氣相色譜法測定不同香型白酒中醇類與醛類物質(zhì)含量

周瑋婧，江小明*

（武漢食品化妝品檢驗所，湖北武漢430000）

氣相色譜法測定不同香型白酒中醇類與醛類物質(zhì)含量

周瑋婧，江小明*

（武漢食品化妝品檢驗所，湖北武漢430000）

醇類和醛類物質(zhì)作為白酒中重要的呈香呈味物質(zhì)，其含量的高低直接影響著白酒的風(fēng)格。該研究建立了一種可同時快速、準(zhǔn)確測定白酒中甲醇、乙醛、乙縮醛以及雜醇油含量的氣相色譜（GC）法。采用CP-WAX57 CB毛細管色譜柱（50 m×0.25 mm×0.20 μm）分離白酒中醇類和醛類物質(zhì)，氫火焰離子化檢測器（FID）檢測，外標(biāo)法定量，實現(xiàn)了較好地分離效果。結(jié)果表明，白酒中醇類和醛類物質(zhì)在0～2 000 mg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好（R2=0.999 4～0.999 8），加標(biāo)回收率為98.84%～103.15%，精密度試驗相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.21%～1.57%。該方法分析比較12種香型獨特的白酒中醇類和醛類物質(zhì)，其種類相似，但含量因香型的不同存在著明顯的差異。

氣相色譜；白酒；醇類；醛類；香型

在白酒的釀造過程中，除主要生成乙醇和大量酯與酸類風(fēng)味物質(zhì)外，還存在一些其他醇類與醛類物質(zhì)，典型的如甲醇、乙醛、乙縮醛和雜醇油等分解代謝產(chǎn)物及其衍生物[1]。這些物質(zhì)含量過低會失去傳統(tǒng)白酒的風(fēng)格，過高則使白酒產(chǎn)生強烈的刺激性和辛辣味。其中，甲醇是白酒生產(chǎn)過程中需嚴(yán)格控制的重要指標(biāo)，它有麻醉作用，對人體視覺有影響，嚴(yán)重時可導(dǎo)致失明[2]；白酒中的醛類物質(zhì)主要為乙醛，乙醛在酸性條件下易與乙醇反應(yīng)生成乙縮醛，在一定程度上可以衡量白酒質(zhì)量好壞及老熟是否完全[3]；雜醇油則包括正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、正戊醇、異戊醇、己醇、庚醇等高級醇類。這些物質(zhì)經(jīng)常飲用后，會引起嗓子發(fā)干，在體內(nèi)積蓄會迫使末梢血管擴張引起臉部血液的漲涌，并使中樞血管收縮從而加速心跳，血壓上升，使人頭暈、脹痛，這也是白酒飲后上頭的重要原因之一[4]。

中國白酒在1979年8月召開的第三屆全國評酒會上確認了4種基本香型：即濃香、醬香、清香和米香型，經(jīng)過30年釀酒技藝的不斷創(chuàng)新，現(xiàn)已初步形成12種白酒香型，新增的8種香型分別是：鳳香型、藥香型、豉香型、芝麻香型、特香型、兼香型、老白干型、馥郁香型。這些香型的不同主要來源于原料、糖化發(fā)酵劑、釀酒工藝和儀器設(shè)備等的不同，因此白酒中的醇類與醛類物質(zhì)的含量和生成機制也各不相同[5]。

我國白酒中各類風(fēng)味物質(zhì)含量不同主要由于白酒工藝不同引起的。一些雜醇油等高級醇類是白酒中香氣與后味的過渡橋梁，起到調(diào)和作用；而醛類主要是起到協(xié)調(diào)白酒香氣的釋放和香氣作用[6]。雖然這些醇類與醛類物質(zhì)對白酒的風(fēng)味影響明顯，但含量過多仍會對人體健康產(chǎn)生影響，所以這些物質(zhì)在衛(wèi)生指標(biāo)中需要嚴(yán)格控制。因此，白酒中醇類與醛類分析對于控制或調(diào)整白酒生產(chǎn)工藝、勾兌、質(zhì)量評價具有重要意義。

目前白酒中甲醇、雜醇油的測定主要使用的是GB/T 5009.48—2003《蒸餾酒及配制酒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》，即氣相色譜（gas chromatography，GC）外標(biāo)法進行測定[7]。毛細管柱氣相色譜法是常規(guī)分析酒類風(fēng)味物質(zhì)的方法，該法具有簡便、靈敏、重現(xiàn)性好等優(yōu)點，在工業(yè)發(fā)酵產(chǎn)品的分析上應(yīng)用較廣泛，有關(guān)白酒中甲醇和雜醇油的測定已有報道[8]，但如何同時測定酒中的醇類與醛類物質(zhì)卻鮮有報道。本試驗采用氣相色譜（GC）法建立白酒中甲醇、乙醛、乙縮醛以及雜醇油含量的檢測方法，并進行了方法學(xué)驗證，同時以對市售成品白酒為研究對象，采用氣相色譜法分別對12種香型的白酒中醛類和醇類物質(zhì)含量進行初步統(tǒng)計分析，以期為相關(guān)部門制定白酒中醛類和醇類物質(zhì)的限量標(biāo)準(zhǔn)提供參考，為市場監(jiān)管以及政策制定提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

乙醛、乙縮醛、甲醇、仲丁醇、正丙醇、異丁醇、正丁醇、正戊醇和異戊醇（均為色譜純）：德國Dr.Ehrenstorfer公司；其余試劑均為市售分析純。

白酒樣品選自于各香型的代表產(chǎn)品，分別為：劍南春（濃香型）、郎酒（醬香型）、汾酒（清香型）、三花酒（米香型）、景芝白干（芝麻香型）、白云邊（兼香型）、西鳳酒（鳳香型）、四特酒（特香型）、石灣玉冰燒（豉香型）、老白干酒（老白干香型）、董酒（藥香型）和酒鬼酒（馥郁香型）：購于本地各大超市，酒精度均在42%vol～54%vol之間。

1.2 儀器與設(shè)備

Agilent 7890B氣相色譜儀（配備毛細管柱分流/不分流進樣系統(tǒng)）、火焰離子檢測器（flame ionization detector，F(xiàn)ID）、CP-Wax 57CB（50 m×0.25 mm×0.20 μm）色譜柱：美國Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

用體積分?jǐn)?shù)為60%的乙醇溶液分別配制成質(zhì)量濃度為10.0g/L的乙醛、乙縮醛、甲醇、仲丁醇、正丙醇、異丁醇、正丁醇、正戊醇和異戊醇標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液，儲存于4℃冰箱待用。分別準(zhǔn)確移取上述標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液0.1 mL、0.5 mL、1.0 mL、5.0 mL、10.0 mL至100 mL容量瓶中，用體積分?jǐn)?shù)60%乙醇溶液定容，配制成10.0 mg/L、50.0 mg/L、100.0 mg/L、500.0 mg/L、1 000.0 mg/L、2 000.0 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。取1 μL各質(zhì)量濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進樣分析，分別以乙醛、乙縮醛、甲醇、仲丁醇、正丙醇、異丁醇、正丁醇、正戊醇和異戊醇的質(zhì)量濃度（X）為橫坐標(biāo)，對應(yīng)的色譜峰面積（Y）為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3.2 色譜條件

色譜柱為CP-Wax57 CB（50 m×0.25 mm×0.20 μm），進樣口溫度260℃，檢測器溫度300℃，載氣為高純氮，流速1.0mL/min，分流比為30∶1，進樣量1μL，氮氣尾吹45mL/min；氫氣流速40 mL/min；空氣流速400 mL/min；升溫程序為：35℃保持5 min，以3.5℃/min升溫至60℃，再以1℃/min升溫至80℃并保持10 min；最后以10℃/min升溫至200℃并保持5 min。

1.3.3 定性定量方法

根據(jù)已知的混合標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在色譜圖上的保留時間對白酒樣品中醛類和醇類物質(zhì)進行定性分析，并通過混合標(biāo)準(zhǔn)品色譜峰面積外標(biāo)法對白酒樣品中9種醇類與醛類物質(zhì)進行定量分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 色譜條件優(yōu)化

為了避免白酒中常見醇類無法實現(xiàn)的基線分離、色譜峰重疊以及雜質(zhì)干擾等問題，一般會采用降低系統(tǒng)的溫度和載氣流速，以及用程序升溫代替恒溫分析的方法來優(yōu)化色譜條件。本實驗研究了不同柱溫（30～80℃）、不同載氣流速（0.8～2.0 mL/min）對被測組分分離度的影響。結(jié)果表明，當(dāng)柱溫為60℃時，乙酸乙酯與乙縮醛的色譜峰未完全分離；當(dāng)載氣流速低于1mL/min時，甲醇的色譜峰出現(xiàn)分叉，峰型不好；當(dāng)柱溫下降到35℃，載氣流速達到1.0mL/min時，乙酸乙酯與乙縮醛兩峰實現(xiàn)基線分離，甲醇峰型良好，對稱因子達到0.76，而其他待分析物質(zhì)的分離效果也很好，沒有雜質(zhì)干擾峰。綜合考慮分離度和分析時間，最終確定檢測條件為柱溫35℃、載氣流速1.0 mL/min。

在優(yōu)化的色譜條件下，取混合標(biāo)準(zhǔn)溶液和郎酒（醬香型）樣品進行氣相色譜檢測，結(jié)果見圖1。

圖1 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（A）和郎酒（醬香型）樣品（B）氣相色譜圖Fig.1 GC chromatogram of mix standard solution(A)and Lang liquor(sauce-flavor)sample(B)

由圖1（A）可知，組分按出峰時間先后順序依次為乙醛（5.410 min）、乙縮醛（8.139 min）、甲醇（8.649 min）、仲丁醇（13.093min）、正丙醇（13.643 min）、異丁醇（16.290 min）、正丁醇（19.182min）、異戊醇（23.216min）、正戊醇（26.446min），各峰分離度分別為1.76、20.53、2.22、8.72、4.98、21.44、22.25、29.0和28.5，均達到完全分離。由圖1（B）可知，在該色譜條件下，郎酒樣品中9種醇類與醛類物質(zhì)的分離效果良好，可與干擾物較好分離。

2.2 回歸方程、線性范圍和檢測限

以各標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)質(zhì)量濃度（X）為橫坐標(biāo)，色譜峰面積（Y）為縱坐標(biāo)，得到各標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)曲線的回歸方程，計算相關(guān)系數(shù)（R）和檢測限，結(jié)果見表1。由表1可知，在線性范圍0～2 000 mg/L內(nèi)，回歸方程的相關(guān)系數(shù)R2均≥0.9994，表明各標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在0～2 000 mg/L質(zhì)量濃度范圍內(nèi)與峰面積具有良好的線性關(guān)系，根據(jù)信噪比（S/N=3）的峰面積響應(yīng)值計算檢出限（limit of detection，LOD）。

表1 各標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線及最小檢出量Table 1 Standard curves and minimal detection limits of each standard substance

2.3 精密度和回收率試驗

在優(yōu)化的色譜條件下，精確量取混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，平行測定5次，計算測定結(jié)果的平均值及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（relative standard deviation，RSD），結(jié)果如表2所示。

表2 精密度試驗結(jié)果（n=5）Table 2 Results of precision tests(n=5)

由表2可知，9種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的RSD值為0.21%～1.57%，均＜5%，說明本方法精密度良好，完全可以滿足GB/T 5009.48—2003《蒸餾酒與配制酒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》的要求。

在郎酒（醬香型）樣品中加入一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照優(yōu)化的氣相色譜條件，平行測定5次，計算加標(biāo)回收率。結(jié)果如表3所示。由表3可知，本方法各待測組分加標(biāo)回收率在98.84%～103.15%之間，表明本方法準(zhǔn)確可靠，能應(yīng)用于白酒中醇類和醛類物質(zhì)含量的檢測[9-10]。

表3 加標(biāo)回收率試驗結(jié)果（n=5）Table 3 Results of adding standard recovery rate tests(n=5)

2.4 不同香型白酒中醇類與醛類物質(zhì)的測定

采用本方法對12種香型白酒進行檢測，結(jié)果見表4。由表4可知，白酒中各類風(fēng)味物質(zhì)主要因白酒工藝不同而變化。這12種香型白酒的甲醇含量在為25.36～338.80 mg/L范圍內(nèi)，符合GB 2757—2012《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)蒸餾酒及其配制酒》中規(guī)定（甲醇含量不得超過600 mg/L）[11]。而對于其他醛類和醇類物質(zhì)，不同香型成品酒中含量差異十分明顯，在濃香、醬香、清香和米香四大基本香型白酒中，醇類與醛類物質(zhì)含量基本呈現(xiàn)出醬香型＞濃香型＞米香型＞清香型的現(xiàn)象，其中醬香型白酒的各項指標(biāo)均遠高于其他香型，這可能是由于其獨特的“四高一長”釀造工藝（超高溫制曲、高溫堆積、高溫發(fā)酵、高溫餾酒、長期貯存）而產(chǎn)生的[12]。白酒中雜醇油成分主要以正丙醇、異丁醇與異戊醇為主，除四大基本香型外，特香型、兼香型和鳳香型白酒中國雜醇油含量，尤其是正丙醇含量、異丁醇含量和異戊醇含量均高于其他香型白酒，所以這三類香型白酒的口感更偏向醇厚綿甜。其中特香型酒中正丙醇含量最高，占到總醇含量的50%左右，而藥香型白酒的仲丁醇含量（136.66mg/L）較其他香型白酒高。馥郁香型的雜醇油含量與基本香型中的米香與清香型白酒相似，因此，馥郁香型白酒兼顧了濃香、米香和清香型白酒的香氣和口味上的某些特點并使其協(xié)調(diào)一致[13-14]。

乙醛是白酒的主要醛類化合物，味道沖辣，但富有親合性，隨著時間的延長可以和乙醇縮合成乙縮醛而減少醛的刺激，乙醛、乙縮醛在酒中的絕對含量及其比例關(guān)系，在一定程度上是衡量白酒質(zhì)量好壞、老熟是否完全的重要指標(biāo)之一[15]。由表4可知，其中醬香型白酒乙醛含量最高（803.38 mg/L），芝麻香型白酒（779.45 mg/L）次之，豉香型白酒（72.08mg/L）乙醛濃度最少。各種香型白酒的乙縮醛含量差異明顯，其中馥郁香型的乙縮醛含量（1 174.52 mg/L）最高，鼓香型（104.41 mg/L）最低，同時醬香型、鳳香型與特香的乙縮醛含量（1 019.24、1 089.51與955.19 mg/L）普遍較高，而清香型、米香型含量（114.91、331.63 mg/L）較低，白酒中乙縮醛含量最高，是乙醛含量的1～2倍。

表4 不同香型白酒中醇類與醛類物質(zhì)含量Table 4 Contents of the alcohols and the aldehydes in different flavor types ofBaijiu

3 結(jié)論

研究表明，在優(yōu)化氣相色譜條件下，能較好地分離白酒樣品中的甲醇、乙醛、乙縮醛和雜醇油等成分，9種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在0～2 000 mg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好（R2均≥0.9994），檢測限低（0.50～88.76mg/L），精密度試驗結(jié)果相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.21%～1.57%，加標(biāo)回收率為98.84%～103.15%，表明該方法具有良好的精密度和較高準(zhǔn)確性，可以用于白酒中的醇類與醛類物質(zhì)分析檢測[14-15]。對市售12種香型白酒樣品中醇類與醛類物分析結(jié)果表明，不同香型白酒的醇類與醛類物質(zhì)種類相似，但含量有所不同，四大基本香型白酒中，醇類與醛類物質(zhì)含量基本呈現(xiàn)出醬香型＞濃香型＞米香型＞清香型的現(xiàn)象；白酒中雜醇油成分主要以正丙醇、異丁醇與異戊醇為主；其中醬香型白酒乙醛和乙縮醛含量最高，豉香型乙醛最低，清香型乙縮醛含量最低。白酒品質(zhì)的差異性探究還需要結(jié)合醇類與醛類物質(zhì)的測定等各個方面綜合進行深入分析。本研究提供了同時測定白酒中甲醇、乙醛、乙縮醛、雜醇油和酯類含量的方法，為相關(guān)部門制定白酒中醛類和醇類物質(zhì)的限量標(biāo)準(zhǔn)提供參考，為市場監(jiān)管以及政策制定提供理論依據(jù)。

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Determination of the alcohols and the aldehydes contents in different flavor types ofBaijiu (Chinese liquor)by gas chromatography

ZHOU Weijing,JIANG Xiaoming*
(Wuhan Institute for Food and Cosmetic Control,Wuhan 430000,China)

As important flavor material,the contents of the alcohols and the aldehydes affect theBaijiu(Chinese liquor)style directly.A rapid and accurate detection method of methanol,acetaldehyde,acetal and fusel oil content inBaijiuby gas chromatography(GC)was established.The alcohols and the aldehydes inBaijiuwere separated by CP-WAX57 CB capillary column(50 m×0.25 mm×0.20 μm),then detected by flame ionization detector(FID),and quantified by external standard method.The separation effects of the alcohols and the aldehydes were good.The results showed that the alcohols and the aldehydes inBaijiuhad good linear relationship in the range of 0-2 000 mg/L(R2=0.999 4-0.999 8).The adding standard recovery rate was 98.84%-103.15%.The relative standard deviation(RSD)of precision tests was 0.21%-1.57%.The alcohols and the aldehydes in 12 flavor types ofBaijiuwere analyzed and compared by the method.The analysis results showed that the varieties of the aroma compounds were similar,but the contents had obvious differences due to the difference of flavor types.

gas chromatography;Baijiu;alcohols;aldehyde;flavor type

O657.7

0254-5071（2017）04-0180-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.04.037

2016-12-02

周瑋婧（1985-），女，工程師，碩士，研究方向為食品安全。

*通訊作者：江小明（1970-），女，高級工程師，本科，研究方向為食品分析。