老户周黄酒色泽与易褐变营养物含量的相关性研究

老户周黄酒色泽与易褐变营养物含量的相关性研究
惠明;邱聪;张会娟;田青;周太林;陈红
【摘要】In general,the color formation of yellow wine commonly resulted from enzyme-associated and non-enzyme-catalyzed browning reactions during natural aging.In this work,Laohuzhou rice wine was selected to investigate the correlation between nutrient contents and browning during natural ohuzhou rice wine with same producing processes at different years were using as raw materials,the browning degree of rice wine and the nutrient contents including reducing sugar,amino
acids,polyphenols,5-hydroxymethyl furfural,ascorbic acid were detected by chromatography and then the correlation between browning degree and the nutrient contents was analyzed using SAS software (version 9.1).The results showed that the contents of glucose,Asp,Ala,Val,Ile,Leu and Lys were remarkably correlated with the browning degree in the rice wine (P＜0.05),respectively.Additionally one of the maillard reaction intermediates 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF) and polyphenols were significantly correlated with the browning degree (P＜ 0.01),whereas the correlation between ascorbic acid and browning was not significant (P＞0.05).These results provided a theoretical basis for further analysis of relevance between changes of nutrients and color formation mechanism in Chinese rice wine during natural aging.%以老户周黄酒为例,分析探讨了黄酒陈化中易褐变营养物含量与褐变度的相关性.以相同工艺生产的不同年份的老户周黄酒为研究对象,通过测定黄酒的褐变度以及样品中还原糖、氨基酸、多酚、5-羟甲基糠醛、
抗坏血酸等营养物的含量,利用SAS 9.1软件分析它们之间的相关性.研究表明:老户周黄酒中葡萄糖、Asp、Ala、Val、Ile、Leu及Lys含量与褐变度的相关性均显著(P＜0.05);黄酒中的多酚及美拉德反应中间产物5-羟甲基糠醛(5-HMF)的含量与褐变度相关性均极显著(P＜0.01);而抗坏血酸含量与褐变度相关性不显著(P＞0.05).以上结果为深入分析黄酒陈化中营养成分变化与色泽形成机制之间的相关性提供了理论依据.
【期刊名称】《河南工业大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2018(039)002
【总页数】5页(P15-19)
【关键词】黄酒;色泽;营养物
【作者】惠明;邱聪;张会娟;田青;周太林;陈红
【作者单位】河南工业大学生物工程学院,河南郑州450001;河南工业大学生物工程学院,河南郑州450001;河南工业大学生物工程学院,河南郑州450001;中央储备粮重庆直属库有限公司,重庆400070;河南工业大学生物工程学院,河南郑州450001;邓州市刘集户周黄酒有限公司,河南邓州474150;邓州市刘集户周黄酒有限公司,河南邓州474150
【正文语种】中文
【中图分类】TS262.4
0 引言
黄酒陈化过程中色泽的形成一般由褐变反应引起，该反应主要分酶促褐变和非酶褐
变，前者由于煎酒的影响几乎不会发生，后者则包括焦糖化反应、Maillard反应、多酚非酶氧化聚合及抗坏血酸的氧化分解等。

由于焦糖化反应的发生需要温度达到150℃以上，而黄酒通常在5～20℃下陈化，因此黄酒色泽的形成应该与非酶褐变的后三者有关。

众所周知，黄酒营养丰富，被称为“液体蛋糕”[1-2]，其营养物
组分与色泽形成存在怎样的关系，为什么酒龄越长色泽越深?相关研究不多也并不
深入。

本文以不同年份的老户周黄酒为研究对象，分别测定其褐变度及相应的还原糖、氨基酸、多酚、5-HMF和抗坏血酸的含量等，采用SAS 9.1对黄酒中主要营养物含量与褐变度进行相关性和显著性分析，旨在分析与黄酒陈化显著相关的褐变因子，为解析黄酒陈化中产生褐变的机制提供理论依据，也为以后有效地甄别酒龄提供参考。

1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 试验样品
老户周黄酒由邓州市刘集户周黄酒有限公司提供，主要酿造原料为水、糯米、麦曲等，试验样酒取自原料产地相同、生产工艺一致的不同年份产品。

1.1.2 试剂
3-氨基-9乙基咔唑（AEC）、氰基硼氢化钠（NaBH3CN）：西亚试剂公司；乙
腈（色谱纯）：天津四友精细化学品公司；福林酚试剂：上海SanGong Biotech
公司；没食子酸：天津化学试剂三厂；5-HMF、硫代巴比妥酸（TBA）：国药集
团化学试剂有限公司；2,6-二氯靛酚、草酸：上海阿拉丁试剂公司；麦芽糖：北京奥博星生物技术公司；葡萄糖、半乳糖、乳糖：天津科密欧化学试剂公司等。

1.1.3 主要仪器
S-433D自动氨基酸分析仪：德国Sykam公司；723N型可见分光光度计：上海
精科仪器有限公司；Agilent 1260 HPLC色谱仪：安捷伦科技有限公司；恒温水
浴锅：金坛市医疗仪器厂等。

1.2 方法
1.2.1 黄酒褐变度的测定
将不同年份老户周黄酒样品均稀释4.5倍，分别测其褐变指数A420。

由于黄酒的褐变度随时间变化，因此在每一组测定的同时，分别测定褐变度。

1.2.2 黄酒中各还原糖的测定
采用AEC柱前衍生及HPLC分离对3种黄酒中的葡萄糖、半乳糖、麦芽糖及乳糖含量进行测定。

衍生方法及HPLC的分析条件参照张英[3]的操作。

1.2.3 游离氨基酸的测定
采用氨基酸自动分析仪法[4]。

1.2.4 多酚的测定
采用Folin-Cioealteu法[5]。

1.2.5 5-HMF的测定
采用 Cohen等[6]的方法。

1.2.6 抗坏血酸的测定
采用 2，6-二氯靛酚法[7]。

1.2.7 数据处理
采用SAS 9.1对各测定因子与褐变度之间的相关性及其显著性进行分析（P＜0.05为显著水平，P＜0.01为极显著水平），选择出与黄酒褐变度有显著相关性的因子。

2 结果与分析
2.1 还原糖含量与黄酒褐变度的相关性分析
还原糖是美拉德反应的底物之一，对黄酒的褐变有着重要作用。

糖标准品及老户周黄酒的AEC柱前衍生HPLC色谱图如图1、图2所示（由于同品牌不同年份的黄
酒所含糖的色谱图相似，所以只选取其中一个年份为例）。

可知老户周黄酒中主要的糖为葡萄糖，其他糖的含量相对微量或几乎为零，所以后续以葡萄糖为对象来研究还原糖与黄酒褐变的相关性及显著性。

图1 糖标准品的AEC柱前衍生HPLC色谱图Fig.1 HPLC chromatogram after precolumn derivatization by AEC for saccharides standards
图2 2009年老户周黄酒中糖的AEC柱前衍生HPLC色谱图Fig.2 HPLC chromatogram after AEC precolumn derivatization for saccharides in Laohuzhou rice wine made in 2009
不同年份老户周黄酒葡萄糖含量及其与褐变度的相关性和显著性如表1所示。

可知老户周黄酒中葡萄糖与褐变度的相关性显著（P=0.021 1，P＜0.05），原因可能是在黄酒陈化中葡萄糖与氨基酸等氨基化合物发生美拉德反应，生成类黑精等褐色物质，从而对黄酒的褐变产生显著的影响。

表1 不同年份老户周黄酒中葡萄糖含量与褐变度的相关性分析Table 1 Correlation analysis between glucose content and browning degree in Laohuzhou rice wine made in different years注：P＜0.05 为显著，P＜0.01 为极显著。

生产年份葡萄糖含量/（g·（100 mL）-1）褐变度A420相关性显著性2006 7.584 0.607 2007 5.888 0.462 2009 10.758 0.751 2012 1.988 0.218 2013 7.086 0.296 2014 3.994 0.237 0.879 0.021 1*
2.2 游离氨基酸含量与黄酒褐变度的相关性分析
氨基酸不仅是美拉德褐变反应的底物，而且还能与多酚及多酚的氧化产物醌类物质络合，进而共同影响黄酒的陈化褐变。

图3显示了老户周黄酒的氨基酸组分色谱图（同品牌不同年份的黄酒只选取其中一个年份为例）。

不同年份老户周黄酒中各游离氨基酸的含量如表2所示，游离氨基酸与褐变度的相关性及显著性如表3所示。

老户周黄酒中，天冬氨酸（Asp）、丙氨酸（Ala）、缬氨酸（Val）、异亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）及赖氨酸（Lys）与其褐变指数之间的相关性均显著（P＜0.05）。

其余氨基酸与黄酒褐变度的相关性均不显著。

原因可能在于Lys存在两
个氨基，更容易与羰基化合物发生美拉德反应，从而加速褐变。

Leu的疏水性较大，容易与多酚发生络合反应，这与梁靖等[8]的结论相一致，而氨基酸与多酚的交互
作用会对黄酒褐变产生显著影响（后续研究中已证实）。

此外，Val、Ile及Ala也均属于疏水性氨基酸，容易与多酚发生络合而褐变。

Asp含有两个羰基，所以推
测其具有较高的羰氨反应活性，容易发生褐变。

图3 2006年老户周黄酒氨基酸组分测定色谱图Fig.3 Chromatograms of amino acid in Laohuzhou rice wine made in 2006
表2 不同年份老户周黄酒中游离氨基酸的含量Table 2 Amino acid contents in Laohuzhou rice wine made in different yearsmg·（100 mL)-1氨基酸2006 2007 2009 2012 2013 2014 Asp 69.485 46.573 78.734 38.304 50.218 47.459 Thr 10.034 9.611 11.688 5.717 9.555 13.282 Ser 80.855 67.169 104.298
40.367 73.515 84.527 Glu 88.272 56.542 96.190 34.462 84.693 53.003 Gly 72.699 52.100 89.250 32.822 62.782 63.429 Ala 204.153 126.278 175.629 85.824 123.012 115.032 Cys 70.737 38.032 82.905 43.162 45.428 59.794 Val 56.987 48.909 55.803 29.569 24.915 37.874 Met 21.912 23.959 34.567
13.625 11.296 24.234 Ile 63.819 53.709 55.406 28.128 31.525 34.665 Leu 175.168 134.525 205.861 79.476 140.257 132.017 Tyr 54.990 60.958 73.761 37.057 62.209 51.212 Phe 69.016 69.304 111.921 37.138 80.314 82.056 His 78.354 84.418 113.266 57.753 85.663 82.969 Lys 111.574 91.187 119.163 53.496 77.084 89.525 Arg 105.66 123.695 172.461 60.579 111.338 115.78 Pro 52.985 55.275 57.475 31.721 63.656 61.565 A420 0.618 0.471 0.749
0.221 0.290 0.230
表3 不同年份老户周黄酒中游离氨基酸与褐变度的相关性分析Table 3 Correlation analysis between amino acid content and browning degree in Laohuzhou rice wine made in different years注：P＜0.05 为显著，P＜0.01 为极显著。

氨基酸种类相关系数显著性Asp 0.915 0.011*Thr 0.297 0.568 Ser 0.672 0.144 Glu 0.747 0.088 Gly 0.765 0.077 Ala 0.871 0.024*Cys 0.723
0.104 Val 0.890 0.018*Met 0.746 0.088 Ile 0.896 0.016*Leu 0.881 0.020*Tyr 0.718 0.108 Phe 0.606 0.202 His 0.703 0.119 Lys 0.879 0.021*Arg 0.726
0.102 Pro 0.218 0.678
2.3 多酚含量与黄酒褐变度的相关性分析
表4显示了不同年份老户周黄酒中的多酚含量及其与褐变度的相关性和显著性，由表4可知，黄酒的多酚含量与其褐变度之间的相关性均极显著（P＜0.01）。

多酚在氧气的作用下，容易发生氧化聚合，生成醌类物质，醌类物质随后可通过聚合反应形成大分子有色物质，或被其他化合物还原。

醌类可以自发地与酚类、胺类等亲核物质相结合，反应过程中产生的二聚体或多聚体可能发生了结构重排而生成新的二酚二聚体，从而更容易被氧化，然后进入下一轮循环，产生褐色的多聚体，加速褐变。

表4 不同年份老户周黄酒中多酚含量与褐变度的相关性分析Table 4 Correlation analysis between polyphenol content and browning degree in Laohuzhou rice wine made in different years注：P＜0.05为显著，P＜0.01 为极显著。

生产年份多酚含量／（mg·L-1）褐变度A420相关系数显著性2006 5.059 0.546 2007 4.755 0.445 2009 6.971 0.738 2012 4.177 0.210 2013 4.275 0.282 2014 4.235 0.230 0.938 0.005 6**
2.4 5-HMF含量与黄酒褐变度的相关性分析
不同年份老户周黄酒中的5-HMF含量及其与黄酒褐变度的相关性和显著性如表5所示。

由表5可知，老户周黄酒中的5-HMF含量与褐变度之间的相关性极显著（P＜0.01）。

5-HMF是酸性条件下美拉德反应的重要中间产物，可进一步反应
生成类黑精，从而引起褐变[9]。

同时，在黄酒的陈化过程中，5-HMF也是维生素C氧化分解的中间产物，是褐变程度的重要表征因子[10]。

所以其与黄酒褐变度的相关性显著或极显著。

表5 不同年份老户周黄酒中5-HMF含量与褐变度的相关性分析Table 5 Correlation analysis between 5-HMF content and browning degree in Laohuzhou rice wine made in different years注：P＜0.05 为显著，P＜0.01
为极显著。

生产年份 5-HMF含量／（mg·（100 mL）-1）褐变度A420相关系
数显著性2006 8.276 0.606 2007 3.715 0.462 2009 7.243 0.752 2012 0.316 0.219 2013 2.088 0.294 2014 0.599 0.232 0.948 0.004 0**
2.5 抗坏血酸含量与黄酒褐变度的相关性分析
黄酒中含有一定量的抗坏血酸，抗坏血酸容易氧化分解，进而可能会与游离氨基酸发生美拉德反应而引起褐变[11]。

表6显示了不同年份老户周黄酒中的抗坏血酸含量及其与褐变度的相关性和显著性。

由表6可知，黄酒中抗坏血酸含量与褐变度
之间的相关性均不显著（P＞0.05）。

可能的原因在于，黄酒的陈化体系错综复杂，各种反应交织，与美拉德反应和多酚氧化聚合反应相比，抗坏血酸引起的褐变反应速度较慢，另外，黄酒中抗坏血酸的含量也较少，所以其与黄酒褐变度的相关性不显著。

表6 不同年份老户周黄酒中抗坏血酸含量与褐变度的相关性分析Table 6 Correlation analysis between ascorbic acid content and browning degree
in Laohuzhou rice wine made in different years注：P＜0.05 为显著，P＜
0.01 为极显著。

生产年份抗坏血酸含量/（mg·（100 mL）-1）相关系数显著性
2006 1.927 0.606褐变度A420 2007 1.816 0.462 2009 2.550 0.752 2012
2.110 0.219 2013 2.459 0.294 2014 2.165 0.232 0.136 0.798 0
3 结论
黄酒陈化过程中，酒色加深是老熟的一个重要标志[12]，研究其色泽变化的机制对黄酒品质控制具有重要指导作用。

本文以不同年份老户周黄酒为例，分析了黄酒中易发生褐变的营养物含量与褐变度的相关性，在一定程度上解析了黄酒陈化过程中营养物的变化与色泽形成的一般规律。

老户周黄酒中葡萄糖及部分氨基酸（Asp、Ala、Val、Ile、Leu及Lys）含量与黄酒褐变度的相关性显著（P＜0.05），可能是陈化中两者发生美拉德反应，生成了类黑精等褐色物质[13]；酒中的多酚与5-HMF含量与黄酒褐变度之间的相关性均极显著（P＜0.01），原因在于多酚在微氧条件下发生氧化聚合，生成褐色的多聚体，而5-HMF是酸性条件下美拉德反应的重要中间产物，也是维生素C氧化分解的中间产物，是褐变度的重要表征因子。

黄酒中含有微量抗坏血酸，但抗坏血酸含量与黄酒褐变度之间的相关性不显著（P＞0.05），可能因为黄酒的陈化体系错综复杂，与美拉德反应和多酚氧化聚合反应相比，抗坏血酸引起的褐变反应的速度较慢。

以上结果为下一步深入地分析黄酒色泽的形成机制提供了参考。

参考文献：
[1]郑校先，李燕，徐维菲，等.黄酒的抗氧化活性研究[J].酿酒科技，2009（10）:57-64.
[2]王正元，惠明，尚小利，等.双酶法小米黄酒酿造新工艺研究[J].河南工业大学学报（自然科学版），2014，35（2）:43-47.
[3]张英.糖类物质的HPLC柱前衍生化新方法研究及其MALDI-TOF-MS分析[D].
西安:西北大学，2008.
[4]秦礼康，丁霄霖.陈窖豆豉粑类黑精提取及骨架肽段氨基酸组成分析[J].食品科学，
2006，27（1）:125-129.
[5]叶杰，倪莉.Folin-ciocalteu法测定黄酒中总多酚含量[J].福建轻纺，2006（11）:66-69.
[6]COHEN E，BIRK Y，MANNHEIM C H，et al.A rapid method to monitor quality of apple juice during thermal processing[J].LWT-Food Science and Technology，1998，31 （7-8）:612-616.
[7]李书静，李可，姚新建，等.2，6—二氯靛酚钠法测定果汁饮料中的维生素C[J].光谱实验室，2011，8（5）:2391-2394.
[8]梁靖，陈留记，杨贤强，等.茶多酚的络合作用研究进展[J].茶叶，2003，29（2）:72-74.
[9]LEE H S，NAGY S.Relationshipofsugar degradation to detrimental changes in citrus juice quality[J].Food Technology，1988，42:91-97. [10]JOHNSON J R，BRADDOCK R J，CHEN C S.Kinetics of ascorbicacid loss and nonenzymatic browning in orange juice serum:experimental rate constants[J].Journal of Food Science，1995，60:502-505.
[11]任强，江凤仪，方玲，等.维生素C与氨基酸褐变反应的研究[J].食品工业科技，2002（11）:32-34.
[12]顾国贤.酿造酒工艺学[M].北京：中国轻工业出版社，1996：506.
[13]张会娟，邱聪.田青，等.黄酒类黑精的提取、成分及光谱特性研究[J].河南工业大学学报（自然科学版），2016，37（4）:57-62.。