付平，吴天祥,2*，吴力亚，李凤兰，李潮云

（1.贵州大学酿酒与食品工程学院，贵州贵阳 550025）（2.贵州食品工程职业学院食品工程系，贵州清镇 551400）

香禾糯（Oryza sativa L.），国际标准译名为“Kam Sweet Rice”，是贵州省黔东南州山区特殊生态类型珍稀水稻品种，联合国粮农组织称其为世界“特产稻”（Specialty Rice）[1]。香禾糯生长于阴、凉、烂、锈的山地水田中，无需施加化肥，以传统生态农业稻-鸭-鱼模式种植，有“一亩稻花十里香，一家烹食十户香”的称赞，被誉为“糯中之王”[2]。2009年香禾糯荣获国家地理标志保护产品“黎平香禾糯”的荣誉称号[3]。香禾糯经过“糯禾改籼稻”、大量劳动力进城务工、外来文化冲击与当地年轻群体对于自身民族文化认同感下降等原因造成黎平县、从江县为主要种植产区的香禾糯种植面积从新中国成立占比80%、82%分别下降到2015年的2%、6%，黔东南苗族侗族自治州在2015年的香禾糯品种相比于1981年的香禾糯品种减少了71.9%[4]。

目前，关于香禾糯研究主要侧重于遗传学、民族学、生态学，然而对于挖掘香禾糯的营养价值、开发副产品、提升经济效益的研究较少[2,5-9]。传统香禾糯酒的酿造特点，结合了发酵酒与蒸馏酒的酿造工艺，从而具备了白酒主体风格以及发酵酒对于营养成分保留的特征。香禾糯酒口感绵柔醇厚、甘甜细腻与传统白酒入口辛辣形成鲜明对比，适合初饮者、女性消费者和当地旅游景区游客的饮用，在黎平县十分畅销，具有较大的市场潜力。如何实现拓展香禾糯原料深加工，摆脱香禾糯单一的销售方式，提高香禾糯种植农户的经济收益以及缓解香禾糯品种与种植面积递减趋势是迫切解决的问题。

本文通过探究传统香禾糯酒的基本理化指标、微量元素含量、氨基酸含量、挥发性风味组分以及体外抗氧化能力并与岩洞当地白酒进行对比。进而挖掘香禾糯酒的营养价值与功能活性，为开发香禾糯酒提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

香禾糯酒、普通白酒，均购自岩洞镇；苯酚、福林酚、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼DPPH、2,2-连氮基-双-(3-乙基苯并二氢噻唑啉-6-磺酸)二铵盐ABTS，购于北京索莱宝科技有限公司；其余试剂均为分析纯，购于国内试剂公司。

1.2 仪器与设备

752N型紫外可见分光光度计，上海仪电分析仪器有限公司；PHS-3C型PH计，上海仪电科学仪器股份有限公司；X2型电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS），赛默飞世尔科技有限公司；S-433D型氨基酸自动分析仪，塞卡姆公司；HP6890/5975C型气相色谱-质谱联用仪（GC-MS），安捷伦公司。

1.3 传统香禾糯泡酒酿造工艺流程

操作要点，首先将精选大米蒸煮，取出摊凉冷却至30 ℃左右，加入1%酒曲于28 ℃发酵14 d，通过蒸馏得到普通白酒；其次进行香禾糯醪液的制作，先将香禾糯用水浸泡12 h，待其沥干，蒸煮至熟而不烂，内无生心，摊凉至30 ℃左右，加入0.16%甜酒曲于28 ℃发酵48 h。将得到醪液与白酒按1:1的比例混合陈酿半年，得到成品香禾糯酒。

1.4 试验方法

1.4.1 酒精度的测定

参照赵旭[10]的方法进行蒸馏测定。

1.4.2 总糖的测定

参考郭雷[11]运用苯酚-硫酸法测定总糖，略有改动。

1.4.3 总酸、氨基酸态氮的测定

参考《黄酒》GB/T 13662-2018法[12]进行测定。

1.4.4 可溶性固形物的测定

参考赵旭[10]的方法进行测定。

1.4.5 蛋白质的测定

参考李志江[13]和Konstantinos等[14]的考马斯亮蓝G-250蛋白质测定方法。

1.4.6 总多酚的测定

参考张强[15]用福林酚比色法测定总多酚。

1.4.7 总黄酮的测定

参考王佳丽[16]用硝酸银显色法测定总黄酮。

1.4.8 微量元素含量的测定

运用ICP-MS对酒样中的Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Se、Cd、Pb矿物元素含量进行分析检测，首先精确称取15 g酒样于250 mL的蒸馏烧瓶内，使其在250 ℃的加热套，受热蒸发至1～2 mL，待冷却后向其加入10 mL的硝酸，直至保留少量液体到近干，待冷却后用纯净水多次冲洗蒸馏烧瓶，于25 mL的棕色容量瓶内保存[17]。最后进样检测，用ICP-MS Data Cal软件对得到的数据进行处理。

1.4.9 氨基酸含量的测定

采用氨基酸自动分析仪对酒样中的天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、赖氨酸、精氨酸、脯氨酸、甲硫氨酸等氨基酸及其衍生氨基酸的测定。仪器的保留时间重现性CV0.3%（精氨酸），峰面积重现性CV1.0%（甘氨酸，组氨酸），检出限3 pmol（信噪比为2，天冬氨酸）。

1.4.10 挥发性风味组分的测定

采用GC-MS联用仪对酒样中的各挥发性风味组分的含量进行测定。取混匀样品2 mL，置于固相微萃取仪采样瓶中，插入装有2 cm～50/30 μm DVB/CAR/PDMS StableFlex纤维头的手动进样器，在60 ℃的平板加热条件下顶空萃取60 min时间后，移出萃取头并立即插入气相色谱仪进样口（温度250 ℃）中，热解析1 min进样。尔后，对总离子流图中的各峰经质谱计算机数据系统检索及核对Nist17和Wiley275标准质谱图，确定了检测到挥发性化学成分，用峰面积归一化法测定了各化学成分的相对质量分数。

1.4.11 DPPH自由基清除能力的测定

参考JIANG等[18]、杨祖滔等[19]的方法略有改动，以0.1 mg/mL的Vc溶液作为阳性对照，上述实验均设3组水平。

式中：

A1——样品测定管吸光度；

A2——样品本底管吸光度；

加快推进全市基础行业和优势行业的转型升级和提质增效。发挥百色铝产业优势，合理开发利用铝土矿资源，着力构建铝产业链和配套产业链。加快淘汰冶炼行业落后产能、改造提升技术装备水平；整合全市矿产资源，发展铝铜深加工行业。全面提升铝加工行业的整体竞争力，加快发展高性能、绿色环保的精细化工产品和高端化工新材料产品。加强与贵州、云南区域间的电力合作，实现优势互补，降低工业用电成本。提升改造传统建材行业，突破发展新兴建材行业。

A0——空白对照液吸光度。

1.4.12 ABTS自由基清除能力的测定

参考方晟等[20,21]方法略有改动，以1 mg/mL的Vc溶液稀释100倍作为阳性对照，上述实验均设3组水平。

式中：

A1——样品测定管吸光度；

A2——样品本底管吸光度；

A0——空白对照液吸光度。

参考李清清等[22]的方法，以1 mg/mL的Vc溶液作为阳性对照，上述实验均设3组水平。

式中：

A1——样品测定管吸光度；

A2——样品本底管吸光度；

A0——空白对照液吸光度。

1.5 数据处理与分析

2 结果与讨论

2.1 香禾糯酒基本理化指标

通过测定香禾糯酒基本理化指标可知，香禾糯酒酒度为29.00% vol，酒度适宜稍偏低，适饮消费者群体相比普通白酒更广；香禾糯酒总酸含量适当，酸味能赋予酒体层次感，使酒体口感更加丰富；香禾糯酒含有0.20 g/L的氨基酸态氮、13.70 g/L的非糖可溶性固形物、46.30 g/L的总糖、0.35 g/L的蛋白质，以及含有0.27 g/L的多酚和0.0026 g/L黄酮，表明香禾糯酒营养较为丰富，且含有一定黄酮、多酚等抗氧化功能活性成分，基本理化指标与黄酒相似[23]。其原因可能是，香禾糯酒将发酵的香禾糯醪液转移到普通白酒，从而使普通白酒度被稀释，达到降度的作用。同时，加入的香禾糯醪液，能赋予普通白酒更加丰富的口感、风味，以及多种营养物质与抗氧化功能活成分。

表1 香禾糯酒的基本理化指标Table 1 Physico chemical indexes of Kam sweet rice wine

2.2 香禾糯酒与普通白酒微量元素含量的对比

从图1结果可以看出，香禾糯酒中锰、铁、镍、锌等人体必需的微量元素以及硒3.15 µg/L含量要明显高于普通白酒[24]。对于铅、镉等对人体有害的重金属元素，两种酒样中铅、镉含量，均符合且远低于国家要求标准铅含量（以Pb计，<0.50 mg/L）和镉含量（以Cd计，<0.05 mg/L）。其原因是，香禾糯酒以普通白酒为基酒，将香禾糯米发酵形成的醪液中的锰、铁、镍、锌等人体必需微量元素，转移到香禾糯酒中，从而使香禾糯酒中必需微量元素多于普通白酒。这与柴东方等[25]在测得香禾糯中富含多种必需微量元素相符。香禾糯生长于山区水田，生态环境优良，不施加化肥，环境中所含的有害重金属低，从而铅、镉等有害重金属元素含量极低。

图1 两种不同酒中各元素的含量Fig.1 The content of each element in two different wines

2.3 香禾糯酒与普通白酒的氨基酸种类及含量测定结果

图2 氨基酸离子图谱Fig.2 Amino acid ion profile

由上表的结果可知，香禾糯酒中检测到14种氨基酸，其中必需氨基酸有苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸等6种必需氨基酸，必需氨基酸总含量为24.64 mg/100 g，总氨基酸含量为139.24 mg/100 g；普通白酒中共测出2种氨基酸含量为6.24 mg/100 g，1种必需氨基酸甲硫氨酸含量为0.39 mg/100 g[26]，表明香禾糯酒中氨基酸的种类与含量均高于普通白酒。原因是香禾糯在发酵过程中，由于细菌、霉菌和酵母菌等微生物分泌的蛋白酶，将香禾糯中大分子蛋白质分解为小分子的肽链与氨基酸，以及微生物在生长代谢与自溶产生氨基酸，通过香禾糯醪液转移到香禾糯酒中。相比之下普通白酒经过蒸馏，造成大量的氨基酸减损[27]。普通白酒经过蒸馏，大量营养成分未能得到保留，只有较少部分营养物质在蒸馏时同乙醇或水汽化到酒里，解释了普通白酒含有少量氨基酸的原因，与张庄英等[28]研究不同香型白酒中游离氨基酸含量较少的结果相符。普通白酒仅含有较少氨基酸，根据酿造工艺在向其加入1:1比例的香禾糯醪液后，普通白酒中氨基酸被稀释变得更少，氨基酸含量不能达到仪器检测限。从而解释普通白酒中检测到少量的脯氨酸和甲硫氨酸而香禾糯酒中未检测到这两种氨基酸。

表2 香禾糯酒与普通白酒中所含的氨基酸（mg/100 g）Table 2 Amino acids contained in Kam sweet rice wine and Baijiu

2.4 挥发性风味组分的测定结果

通过GC-MS检测分析得到香禾糯酒与普通白酒中各检测到45与48种挥发性风味物质，普通白酒比香禾糯酒多检测出4种挥发性风味成分，分别为戊酸乙酯、乙酸己酯、(Z)-2-庚醛、反-2-壬烯醛，香禾糯酒比普通白酒多检测到1种糠醛。其原因可能是，虽然普通白酒中检测到的挥发性风味成分比香禾糯酒多，但其所占的百分含量都较低，最高百分含量0.031%，最低百分含量仅有0.004%。根据酿造工艺将香禾糯发酵醪液与普通白酒按1:1的比例勾调陈酿，使普通白酒中微量的挥发性成分被稀释，其含量占比更低，故达不到仪器的最低检测限。香禾糯酒中检出的糠醛可能来自于香禾糯发酵过程中氨基酸和脂质降解形成[29]，跟随香禾糯醪液转移到香禾糯酒中，适当的糠醛含量能赋予酒杏仁香[30]。

图3 香禾糯酒总离子流图Fig.3 Total ion current diagram of Kam sweet rice wine

图4 普通白酒总离子流图Fig.4 Total ion current diagram of Baijiu

醇类作为香禾糯酒挥发性风味物质的主体成分，香禾糯酒中有14种醇总百分含量为92.84%，普通白酒中有13种醇总百分含量为92.97%，醇类化合物能使酒体丰满，有些醇类能予以酒甘甜的口感，同时也是酯类化合物的前驱物质[31]；酯类作为主要呈香呈味组分香禾糯酒中有16种总百分含量为3.88%，普通白酒中有18种总百分含量为4.02%，虽然占比不高但却尤为关键，是区分各种香型酒的特征成分。如浓香型白酒的主体香是己酸乙酯，清香型白酒特有的重要香气成分辛酸乙酯[32]；醛类香禾糯酒中有6种总百分含量为0.50%，普通白酒中有8种总百分含量为0.26%，其来源可能来自香禾糯原料及酒曲或醇类氧化、氨基酸与还原糖的美拉德反应[33]；酸类可以赋予酒体更加厚重、丰富、协调和调节香气，同时也是脂类的前驱物质，在香禾糯酒中有5种总百分含量为0.23%，普通白酒中有5种总百分含量为0.22%；香禾糯酒和普通白酒中烷烃类与酮类种类及含量都较少对酒体风味贡献也少，各都有2种总百分含量为0.04%、0.02%和0.03%、0.03%。

图5 两种酒中挥发性组分对比Fig.5 Comparison of volatile components in two wines

表3 挥发性风味成分Table 3 Volatile flavor components

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2.5 DPPH自由基清除能力的测定结果

由图6的DPPH自由的清除能力的测定结果表明，香禾糯酒的DPPH自由基清除率与0.1 mg/mL Vc的清除能力相接近，在添加到1.8 mL时清除率达95.68%，且两者的清除率显著高于普通白酒的清除率，说明普通白酒DPPH自由基清除率较弱。其原因可能是白酒经过高温蒸馏，在蒸馏前积累的功能活性成分损耗。而香禾糯酒中包含未经蒸馏的香禾糯发酵醪液，醪液中富含黄酮、多酚等功能活性成分，因而在DPPH自由基清除能力试验中表现出较强的抗氧化能力。

图6 香禾糯酒、普通白酒、Vc清除DPPH自由基的能力Fig.6 The ability of Kam sweet rice wine, Baijiu, and Vc to scavenge DPPH free radicals

2.6 ABTS自由基清除能力的测定结果

由图7的ABTS自由基清除能力的测定结果，香禾糯酒在稀释10倍后与稀释100倍Vc 1 mg/mL以及普通白酒，在添加相同体积下的ABTS自由基清除率表明，在添加0.1 mL到0.9 mL阶段香禾糯酒的ABTS自由基清除率要高于Vc和普通白酒，后趋于稳定，最大清除率达到83.20%且在稀释10倍后，高于普通白酒49.27%的最大清除率。香禾糯酒在稀释10倍后与普通白酒相比，仍然表现出较强ABTS自由基清除能力的原因，极有可能是因为香禾糯醪液含有的抗氧成分，迁移到香禾糯酒中而表现出相比于普通白酒较强ABTS自由基清除能力。

图7 香禾糯酒、普通白酒、Vc清除ABTS自由基的能力Fig.7 The ability of Kam sweet rice wine, Baijiu and Vc to scavenge ABTS free radicals

2.7 OH自由基清除能力的测定结果

由图8结果显示，在OH自由基清除能力对比上，香禾糯酒、Vc 1 mg/mL和普通白酒在相同添加的体积下，Vc清除OH自由基清除率最高，在添加到0.6 mL时清除率趋于平稳，最大清除率为99.44%；香禾糯酒的由基清除率在添加体积0.9 mL后清除率显现出较为平缓的趋势，最大清除率达到97.17%，且显著高于普通白酒。通过OH自由基清除能力试验，进一步验证了香禾糯醪液中的抗氧化组分，在转移到普通白酒后，两者通过陈酿半年得到香禾糯酒，而表现出较强抗氧化能力。

图8 香禾糯酒、普通白酒、Vc清除OH自由基的能力Fig.8 The ability of Kam sweet rice wine, Baijiu, and Vc to scavenge ·OH radicals

通过对3种自由基的清除能力的测定，表明香禾糯酒有一定的自由基清除能力，这可能与酒中测出的黄酮[34]、多酚[35]等功能活性成分有关，与郭睿等[36]研究黄酒具有较强的抗氧化能力的结论基本相符。其原因可能是普通白酒经过高温蒸馏，造成其营养成分与功能活性物质例如酚类、黄酮类损耗。相比之下香禾糯酒中含有香禾糯醪液，香禾糯醪液将本身具有较强抗氧化能力的酚类与黄酮类带到酒中，使香禾糯酒表现出较强的抗氧化能力，从而解释了香禾糯酒对3种自由基的清除能力强于普通白酒。

3 结论

针对当下人们对酒的需求是降度、健康、营养、低耗粮、低耗能的的背景下，香禾糯酒正好吻合形势需求。香禾糯酒不仅保留了蒸馏酒的主体风味特征，而且兼有发酵酒对于营养物质及功能活性成分的保留优势。试验结果表明，香禾糯酒在挥发性风味成分上与普通白酒相似，两者各检测到45与48种挥发性风味物质。其酒体基本理化指标、营养成分都与发酵型黄酒十分接近。香禾糯酒中氨基酸种类与含量、必需微量元素含量均高于普通白酒。在香禾糯酒中检测到黄酮、多酚等抗氧化功能活性物质，通过测定DPPH自由基、ABTS自由基和OH自由基3种自由基清除能力试验，验证了香禾糯酒的抗氧化能力显著高于普通白酒。后期研究将对香禾糯酒挥发性风味的主成分进行分析，以及体内抗氧化活性试验，进一步检验其抗氧化能力。为挖掘香禾糯酒营养价值与功能活性价值，开发香禾糯原料深加工提供数据支撑。