筛选其特征差异化合物发现春季酿造有利于基酒中正戊酸、己酸等具有水果味、奶酪味和脂肪味的脂肪酸的积累，夏季有利于乳酸乙酯、己酸甲酯等多种酯类的积累，秋季有利于乙酸乙酯、乙酸丁酯等主要表现为果香的乙酸酯类的积累，冬季有利于反式-2-癸烯醛、癸醛等醛酮类物质的积累。根据PLS-DA筛选出的不同馏段间关键差异化合物发现三段酒中乳酸乙酯、乙酸、苯乙酸乙酯等含量更高，而二段酒中己酸乙酯、乙酸乙酯等更高。本研究证实了不同季节不同馏段对浓香型白酒基酒风味物质的影响，对进一步优化白酒生产工艺，为生产上不同季节调整摘酒工艺具有一定指导意义。
本文《不同季节浓香型白酒基酒风味物质差异分析》来源于《食品科学》2023年44卷12期164-171页. 作者：张竞一, 柴丽娟, 高涛, 蒲春, 张龙云, 张晓娟, 许正宏. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220826-320.
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