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低場核磁技術(shù)在陳釀黃酒風味化合物研究中的應(yīng)用
點擊次數(shù):807 更新時間:2023-06-14

陳釀黃酒風味化合物的概述

低場核磁技術(shù)在陳釀黃酒風味化合物研究中的應(yīng)用

圖1:陳釀黃酒

        中國黃酒有著5000多年的歷史,以其較特別的風味和微妙的口感,是東亞地區(qū)受歡迎的酒之一。

        黃酒的制作過程一般包括原料預(yù)處理、發(fā)酵殺菌、陳釀等環(huán)節(jié)。陳釀是完善黃酒風味品質(zhì)不可少的工序。因為新鮮的黃酒往往嘗起來澀、無味或苦,而在陳釀過程中,會發(fā)生一系列物理和化學反應(yīng),使得陳年后的黃酒含有豐富的多種化學成分,包括揮發(fā)性風味化合物、游離氨基酸(FAA)、有機酸等,從而改善黃酒的感官特性,使其具有更好的風味和口感,以及更高的市場價格。無論是消費者還是釀酒師都希望能夠在較短的陳釀時間內(nèi)釀造出高品質(zhì)的黃酒。

因此,了解影響陳年酒香氣的風味物質(zhì)的形成機制,對于提高陳年黃酒的品質(zhì)、縮短陳年時間具有重要意義。其中,揮發(fā)性風味化合物是對感官特性最重要的一種。

        研究表明,陳年黃酒中揮發(fā)性風味物質(zhì)OAV(風味活性值)均超過1,以中鏈脂肪酸乙酯和芳香化合物為主,是其的特征風味物質(zhì)。

 

陳釀黃酒風味化合物的研究:

目前,研究人員對黃酒的關(guān)鍵揮發(fā)性風味化合物和潛在的“老化標志物"進行了研究。然而,這些關(guān)鍵風味成分的變化及其老化標志物的形成機制尚不清楚。黃酒中揮發(fā)性風味物質(zhì)以微量形式存在,其中乙醇和水約占95%。

由此可見,水和乙醇之間的分子關(guān)聯(lián)極大地影響了溶解風味化合物的濃度和合成。因此,可通過測試黃酒中水分變化表征水與溶解性風味化合物的分子關(guān)聯(lián)關(guān)系,從而研究陳釀黃酒貯藏過程中關(guān)鍵風味等變化機制。

低場核磁技術(shù)在陳釀黃酒風味化合物研究中的應(yīng)用

圖2:陳釀黃酒

時域核磁共振原理

        時域核磁弛豫測定法是一種快速、無損的檢測方法,可用于評價食品體系的物理與化學變化。

時域核磁(TD-NMR)通常以氫核為探針,基于不同脈沖序列的弛豫時間和弛豫譜圖信號幅度的測量。

弛豫時間與樣品中氫質(zhì)子狀態(tài)有關(guān),也就是不同樣品由于氫質(zhì)子狀態(tài)不同,測試結(jié)果所呈現(xiàn)的弛豫時間也不同,分子運動性越強其橫向弛豫時間越長;信號幅度和樣品中氫質(zhì)子的數(shù)量成正比;因此可通過測得的弛豫時間和信號幅度區(qū)分樣品中不同組分及各組分含量或其占比。

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圖3:某樣品中三種不同狀態(tài)水分弛豫時間T2譜圖

 

時域核磁在陳釀黃酒風味化合物研究中的應(yīng)用

通過上面時域核磁原理,我們了解到不同氫質(zhì)子狀態(tài)不同,表現(xiàn)出得弛豫時間也不相同,且弛豫時間譜圖的幅度和穩(wěn)定氫質(zhì)子數(shù)量成正比。

        在陳釀黃酒中,穩(wěn)定氫質(zhì)子的狀態(tài)及其數(shù)量受水與溶解的風味化合物之間的分子關(guān)聯(lián)的影響;且隨著陳化時間的延長,樣品中水與大分子之間的分子關(guān)聯(lián)強度出現(xiàn)變化,從而影響氫質(zhì)子遷移。

        可利用時域核磁快速測試出單組份弛豫時間T2W,反映被測樣品的整體分布關(guān)系;通過多指數(shù)擬合得到不同組分的NMR弛豫行為(橫向弛豫時間(T2)的分布、弛豫幅度)來表征黃酒中水與其他溶解化合物之間的分子關(guān)聯(lián),從而研究不同的風味化合物對黃酒風味的影響及其影響機制。

低場核磁技術(shù)在陳釀黃酒風味化合物研究中的應(yīng)用

 

低場核磁技術(shù)在陳釀黃酒風味化合物研究中的應(yīng)用

圖4:不同酒齡黃酒的弛豫時間T2譜圖

 

實驗結(jié)果表明

黃酒的單組分弛豫時間(T2W)隨陳釀期的延長而顯著降低。隨著陳化時間的延長,黃酒樣品中水與大分子之間的分子關(guān)聯(lián)增強,限制了結(jié)構(gòu)中氫質(zhì)子的遷移,從而導致T2W的降低如圖4a。

在不同酒樣品中,分別檢測到三種水份。不同黃酒樣品中,結(jié)合水的弛豫時間T21和振幅有明顯差異(圖4b)。

隨著黃酒年齡的增加,不易流動水峰的振幅呈現(xiàn)出較小的波動,而隨著酒齡在1年到5年之間,松弛時間T22向右移動,而隨著酒齡高于5年,松弛時間向左移動(圖4c)。在自由水的弛豫行為也觀察到類似的變化(圖4d)。

        顯然,LF-MR分析靈敏地反映了黃酒年齡導致的不同氫態(tài)的差異。LF-NMR分析有望成為快速判別黃酒年齡的新方法。