一种酱香型白酒酿造用高粱品种的鉴别方法与流程

本发明属于酿酒、以及高粱鉴别分析，涉及一种判别酱香型白酒酿造用高粱品种的方法。

背景技术：

1、高粱是酱香型白酒生产的主要原料之一，高粱品质是影响酱香型白酒发酵质量的重要因素。随着酱香型白酒产业迅速发展，对高粱的需求也显著上升。快速选择适宜酱香型白酒生产的高粱品种是酒厂需要面临的重要问题。

2、目前针对高粱的酿酒特性鉴别主要通过高粱籽粒的理化指标和单一发酵指标进行判定，例如中国专利cn110208470a公开了一种高粱品种籽粒酿酒特性的鉴别方法，其主要通过高粱籽粒蒸煮后的蒸煮液状态判断高粱的酿造特性；再如中国专利cn105738256a公开了一种酿酒高粱的快速鉴定方法，其主要是通过高粱蒸煮后的籽粒的裂口率和体积膨胀率进行判别。上述两者方法均是采用感官判别方法，通过判别高粱的蒸煮特性来鉴定高粱的酿酒特性，存在经验依赖性强，准确性差，且高粱的蒸煮特性无法全面反应高粱的酿造特性，品质评价指标不全的问题。

3、因此，本发明旨在提供一种全面、准确、可量化的评价方法来评判高粱的酿酒特性，以实现酱香型酿酒用高粱品种的鉴别。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种全面、准确、可量化的评价方法来评判高粱的酿酒特性，以实现酱香型酿酒用高粱品种的鉴别。

2、酱香型白酒用高粱具有“粒小、皮厚、色红、耐蒸煮、糯性高”的品质特征。高粱含有淀粉、蛋白质、单宁等重要有机物质，经过发酵后能够增加白酒的芳香风味，影响白酒的香气种类和水平。为了解决酒用高粱酿造特性评判指标单一、准确率低的问题，本发明提供了一种结合高粱理化指标和仿生发酵挥发性风味特征鉴定酱香型白酒用高粱的方法，该方法通过建立基于偏最小二乘法判别模型对高粱样本进行比对分析，实现了酿酒用高粱的标准化鉴定，具有准确性高、稳定的优势。

3、一方面，本发明提供了一种高粱品种的鉴别方法，包括如下步骤：

4、(1)获取高粱的理化指标以及挥发性物质信息；

5、(2)将获取得到的所述信息输入构建得到的pls-da判别模型中，进行判别计算，得到所述高粱的品种判别结果；所述pls-da判别模型为高粱的理化指标以及挥发性物质信息与所述高粱的品种的对应关系；

6、其中，所述高粱的品种包括酿酒用高粱与非酿酒用高粱；所述挥发性物质信息的获取包括将所述高粱进行模拟发酵后，对发酵液中的所述挥发性物质进行定性、定量检测后得到。

7、本发明经探索发现，采用现有技术公开的仅依赖高粱的理化指标或者仅依赖高粱中的挥发性风味物质作为高粱的酿造特性评判指标进行建模，均不能实现较好实现酿造用高粱的品种鉴别，也就是说，仅根据高粱的理化指标或者高粱中的挥发性风味物质均不能全面、准确反应高粱的酿造特性。而本发明经探索发现，当将高粱的相应理化指标结合接种高温大曲后进行模拟发酵后的高粱中的挥发性风味物质可以较好、全面准确反应高粱的酿造特性，通过相应的理化指标结合模拟发酵后的高粱中的挥发性物质进行建模，可以高准确率地实现酿酒用高粱与非酿酒用高粱品种的鉴别。

8、在一些实施方案中，所述理化指标包括千粒重、直链淀粉含量、脂肪含量、蛋白质含量、纤维素含量、种皮厚度、糊化温度、总酚含量中的任意一种或者任意多种的组合；

9、在一些实施方案中，所述挥发性物质信息包括所述挥发性物质以及对应的含量数据。

10、在一些实施方案中，所述挥发性物质包括：4-甲基-1-戊醇、辛醇、β-乙基苯乙醇、美研醇、异丁醇、正丁醇、异戊醇、1-戊醇、1-己醇、2,3-丁二醇、苯甲醇、苯乙醇、2-糠醇、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、正戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、苯甲酸、苯乙酸、乙酸、乙酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸丙酯、丁酸乙酯、乙酸异戊酯、己酸乙酯、乙酸己酯、乳酸乙酯、十四酸乙酯、乙酸苯乙酯、十五酸乙酯、十六酸乙酯、棕榈酸乙酯、愈创木酚、2-甲氧基-4-甲基苯酚、4-乙基苯酚、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、苯酚、2,3-丁二酮、3-羟基-2-丁酮、苯乙酮、5-甲基-2-呋喃酮、2-乙酰基吡咯、三甲基吡嗪、2,3-二甲基-5-乙基吡嗪、四甲基吡嗪、糠醛、2,3-二氢苯并呋喃、苯甲醛、苯乙醛、玫瑰醚、邻苯二甲醚中的任意一种或者任意多种的组合。

11、在一些实施方案中，所述模拟发酵所使用的发酵菌剂为高温大曲。

12、在一些实施方案中，以重量计，所述高温大曲的加入量为：相对于所述高粱重量的1/10-4/5；优选地，以重量计，所述高温大曲的加入量为：相对于所述高粱重量的1/5-3/5；优选地，所述高温大曲的加入量为：相对于所述高粱重量的3/10-1/2。

13、在一些实施方案中，所述模拟发酵包括如下步骤：

14、1)灭菌步骤：向粉碎处理后的高粱中加入水，进行灭菌处理；

15、2)糖化步骤：灭菌后，冷却，进行糖化处理；

16、3)发酵步骤：向糖化后的高粱液中加入发酵菌剂，进行模拟发酵，得到发酵液。

17、在一些实施方案中，以体积计，所述水的加入量为：相对所述高粱重量的2-6倍；优选地，以体积计，所述水的加入量为：相对所述高粱重量的3-5倍。

18、在一些实施方案中，所述灭菌条件为110℃-120℃条件下，灭菌25-40min；优选地，所述灭菌条件为112℃-118℃条件下，灭菌27-35min。

19、在一些实施方案中，所述冷却包括：冷却至温度为30-60℃；优选地，所述冷却包括：冷却至温度为45-55℃。

20、在一些实施方案中，所述糖化处理包括：向所述冷却后的高粱水溶液中，加入糖化酶，进行糖化处理。

21、在一些实施方案中，所述糖化的温度为40℃-60℃；优选地，所述糖化的温度为45℃-55℃。

22、在一些实施方案中，所述糖化的震荡转速为150-200rpm；优选地，所述糖化的时间为2-6h。

23、在一些实施方案中，以体积计，所述糖化酶的加入量为：相对所述高粱重量的1/30-1/50；所述糖化酶的酶活力为8000-15000u/ml。

24、在一些实施方案中，所述发酵步骤中，所述模拟发酵包括：先在发酵温度为25-35℃条件下，震荡培养25-30h；震荡培养后，插上发酵栓，液封，进行厌氧静置培养。

25、在一些实施方案中，所述液封采用稀硫酸；所述厌氧静置培养的时间为35h-55h。

26、在一些实施方案中，所述对发酵液中的所述挥发性物质进行定性、定量检测包括：采用顶空固相微萃取技术结合气相色谱质谱联用技术对所述挥发性物质进行定性、定量检测；优选地，通过内标法进行定量分析。

27、在一些实施方案中，所述顶空固相微萃取的条件为：采用灰色50/30μm dvb/car/pdms1cm萃取头，顶空萃取，将装有样品的顶空瓶在自动spme装置中平衡3-7min，萃取温度为50-70℃，萃取时间为20-40min，于gc进样口解吸3-7min进样分析；优选地，所述顶空固相微萃取的条件为：采用灰色50/30μm dvb/car/pdms1cm萃取头，顶空萃取，将装有样品的顶空瓶在自动spme装置中平衡4-6min，萃取温度为65-75℃，萃取时间为25-35min，于gc进样口解吸4-6min进样分析。

28、在一些实施方案中，所述气相色谱的条件为：初始柱温为55-65℃，以3-8℃/min的升温速率升至200-260℃，停留10-20min；柱流量1.0-2.0ml/min，采用恒压模式；进样口温度200-260℃；所述气相色谱的条件为：初始柱温为57-62℃，以5-7℃/min的升温速率升至220-240℃，停留13-17min；柱流量1.2-1.7ml/min，采用恒压模式；进样口温度220-240℃。

29、在一些实施方案中，所述质谱的条件为：电子电离(electron ionization，ei)源，电子能量65-75ev；四极杆温度120-170℃；离子源温度200-260℃；采用全扫描模式，质量扫描范围35～550amu；溶剂延迟时间3-6min；优选地，所述质谱的条件为：电子电离(electronionization，ei)源，电子能量68-72ev；四极杆温度140-160℃；离子源温度220-240℃；采用全扫描模式，质量扫描范围35～550amu；溶剂延迟时间4-6min。

30、在一些实施方案中，所述pls-da判别模型的构建包括如下步骤：

31、步骤一，获取不同高粱样本中的理化指标以及挥发性物质信息；

32、步骤二，以步骤一获取得到的所述高粱样本的所述信息为自变量，以所述高粱样本对应的高粱品种信息为因变量，采用偏最小二程回归分析方法对所述不同高粱样本中的理化指标以及挥发性风味物质信息进行分析，构建模型，得到所述pls-da判别模型；

33、其中，所述高粱品种信息包括酿酒用高粱与非酿酒用高粱两大类。

34、在一些实施方案中，所述pls-da判别模型的构建还包括如下步骤：

35、步骤三，交叉验证：将步骤二构建得到的所述pls-da判别模型对建模所用高粱样本的高粱品种进行鉴别回判。

36、在一些实施方案中，所述理化指标包括千粒重、直链淀粉含量、脂肪含量、蛋白质含量、纤维素含量、种皮厚度、糊化温度、总酚含量中的任意一种或者多种。

37、在一些实施方案中，所述挥发性物质信息的获取包括：将所述高粱样本进行模拟发酵后，对得到的发酵液中的所述挥发性物质进行定性、定量检测。

38、在一些实施方案中，所述模拟发酵所使用的发酵菌剂为高温大曲。

39、在一些实施方案中，以重量计，所述高温大曲的加入量为：相对于所述高粱重量的1/10-4/5；优选地，以重量计，所述高温大曲的加入量为：相对于所述高粱重量的1/5-3/5。

40、在一些实施方案中，所述挥发性物质信息包括所述挥发性物质以及对应的含量数据。

41、在一些实施方案中，所述挥发性物质包括：4-甲基-1-戊醇、辛醇、β-乙基苯乙醇、美研醇、异丁醇、正丁醇、异戊醇、1-戊醇、1-己醇、2,3-丁二醇、苯甲醇、苯乙醇、2-糠醇、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、正戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、苯甲酸、苯乙酸、乙酸、乙酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸丙酯、丁酸乙酯、乙酸异戊酯、己酸乙酯、乙酸己酯、乳酸乙酯、十四酸乙酯、乙酸苯乙酯、十五酸乙酯、十六酸乙酯、棕榈酸乙酯、愈创木酚、2-甲氧基-4-甲基苯酚、4-乙基苯酚、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、苯酚、2,3-丁二酮、3-羟基-2-丁酮、苯乙酮、5-甲基-2-呋喃酮、2-乙酰基吡咯、三甲基吡嗪、2,3-二甲基-5-乙基吡嗪、四甲基吡嗪、糠醛、2,3-二氢苯并呋喃、苯甲醛、苯乙醛、玫瑰醚、邻苯二甲醚中的任意一种或者任意多种的组合。

42、在一些实施方案中，所述模拟发酵包括如下步骤：

43、s1灭菌：向所述高粱样本中加入水，进行灭菌处理；

44、s2糖化：灭菌后，冷却，进行糖化处理；

45、s3发酵：向糖化后的高粱液中加入发酵菌剂，进行模拟发酵，得到发酵液。

46、在一些实施方案中，以体积计，所述水的加入量为：相对所述高粱重量的2-6倍；优选地，以体积计，所述水的加入量为：相对所述高粱重量的3-5倍。

47、在一些实施方案中，所述灭菌条件为110℃-120℃条件下，灭菌25-40min；优选地，所述灭菌条件为112℃-118℃条件下，灭菌27-35min。

48、在一些实施方案中，所述冷却包括：冷却至温度为30-60℃；优选地，所述冷却包括：冷却至温度为45-55℃。

49、在一些实施方案中，所述糖化处理包括：向所述冷却后的高粱水溶液中，加入糖化酶，进行糖化处理。

50、在一些实施方案中，所述糖化的温度为40℃-60℃；优选地，所述糖化的温度为45℃-55℃。

51、在一些实施方案中，所述糖化的震荡转速为150-200rpm；优选地，所述糖化的时间为2-6h。

52、在一些实施方案中，以体积计，所述糖化酶的加入量为：相对所述高粱重量的1/30-1/50；所述糖化酶的酶活力为8000-15000u/ml。

53、在一些实施方案中，所述发酵步骤中，所述模拟发酵包括：先在发酵温度为25-35℃条件下，震荡培养25-30h；震荡培养后，插上发酵栓，液封，进行厌氧静置培养。

54、在一些实施方案中，所述液封采用稀硫酸；所述厌氧静置培养的时间为35h-55h；优选地，所述厌氧静置培养的时间为38h-52h。

55、在一些实施方案中，所述对发酵液中的所述挥发性物质进行定性、定量检测包括：采用顶空固相微萃取技术结合气相色谱质谱联用技术对所述挥发性物质进行定性、定量检测。

56、在一些实施方案中，通过内标法进行定量分析。

57、在一些实施方案中，所述顶空固相微萃取的条件为：采用灰色50/30μm dvb/car/pdms1cm萃取头，顶空萃取，将装有样品的顶空瓶在自动spme装置中平衡3-7min，萃取温度为50-70℃，萃取时间为20-40min，于gc进样口解吸3-7min进样分析；优选地，所述顶空固相微萃取的条件为：采用灰色50/30μm dvb/car/pdms1cm萃取头，顶空萃取，将装有样品的顶空瓶在自动spme装置中平衡4-6min，萃取温度为65-75℃，萃取时间为25-35min，于gc进样口解吸4-6min进样分析。

58、在一些实施方案中，所述气相色谱的条件为：初始柱温为55-65℃，以3-8℃/min的升温速率升至200-260℃，停留10-20min；柱流量1.0-2.0ml/min，采用恒压模式；进样口温度200-260℃；所述气相色谱的条件为：初始柱温为57-62℃，以5-7℃/min的升温速率升至220-240℃，停留13-17min；柱流量1.2-1.7ml/min，采用恒压模式；进样口温度220-240℃。

59、在一些实施方案中，所述质谱的条件为：电子电离(electron ionization，ei)源，电子能量65-75ev；四极杆温度120-170℃；离子源温度200-260℃；采用全扫描模式，质量扫描范围35～550amu；溶剂延迟时间3-6min；优选地，所述质谱的条件为：电子电离(electronionization，ei)源，电子能量68-72ev；四极杆温度140-160℃；离子源温度220-240℃；采用全扫描模式，质量扫描范围35～550amu；溶剂延迟时间4-6min。

60、另一方面，本发明还提供一种所述的方法在酿酒领域的应用。

61、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

62、(1)本发明利用高粱的理化指标结合对高粱进行模拟发酵后的挥发性风味物质信息建立了高粱的发酵特征信息，解决了当前高粱酿造特性评判指标单一，无法全面准确反应高粱酿造特性的问题。

63、(2)本发明采用偏最小二程回归分析方法(pls-da)对不同高粱样本中的理化指标数据以及对高粱进行模拟发酵后的挥发性风味物质数据进行分析，构建得到了pls-da判别模型，利用该判别模型可以较好实现酿造用高粱与非酿造用高粱品种的鉴别，且该模型建立后无需重复构建，操作简单，准确率高。

64、(3)本发明提供的方法解决了现有鉴定技术仅采用单一指标评判(仅用理化指标或者仅依靠挥发性风味物质等)、依赖于感官评价等，存在准确率低的问题，能够实现更加科学全面地评判高粱的酿酒性能。