GC-O-MS分析賒店酒中的香氣成分

程嬌嬌，顏振敏，周蒙，魏新軍

（河南科技學(xué)院食品學(xué)院，河南新鄉(xiāng)453003）

GC-O-MS分析賒店酒中的香氣成分

程嬌嬌，顏振敏，周蒙，魏新軍

（河南科技學(xué)院食品學(xué)院，河南新鄉(xiāng)453003）

為了探究濃香型白酒中的主要呈香物質(zhì)，采取液液萃取法，用二氯甲烷作為萃取劑提取賒店酒中的揮發(fā)性香氣化合物，采用氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)（Gas Chromatography-Mass Spectrometer,GC-MS），進(jìn)行條件優(yōu)化并通過NIST11譜庫(kù)檢索，共鑒定出45種揮發(fā)性物質(zhì)。用氣相色譜-嗅覺測(cè)量法（gas chromatography-olfactometry,GC-O）分析共測(cè)出18種呈香物質(zhì)，其中酯類12種，醇類1種，揮發(fā)性酸4種，芳香族1種。香氣貢獻(xiàn)較大的化合物是丁酸乙酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯、棕櫚酸乙酯、乙酸和丁酸。

液液萃?。粴赓|(zhì)聯(lián)用技術(shù)（Gas Chromatography-Mass Spectrometer,GC-MS）；嗅辨技術(shù)；呈香物質(zhì)

白酒是中國(guó)傳統(tǒng)蒸餾酒，在我國(guó)有著悠久的歷史。白酒中98%～99%的成分都是乙醇和水，它們構(gòu)成了白酒的主體，而剩余1%～2%的成分則是微量成分，微量成分在白酒中含量雖少，但它們卻決定著白酒的香氣和口感[1]。因此，分析白酒中相關(guān)的物質(zhì)及其含量顯得尤為重要。

氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)（Gas Chromatography-Mass Spectrometer,GC-MS）是目前白酒成分研究工作中應(yīng)用較多且發(fā)展較成熟的一門技術(shù)。該技術(shù)具有高靈敏度、高分離效能、高選擇性、快速分析等優(yōu)點(diǎn)，在分離、檢測(cè)和數(shù)據(jù)采集處理方面有著較高性能和出色表現(xiàn)，能夠準(zhǔn)確定性、精確定量[2]。氣相色譜-嗅覺測(cè)量法(gas chromatography-olfactometry,GC-O)是一種把儀器分析和感官分析結(jié)合在一起研究酒類和食品香氣的常用方法，主要應(yīng)用于各種食品的香氣分析。GC-O分析酒類香氣化合物的方法主要有2種，即香氣強(qiáng)度法和香味萃取稀釋分析法[3]。

由于白酒中很多化合物沸點(diǎn)較低，易于揮發(fā)，所以目前大部分針對(duì)白酒中微量化合物的研究都基于GC或GC/MS這兩種方法。白酒雖含有的大量揮發(fā)性化合物，但只有一小部分有著香味特性，對(duì)白酒香味起貢獻(xiàn)作用，且白酒中香氣化合物的濃度極低，實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器只能間接對(duì)其進(jìn)行分析，而GC和GC/MS無法從風(fēng)味上來確定化合物對(duì)白酒整體香味所起的作用[4]。所以GC-O與MS結(jié)合在白酒分析中可相互彌補(bǔ)之間的不足,并發(fā)揮更大的優(yōu)勢(shì)。

本實(shí)驗(yàn)在Zellner，Cai Lingshuang，F(xiàn)an Wenlai，Beata Plutowska，Mo Xinliang，王勇，Sonia Collin等[5-12]研究的基礎(chǔ)上，采用液液萃取-氣相色譜-質(zhì)譜(LLE-GC/MS)技術(shù)檢測(cè)賒店酒的揮發(fā)性成分，了解其化學(xué)組成，同時(shí)結(jié)合GC-O測(cè)定酒中的香氣成分并確定主體呈香物質(zhì)。從而為賒店酒風(fēng)味的改善、新產(chǎn)品的開發(fā)，以及在生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制提供理論依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

材料：賒店酒（生產(chǎn)廠商贈(zèng)送）。

試劑：二氯甲烷（AR，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所）；無水Na2SO4（AR,天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）。

儀器設(shè)備：RE-5299旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（河南智誠(chéng)科技發(fā)展有限責(zé)任公司)；SHZ（III）循環(huán)水式真空泵（河南智誠(chéng)科技發(fā)展有限責(zé)任公司）；Sniffer 9000嗅辨儀（上海儀真分析儀器有限公司）；Agilent7890氣相色譜和5977質(zhì)譜儀（美國(guó)安捷倫科技有限公司）；HP-WAXMS石英毛細(xì)柱（60 m×0.32 mm,0.5 μm，美國(guó)安捷倫科技有限公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)原理

采用液-液萃取前處理技術(shù)結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)（GCMS）對(duì)酒樣中的揮發(fā)性成分進(jìn)行提取與分析，以確定揮發(fā)性成分，再結(jié)合嗅辨儀對(duì)揮發(fā)性成分的香氣進(jìn)行測(cè)定。重復(fù)多次聞香，從香氣特征上來確定化合物對(duì)食品香味所起的作用。

1.2.2 樣品前處理

采用液-液萃取法（二氯甲烷做萃取劑），充分萃取后濃縮并定容至10 mL容量瓶。用注射器從10 mL容量瓶取酒樣通過有機(jī)膜過濾置于密封的1.5 mL的棕色樣品瓶中等待上機(jī)。

1.2.3 色譜條件

色譜柱：HP-WAXMS石英毛細(xì)柱（60 m×0.32 mm, 0.5 μm）；升溫程序：初始溫度40℃，保持3 min；3℃/min升至76℃，保持1 min；再以1.5℃/min升溫至170℃，保持1 min；最后以3℃/min升溫至220℃，保持5 min；載氣流速：1.5 mL/min，進(jìn)樣量1 mL；分流比：5∶1。

1.2.4 質(zhì)譜條件

電子轟擊離子源；電子能量：70 eV；離子源溫度：230℃；四級(jí)桿溫度：150℃；質(zhì)量掃描范圍：40～450 amu；溶劑延遲：16 min，掃描方式：Scan。

2 結(jié)果與分析

香氣化合物的不穩(wěn)定性對(duì)香氣分析產(chǎn)生了一定的困難，而在香氣化合物的提取過程和測(cè)定過程中也有可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如熱處理會(huì)促進(jìn)化合物的降解和氧化，這會(huì)使得提取和測(cè)定的香氣化合物與樣品中的物質(zhì)有區(qū)別[13]。因此，要不斷地進(jìn)行條件優(yōu)化以確保提取、濃縮和測(cè)定過程中的香氣化合物與樣品中的香氣化合物基本一致。

2.1 色譜條件優(yōu)化

按照1.2.2的方法，對(duì)賒店老酒進(jìn)行前處理，利用GC-MS對(duì)賒店老酒進(jìn)行色譜分析。

條件1：色譜柱升溫程序：初始溫度40℃，保持3 min；以3℃/min升溫至76℃，保持1 min；再以5℃/min升溫至170℃，保持1 min；再以3℃/min升溫至220℃，保持5 min。

條件2：色譜柱升溫程序：初始溫度40℃，保持3 min；以3℃/min升溫至76℃，保持1 min；再以2℃/min升溫至170℃，保持1 min；再以3℃/min升溫至220℃，保持5 min。

根據(jù)條件1氣相色譜圖分析，在76～170℃溫度區(qū)間內(nèi)小峰較多且分離度不夠好，所以將升溫速率稍微調(diào)慢一些，以2℃/min上升（升溫程序如條件2），這樣更易確定各峰下的呈香物質(zhì)，以便于更好的研究分析，優(yōu)化后的離子流圖見圖1。

2.2 白酒中揮發(fā)性成分測(cè)定及呈香物質(zhì)的嗅辨分析

從賒店酒總離子流色譜圖（圖1）中提取各峰的質(zhì)譜圖，利用NIST11譜庫(kù)檢索，確定賒店酒中各微量成分的化學(xué)名稱、相對(duì)含量及匹配度，結(jié)果見表1。

由表1可知：賒店酒中共鑒定出45種揮發(fā)性化合物，其中含有21種酯類化合物，7種醇類化合物，8種揮發(fā)性酸類化合物，2種芳香族化合物，1種烷基化合物，1種呋喃類化合物和5種未知化合物。它們的相對(duì)含量分別為：酯類58%，醇類8.12%，酸類17.39%，呋喃類0.45%，烷基類0.64%，芳香族0.21%和未知15.19%。其中，酯類化合物中含量最高的是己酸乙酯，相對(duì)含量為30.11%，占總酯含量的51.9%；醇類化合物中含量最多的是異丁醇，相對(duì)含量為2.74%，占總醇含量的33.7%；酸類化合物中含量較多的是乙酸、丁酸和己酸，相對(duì)含量分別為5.40%、3.10%和7.50%，占總酸含量的92%。

白酒的香氣化合物對(duì)酒的品質(zhì)起著非常關(guān)鍵的作用。若沒有香氣化合物的檢測(cè)分析，僅從感官分析的話，對(duì)白酒風(fēng)味、質(zhì)量的判斷和鑒別會(huì)變得比較困難且不準(zhǔn)確。本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用sniffer9000嗅辨儀對(duì)賒店酒進(jìn)行了嗅辨分析，通過N3000色譜分析軟件（面積歸一法）得到譜圖報(bào)告，結(jié)果見表1（香型）及圖2。

通過GC-O分析，賒店酒中揮發(fā)性化合物中呈香的物質(zhì)有18種，其中酯類12種，醇類1種，揮發(fā)性酸4種，芳香族化合物1種。香氣貢獻(xiàn)大的酯類有丁酸乙酯（菠蘿香）、戊酸乙酯（蘋果香）、己酸乙酯（甜香、果香、酒香）、庚酸乙酯（菠蘿香）、辛酸乙酯（水果香）、棕櫚酸乙酯（醇香）。

3 結(jié)論

采用液液萃取的前處理方法提取賒店酒中的揮發(fā)性成分，通過利用氣質(zhì)聯(lián)用儀及嗅辨儀對(duì)酒中的揮發(fā)性成分進(jìn)行定性分析，賒店酒中測(cè)出45種揮發(fā)性化合物，其中含有21種酯類化合物，7種醇類化合物，8種揮發(fā)性酸類化合物，2種芳香族化合物，1種烷基化合物，1種呋喃類化合物和5種未知化合物。從化合物的種類、相對(duì)含量及氣味來看，18種呈香物質(zhì)中，酯類12種，醇類1種，揮發(fā)性酸4種。酯類大都呈現(xiàn)水果香和花香，是香氣的主體成分。含量最多的是己酸乙酯，呈強(qiáng)烈的果甜香和淡酒香，它賦予賒店酒濃郁的芳香風(fēng)味，因而酒的香氣較濃，口味醇甜，風(fēng)格較好；醇類物質(zhì)是酯類的前驅(qū)物，是香與味連接的紐帶，呈現(xiàn)出清香的風(fēng)味（2-丁醇）；酸類物質(zhì)是形成白酒口味的重要成分，是重要的協(xié)調(diào)成分或調(diào)和成分，適量的揮發(fā)性酸能夠增強(qiáng)白酒的口感和味道，但丁酸、戊酸和己酸屬于脂肪酸，是細(xì)菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的，主要呈汗臭、奶酪臭；芳香族物質(zhì)也呈現(xiàn)出酒的特殊味道（苯甲醛，苦杏仁味）。酯類，醇類與揮發(fā)性酸和芳香族物質(zhì)相互協(xié)調(diào)，最終賦予賒店酒獨(dú)特的香氣和口感。本文對(duì)賒店酒的分析，不僅明確了賒店酒中的主體呈香物質(zhì)，也為研究不同年份賒店酒主體香氣含量的變化奠定一定的基礎(chǔ)。

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Analysis of the Flavoring Components in Shedian Liquor by GC-O-MS

CHENG Jiaojiao,YAN Zhenmin,ZHOU Meng and WEI Xinjun
（School of Food Engineering,He'nan Institute of Science and Technology,Xinxiang,He'nan 453003,China）

In order to explore the main aroma-producing substances in Nongxiang Baijiu,the volatile flavoring components in Shedian liquor were extracted by LLE with dichloromethane as the extracting agent.45 kinds of volatile flavoring components were identified by GC-MS coupled with NIST11 spectral database retrieval.Among them,18 aroma-producing substances were determined by GC-O including 12 kinds of esters,1 kind of alcohol,4 kinds of volatile acids,and 1 kind of aromatic substance.The compounds making great contributions to the aroma included ethyl butyrate,ethyl valerate,ethyl caproate,ethyl oenanthate,ethyl caprylate,ethyl palmitate,acetic acid,and butyric acid.

liquid-liquid extraction(LLE);gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS);gas chromatography-olfactometry(GC-O);flavoring components

TS262.3；TS261.7；TS261.4

A

1001-9286（2017）03-0103-04

10.13746/j.njkj.2017012

河南省科技廳科技攻關(guān)項(xiàng)目（142102310266）。

2017-01-17

程嬌嬌（1993-），女，河南開封人，碩士研究生。

魏新軍（1964-），男，河南新鄉(xiāng)人，教授，主要從事食品質(zhì)量安全與檢測(cè)研究，wxj2963@126.com。

優(yōu)先數(shù)字出版時(shí)間：2017-02-13；地址：www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20170213.1347.008.html。