固相微萃取法與液液萃取法對賒店老酒呈香物質(zhì)的分析及比較

顏振敏 劉江偉 魯倩倩 魏建三 魏新軍

摘要：利用固相微萃取和液-液萃取兩種萃取方法對賒店老酒中呈香物質(zhì)進(jìn)行萃取，通過氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對其進(jìn)行檢測。結(jié)果表明，兩種萃取方法共檢出53種物質(zhì)，其中固相微萃取檢出35種微量成分，其中酯類26種、醇類3種、酸類2種、縮醛類3種、雜環(huán)類1種；液-液萃取檢出45種微量成分，酯類28種、醇類4種、酸類5種、縮醛類5種、雜環(huán)類3種。兩種方法共同檢出的物質(zhì)有27種。兩種萃取方法對白酒中呈香物質(zhì)的分析具有互補性，將SPME和LLE兩種方法聯(lián)合使用可以更加全面地檢測出賒店老酒中的揮發(fā)性成分。

關(guān)鍵詞：固相微萃取；液液萃取；賒店老酒；氣質(zhì)聯(lián)用；呈香物質(zhì)

中圖分類號：O656.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）21-5401-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.21.051

Aanalysis and Comparison of Fragrant Substances in Shedian Liquor by Solid Phase Microextraction and Liquid-Liquid Extraction

YAN Zhen-min，LIU Jiang-wei，LU Qian-qian，WEI jian-san，WEI Xin-jun

（College of Food， Henan Institute of Science and Technology， Xinxiang 453003， Henan， China）

Abstract： Using two extraction methods of solid phase microextraction and liquid-liquid extraction to extract the fragrant substances of Shedian liquor， and using GC-MS to analysis. The results showed that the two extraction methods totally extracted 53 kinds of substances， in which 35 kinds of trace elements were detected by solid phase microextractions， including 26 esters， 3 alcohols， 2 acids， 3 acetal， and 45 kinds of trace elements were checked out by the liquid-liquid extraction， including 28 esters， 4 alcohols， 5 acids， 5 acetal， 3 heterocyclic. 27 kinds of material were detected by both of these methods. This study showed that more volatile components could be extracted and identified with acombination of SPME and LLE.

Key words：solid phase microextraction（SPME）； liquid-liquid extraction（LLE）；Shedian wine； gas chromatography-mass spectrometry；aroma

賒店老酒始于夏，興于漢，盛于明清，酒體豐滿，清澈透明，濃郁芳香，醇和協(xié)調(diào)，純正爽凈。酒度高而不烈，低而不淡。國內(nèi)外釀酒專家對其給予高度評價，被譽為“酒中之秀”、“中原之佳釀”。

香氣成分是影響酒類感官品質(zhì)的主要因素，對白酒呈香物質(zhì)的研究具有十分重要的意義。常用的香氣提取方法有液液萃取法[1]、同時蒸餾萃取法[2]、固相萃取法[3]、固相微萃取法[4]和攪拌棒吸附萃取法[5，6]等。固相微萃取法是Pawliszyn等[7]于1990年提出的一種無溶劑樣品前處理技術(shù)，是在固相萃取的基礎(chǔ)上結(jié)合頂空分析建立起來的一種新的樣品預(yù)處理方法，其優(yōu)點是集樣品吸附濃縮和解析、進(jìn)樣于一體，幾乎不產(chǎn)生二次污染。液液萃取法相對較傳統(tǒng)，對白酒中的微量成分可起到濃縮、富集的作用[8]，其優(yōu)點是提取物質(zhì)的種類較多，包括難揮發(fā)和不揮發(fā)物質(zhì)，缺點是耗時，且所需的樣品和溶劑較多[9]。

本試驗通過固相微萃取和液液萃取兩種方法對賒店老酒中呈香物質(zhì)進(jìn)行萃取，并且利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行定性分析。然后對兩種萃取方法進(jìn)行比較，并結(jié)合兩種方法所得結(jié)果匯總出賒店老酒中的呈香物質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

Agilent 7890氣相色譜和5977質(zhì)譜儀（安捷倫科技有限公司）；TG-WAXMS石英毛細(xì)柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm，安捷倫科技有限公司）；RE-5299型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（河南智誠科技發(fā)展有限責(zé)任公司）；SHZ-D（Ⅲ）型循環(huán)水式真空泵（河南智誠科技發(fā)展有限責(zé)任公司）；65 μm PDMS/DVB固相微萃取頭、固相微萃取手動進(jìn)樣器（美國Supelco公司）；PC-420 D型磁力加熱攪拌器（美國Corning公司）。賒店老酒（酒精度為45%，濃香型白酒，河南賒店老酒股份有限公司）；二氯甲烷、無水硫酸鈉（分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 固相微萃取法 取6 mL樣品放入15 mL錐形瓶中，密封，置于50 ℃ 加熱裝置下，550 r/min下攪拌15 min后，將轉(zhuǎn)速調(diào)為100 r/min后插入萃取頭，纖維頭置于距離酒樣表面1～2 cm的上部空間，萃取40 min后，取出手柄，直接插入進(jìn)樣口，解吸3 min后取出手柄，氣質(zhì)聯(lián)用儀測定[10]。

1.2.2 液液萃取法 分別量取50 mL白酒和50 mL二氯甲烷于分液漏斗中，搖蕩使兩種液體充分接觸，靜置，待完全分離后將下層萃取液放入250 mL磨口三角瓶中，重復(fù)萃取3次，合并下層有機相；用無水硫酸鈉脫水后過濾，將濾液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（35 ℃，60 r/min）上濃縮至2～3 mL后轉(zhuǎn)入5 mL容量瓶中用二氯甲烷定容，再用一次性無菌注射器經(jīng)有機系濾頭轉(zhuǎn)移至進(jìn)樣瓶中，密封，放入冰箱中備用。

1.2.3 固相微萃取GC-MS分析條件 起始溫度為40 ℃，保持2 min后，以2 ℃/min升溫至85 ℃，再以5 ℃/min升溫至110 ℃，保持2 min，再以4 ℃/min升溫至220 ℃，保持1 min；載氣為高純氦氣（>99.999%）；載氣流速為1 mL/min；進(jìn)樣口溫度為230 ℃；手動不分流進(jìn)樣；離子源溫度為230 ℃；連接桿溫度為150 ℃；電離方式為EI；電子能量為70 eV；電子倍增器電壓為1 086 V；質(zhì)量掃描范圍為40～350 amu；Scan掃描方式，溶劑延遲為5.0 min。

1.2.4 液-液萃取GC-MS分析條件 起始溫度35 ℃，保持8 min后，以3 ℃/min升溫至100 ℃，保持2 min，再以5 ℃/min升溫至185 ℃，保持2 min，再以6 ℃/min升溫至220 ℃；載氣為高純氦氣（>99.999%）；載氣流速為1 mL/min；進(jìn)樣口溫度為230 ℃；進(jìn)樣量為1.0 μL，分流比為5∶1。質(zhì)譜條件同上。

2 結(jié)果與分析

2.1 固相微萃取GC-MS分析

采用“1.2.1”處理方法對酒中呈香物質(zhì)進(jìn)行萃取，按照設(shè)定儀器條件對萃取樣品進(jìn)行分析，所得總離子流色譜圖如圖1。

結(jié)合NIST11質(zhì)譜圖庫檢索技術(shù)對出峰物質(zhì)進(jìn)行定性分析，所得結(jié)果如表1所示，65 μm PDMS/DVB萃取分析后共檢測出35種物質(zhì)，其中酯類26種，占總數(shù)的74.29%；醇類3種，占總數(shù)的8.57%；酸類2種，占總數(shù)的5.71%；縮醛類3種，占總數(shù)的8.57%；雜環(huán)類1種，占總數(shù)的2.86%。在樣品中酯類數(shù)量最多。

賒店老酒檢出的成分中，總酯量占98.1%，其中含量最多的酯類為己酸乙酯，占75.64%，丁酸乙酯的含量次之，占6.64%；總醇量約占0.74%，其中己醇的含量最多，占0.43%；總酸量占0.36%，己酸的含量最多，占0.35%；總縮醛量占0.65%，其中1，1-二乙氧基異戊烷含量最多，占0.63%；雜環(huán)類僅有一種為糠醛，占0.15%。

2.2 液-液萃取GC-MS分析

采用“1.2.2”處理方法對酒樣進(jìn)行萃取，按照設(shè)定儀器條件進(jìn)行分析，所得總離子流色譜圖如圖2。

結(jié)合NIST11質(zhì)譜圖庫檢索技術(shù)對出峰物質(zhì)進(jìn)行定性分析，所得結(jié)果如表1所示，液液萃取分析后共檢測出45種物質(zhì)，其中酯類28種，占總數(shù)的62.22%；醇類4種，占總數(shù)的8.89%；酸類5種，占總數(shù)的11.11%；縮醛類5種，占總數(shù)的11.11%；雜環(huán)類3種，占總數(shù)的6.67%。由數(shù)據(jù)得出酯類在白酒中最多。

賒店老酒檢出的微量成分中，總酯量占87.79%，其中含量最多的為己酸乙酯，占70.29%，丁酸乙酯的含量次之，占6.33%；總醇量占2.09%，醇類中己醇含量最多，占1.43%；總酸量占8.31%，酸類中己酸含量最多，占5.94%；總縮醛量占1.36%，其中1，1-二乙氧基異戊烷含量最多，占0.83%；雜環(huán)類含量為0.44%，其中糠醛含量最多，占0.39%。

2.3 兩種萃取方法所檢測物質(zhì)比較

本試驗分別采用固相微萃取和液液萃取技術(shù)結(jié)合GC-MS對賒店老酒中微量成分進(jìn)行了定性分析，所得結(jié)果的對比如表1。

結(jié)合表1，對賒店老酒中各呈香物質(zhì)的種類和數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計對比，結(jié)果如圖3所示。

由表1和圖3可知，固相微萃取和液液萃取兩種方法在香氣成分的提取上具有一定的共性，如表1所示，兩種方法共分離得到53種物質(zhì)，其中酯類34種，醇類5種，酸類5種，縮醛類6種，雜環(huán)類3種；兩種方法共同檢出的物質(zhì)有27種，其中酯類有20種，醇類3種，酸類2種，縮醛類2種，雜環(huán)類僅1種，其中相對含量較多如己酸乙酯、丁酸乙酸、辛酸乙酯、棕櫚酸乙酯、戊酸乙酯、庚酸乙酯、己醇、己酸。由圖3可看出，兩種方法均為酯類最多，其次為其他類，再次為酸類，最后為醇類。固相微萃取中酯類占物質(zhì)種類總數(shù)的74.29%，液液萃取占62.22%。且均為己酸乙酯含量最多。試驗結(jié)果進(jìn)一步證實了白酒的香氣主體成分大多為酯類物質(zhì)，含量也較高，并且在濃香型白酒中主體香是己酸乙酯。

兩種方法對酒中呈香物質(zhì)的檢測也有一定的差別，呈現(xiàn)出互補性。在酯類的檢測上，固相微萃取檢出而液液萃取未檢出的成分有8種，如乙酸乙酯、琥珀酸乙酯、2-羥基丙酸乙酯、庚酸異戊酯、癸酸乙酯、辛酸異戊酯、丁醇、1，1-二乙氧基壬烷，占固相微萃取檢出物質(zhì)總數(shù)的22.86%，其中有6種為酯類，占17.14%，可見在酯類的檢測上兩種方法的互補性較強；而對于醇類、酸類和其它類化合物，液液萃取分析檢出的物質(zhì)基本上包含了固相微萃取分析檢出的物質(zhì)。液液萃取檢出而固相微萃取未檢出的物質(zhì)共有18種，占液液萃取檢出物質(zhì)總數(shù)的40%，分別為丙酸乙酯、乙酸異戊酯、異己酸乙酯、丁酸丁酯、丁酸戊酯、己酸異丁酯、乳酸戊酯、十四酸乙酯、丙醇、2-甲基己醇、丙酸、丁酸、丙基丙二酸、丁醛二乙縮醛、1，1-二乙氧基戊烷、1，1，3-三乙氧基丙烷、苯甲醛、糠醇，其中酯類有8種，占17.78%；醇類有2種，占4.44%；酸類有3種，占6.67%；縮醛類有3種，占6.67%；雜環(huán)類有2種，占4.44%。

將兩種方法共檢出的53種物質(zhì)按照官能團和不同的屬性進(jìn)行分類，并按照所屬類別分別進(jìn)行分析，所得結(jié)果如表2。

由表2可知，不同萃取方法對賒店老酒中某些特定的化合物進(jìn)行了選擇性萃取。因此，若側(cè)重于研究酒中的酯類物質(zhì)，可以兩種方法同時使用，能夠更全面地分離出白酒中的香氣成分；若側(cè)重于研究酒中的醇類、酸類和其它類物質(zhì)，優(yōu)先采用液液萃取法進(jìn)行提取并定性分析。

3 小結(jié)與討論

采用固相微萃取和液液萃取對賒店老酒進(jìn)行前處理，并結(jié)合GC-MS進(jìn)行定性分析。賒店老酒共檢出53種微量成分，主要包括酯類34種、酸類5種、醇類5種、雜環(huán)類3種、縮醛類6種；其中液液萃取檢測出45種物質(zhì)，固相微萃取檢測出35種物質(zhì)；含量最多的化合物均為酯類，主體香氣成分均為己酸乙酯。兩種萃取方法對白酒中呈香物質(zhì)的分析具有互補性，兩種方法結(jié)合能夠更加全面地對賒店酒中香氣成分進(jìn)行分析。

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