黄 魏，程平言，张 健，李岭卓，胡 峰

（贵州茅台酒厂（集团）习酒有限责任公司，贵州习水 564622）

酱香型白酒发源于贵州省赤水河流域，生产历史十分悠久，是以当地糯红高粱为原料，纯小麦曲为糖化发酵剂，经蒸煮、糖化发酵、蒸馏、贮存、勾兑等酿造工艺而制成的。酱香型白酒以酱香风味突出、香气细腻、口感醇厚、空杯留香持久的特点而为广大消费者所喜爱。酱香型白酒独特的风味特征与酿酒微生物和长期实践总结出来的酿造工艺息息相关。酱香型白酒的生产严格遵循“四高三长，一大一多”的传统酿造工艺（见图1），在中国主要香型的白酒生产周期最长、工艺最为复杂[1]。正是这样的酿造工艺造就了主体成分最为复杂的酱香风味，赋予了酱香型白酒更加香浓、醇厚的品质。

关于酱香型白酒风味的研究很早就已经开展，在1964 年针对酱香型白酒代表茅台酒的第二次试点中，研究人员采用纸上层析法研究茅台酒窖底香气成分，成功定性出以己酸乙酯为代表的48 种微量香气成分[2-3]，初步勾勒出酱香型白酒风味成分的组成特征，拉开了酱香型白酒独特风味成分研究的序幕。

目前，随着气相色谱质谱联用技术(Gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)、气相色谱闻香技术(Gas chromatography Olfactometry,GCO)、顶空固相微萃取技术(Headspace solid-phase microextraction,HS-SPME)等检测手段的快速发展，针对酱香风味成分的研究步入了新的阶段，已经证实酱香型白酒在风味成分的种类以及含量上都要比其他香型的白酒更为丰富，但是对于其主体性风味成分的确定在业内一直存在争议，目前为止仍未有确切的定论。但从宏观上来看，如此复杂的风味构成必定与独特的酿造微生物类群结构、酿造工艺等影响因素密切相关。

本文整理了国内外针对酱香型白酒风味成分的研究文献，重点分析微生物类群、酿造工艺与酱香风味之间的联系。从酿造环境中与风味相关的微生物方面入手，描述了各种微生物在酱香型白酒酿造过程中对风味的贡献，同时也对酱香型白酒在不同酿造工艺阶段风味特征的研究现状进行了综述。介绍了目前酱香型白酒主体香味成分确立的研究进展，以期为日后特征性酱香香气构成的深入研究提供理论参考。

1 酱香型白酒中与风味相关的微生物类群

1.1 细菌类群

研究表明，细菌类群在大曲白酒的酿造过程中具有十分重要的地位，尤其在酱香型白酒的酿造中，细菌类群一直被认为是发酵生香的主要动力来源[4]。酱香型白酒长期的开放式制曲、堆积环境形成了独特的环境细菌菌群结构特征，这些细菌类群结构组成相对固定，各司其职，通过复杂的代谢作用生成各种风味前体以及风味成分，被视为酱香风味产生的根源。因此对酱香白酒酿造环境中细菌类群的风味分析一直是酱香风味研究领域的热点。

1.1.1 芽孢杆菌类群

芽孢杆菌是酱香型白酒酿造环境中存在量最多，种类最为丰富的细菌类群。由于酱香型白酒高温度、偏酸性的酿造环境与芽孢杆菌类群的最适生长环境非常契合，导致了芽孢杆菌类群的大量富集[5]。早在1981年，针对该类群在茅台酒大曲制作中的功能探究便已开展，将大曲中得到的7 株芽孢杆菌纯种制曲实验，发现最终的成品曲带有明显的酱香香气，初步证明了该类群与酱香风味的产生密切相关[6]。目前，在已经分离出的多种芽孢杆菌中，针对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)与地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)的研究最为广泛、深入，其余的解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、蜡样芽孢杆菌(Bacillus ereus)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)等类群也均有涉入，基本确定该类群主要的风味代谢产物，揭示出芽孢杆菌在特征性酱香风味形成中的重要作用（见表1）。

总体而言，针对酱香型白酒中与风味相关细菌的研究多集中在芽孢杆菌类群上。通过对不同分离来源的各种芽孢杆菌进行发酵风味分析，基本证实各种芽孢杆菌能够在酱香白酒酿造过程中代谢产生以3-羟基-2-丁酮、2,3-丁二醇、吡嗪类、酯类物质为主的多种风味成分，涵盖了学术界所讨论的酱香型白酒主体香味成分，明确了该类群在酱香风味产生中的重要地位。

1.1.2 其他细菌类群

随着微生物分离技术的发展，许多过往难以分离的细菌类群也逐渐从酱香型白酒的酿造环境中筛选分离出来。近年来，研究者们针对筛选分离得到的如高温放线菌属(Thermoactinomycessp.)[13]、无色杆菌属(Achromobacterspsp.)、嗜血杆菌属(Haemophilussp.)[14]以及一些具有耐高温特性的链霉菌属(Streptomycetesp.)[15-16]进行的风味成分分析发现，这些细菌类群也能够像芽孢杆菌类群一样产生吡嗪类风味物质。在萜烯类和酯类风味物质的生成方面，这些细菌的能力甚至略强于芽孢杆菌。此外，对于酿造环境中厌氧细菌的风味研究也已开展。在针对酱香酒醅与窖泥中筛选到的解木聚糖梭菌(Clotridium xylanolyticum)、煎盘梭菌(Clostridium sartagoforme)的固态发酵风味分析中，发现2,3-丁二醇、3-羟基-2-丁酮、2,5-二甲基吡嗪、三甲基吡嗪、四甲基吡嗪等风味组分的含量较高(≥1%)，初步反映出一些厌氧细菌在酱香风味的产生上也发挥了一定的作用[17]，有效地拓展了学术界对于产酱香细菌类群的认知范围。

表1 酱香型白酒酿造过程中芽孢杆菌类群的功能性研究

1.2 霉菌类群

霉菌类群一般被认为是酿酒发酵原料中淀粉、纤维素等大分子物质降解的主要动力[18]。在酿造体系中，以曲霉属(Aspergillussp.)、根霉属(Rhizopussp.)和毛霉属(Mucorsp.)为代表的霉菌类群往往能够产生大量以水解酶为主的活性酶类，有效地促进了大分子原料物质的快速降解，为细菌以及酵母菌的生长代谢提供丰富的前体物质，从而间接地推动了酱香风味的产生[19]。大多数针对酱香白酒酿造环境下霉菌类群的研究都是有关其活性酶代谢和酶活性的研究，直接进行菌种发酵风味分析的研究极少。但是随着近年来检测手段的普及以及一些具有产香特征霉菌菌株的成功筛选，使得霉菌类群在酿造体系下的产香功能得到发掘。在针对茅台酒和郎酒酱香大曲微生物的筛选中，研究者们成功分离出属于地霉属(Geotrichumsp.)、木霉属(Trichodermasp.)、曲霉属、毛霉属以及红曲霉属(Monascussp.)的菌株，在随后的发酵产香分析中，发现这些菌株均能代谢产生酱香、果香风味，其中丁二酸二乙酯、油酸乙酯等高级酯类、丁二醇、苯乙醇、3-甲基-2-丁烯-1-醇、糠醛、苯乙醛、乙偶姻为各自发酵产生的主要风味成分[20-21]，初步证实一些霉菌类群在酿造过程中也很可能具有产香的功能。此外，阿姆斯特丹散囊菌(Eurotium amstelodami)、冠突散囊菌(Eurotium cristatus)作为酱香大曲中新的霉菌类群于近期被筛选分离得到。通过对其风味分析表明，散囊菌也能够在固态发酵条件下产生以高级醇、酮和呋喃类为主体的挥发性香味物质，赋予发酵物以浓郁的花香和果蔬香[22-23]，证明霉菌类群对酱香白酒风味的生成同样具有重要的作用。

1.3 酵母菌类群

酵母菌类群在白酒酿造中被称作产酒的动力来源，在偏酸性的酿造环境中，酵母菌类群能够快速生长并利用细菌与霉菌代谢产生的前体物质进行酒精发酵，从而完成淀粉、纤维素等生物大分子物质向酒精转化的酿造过程。酿造环境中分离出的酵母菌类群一般可以分为两大类：一类是已经得到广泛研究的产酒酵母；另一类则是以产酯酵母为代表的非产酒酵母[24]。最近，非产酒酵母研究的逐渐开展使学术界对这些酵母功能有了全新的认识。目前已经发现从酱香酒醅中筛选出的平常假丝酵母(Candida inconspicua)、库德毕赤酵母(Pichia kudriavzevii)、拜耳接合酵母(Zygosaccharomyces bailii)、粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)、东方伊萨酵母(Issatchenkia orientalis)在纯种液态、固态发酵中表现出较强的产水果香、花香的能力。其中以乙酸乙酯、亚油酸乙酯、乙酸苯乙酯、2,3-丁二醇、异戊醇、2-庚醇、香叶醇、2-庚酮、庚酸等为主要风味成分[25-27]。在酱香大曲、酒糟中分离到的扣囊复膜酵母(Saccharomycopsis fibuligera)、伯顿丝孢毕赤酵母(Hyphopichia burtonii)以及库德里阿兹威氏毕赤酵母(Pichia kudriavzevii)也具有类似的发酵产香特征[28-29]。从代谢的角度看，许多非产酒酵母虽然发酵力较弱，但却能在酿造体系中产生较高酯化酶活力，在有氧条件下将糖、醇、有机酸等物质转化为酯、醇、醛等芳香物质，从而在酱香特征风味的形成中发挥一定的作用。

2 酱香型白酒独特酿造工艺与酒体的风味特征

2.1 高温制曲

高温制曲工艺是酱香型白酒酿造过程中的独特工艺，在整个制曲过程中，曲块中心温度最高时可达65 ℃左右，制曲温度超过50 ℃的时间占到整个过程近2/3，高温制曲工艺是其他香型白酒所没有的，因此很多研究者认为独特的制曲工艺造就特征性的酱香大曲，进而对酱香风味的形成起到了关键作用。酱香大曲在酿造过程中起到提供菌源、香气物质及香气前驱物的重要作用，其本身也被视为香味富集物，因此分析酱香大曲中的风味成分构成就显得尤为重要。近年来，GC-O、GC-MS、HSSPME 分析检测技术发展日益成熟，广泛应用到酱香大曲风味分析中，明确了酱香大曲为白酒风味富集物的推论。从整体上来看，酱香大曲中发现的风味成分已超百种，但各风味成分之间的含量差异却比较明显。不同地域生产、陈化时间不同的酱香大曲风味成分种类及构成也存在较大区别。但总体是以吡嗪类、有机酸类为主导性成分，酯类、醛酮类等风味化合物为微量成分[30-32]。从微生物的角度分析，长时间高温的制曲环境促进了曲中大量嗜热细菌的富集生长，这类细菌在高温环境下能够利用前体物代谢生成挥发性有机酸类、吡嗪类化合物，赋予酱香大曲独特的风味特征，为后续白酒酱香的产生提供了物质基础。

2.2 高温酒醅堆积

酱香型白酒生产过程中另一个独特的工艺便是高温堆积发酵工序。经过高温蒸粮、蒸酒、冷却的原料再混入陈化好的大曲之后的酒醅，先置于窖池旁的露天场地上经过一段时间的自然堆积发酵，再投料进入窖池发酵酿造阶段。可以说，没有高温堆积工艺，酱香型白酒就无法酿造完成，这充分说明高温堆积的重要作用。酒醅高温堆积阶段在完全开放式的环境下进行，空气中的大量微生物被网罗、接种至酒醅之中，使得因高温制曲过程中大量死亡的酵母菌、霉菌等微生物重新在醅料中得以快速富集，增加了整个酒醅的微生物类群结构的多样性，也促使酒醅的堆积温度不断升高。微生物在酒醅发酵过程中降解大分子原料并代谢产生大量风味物质及风味前驱物质，随着醅料温度的上升，风味逐渐被释放出来。

高温酒醅堆积的实质就是一次各种风味成分再富集的过程，不仅为后续窖池发酵提供了大量的菌源以及风味前驱物，也为最终酱香特征风味的形成奠定了重要的基础。与酱香大曲不同，酱香型白酒堆积酒醅中已经检测到近百种挥发性风味成分，主要是以酯类、醇类为主，诸如乙酸乙酯、乳酸乙酯、正丙醇、异戊醇等酱香酒体常见风味物质在酒醅香气成分中均占有较大的比例[33]，推测与产酒、产香酵母菌类群在酒醅堆积过程中大量生长并成为酒醅中优势微生物类群密切相关。此外，针对不同轮次堆积酒醅的风味特征、堆积过程的存在与否对酱香型白酒风味品质的影响等相关研究也进一步确定了高温酒醅堆积过程对酱香风格的形成、产酒率有十分积极的作用，并发现第3 轮次、第4 轮次、第5 轮次的堆积酒醅中风味成分最为丰富，这与酿造工艺中这些轮次出酒质量相对较高的特点相一致，再次表明了高温堆积工艺与白酒品质密切相关[34]。

表2 酱香型白酒独特酿造工艺及酒体风味特征小结

2.3 高温流酒

发酵生香，蒸馏提香，高温流酒是富集香味物质的关键步骤之一。除了针对酱香白酒酿造各阶段风味成分的分析外，直接对蒸馏出的各轮次基酒酒体或成品酒体进行风味分析也是一种了解白酒酱香风味品质的研究方式。在大量的风味物质被检出后，通过统计学聚类分析手段对酒体风味物质进行归类总结，帮助研究者们更加清晰的了解到酱香香气的具体构成，为酱香风味主体成分的确定提供了良好的依据。

在不同轮次酱香基酒的风味分析中，通过对基酒酒体中59种主要风味成分进行主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)，发现同一年份生产的不同轮次的白酒在各种风味构成上存在些许的差异。其中第2轮次、第3轮次、第4轮次、第5轮次的基酒风味主成分比较突出，聚类点集中，不同年份的基酒在主要风味成分的构成上存在明显的差异[35]。全二维气相色谱/飞行时间质谱法(Two-dimensional gas chromatography/Time-of-flight mass spectrometry,GC×GC/TOFMS)、GC-O、GC-MS 结合气味活性值(Odor Activity Values,OAVs)及PCA 等新型分析手段也被运用到成品酒体的风味研究上；在对茅台成品酒的GC×GC/TOFMS 分析中共检测出了多达528 种风味组分，通过系统分类确认这些组分包含有机酸、醇、酯、酮、醛、缩醛、内酯、含氮化合物、含硫化合物等[36]，较完整的呈现出茅台酒酒体特征性风味组分构成，也反映出其风味构成的高度复杂性。在此基础上，研究者运用GC-O、GC-MS结合OVAs 分析手段从茅台酒体中确定30 余种具有高气味活性值的组分，发现乙酸乙酯、乳酸乙酯和乙酸的含量最高[37]，同时发现与浓香型酒体相比，酱香型白酒酒体中呋喃类、吡嗪类以及碳原子小于4 的脂肪酸、酯类和醇类的含量远远高于浓香型酒体[38]，为酱香型白酒主体特征风味的研究打下了良好的基础。

针对上述酱香型白酒高温制曲、高温堆积酿造阶段的风味构成以及酱香酒体风味特征进行了小结，具体内容见表2。

3 酱香型白酒主体香味成分分析

3.1 吡嗪类化合物

1981年，研究者便提出制曲过程中产生的强烈酱香气味很可能与酒体中的酱香风味有着密切的关联，且随着制曲温度的上升，加热香气具有更加浓郁的酱香味。经鉴定，大曲加热香气组分中的吡嗪类化合物占有很大的比例，因此吡嗪类化合物也一度被认为是酱香型白酒的主体香味成分。吡嗪是一类在1,4 位含2 个杂氮原子的杂环化合物，其化学结构见图2，在中药学上具有一定的健康功效。相比于其他香型的白酒，吡嗪类成分丰富是酱香型白酒的重要特征，从酒体中检测到的四甲基吡嗪、2,3,5-三甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、2,3-二甲基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪、2-甲基吡嗪、2-乙基-3,5-二甲基吡嗪、2,6-二乙基吡嗪等吡嗪类成分含量均高于10 mg/kg，是其他香型白酒含量的10余倍。尤其在茅台酒中，四甲基吡嗪含量可达到20 mg/kg，是酒体中最主要的风味成分之一[39]。一般来说，酱香型白酒中吡嗪类组分的产生可由美拉德反应、微生物代谢、蛋白质热解等多种途径产生。但徐岩等[40]在对白酒中四甲基吡嗪产生机制的研究中证实四甲基吡嗪产生的主要途径来源于微生物代谢而非其他途径。最近的研究中，证实了吡嗪类化合物为一类碱性化合物，在白酒偏酸性的环境中是否在风味形成上发挥作用还存在疑问；通过向酒体中添加吡嗪类组分尤其是含量高的四甲基吡嗪，并不能使酒体产生更为典型的酱香香气[41]。但在针对2-羟甲基-3,6-二乙基-5-甲基吡嗪的感官导向分离及二维离线高效液相色谱分析中，确定该化合物为酱香型白酒后鼻灼烧焦味的关键组分[42]。这说明吡嗪类化合物可能不是酱香型白酒的主体香味成分。但也不可否认其仍是酱香型白酒重要的风味组分、健康因子之一。

3.2 4-乙基愈创木酚

4-乙基愈创木酚是一种高沸点酚类化合物（结构式见图3），最早被视为酱油制品中的重要的特征性香气成分，其在酱油酿造过程中的生成机制已经得到较为详细的论述。在1964 年茅台酒试点中，研究人员以上述研究为基础，通过纸色谱分析手段从茅台酒中检测到了4-乙基愈创木酚，并在随后的闻香分析中证实该物质呈臭豆酱气味，达到中等浓度时会具有类似酱香的风味。因此，提出4-乙基愈创木酚为酱香型白酒特征性风味组分的结论。但随着后续检测技术的提升及研究的不断深入，发现1964 年相关的研究准确性不够，对4-乙基愈创木酚最新的风味分析、尝评结果显示其具有类似薰干的气味，且在其他香型的白酒中均有存在[43]，推翻了之前得出的结论。因此，学术界不再认定4-乙基愈创木酚是酱香型白酒的特征性主体香味成分。

3.3 呋喃、吡喃类衍生物

呋喃类、吡喃类衍生物（基本结构式见图4）作为酱香主体香味成分的推论最早在1983 年被提出，当时共有7 种呋喃酮和8 种吡喃酮化合物被列举为具有酱香风味的组分，认为其可能与白酒酱香风味的形成有关。其中的4-羟基-2(5)-乙基-5(2)-甲基-3(2H)-呋喃酮（HEMF）在酱油中为含量丰富的特征性组分，2,3-二氢-3,5-二羟基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮（DDMP）则在酱香功能菌的发酵液以及啤酒中均有存在。但随后针对酱香白酒的GC-MS分析、制备物闻香、酒样添加试验确定这些物质不是酱香型白酒的特征风味组分。近年来，检测技术的提升使得越来越多的呋喃类、吡喃类衍生物被准确检测出来，在酱香大曲、酒醅、酒体中共确定11种该类化合物，包括糠醛、5-甲基-2 糠醛、乙酸糠酯、2-乙酰基呋喃、5-甲基糠醛、糠酸乙酯、丙酸糠酯、2-乙酰基-5-甲基呋喃、2-乙氧基-5-甲基呋喃、丁酸糠酯以及糠醇。其中糠醛的含量最高，与其他香型白酒相比，酱香型白酒中检出的呋喃类物质不但种类多，而且含量非常丰富[44]。整合各种研究结果后，目前可以明确呋喃类、吡喃类衍生物的确是酱香型白酒中重要的呈香物质，但这些组分是否为酱香主体香还缺乏足够的依据。

3.4 高沸点酸性和低沸点酯类物质

在1982 年的茅台酒主体香成分研究会上，研究者们提出经反复验证，茅台酒的主体酱香可能是高沸点的酸性物质与低沸点的酯类物质组成的复合香。其中低沸点的酯类物质构成了前期酯香，而高沸点的酸性物质是空杯留香的主要来源，为酱香主体香的分析提出了一条新的研究思路[1]。在后续的研究中，通过溶剂抽提、自然挥发、溶解法证实了前期香气与低沸点物质相关，而空杯香气中的主要成分为一类高沸点化合物，包括中性、酚类化合物、碱性含氮化合物、有机酸四大类，并通过滤纸条点样闻香的方式确定其中的酚类化合物呈现空杯香气，而中性化合物前期呈现酯香，但随着时间的延长酯味变弱、空杯香逐渐显现[45]，初步证明了这一观点的正确性。但是中性、酚类化合物种类十分繁多，究竟是哪些主要物质构成了酱香主体风味目前还未明确，在已经确定的十六酸乙酯、乙酸乙酯、油酸乙酯、苯乙醇、乙醇、乙缩醛等成分已经被证明无法呈现出酱香风味[41]。因此，如何改变这一推论的笼统性的说法，明确具体构成酱香主体香气的组分结构是今后研究者们需要解决的问题。

3.5 小结

虽然到目前为止，酱香型白酒中主体香气组分仍未确定，但学者们通过大量研究数据的分析，在总体上达成了一个共识，那就是酱香的主体香气是由多种物质组成的复合型香味而非某一种或几种风味组分所构成的。范文来等在此基础上对酱香主体风味成分的总体特征进行总结，并提出新的猜想，在他们看来，酱香主体香味物质应该是一类沸点相对较高、极性较强、呈酸性或中性、具有醇-脂溶性、浓度很低且阈值极低的物质[41]。这也无疑为今后酱香主体香气成分的分析研究提供了一定的理论依据，相信在不久的将来，酱香主体香气之谜一定能够得到更加明确的阐释。

4 结语

酱香型白酒以其独特的酱香风味而闻名于世，从多年研究来看，酱香风味成分的组成以及形成的过程都具有很高的复杂性，所涉及到的物质种类、反应体系非常繁多，这无疑与酱香型白酒诸多的酿造因素的影响密切相关。在本文中，我们对其中的微生物类群、特征性酿造工艺这两种因素与酱香风味之间的关系进行了较为详细的论述，可以看出酿造体系中的各种微生物类群结构的变化趋势与酱香型白酒风味的形成有着高度的相关性，而各种微生物类群结构的变化趋势又是由酱香型白酒独特的酿造工艺所决定。酱香型白酒不同微生物作用和不同酿造工艺形成了诸多酱香风味前体或特征性酱香风味成分，这些物质在酿造环境中进一步相互作用并趋于协调，形成独特的风味结构，最终以高温蒸馏的方式被带入到酒体中。

因此，为更加深入地探究酱香风味尤其是酱香主体香味成分的组成，就不能仅仅从风味物质本身入手，应该将酱香风味的形成与独特的酿造工艺、酿造体系微生物类群结构以及酿造环境等因素紧密结合起来，多方面研究各种因素在酱香风味形成过程中所发挥的作用，这样才能更为全面的阐释出酱香物质本质、组成成分和形成机理。此外，随着研究技术的不断革新，诸如宏基因组学[46]、环境转录组学[47]以及风味主成分分析[48]等手段都开始运用到白酒的研究中来，这也为酱香风味的形成途径、主体香的判定方面的研究起到了良好的指导作用。酱香型白酒的风味研究，不仅可以揭示酱香型白酒独特风味组成、代谢机理，还能够发掘出许多活性功能因子，为日后探究酱香白酒保健功效的相关研究提供了良好的基础，推动整个酱香型白酒研究领域的快速发展。