溶劑輔助風味蒸發(fā)法與頂空-固相微萃取法結合分析白酒酒醅中揮發(fā)性風味成分

宮俐莉，李安軍，孫金沅,3*，李賀賀,3，孫嘯濤,3，黃明泉,3，鄭福平,3，孫寶國,3

1(北京工商大學，北京市食品風味化學重點實驗室，北京，100048)2(安徽古井貢酒股份有限公司，安徽 亳州，236000)3(北京食品營養(yǎng)與人類健康高精尖創(chuàng)新中心，北京，100048)

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溶劑輔助風味蒸發(fā)法與頂空-固相微萃取法結合分析白酒酒醅中揮發(fā)性風味成分

宮俐莉1，李安軍2，孫金沅1,3*，李賀賀1,3，孫嘯濤1,3，黃明泉1,3，鄭福平1,3，孫寶國1,3

1(北京工商大學，北京市食品風味化學重點實驗室，北京，100048)2(安徽古井貢酒股份有限公司，安徽 亳州，236000)3(北京食品營養(yǎng)與人類健康高精尖創(chuàng)新中心，北京，100048)

采用溶劑輔助風味蒸發(fā)法(solvent-assisted flavor evaporation，SAFE)與頂空-固相微萃取法(headspace solid-phase microextraction，HS-SPME)兩種萃取方法，利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(gas chromatography- mass spectrometry，GC-MS)結合保留指數(shù)、標準品比對，對古井酒醅中的揮發(fā)性風味成分進行分析。共鑒定出120種揮發(fā)性化合物，包括酯類66種、醇類13種、醛酮類9種、縮醛類1種、脂肪酸類15種、醚酚類6種、含苯環(huán)類3種、烯烴類4種及其他類化合物3種。SAFE法和HS-SPME法萃取出的揮發(fā)性風味成分有一定差異，HS-SPME法對于酯類物質(zhì)萃取效果較好，SAFE法對于醇類、脂肪酸類物質(zhì)萃取效果更佳，兩者互補分析獲得了較全面的分析結果。

溶劑輔助風味蒸發(fā)；頂空-固相微萃?。痪契?；氣質(zhì)聯(lián)用；揮發(fā)性風味成分

中國白酒以純糧或糧谷為原料，采用天然微生物自然接種制曲、固態(tài)糖化發(fā)酵、固態(tài)甑桶蒸餾、陶壇儲存等工藝流程釀造，是我國的國酒[1]。酒醅在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的風味物質(zhì)，與成品白酒的風味密切相關，因此也是眾多研究人員關注的對象。目前國內(nèi)對于酒醅的研究，主要集中在釀酒微生物的探索[2-3]、酒醅的理化因素[4-6]等方面，而對于酒醅中揮發(fā)性物質(zhì)的研究相對較少，范文來等[8]于2008年應用頂空-固相微萃取技術測定發(fā)酵濃香型酒醅的微量成分，判定酒醅中重要的揮發(fā)性化合物是己酸乙酯、己酸、辛酸乙酯等。趙爽等[9]于2013年對頂空-固相微萃取技術萃取酒醅微量揮發(fā)性成分的條件進行了優(yōu)化，在整個酒醅的發(fā)酵過程中共檢出105種微量揮發(fā)性成分，得到發(fā)酵過程中微量揮發(fā)性物質(zhì)種類的個數(shù)和相對含量隨時間的變化規(guī)律。與酒醅相比較而言，對于成品白酒揮發(fā)性風味成分的研究開展的更早也更為充分，目前已有直接進樣法、固相萃取法、固相微萃取法、液液萃取法、攪拌棒吸附萃取法、同時蒸餾萃取法、頂空進樣法、熱脫附法、超臨界二氧化碳萃取法等多種前處理方法被用于白酒的相關分析研究工作中[10]。

溶劑輔助風味蒸發(fā)法(solvent-assisted flavor evaporation,SAFE)是在高真空條件下，利用水或其他有機溶劑輔助揮發(fā)性風味物質(zhì)快速蒸發(fā)，從而分離難揮發(fā)、非揮發(fā)組分，是一種相對溫和的揮發(fā)性成分提取方式，且一般被認為提取的香味更接近真實樣品[10]。頂空-固相微萃取法(headspace solid-phase microextraction,HS-SPME)是目前國際上比較流行的檢測微量揮發(fā)性成分的方法，屬于非溶劑型選擇性萃取法，且樣品用量較少[10]。兩種方法各有優(yōu)點，但SAFE法操作較復雜，而HS-SPME法操作雖較簡單，但是被萃取物質(zhì)的成分組成不一定與頂空組成一致，且萃取效果會受到較多因素的影響，如萃取頭、萃取時間、萃取溫度等。

目前采用SAFE法對白酒酒醅中揮發(fā)性風味成分進行分析的工作尚未見文獻報道。本實驗采用SAFE法與HS-SPME法結合(gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS)對酒醅中揮發(fā)性風味成分進行分析，一方面考察SAFE方法分析酒醅中揮發(fā)性成分的可行性，另一方面通過不同方法的對比與互補，較為全面地分析古井酒醅中的揮發(fā)性風味成分，以期為酒醅風味和白酒風味的相關分析提供數(shù)據(jù)支持。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

酒醅樣品(由古井貢酒酒廠提供)。

二氯甲烷(分析純，重蒸處理)、無水硫酸鈉(分析純，120 ℃烘箱中烘烤5 h，干燥器中冷卻備用)，國藥集團化學試劑有限公司；C6-C30的正構烷烴(色譜純)，質(zhì)量分數(shù)≥99.0%，美國Sigma Aldrich公司；液氮，質(zhì)量分數(shù)99.99%，北京銳志漢興有限公司；標準品：2-辛醇(內(nèi)標)、乙酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、苯乙酸乙酯、苯丙酸乙酯、壬酸乙酯、油酸乙酯、2,3-丁二醇、乙酸、己酸、辛酸、丁酸、乳酸、苯甲醛、苯乙醛、4-甲基愈創(chuàng)木酚、4-乙基愈創(chuàng)木酚，質(zhì)量分數(shù)均為99.99%，美國Sigma Aldrich公司。

1.2儀器與設備

溶劑輔助風味蒸發(fā)裝置(定制加工，圖1)，北京肯堡博美玻璃儀器廠；XDS5復合分子渦輪泵，英國Edwards公司；SPME 萃取手柄、65 μm PDMS/DVB萃取頭，美國Supelco公司；N-EVAP111 12位干浴氮吹儀，美國Organomation Associates公司；7890B-5973i氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Agilent公司。

1.3方法

1.3.1SAFE法提取酒醅揮發(fā)性風味成分

參考相關文獻[5]，選擇酒體感官最優(yōu)的中層醅10 g，粉碎機粉碎后裝入圓底燒瓶，加入30 mL重蒸二氯甲烷，于20℃恒溫水浴中攪拌萃取1h，傾倒出萃取液，重復該步驟3次，收集萃取液90 mL。加入6 g無水硫酸鈉于冰箱中4 ℃靜置12 h除水，過濾得澄清黃色液體。

SAFE裝置循環(huán)水浴溫度及恒溫水槽均設置為20 ℃，在冷阱中加入液氮，開啟分子渦輪泵，待系統(tǒng)的真空度達到1×10-6MPa時，緩慢打開滴液漏斗旋塞，控制樣品液的流速，使其緩慢、均勻地滴入蒸餾瓶中，萃取約40 min。室溫下，待重蒸二氯甲烷提取液自然融化以后，再加入6 g無水硫酸鈉除水，于冰箱中4 ℃靜置12 h后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至5 mL，氮吹至0.5 mL備用。為確保實驗的準確性，相同條件下進行3次平行實驗。

圖1　SAFE裝置示意圖[11]Fig.1　Schematic diagram of SAFE

1.3.2HS-SPME法提取酒醅揮發(fā)性風味成分

參考趙爽等[9]相關研究中確定的最優(yōu)條件，稱取10 g酒醅于20 mL頂空瓶中，將其置于60 ℃恒溫水浴中平衡30 min，固相微萃取40 min后迅速插入氣質(zhì)聯(lián)機進樣口中解析5 min。為確保實驗的準確性，相同條件下進行3次平行實驗。

1.3.3氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)條件

氣相色譜(GC)條件：采用DB-WAX毛細管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；載氣為He，流速為1 mL/min；色譜柱升溫程序為：起始柱溫35 ℃，保持3 min，以5 ℃/min升到100 ℃，保持3 min，然后以5 ℃/min升到150 ℃，最后以10 ℃/min升到230 ℃，保持3 min；進樣口溫度250 ℃，不分流進樣，進樣量1 μL。

質(zhì)譜(MS)條件：電子電離(electron ionization，EI)源，電子能量70 eV，離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃，掃描模式全掃描，質(zhì)量掃描范圍m/z25～350，調(diào)諧文件為標準調(diào)諧。

1.3.4揮發(fā)性風味成分的定性定量

定性：數(shù)據(jù)處理由GC-MSD化學工作站完成，化合物經(jīng)檢索與NIST 11譜庫相匹配，列出匹配度大于80的結果，進一步與標準品比對，再通過C6-C30正構烷烴的GC保留時間計算保留指數(shù)，參考其文獻值，得出定性結果。

RI測定方法：在色譜條件相同的情況下，以一系列正構烷烴(C6-C30)作為標準進行GC-MS分析，并根據(jù)公式(1)計算待測物i的保留指數(shù)(tn

(1)

式中：RI，保留指數(shù)；n，碳原子數(shù)；tn，碳原子數(shù)為n的正構烷烴的保留時間；tn+1，碳原子數(shù)為n+1的正構烷烴的保留時間；ti，樣品i的保留時間。

定量：根據(jù)化合物的峰面積，通過面積歸一化法確定揮發(fā)性成分的相對百分含量。

1.3.5兩種方法檢出限、定量限、回收率的比較

根據(jù)定性結果，取一定量1.1中標準品，用無水乙醇配制成單標，混合成混標，將標準溶液逐級稀釋后采用1.3所述兩種方法進行GC-MS分析，作檢出限、定量限、回收率實驗。當信噪比大于3時視該質(zhì)量濃度為檢出限，信噪比大于10時視該質(zhì)量濃度為定量限。

2　結果與分析

表1　酒醅揮發(fā)性風味成分的GC-MS 鑒定結果

續(xù)表1

序號CAS中文名稱分子式相對含量/%保留指數(shù)SAFESPME計算值文獻值[11-15]匹配度信噪比檢測SAFESPME定性方法46041114-00-5十五酸乙酯Pentadecanoicacid,ethylesterC17H34O20.010.36209221429917.5245.3MS,RI,S47002050-23-9辛二酸二乙酯DiethylsuberateC12H22O4—0.032102222090—35.7MS,RI,S48000539-90-2丁酸異丁酯IsobutylbutyrateC8H16O22.39—213822308411.5—MS,RI,S49000628-97-7十六酸乙酯Hexadecanoicacid,ethylesterC18H36O20.5610.91224322489813.11157.8MS,RI,S50054546-22-49-十六碳烯酸乙酯Ethyl9-hexadecenoateC18H34O20.020.55226422749334.443.5MS,RI,S51000103-48-02-甲基丙酸苯乙酯Benzylcarbinyl2-methylpropanoateC12H16O25.02—232723308914.0—MS,RI,S52084682-19-92-甲氧基乙酸苯乙酯Aceticacid,2-methoxy-,2-phenylethylesterC11H14O30.03—2340—8220.1—MS53014010-23-2十七酸乙酯Heptadecanoicacid,ethylesterC19H38O2—0.182347235082—12.4MS,RI,S54000104-61-0γ-壬內(nèi)酯gamma-NonanolactoneC9H16O20.05—203521348211.8—MS,RI,S55001070-34-4丁二酸單乙酯EthylhydrogensuccinateC6H10O40.910.08238723898933.012.5MS,RI,S56000939-54-82-溴乙基苯甲酸酯2-BromoethylbenzoateC9H9BrO20.07—239524408730.2—MS,RI,S57000111-61-5十八酸乙酯Octadecanoicacid,ethylesterC20H40O20.05—244424558418.3—MS,RI,S58000111-62-6油酸乙酯EthylOleateC20H38O20.112.16246724759968.7419.2MS,RI,S59000105-79-3己酸異丁酯IsobutylhexanoateC10H20O21.35—248524908118.6—MS,RI,S60000544-35-4亞油酸乙酯LinoleicacidethylesterC20H36O20.190.09250725239834.6126.6MS,RI,S61000112-63-0(順,順)-9,12-十八烷二烯酸甲酯9,12-Octadecadienoicacid(Z,Z)-,methylesterC19H34O2—3.202519253987—56.4MS,RI,S62000706-14-9γ-癸內(nèi)酯gamma-DecalactoneC10H18O23.090.12203520408217.516.9MS,RI,S63001191-41-9亞麻酸乙酯linolenicacid,ethylesterC20H34O2—0.112588261299—16.6MS,RI,S64000617-05-04-羥基-3-甲氧基苯甲酸乙酯Ethyl4-hydroxy-3-methoxy-benzoateC10H12O41.31—264526899416.4—MS,RI,S65061292-90-84-羥基-3-甲氧基苯丙酸乙酯Ethyl-.beta.-(4-hydroxy-3-methoxy-phenyl)-propionateC12H16O40.18—2820—959.2—MS66—草酸-2-甲基苯基十二酯Oxalicacid,decyl2-methylphenylester—0.32—2889—9018.1—MS總量49.9383.63醇類1000078-83-12-甲基丙醇1-Propanol,2-methyl-C4H10O0.55—108311009020.6—MS,RI,S2000071-36-3丁醇1-ButanolC4H10O0.01—113611458614.6—MS,RI,S3000137-32-62-甲基丁醇1-Butanol,2-methyl-C5H12O0.11—119911678013.2—MS,RI,S4000123-51-33-甲基丁醇1-Butanol,3-methyl-C5H12O2.562.651201120383186.064.5MS,RI,S5000111-35-33-甲氧基丙醇1-Propanol,3-ethoxy-C5H12O20.04—135013758327.7—MS,RI,S6000513-85-92,3-丁二醇2,3-ButanediolC4H10O23.860.61153615388694.016.8MS,RI,S7000111-87-5辛醇1-OctanolC8H18O—0.031548158986—15.5MS,RI,S8000057-55-61,2-丙二醇1,2-PropanediolC3H8O20.15—159016008245.4—MS,RI,S9000098-00-0糠醇FurfurylalcoholC5H6O20.12—166017219513.4—MS,RI,S10000505-10-23-甲硫基丙醇3-MethylthiopropanolC4H10OS0.13—171117158378.6—MS,RI,S11000100-51-6苯甲醇BenzylalcoholC7H8O0.02—187318899417.6—MS,RI,S12000060-12-8苯乙醇PhenethylalcoholC8H10O1.101.51190719109316.435.6MS,RI,S13000598-75-43-甲基-2-丁醇3-Methyl-2-butanolC5H12O0.2—221022208312.2—MS,RI,S總量8.854.80醛、酮類1035900-26-64-甲基-5-壬酮4-Methyl-5-nonanoneC10H20O0.04—169516988618.0—MS,RI,S2025044-01-32-甲基-1-戊烯-3-酮2-Methyl-1-penten-3-oneC6H10O0.02—171518018210.3—MS,RI,S3001653-31-22-十三酮3-TridecanoneC13H28O0.03—201120148814.2—MS,RI,S4000599-04-2二氫-3-羥基-4,4-二甲基-2(3H)-呋喃酮2(3H)-Furanone,dihydro-3-hydroxy-4,4-dimethyl-C6H10O30.11—204120429014.5—MS,RI,S5000502-69-26,10,14-三甲基-2-十五酮6,10,14-Trimethylpentadecane-2-oneC18H36O—0.042118223191—4.8MS,RI,S6002345-28-02-十五酮2-PentadecanoneC15H30O—0.032242230082—4.1MS,RI,S7000100-52-7苯甲醛BenzaldehydeC7H6O0.020.52150015029612.510.7MS,RI,S8004411-89-62-苯基巴豆醛Benzeneacetaldehyde,.alpha.-ethylidene-C10H10O—0.041830190793—14.1MS,RI,S9000122-78-1苯乙醛BenzeneacetaldehydeC8H8O0.690.03201821008617.011.5MS,RI,S

續(xù)表1

序號CAS中文名稱分子式相對含量/%保留指數(shù)SAFESPME計算值文獻值[11-15]匹配度信噪比檢測SAFESPME定性方法總量0.890.66縮醛1000774-48-1苯甲醛縮二乙醇BenzaldehydediethylacetalC11H16O2—0.151281129680—13.1MS,RI,S總量00.15脂肪酸類1000064-19-7乙酸AceticacidC2H4O28.902.03144714359054.111.9MS,RI,S2000079-09-4丙酸PropionicacidC3H6O20.06—152315309030.1—MS,RI,S3000107-92-6丁酸ButyricacidC4H8O25.64—1601162290137.9—MS,RI,S4000109-52-4戊酸PentanoicacidC5H10O20.04—172117338320.3—MS,RI,S5000142-62-1己酸HexanoicacidC6H12O26.480.461837184183164.434.8MS,RI,S6000111-14-8庚酸HeptanoicacidC7H14O20.580.55183818458529.826.5MS,RI,S7000503-74-23-甲基丁酸3-MethylbutanoicacidC5H10O20.02—184118488310.2—MS,RI,S8000124-07-2辛酸OctanoicacidC8H16O24.050.25205520609326.210.0MS,RI,S9000334-48-5癸酸DecanoicacidC10H20O2—0.102269231093—12.6MS,RI,S10000065-85-0苯甲酸BenzoicacidC7H6O23.37—243325018329.8—MS,RI,S11000088-14-22-呋喃甲酸Furan-2-carboxylicacidC5H4O30.04—245115628012.7—MS,RI,S12000103-82-2苯乙酸PhenylaceticacidC8H8O20.04—257026218017.3—MS,RI,S13000544-63-8十四酸TetradecanoicacidC14H28O2—0.132686276899—13.8MS,RI,S14000057-10-3十六酸HexadecanoicacidC16H32O22.020.30289829149914.611.7MS,RI,S15000057-11-4十八酸OctadecanoicacidC18H36O22.33—290029109012.9—MS,RI,S總量33.573.83醚、酚類1000140-67-0草蒿腦EstragoleC10H12O—0.051656174293—7.1MS,RI,S2000104-46-1茴香腦cis-AnetholC10H12O—0.031822192293—9.2MS,RI,S3000093-51-64-甲基愈創(chuàng)木酚4-MethylguaiacolC8H10O20.241.43195519599511.089.8MS,RI,S4002785-89-94-乙基愈創(chuàng)木酚4-EthylguaiacolC9H12O20.181.29202720339121.384.9MS,RI,S5000106-44-54-甲基苯酚4-MethylphenolC7H8O0.070.17208120879110.941.4MS,RI,S6000123-07-94-乙基苯酚4-ethylphenolC8H10O0.370.10217521789121.913.7MS,RI,S總量0.863.06含苯環(huán)類1000535-77-31-甲基-3-苯1-methyl-3-isopropylbenzeneC10H14—0.071461152180—4.8MS,RI,S2000095-73-82,4-二氯甲苯2,4-DichlorotolueneC7H6Cl2—0.061483148995—6.3MS,RI,S3000096-76-42,4-二叔丁基苯酚2,4-Di-tert-butylphenolC14H22O0.02—227923079515.3—MS,RI,S總量0.020.13烯烴類1000502-61-4α-法尼烯α-FarneseneC15H240.021.84173317368310.430.8MS,RI,S2000138-86-3檸檬烯LimoneneC10H160.011.27173617809911.727.6MS,RI,S3000087-44-5石竹烯l-CaryophylleneC15H24—0.121562169881—15.2MS,RI,S4021964-49-81,13-十四碳二烯1,13-TetradecadieneC14H26—0.091754183291—6.2MS,RI,S總量0.033.32其他類1000091-20-3萘NaphthaleneC10H8—0.171722182394—8.6MS,RI,S2000090-12-01-甲基萘1-MethylnaphthaleneC11H10—0.101844185891—5.3MS,RI,S3001072-83-92-乙?；量?-AcetylpyrroleC6H7NO1.44—195820019151.8—MS,RI,S總量1.440.27

注：MS為質(zhì)譜檢測結果，RI為保留指數(shù)，S為標準品比對。“—”表示無或未檢出。

SAFE法和HS-SPME法共檢測出120種揮發(fā)性風味物質(zhì)，結果見表1，在檢測出物質(zhì)的種類、相對百分含量上均有明顯差別，結果見圖2、圖3。

2.1兩種方法檢出限、定量限、回收率比較

基于定性結果，從兩種方法均檢測到的物質(zhì)中選取濃香型白酒四大酯四大酸、相對百分含量相差較大(10倍以上)、對風味有重要貢獻[31]的代表性化合物共20種，進行兩種方法檢出限、定量限、回收率的測定。結果如表2所示，兩種方法的回收率都在80%～120%之間，表明兩種方法用于萃取酒醅中揮發(fā)性風味化合物均可行。

圖2　SAFE 法與HS-SPME法萃取酒醅揮發(fā)性風味成分種類比較Fig.2　Comparison of different kinds of volatile compounds extracted from fermented grains by SAFE and HS-SPME

對于酯類物質(zhì)而言，本實驗選取的代表性酯類物質(zhì)采用兩種方法的檢出限和定量限除部分物質(zhì)較相近外，HS-SPME方法均稍低于SAFE方法，且結合表1中信噪比檢測數(shù)值，對于大部分酯類而言，HS-SPME法信噪比數(shù)值更大。這進一步說明該實驗中選擇的65μmPDMS/DVB萃取頭對酯類物質(zhì)有很好的吸附效果，在重點對酒醅中酯類物質(zhì)進行研究時，采用此萃取頭進行HS-SPME提取是更為適宜的方法。對于醇類、酸類物質(zhì)而言，SAFE方法更優(yōu)。且從定量的角度考量，SAFE方法整體而言較HS-SPME方法能更好的還原酒醅中揮發(fā)性風味物質(zhì)的真實情況，更適合進行定量分析。

圖3　SAFE 法與HS-SPME法萃取酒醅揮發(fā)性風味成分相對百分含量比較Fig.3　Comparison of different relative contents of volatile compounds extracted from fermented grains by SAFE and HS-SPME

名稱相對含量/%回收率/%檢出限/(mg·L-1)定量限/(mg·L-1)SAFEHS-SPMESAFEHS-SPMESAFEHS-SPMESAFEHS-SPME乙酸乙酯5.050.2390.6195.760.0040.0020.010.1己酸乙酯10.9219.2797.23109.310.020.0040.040.02乳酸乙酯10.27.2191.00110.230.010.010.040.04丁酸乙酯0.430.0990.1096.870.0040.0020.020.006辛酸乙酯2.216.5102.12110.880.020.0060.040.001癸酸乙酯0.2312.2798.58107.450.0040.0020.010.004苯乙酸乙酯0.060.63103.86109.650.0020.0010.010.01苯丙酸乙酯0.010.2593.5599.760.0020.0020.020.01壬酸乙酯0.020.7590.91105.350.020.020.040.01油酸乙酯0.112.1688.3592.340.0020.0040.020.012,3-丁二醇3.860.61101.75101.630.10.20.40.4乙酸8.92.03102.8496.901224丁酸5.64—110.89100.810.4112戊酸0.04—88.5290.320.00040.0020.0040.01己酸6.480.46102.0992.860.010.040.20.4辛酸4.050.25104.2382.671224苯甲醛0.020.52104.29102.060.00010.0020.00020.002苯乙醛0.690.0392.1883.320.0020.0020.0114-甲基愈創(chuàng)木酚0.241.4395.87101.870.00040.0010.00060.0024-乙基愈創(chuàng)木酚0.181.2994.99102.600.00020.0010.00040.002

注：“—”表示未檢出。

2.2酯類

酯類化合物經(jīng)SAFE法檢測出49種，經(jīng)HS-SPME法檢測出48種，兩種方法均檢測到31種。雖然這兩種方法在萃取物質(zhì)種類的數(shù)量上沒有太大差別，然而就峰面積百分比而言，HS-SPME法檢測到的酯類物質(zhì)相比較其他種類物質(zhì)而言含量較高(圖3)，可能是因為本實驗所采用的萃取頭對酯類組分的萃取效果較好。

酯類化合物是濃香型白酒固態(tài)發(fā)酵酒醅中最重要的微量香味成分[17]，實驗結果顯示其總峰面積百分比最大。通常而言，白酒中酯類物質(zhì)主要來源有二：一是由酒醅蒸餾出酒時一定溫度下脂肪酸和醇類發(fā)生酯化反應得來[18]，例如酒醅中大多數(shù)脂肪酸乙酯類物質(zhì)；二是由產(chǎn)酯酵母代謝產(chǎn)生[19]。產(chǎn)酯酵母具有較強的酯合成能力，能代謝產(chǎn)生大量的酯類物質(zhì)，如乙酸乙酯等，賦予大曲酒濃郁的芬芳[20]。通過兩種方法均檢測到且相對百分含量較高的物質(zhì)中，己酸乙酯(水果香)、乳酸乙酯(果香、花香)、辛酸乙酯(烤面包香)及丁二酸二乙酯(清淡而舒適的葡萄香[8])這些物質(zhì)主要為酒醅提供了水果香的香氣骨架，對形成濃香型白酒的典型風格起著關鍵作用[21]。其中相對百分含量最高的己酸乙酯已被判定為濃香型白酒中的特征香氣化合物，濃香型白酒的國家標準中對白酒香氣的描述就是以己酸乙酯為主體的復合香氣。而相對百分含量次高的乳酸乙酯有研究表明，其對不同香型白酒的香氣特征無顯著影響，因此不被認為是濃香型白酒的特征香氣化合物[22]。

此外，由HS-SPME法檢測得到相對百分含量較高的還有癸酸乙酯(玫瑰花香)，十二酸乙酯(甜香)、十四酸乙酯(甜香)、十六酸乙酯(果香)等直鏈飽和高級脂肪酸乙酯[19]。檢測到的亞油酸乙酯具有抗癌、增強機體免疫力、促進生長發(fā)育等功能[9]，這可為解讀適量飲酒的保健作用提供一定的理論依據(jù)。

2.3醇類

醇類化合物共檢測到13種，其中HS-SPME法萃取出4種，SAFE法萃取出12種揮發(fā)性化合物且相對總峰面積大，兩種方法共同檢測出的化合物僅有3種。由此也可表明，SAFE法對酒醅中醇類化合物的萃取效果更優(yōu)。

醇類化合物也是一類重要的呈香化合物，在濃香型白酒中占有重要地位。白酒中的醇類物質(zhì)主要來源于發(fā)酵過程中微生物對原料中的糖和氨基酸等成分的代謝，在酒體中起助香的作用，也是形成香味物質(zhì)的前驅(qū)體[20]。兩種方法均萃取出的物質(zhì)中，相對百分含量較高的是3-甲基丁醇、2,3-丁二醇和苯乙醇，分別具有一定的清新果香、奶香和濃玫瑰花香[23]。苯乙醇雖然不是濃香型白酒的特征香氣化合物，但其富有特點的玫瑰花香，是米香型等小曲酒中的特征性風味成分，在醬香型白酒中相對含量也較高[24]。此外，由SAFE法還檢測到一些高級醇，如：2-甲基丙醇、丁醇、1,2-丙二醇、苯甲醇、糠醇等，這些物質(zhì)的相對百分含量均較低(0.1%左右)，有研究表明少量的高級醇可賦予酒體特殊的香味，并且起到襯托酯香的作用，使香氣更完滿[25]。

2.4醛、酮類

酒醅中共檢測到9種醛酮類物質(zhì)，包括3種醛類和6種酮類。經(jīng)由SAFE法得到苯甲醛、苯乙醛，經(jīng)HS-SPME法除了這兩種醛外還得到2-苯基巴豆醛，萃取效果較相似。酮類化合物SAFE法萃取出4種，HS-SPME法萃取出2種，未發(fā)現(xiàn)有共同萃取的物質(zhì)。綜合來看，若要對醛酮類物質(zhì)有較全面的分析，建議采用至少兩種方法補充結合。

白酒中的醛酮類化合物來源較廣泛，醇的氧化、酮酸脫羧及氨基酸脫氨、脫羧等反應均可產(chǎn)生相應的醛和酮[20]。不飽和醛可能源自谷物原料中的亞油酸和亞麻酸，這兩種物質(zhì)先經(jīng)脂氧合酶氧化產(chǎn)生氫過氧化物，而后進一步分解形成不飽和醛[26]。檢測到的2-苯基巴豆醛就是含有不飽和醛基的風味物質(zhì)，香氣強度較弱，呈現(xiàn)花香和甜香，在汾酒和寶豐酒中曾見報道[27]。醛、酮類物質(zhì)在濃香型白酒酒醅中的種類和相對百分含量均較少，在醬香酒中含量更豐富，主要原因在于兩種不同香型白酒的工藝存在較大差別：醬香型糖化、發(fā)酵緩慢，且微生物發(fā)酵環(huán)境復雜，需氧、厭氧交替[20]。

兩種萃取方法均萃取到的物質(zhì)中相對百分含量較高的苯甲醛(0.52%)、苯乙醛(0.69%)具有濃郁的烤香、玫瑰花香。僅有苯甲醛縮二乙醇這一種縮醛被檢測到，它具有較強烈的水果香，有研究者認為縮醛類物質(zhì)一方面可降低酒中酸類物質(zhì)的含量，另一方面可降低醛類物質(zhì)產(chǎn)生的尖刺風味，使酒體香氣協(xié)調(diào)均勻[22]。

2.5脂肪酸類

酒醅中共有15種脂肪酸類化合物被檢測到，兩種方法均檢測到5種，分別是：乙酸、己酸、庚酸、辛酸、十六酸，均為直鏈酸。其中HS-SPME法得到7種，SAFE法檢測得到13種且總峰面積百分比達到33.57%，再次表明SAFE法對于脂肪酸類物質(zhì)萃取效果更好。

脂肪酸對白酒口感有重要影響，適量的酸可對酒起緩沖作用，并在貯存過程中緩慢地形成香脂。同時，酸類物質(zhì)對酒的甜度也有影響，過酸使“回甜”減小[25]。微生物在發(fā)酵過程中，首先產(chǎn)酸，酸與醇在酯化酶的作用下產(chǎn)酯生香，因此酸類化合物除了本身可作為酒體風味物質(zhì)外，還是白酒中酯的重要來源[28]。古井酒醅中的乙酸經(jīng)由SAFE法檢測到相對百分含量高達8.90%，具有強烈的醋味；己酸(6.48%)也是濃香型白酒中的重要酸，不僅作為合成己酸乙酯的前體物質(zhì)，還對酒體有呈味助香的作用，是產(chǎn)生窖香的主要成分之一[21]。

適量的酸類物質(zhì)存在，有利于酒體的復合香氣產(chǎn)生和酒質(zhì)的綜合提高[17]。十六酸(棕櫚酸)、十八酸(硬脂酸)由于它們本身沸點較高，揮發(fā)性太低，不能通過HS-SPME方法檢測到，僅可由SAFE方法檢測出來，再次體現(xiàn)了利用兩種方法互補結合分析的優(yōu)勢。

2.6醚、酚類

經(jīng)由兩種方法檢測得到醚、酚類化合物共6種，其中醚類2種，全部通過HS-SPME方法萃取得到，酚類4種，兩種方法均可測得，萃取效果較相似。

茴香腦具有一定的甘草香和辛香，4-乙基愈創(chuàng)木酚具有發(fā)酵香氣，略帶甜味，在國外蒸餾酒中被視為酒體品味和質(zhì)量的重要香味成分之一[17]；此外，4-甲基愈創(chuàng)木酚具有預防疾病、抗衰老，促進人體健康的作用[21]。愈創(chuàng)木酚是非常重要的風味物質(zhì)，其對于酒的香氣、口味和穩(wěn)定性等具有重要作用[29]。其他較為重要的酚類化合物還有4-甲基苯酚和4-乙基苯酚。醚、酚類物質(zhì)雖然相對百分含量不高，但因其呈香閾值低[31]，所以仍是影響酒醅香氣的重要因素。這類物質(zhì)的存在使酒醅的香氣層次更為豐富。

2.7含苯環(huán)、烯烴、其他類

經(jīng)SAFE方法，萃取得到相對百分含量較高的物質(zhì)有α-法尼烯、檸檬烯和2-乙?；量?，其中2-乙?；量┚哂幸欢ǖ暮婵鞠?、堅果香氣[9]。經(jīng)HS-SPME法還得到了一些其他類物質(zhì)，這類組分大部分閾值較高[31]，對于酒醅風味的直接貢獻相對較小。

3　結論

(1)本實驗采用溶劑輔助風味蒸發(fā)法(SAFE)與頂空-固相微萃取法(HS-SPME)從酒醅中提取揮發(fā)性風味組分，經(jīng)氣質(zhì)聯(lián)機(GC-MS)分析并結合保留指數(shù)、標準品比對，共鑒定出120種揮發(fā)性化合物，包括酯類66種、醇類13種、醛酮類9種、縮醛類1種、脂肪酸類15種、醚酚類6種、含苯環(huán)類3種、烯烴類4種及其他類化合物3種。經(jīng)SAFE共鑒定出88種，經(jīng)HS-SPME共鑒定出80種，兩種方法均鑒定出47種揮發(fā)性風味化合物。

(2)SAFE法鑒定出的揮發(fā)性化合物中，相對百分含量最多的是酯類(49.94%)，其次是脂肪酸類(33.57%)，再次是醇類(8.65%)；HS-SPME法鑒定出的揮發(fā)性化合物中，相對百分含量最多的是酯類(83.62%)，其次是醇類(4.80%)和脂肪酸類(3.83%)。兩種萃取方法得到的揮發(fā)性化合物相對百分含量差異較大。

(3)SAFE法與HS-SPME法測定結果的差異主要體現(xiàn)在醇類、酯類和脂肪酸類化合物上。兩種方法都可用于酒醅中揮發(fā)性風味物質(zhì)的萃取，但在方法的回收率、檢出限和定量限上均有差異。SAFE法能在種類數(shù)量上更多的提取出醇類、脂肪酸類物質(zhì)，且檢出限、定量限基本低于HS-SPME法；而HS-SPME法萃取酒醅中酯類物質(zhì)的檢出限、定量限相對稍低，就本實驗所選取的萃取頭而言能萃取出相對大量的酯類物質(zhì)。該結論也與徐巖等[32]研究者采用兩種方法研究蘋果汁風味成分的結果較一致。二者對酒醅揮發(fā)性化合物的萃取有較好的互補性，相互結合能夠較為全面的萃取出酒醅中重要的揮發(fā)性風味成分。

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Analysis on volatile flavor compounds of fermented grains by SAFE and HS-SPME coupled with GC-MS

GONG Li-li1,LI An-jun2,SUN Jin-yuan1,3*,LI He-he1,3,SUN Xiao-tao1,3,HUANG Ming-quan1,3,ZHENG Fu-ping1,3,SUN Bao-guo1,3

1(Beijing Key Laboratory of Flavor Chemistry, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China)2(Gujing Group Co., Ltd., Bozhou 236000, Anhui)3(Beijing Advanced Innovation Center for Food Nutrition and Human Health, Beijing 100048, China)

Volatile flavor compounds of fermented grains were extracted by solvent-assisted flavor evaporation (SAFE) and headspace solid-phase micro-extraction (HS-SPME) and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) based on RI and standards comparison. A total of 120 kinds of volatile compounds were identified, including 66 kinds of esters, 13 kinds of alcohols, 9 kinds of aldehydes and ketones, 1 kind of acetal, 15 kinds of fatty acids, 3 kinds of ethers, 6 kinds of ethers and phenols, 3 kinds of heterocyclics, 4 kinds of olefins and 3 kinds of others. There were differences in the volatile flavor compounds extracted by SAFE and HS-SPME. HS-SPME was preferred for extraction of esters while SAFE was transferred for extraction of fatty acids and alcohols. More comprehensive results were obtained through combination analysis of results from these two methods.

solvent-assisted flavor evaporation (SAFE);headspace solid-phase microextraction (HS-SPME);fermented grains;gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS);volatile flavor compounds

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201609030

碩士研究生(孫金沅教授為通訊作者，E-mail：sunjinyuan@btbu.edu.cn)。

國家自然科學基金青年科學基金項目(31301466)；北京市教委科技計劃重點項目(KZ201410011015)

2016-05-31，改回日期：2016-07-07