威士忌中香气成分来源及其影响因素分析

威士忌中香气成分来源及其影响因素分析

唐道贵

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摘要：威士忌是由发芽谷物或发芽谷物的糖化酶转化的其他谷物制成的糖化液经发酵、蒸馏制成的一种酒精饮料。威士忌作为英国的国酒，是与中国白酒、法国白兰地、俄罗斯伏特加、古巴朗姆酒和荷兰金酒齐名的世界六大优质蒸馏酒，在国际上深受消费者青睐。传统的威士忌生产多采用麦芽作为原料，与水混合后，通过麦芽中淀粉酶的作用转化淀粉类物质为可发酵的糖类物质，制成麦芽汁，接入酵母进行发酵，得到的发酵醪液蒸馏后成为威士忌新酒，然后再进行橡木桶陈酿，赋予其独特的香气、颜色和口感。不同产地和年份的酒有着各自的风味特征，各家酒厂的酿造工艺和技巧也各不相同。

关键词：威士忌；香气成分来源；影响因素；分析

引言

威士忌是世界上最受消费者喜爱的蒸馏酒之一，以大麦等谷物为原料，经过大麦发芽、糖化、发酵、蒸馏、桶陈、复配等工艺制得。目前关于不同产区威士忌香气特点的相对较少，国内威士忌研究起步较晚，对威士忌关键香气成分组成的认识及工艺控制点的把控经验也相对不足。开展不同威士忌的风味特点研究十分必要。

1威士忌中的香气成分

威士忌复杂、多样、独特的特点是由复杂的工艺所决定。威士忌风味化合物成分复杂，其香气是由近千种风味活性化合物相互作用产生的。在威士忌中发现的主要风味物质包括挥发性和非挥发性风味化合物，如高级醇、醛类、萜烯类、酯类、酸类、酚类、木质素降解产物、内酯以及含S、N的化合物等，这些化合物的浓度范围很广，从ng/L到g/L不等。威士忌中的风味化合物主要受原料、发酵、蒸馏和陈酿等过程的影响，这些化合物的浓度范围很广，挥发性和极性变化很大，影响了研究者的提取和分析。风味化合物中醇、醛、酸、酯等主要来自于原料和随后的糖化、发酵和蒸馏过程，而苯酚类、内酯和烯萜类化合物等，主要来自于橡木桶的陈酿过程。这些风味化合物中的许多种类在不同的威士忌样品中很常见，但是相对含量有所不同。

醇类化合物是酿酒酵母酒精发酵的产物，是形成威士忌酒体香气的主要物质。乙醇是威士忌中的主要醇类物质。酒精发酵的另一种重要产物是高级醇，高级醇是含有2个碳原子以上的醇的统称，主要代表物质是正丙醇、异丁醇、异戊醇、己醇、庚醇等，这类物质是酒类发酵过程中的主要副产物，高级醇溶于酒精，所以在蒸馏的过程中带入到酒体，成为了酒体主要的呈香物质。一定比例的高级醇能提升酒的协调性和浓郁感，浓度过高也会带来上头、宿醉等不适感觉。醇类化合物能够和羧基化合物合成高级脂肪酸乙酯，可赋予威士忌令人愉悦的独特芳香气味。

酯类物质是威士忌中一组必不可少的香气成分，它们赋予威士忌怡人的香气，主要在威士忌酿造和陈酿过程中生成。在威士忌酿造的中后期，低级脂肪酸和乙醇反应生成具有芳香气味的酯，是构成酒的香味成分和特殊风味的主要物质基础。从数量上看，乙基酯类化合物是威士忌挥发物中最多的一类，主要包括乙酸乙酯、乙酸异戊酯、辛酸乙酯等，这些化合物带给威士忌强烈的“果味”和“花香”的气味特性。此外，高级醇类和脂肪酸反应生成了重要的芳香化合物群，为威士忌的感官特性贡献了“果味”和“奶酪/脂肪”的味道。主要酯类为脂肪酸的乙酯类和高级醇的乙酸酯类。在威士忌陈酿过程中，从橡木中提取的(E)-威士忌内酯和(Z)-威士忌内酯，是构成威士忌独特风味的重要化合物。

2威士忌发酵过程中挥发性风味物质变化

从麦汁及原酒浆中共检出具有OAV的挥发性风味化合物44种，其中醇类8种，醛类4种，酮类3种，酯类27种，其他类2种。因阈值较高或无阈值，酸类物质OAV未得到。醇类物质是威士忌的基本香气成分之一，这些物质主要来源于酵母发酵麦汁（谷物糖化液）过程中氨基酸代谢或糖代谢产物。麦汁和原酒浆中共检出8种醇类化合物，其中仅异戊醇在原酒浆中OAV＞1，能为发酵麦汁带来杂醇味、发酵味、果味、香蕉味和轻微白兰地味。

酯类物质是威士忌酒的重要香气物质，主要产生于酵母的麦汁（谷物糖化液）酒精发酵及橡木桶桶陈过程，能赋予威士忌酒浓郁的花香和果香。麦汁和原酒浆中共检出27种酯类化合物，其中麦汁中检出2种OAV＞1的酯类化合物，分别为癸酸甲酯和棕榈酸甲酯，赋予麦汁果味、脂肪味、蜡味等风味特点。原酒浆中共检出12种OAV＞1的酯类化合物，分别为癸酸甲酯、棕榈酸甲酯、乙酸异戊酯、乙酸苯乙酯、丁酸乙酯、乙酸乙酯、辛酸甲酯、棕榈酸乙酯、癸酸乙酯、辛酸乙酯、月桂酸乙酯、己酸乙酯，其中己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸甲酯OAV最高，能赋予威士忌蜡味、果味（香蕉味、菠萝味）、甜味、葡萄酒味、奶油脂肪味、肥皂味、白兰地味等风味特点。在这些酯中，乙酸酯的数量近40%，这也说明乙酸酯是发酵过程中具有快速生成的优势，是原酒浆中风味物质的重要组成部分。

醛类和酮类也是威士忌的香气组成成分。麦汁和原酒浆中共检测4种醛类和3种酮类，仅壬醛OAV＞1，能赋予威士忌醛香味、柑橘味、黄瓜和瓜皮味、轻微生土豆和油腻坚果和椰子味。麦汁和原酒浆检出2种其他类化合物，其中仅2-甲氧基-4-乙烯苯酚在原酒浆中OAV＞1，能赋予威士忌辛辣粉味、丁香酚味、木质味、烟熏味、松脂味。

3威士忌风味化合物的鉴定

一般来说，OAV越大说明该化合物对酒体的总体香气贡献越大，OAV≥1说明该化合物对酒体的总体香气有直接贡献。OAV最高的风味化合物，大部分呈现花香、果香的特点，是威士忌酒的重要香气物质。乙酸苯乙酯在两款麦卡伦威士忌中OAV较高，赋予麦卡伦威士忌更强的玫瑰花味、蜂蜜味。酯类化合物的合成与麦芽原料中的不饱和脂肪酸、糖化工艺、发酵工艺等密切相关，麦芽中的不饱和脂肪酸和麦角甾醇会抑制酵母细胞膜上乙醇乙酰转移酶的活性，从而抑制脂肪酸乙酯类化合物的合成。通过制麦工艺及发酵工艺的调整，可控制麦芽中不饱和脂肪酸含量及酵母细胞膜中不饱和脂肪酸和麦芽甾醇的积累，进而显著影响脂肪酸乙酯类的种类和浓度。此外，低温发酵及用发酵液直接蒸馏也可保留更多的酯类物质。

醇类化合物主要来源于麦汁（谷物糖化液）发酵过程中氨基酸代谢或糖代谢产物，在酒中可以起到增味助香的作用。酸类化合物是威士忌中的重要挥发性化合物，以酵母代谢产生的辛酸、癸酸、月桂酸等脂肪酸为主。由于酸类化合物阈值较高，对威士忌有风味贡献的酸类化合物较少。酸类化合物具有奶酪发酵的酸腐味，可协调威士忌的酒体、风味和口感。醛酮类化合物主要来源于脂肪氧化和氨基酸降解。

结语

威士忌的复杂香气成分对其质量品质起到极其重要的作用，改善威士忌风味，提高威士忌的品质得到了国内外科研人员的广泛关注。研究表明，威士忌的香气成分主要来源于三个部分：第一部分是来源于威士忌使用的谷物原料，大麦或其他谷物的香气物质在威士忌加工的过程中组成威士忌的香气成分，是其中较为突出的部分；第二部分是源自于发酵过程与蒸馏过程，在发酵过程中，主要是受酵母菌的作用，原料中的物质发生化学反应产生了醇类、醛类、有机酸类和酯类，在蒸馏过程中发酵液中的物质也可能发生化学反应，蒸馏出的乙醇浓度也影响其他香气物质的含量，对威士忌香气起到至关重要的作用；第三部分主要是威士忌的熟化过程，熟化的桶型和年份影响最终成品的风味特征，威士忌在橡木桶中长期贮藏，对橡木中的香气物质进行浸提。

通过对威士忌风味物质及其影响因素的研究，同时加强风味分析技术在威士忌的生产中的研究和应用，可为我国威士忌生产实践提供理论基础，对推进我国优质威士忌生产和品牌建立有重要意义。

参考文献

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[2]田莉.特种风味酒类发酵研究[D].青岛：中国石油大学(华东),2019.