近期,江南大學(xué)生物工程學(xué)院許正宏教授團(tuán)隊(duì)在年份白酒標(biāo)志物篩選方面取得重要進(jìn)展,研究成果“Identification of age-markers based on profiling of Baijiu volatiles over a two-year maturation period: Case study of Lu-flavor Baijiu”正式發(fā)表于LWT-Food Science and Technology (IF=4.006) (https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.110913)。
白酒經(jīng)過(guò)陳放,獲得了時(shí)間的饋贈(zèng),在四季輪回下,實(shí)現(xiàn)了自我打磨與升華,趨于醇厚優(yōu)雅,而如何利用科學(xué)數(shù)據(jù)識(shí)別老酒仍然是個(gè)難題。白酒在陳放階段發(fā)生了一系列的物理和化學(xué)轉(zhuǎn)化,風(fēng)味品質(zhì)也從新酒的燥辣刺激逐漸趨于醇厚協(xié)調(diào)。年份酒的感官品質(zhì)以及其市場(chǎng)稀缺性,導(dǎo)致年份酒的市場(chǎng)價(jià)格與儲(chǔ)存時(shí)間緊密相關(guān)。然而目前尚缺乏科學(xué)有效、便于推廣的鑒別白酒年份的方法。因此,解析白酒陳放過(guò)程中的物質(zhì)變化規(guī)律,明確標(biāo)志儲(chǔ)存時(shí)間的化合物,對(duì)建立年份酒鑒定方法具有重要意義。
許正宏教授團(tuán)隊(duì)以瀘型酒為案例,利用頂空固相微萃取-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用的方法追蹤了基酒在2年陳放過(guò)程中揮發(fā)性成分的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律,通過(guò)多種數(shù)學(xué)分析方法,得到系列標(biāo)志儲(chǔ)存時(shí)間的化合物,使不同儲(chǔ)藏時(shí)間基酒的區(qū)分度得到提高。本研究歸納的白酒揮發(fā)性成分的變化規(guī)律對(duì)白酒年份酒鑒定模型的建立提供了重要信息,發(fā)現(xiàn)的標(biāo)志性化合物也為建立可推廣的鑒定方法提供了有力抓手。
主要研究結(jié)果如下:
(1)通過(guò)SPME-GC-MS的方法,采集了不同各批次基酒陳放兩年過(guò)程中揮發(fā)性成分的變化,通過(guò)相似性分析(Analysis of similarities)以及非監(jiān)督的聚類(lèi)分析,發(fā)現(xiàn)陳放時(shí)間和不同批次這兩個(gè)樣品分類(lèi)方法中,陳放時(shí)間對(duì)樣品的區(qū)分度更大。

圖1. 主成分分析體現(xiàn)不同類(lèi)型基酒的揮發(fā)性成分隨著陳放時(shí)間呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性
?。?)通過(guò)偏最小二乘判別分析、相關(guān)性分析以及隨機(jī)森林,對(duì)所有揮發(fā)性成分對(duì)儲(chǔ)存時(shí)間的指示性進(jìn)行了重要性分析,得到了系列標(biāo)志型化合物。與全數(shù)據(jù)集對(duì)比,標(biāo)志性化合物對(duì)不同儲(chǔ)存時(shí)間的白酒樣品的區(qū)分度顯著提高。

圖2. 通過(guò)相關(guān)性分析、偏最小二乘判別分析以及隨機(jī)森林得到的時(shí)間標(biāo)志性化合物的重要性排序
?。?)研究中發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)鏈脂肪酸乙酯類(lèi)物質(zhì)與儲(chǔ)藏時(shí)間存在相關(guān)性,并且其變化趨勢(shì)與中短鏈脂肪酸乙酯的變化趨勢(shì)顯著不同。這一現(xiàn)象也在儲(chǔ)存時(shí)間為0-4年的瓶裝酒樣品中也得到了印證,并且與全揮發(fā)性成分的數(shù)據(jù)集相比,通過(guò)脂肪酸乙酯類(lèi)物質(zhì)的含量作為樣品參數(shù)集,0-4年的瓶裝酒的樣品的區(qū)分度得到顯著提高。

圖3. 在不同品級(jí)的瓶裝酒中,短、中、長(zhǎng)鏈脂肪酸乙酯類(lèi)化合物也體現(xiàn)出差異化的變化趨勢(shì),長(zhǎng)鏈脂肪酸乙酯的檢出率和儲(chǔ)存時(shí)間有正相關(guān)關(guān)系

圖4.通過(guò)主成分分析對(duì)不同年份瓶裝白酒的進(jìn)行區(qū)分,發(fā)現(xiàn)利用長(zhǎng)鏈脂肪酸乙酯類(lèi)化合物的數(shù)據(jù)集(B)較全部比全揮發(fā)性成分?jǐn)?shù)據(jù)集(A),對(duì)不同儲(chǔ)藏時(shí)間的白酒的區(qū)分度顯著提高
許正宏教授為論文通訊作者,江南大學(xué)糧食發(fā)酵工藝與技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室張曉娟副教授、生物工程學(xué)院2018級(jí)碩士生孟連君為共同第一作者。上述研究工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2018YFD0400402)和輕工業(yè)技術(shù)與工程國(guó)家級(jí)一級(jí)學(xué)科項(xiàng)目(LITE2018-11)的資助。
