Introduction

白酒是我国传统的蒸馏酒，依据香气特征可分为酱香型、浓香型、清香型、米香型、芝麻香型等十二大香型。其中芝麻香型白酒是建国后新成立的一种香型并具有独特的焙烤芝麻的香气，在我国北方地区尤为受欢迎。依据GB/T 20824-2007，芝麻香型白酒以高粱、小麦（麸皮）等为原料，经过传统固态发酵法发酵、蒸馏、陈酿、贮存、勾兑而成，并未添加食用酒精及其他非白酒发酵产生的呈香呈味物质，具有芝麻香型白酒的典型风格。

目前关于芝麻香型白酒的研究多集中于挥发性化合物或关键化合物的研究，关于不同等级芝麻香型白酒的研究还相对较少。通过对不同等级芝麻香型白酒风味差异的研究有助于更好的解析芝麻香型白酒，对芝麻香型白酒香气和质量的提升具有重要意义。

浙江大学生物系统工程与食品科学学院秦丹博士、北京工商大学轻工科学技术学院李贺贺助理研究员等在本文中以3个不同等级的景芝芝麻香型白酒为研究对象，采用分子感官科学结合现代仪器分析研究比较了不同等级芝麻香型白酒的风味差异。

Results and discussion

3个不同等级芝麻香型白酒中香气活性化合物的鉴定

通过HS-SPME结合GC-O-MS从3种酒样中共鉴定出61种香气活性区域，通过质谱、保留指数、香气准确定性出54种香气活性化合物。不同等级芝麻香型白酒的香气强度具有一定差异，其香气强度比较如图1所示。其中优级酒（JZ1）含有香气强度最大（S=4）的化合物的数目最多，糠硫醇（烤芝麻香）、二甲基三硫（卷心菜）、2-甲基丙酸乙酯（果香）、戊酸乙酯（苹果）、3-苯丙酸乙酯（花香）、己酸乙酯（果香）、3-甲基丁醛（麦芽香）、β-大马酮（蜂蜜）、丁酸（酸败）、己酸（酸败）在JZ1中具有最高的香气强度4；丁酸乙酯（菠萝）、己酸乙酯（果香）、苯乙醛（青草）、3-甲基丁醛（麦芽香）、β-大马酮（蜂蜜）、己酸（酸败）在一级酒（JZ2）中具有最高的香气强度4；糠硫醇（烤芝麻香）在二级酒（JZ3）中具有最高的香气强度4。

(A,B) JZ2; (C) JZ1; (D) JZ3。

图1 以JZ2为代表的总离子流图以及3 个不同等级芝麻香型白酒香气强度的比较图

3个不同等级芝麻香型白酒中挥发性化合物的定量

对3个不同等级芝麻香型白酒中的挥发性化合物进行了定量分析，其中酯类化合物具有最高的浓度、其次是酸类和醇类。不同等级芝麻香型白酒中挥发性化合物浓度的可视化差异性比较如图2所示，统计分析结果表明包括丁酸乙酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、己酸在内的10种化合物具有显著性差异(p < 0.05),他们可能对区分不同等级的芝麻香型白酒具有重要的作用。以上研究结果也表明不同化合物的浓度以及样品中各种化合物间不同的浓度比例对形成不同等级的芝麻香型白酒具有重要作用。从PCA结果可以看出3种不同等级芝麻香型白酒可以明显区分开来。

糠硫醇浓度较低，通过GC-MS无法对其进行定量，但在3个不同等级芝麻香型白酒中均具有较高的香气强度（S≥ 3.7），对芝麻香型白酒具有重要贡献。采用全二维气相色谱结合含硫化学发光检测器（GC×GC-SCD）结合内标标准曲线法对其准确定量。定量结果表明，该化合物在JZ1中具有最高的浓度22.43±0.83 μg/L, 其次是JZ2 18.88±0.20 μg/L，JZ3 16.29±0.07 μg/L。文献检索糠硫醇的阈值为0.1 μg/L，通过计算发现3种酒样中糠硫醇的OAV值均＞100。

图2 3 种不同等级芝麻香型白酒中主要挥发性化合物的浓度比较图

图3 不同等级芝麻香型白酒PCA结果分析图

感官分析

8个感官描述词即焙烤香、醇香、酸味、甜香、果香、谷物香、花香和含硫香可用于表征3个不同等级芝麻香型白酒的整体感官属性。统计分析结果表明焙烤香在3种酒样中具有显著性差异，其他描述词并不显著。如图4所示，与JZ2和JZ3相比，JZ1具有最高的焙烤香、果香和甜香，其中较高的果香和花香与前面JZ1具有较高的酯类化合物浓度和香气强度一致。同时JZ1具有最显著的焙烤香，可能这是JZ1成为优级酒的重要特征。与其他2种酒样相比，JZ2具有最高的花香，JZ3具有最高的谷物香、酸味和含硫香。3种不同等级芝麻香型白酒的感官属性差异如图4所示。

图4 3 种不同等级芝麻香型白酒中香气属性的比较图

Conclusion

在三个不同等级的芝麻香型白酒中，共鉴定出61 个香气活性区。优质白酒JZ1的香气强度和浓度最高。3 种白酒样品中二甲基三苏尔菲、丁酸、苯乙醛、壬酸的香气强度存在显著差异（P<0.05）。2-呋喃甲硫醇、丁酸乙酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、己醇、正丁酸、戊酸、己酸、2,6-二甲基吡嗪、糠醛、2-呋喃酸乙酯等浓度差异显著（P<0.05）。因此，上述化合物在区分3 种不同等级的芝麻香型白酒中起着重要作用。感官评价表明，JZ1比JZ2和JZ3具有突出的烘烤香气强度。2-呋喃甲硫醇、2,6-二甲基吡嗪与烘烤香气有关，它们可能对3 种不同等级芝麻香精白酒的差异有显著贡献。

了解芝麻香型白酒的不同等级，有助于改善其特征香气，提高优质白酒的产量。因此，该领域的进一步研究将侧重于芝麻香型白酒中关键香气化合物、气味前体和形成途径的验证，从而为芝麻香精白酒的香气和风味调控提供理论依据。

第一作者简介

秦丹，女，浙江大学生物系统工程与食品科学学院博士研究生，研究方向为白酒风味化学。目前已发表学术论文7篇，其中以第一作者（或导师第一作者）发表SCI论文3篇，EI 2篇。参与2项国家级项目，2项企业横向课题。

通信作者简介

李贺贺，女，北京工商大学轻工科学技术学院酿酒工程系助理研究员。国家级白酒评酒委员，全国白酒标准化技术委员会委员。主要从事酒类风味化学、感官科学、白酒真实性溯源等方面研究。近5年来主持2项国家自然科学基金、3项企业横向课题；参与5项国家级项目，4项省部级项目。以第一作者或通讯作者发表学术论文20余篇，高被引论文1篇；授权专利3项；参与制订国家标准1项。获中国食品科学技术学会科技创新奖-优秀论文二等奖1项；参编科普书《国酒》获2020年中国石油和化学工业优秀出版物奖·图书奖一等奖。

Characterization and comparison of the aroma-active compounds on different grades of sesame-flavor Baijiu by headspace solid-phase microextraction and gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry

Dan Qin^a,b, Jiawen Duan^c, Hehe Li^b,c,*, Fuping Zheng^b,c, Huan Cheng^a, Xingqian Ye^a,*, Baoguo Sun^b,c

^a College of Biosystems Engineering and Food Science, Zhejiang Key Laboratory for Agro-food Processing, Fuli Institute of Food Science, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China

^b Beijing Laboratory for Food Quality and Safety, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China

^c Key Laboratory of Brewing Molecular Engineering of China Light Industry, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China

*Corresponding author.

E-mail address: xyzhehe@126.com; psu@zju.edu.cn

Abstract

This study investigated the aroma-active compounds and compared the differences of three different grades of sesame-flavor Baijiu by headspace solid-phase microextraction (HS-SPME) coupled with gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry (GC-O-MS). A total of 54 aroma-active compounds were detected. Principal component analysis showed that JZ1, JZ2, and JZ3 were well separated from each other. JZ1 as the premium-grade Baijiu had the highest aroma intensities, concentrations. According to aroma intensities and concentrations, dimethyl trisulﬁde, butanoic acid, phenylacetaldehyde, 2-furylmethanethiol, ethyl hexanoate, 2,6-dimethylpyrazine, etc. could be potentially applied as volatile makers to distinguish the three different grades of sesame-flavor Baijiu as their significant difference (P < 0.05) in three Baijiu samples. Roasted aroma had the significant difference (P < 0.05) in three sample base on aroma profiles. Meanwhile, 2-furylmethanethiol, 2,6-dimethylpyrazine were related to the roasted aroma, they may be had a significant contribution to the differences of three different grades of sesame-flavor Baijiu. This study has provided a comprehensive understanding of the differences of three different grades of sesame-flavor Baijiu.

Reference:

QIN D, DUAN J W, LI H H, et al. Characterization and comparison of the aroma-active compounds on different grades of sesame-flavor Baijiu by headspace solid-phase microextraction and gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry[J]. Food Science and Human Wellness, 2023, 12(1): 79-88. DOI:10.1016/j.fshw.2022.07.025.

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