白酒原產(chǎn)地分析鑒別技術(shù)研究進展

李 娜，程 偉，張 杰，鞏子路，吳麗華，薛錫佳，潘天全，彭 兵

（1.安徽金種子酒業(yè)股份有限公司，安徽阜陽236023；2.安徽金種子集團有限公司檢測中心，安徽阜陽236018）

白酒作為中國特有的一種蒸餾酒，是世界六大蒸餾酒之一。白酒是以糧谷為主要原料，大曲、小曲或麩曲及酒母等為糖化發(fā)酵劑，經(jīng)蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾而制成的蒸餾酒[1]。據(jù)《本草綱目》記載：“燒酒非古法也，自元時創(chuàng)始，其法用濃酒和糟入甑，蒸令汽上，用器承滴露[2]。”由此可見，我國白酒的釀造生產(chǎn)已有很長的歷史。白酒作為中國特有的一種蒸餾酒，優(yōu)質(zhì)白酒必須有適當(dāng)?shù)馁A存期。清香型白酒至少貯存3～6個月，長則1年以上；濃香型白酒貯存期為1年左右，醬香型白酒要求貯存3年以上。目前，對白酒的研究主要集中在釀酒微生物、釀造工藝、呈香呈味物質(zhì)、健康因子、年份及產(chǎn)地的鑒定等方面。隨著科技的進步，與傳統(tǒng)感官品評酒的方式相比，數(shù)字化評酒方式將更加準確與客觀，并從不同方面對白酒質(zhì)量進行分析研究。葡萄酒有系統(tǒng)的“原產(chǎn)地”概念，對于白酒而言，“原產(chǎn)地”意識還處于發(fā)展?fàn)顟B(tài)，保護措施還不完善，但隨著白酒市場的發(fā)展，企業(yè)之間、區(qū)域之間必將越來越重視“原產(chǎn)地”的概念。本文從原產(chǎn)地分析與鑒別的概念及發(fā)展、國內(nèi)外研究進展、白酒原產(chǎn)地分析鑒別技術(shù)的主要方法等方面綜述了白酒原產(chǎn)地分析鑒別技術(shù)的研究進展，并指出開展同位素測定技術(shù)研究有助于白酒原產(chǎn)地的分析鑒別，白酒原產(chǎn)地的分析鑒別有助于提高行業(yè)競爭力。

1 原產(chǎn)地分析與鑒別

1.1 葡萄酒原產(chǎn)地

依據(jù)國際葡萄與葡萄酒組織（OIV）的規(guī)定，葡萄酒原產(chǎn)地標(biāo)志的定義為：葡萄酒的質(zhì)量以及所特有的風(fēng)味與其生產(chǎn)地理區(qū)域內(nèi)的環(huán)境包括自然環(huán)境與人為環(huán)境密切相關(guān)，葡萄原料的栽培以及采摘對葡萄酒的質(zhì)量有直接影響，而葡萄酒的釀造、老化等關(guān)鍵步驟也必須是在該產(chǎn)區(qū)進行，保證釀造及老化過程中產(chǎn)生的典型風(fēng)味具有地域特征[3]。同時，規(guī)定原產(chǎn)地標(biāo)準包括以下幾個方面：生產(chǎn)區(qū)域、葡萄品種結(jié)構(gòu)、葡萄原料的最低含糖量、單位面積產(chǎn)量、種植方式、釀造方法、感官標(biāo)準、標(biāo)簽標(biāo)準和質(zhì)量控制等[4]。用相應(yīng)法律與法規(guī)以確保葡萄酒的風(fēng)格和質(zhì)量具有明顯的地理特征[5]。1999年8月17日，我國質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒布了《原產(chǎn)地域產(chǎn)品保護規(guī)定》，規(guī)定指出原產(chǎn)地域產(chǎn)品的特征包括[6]：產(chǎn)品原料來自特定地域，產(chǎn)品按照傳統(tǒng)工藝進行生產(chǎn)，產(chǎn)品的質(zhì)量、特色或聲譽在本質(zhì)上取決于原產(chǎn)地域地理特征，產(chǎn)品要在特定地域內(nèi)進行生產(chǎn)。

1.2 白酒原產(chǎn)地

白酒是我國的傳統(tǒng)產(chǎn)品之一，具有悠久的歷史。中國歷來就有“一方水土養(yǎng)一方人”的說法，而“一方水土”更能釀出“一方好酒”，足以說明高質(zhì)量白酒的釀造離不開水質(zhì)、土壤、氣溫、氣候、微生物等條件俱佳的自然和諧環(huán)境。得益于各地自然條件和優(yōu)勢菌群生存條件、釀酒工藝的差異，白酒眾多產(chǎn)區(qū)的形成也不盡相同。由于不同因素的影響導(dǎo)致了白酒擁有著各自獨特的風(fēng)味，這使得即使是同種香型白酒，因產(chǎn)品釀造地理環(huán)境的不同和氣候條件的不同而使白酒的風(fēng)味產(chǎn)生差異性，風(fēng)格也不具相同。例如，同屬于醬香型的茅臺酒和郎酒，同屬于清香型的汾酒和二鍋頭，它們在感官風(fēng)味上就有很明顯的差異。2001年12月11日，隨著中國加入世貿(mào)組織，原產(chǎn)地的保護也漸入我國人們的視野?！霸a(chǎn)地”是一個地理名稱，即產(chǎn)品的生產(chǎn)地，一種產(chǎn)品由于生產(chǎn)地的地理環(huán)境、氣候條件以及釀造工藝的不同從而形成了不同于其他品牌白酒的特殊口感與風(fēng)格[7]。

白酒原產(chǎn)地的不同形成了產(chǎn)品風(fēng)格上的差異，消費者根據(jù)各自的偏好選擇購買白酒品種。這就引起白酒市場上銷售份額的不均，一些不法商販利用這種現(xiàn)象投機倒把，擾亂市場秩序，并嚴重侵害消費者的權(quán)益。白酒市場以次充好事件頻頻發(fā)生，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)迫切需要加強對于白酒原產(chǎn)地標(biāo)識的保護；同時，要逐漸增強消費者關(guān)于原產(chǎn)地的認知意識。葡萄酒有系統(tǒng)的“原產(chǎn)地”概念，對白酒而言，“原產(chǎn)地”意識還處于發(fā)展階段，保護措施還不夠完善；但隨著白酒市場的提升，企業(yè)之間、區(qū)域之間越來越注重“原產(chǎn)地”的概念。

2 酒類產(chǎn)品原產(chǎn)地分析與鑒別研究進展

歐盟食品標(biāo)準機構(gòu)廣泛調(diào)查指出,隨著市場全球化和國家地區(qū)之間商品交流日益廣泛,原產(chǎn)地標(biāo)識被消費者高度關(guān)注，顧客對于高品質(zhì)商品的追求造成對原產(chǎn)地識別需求的不斷增長。質(zhì)量評估是維持高質(zhì)量標(biāo)準的基礎(chǔ)，食品的整體質(zhì)量由多個方面決定：質(zhì)量、安全和原真性；而原真性又涉及到組成成分、原產(chǎn)地和生產(chǎn)年份等多個方面[8]。歐盟建立了以原產(chǎn)地為基礎(chǔ)的獨立檢查系統(tǒng)并已經(jīng)開始運行,為了使消費者能夠了解所購買產(chǎn)品的原產(chǎn)地信息的正確性、完整性和透明性還采取了立法措施。包括葡萄酒、牛羊肉、威士忌、奶酪、白蘭地等在法律上要求具有相應(yīng)原產(chǎn)地標(biāo)識。目前，食品安全與質(zhì)量等級鑒別已日漸引起人們的關(guān)注。對于白蘭地、葡萄酒和威士忌等飲料酒在相關(guān)方面的判別研究已趨于完善；其中，西班牙、意大利、澳大利亞、巴西、法國及不同國家地域間葡萄酒[9-14]的原產(chǎn)地判別均有相關(guān)研究報道。

國內(nèi)關(guān)于白酒香型、產(chǎn)地判別的研究報道較少，我國主要還是依靠人的感官來鑒定白酒種類及品質(zhì)。通過查看酒的色澤、嗅聞酒的氣味、口嘗酒的味道來進行白酒質(zhì)量及產(chǎn)地判定。品評酒的過程中不僅要求品酒員掌握專業(yè)品酒知識及經(jīng)驗，而且還必須保證品酒員的感官和情緒都保持在穩(wěn)定狀態(tài)，雖然這種方法快速且方便，但同時這種方法的主觀性太強，無法確保其準確度等。此外，國內(nèi)對于鑒別白酒的年份和香型過程更是復(fù)雜：首先需要品酒師進行專業(yè)品酒鑒定，其次要根據(jù)理化指標(biāo)解析其中的物質(zhì)成分，然后依據(jù)定性定量結(jié)果鑒別其所屬香味類型，但受限于樣本量，因此未形成系統(tǒng)的判別方法。殷勇等[15]運用氣敏傳感器陣列技術(shù)鑒別白酒質(zhì)量穩(wěn)定性和白酒品牌，傳感器陣列可以測試白酒的特征信息，從而通過分析陣列信號來區(qū)分不同質(zhì)量和品牌的白酒，最后利用徑向基（radial basis function,RBF）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立白酒質(zhì)量和品牌分類模型。Qin等[16]利用比色人工鼻技術(shù)判別6種不同產(chǎn)地的白酒，其中人工鼻技術(shù)由傳感器陣列組成，能夠收集傳感器對白酒中不同香氣成分的響應(yīng)信息，之后利用PCA、HCA和LDA分析處理響應(yīng)值數(shù)據(jù)，以此實現(xiàn)了不同產(chǎn)地白酒的判別，預(yù)測準確率達100%。

3 白酒原產(chǎn)地分析鑒別技術(shù)的主要方法

由于不同樣品的指紋圖譜中包含了能夠表現(xiàn)該樣品特性的特征信息，而組成這些圖譜具有特異性和典型性。近年來，指紋圖譜分析技術(shù)的出現(xiàn)增強了白酒品評以及組分定性定量快速準確鑒定的能力，有助于開展白酒原產(chǎn)地的分析鑒別研究。指紋圖譜技術(shù)是指將待測樣品做適當(dāng)?shù)奶幚碇?，采用光譜技術(shù)或色譜技術(shù)以及其他分析手段，獲得該樣品的光譜圖、色譜圖等。由指紋圖譜的特異性和典型性可以得出，指紋圖譜強調(diào)的是同一物種群體內(nèi)的整體相似性，而非個體的專一性。通過采集樣品的指紋圖譜數(shù)據(jù)，并對特征信息進行分析比對，可以達到對不同樣品之間存在的差異或一致性作出評價的目的。由于近代科技的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，如今已將指紋圖譜的概念延伸到了更加廣泛的科學(xué)領(lǐng)域，并將其與化學(xué)計量學(xué)方法相結(jié)合，在各領(lǐng)域中得到了有效的應(yīng)用。目前，建立指紋圖譜的分析方法主要有氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-MS）、紅外光譜法（IR）、高效液相色譜法（HPLC）、紫外可見分光光度法（UV-VIS）、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）、電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICPMS）、基質(zhì)輔助激光解析飛行時間質(zhì)譜法（MALDI-TOF-MS）等。

3.1 電感耦合等離子質(zhì)譜（ICP-MS)方法

應(yīng)用電感耦合等離子質(zhì)譜儀（ICP-MS)測定白酒中礦質(zhì)元素含量（Mg、Al、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn、As、Sr、Mo、Cr、Sb、Ba）。ICP-MS在檢測中具有檢出限低、圖譜簡單、所需樣品量小、線性范圍寬、檢測速度快、樣品引入和更換方便等優(yōu)點，是當(dāng)今多元素測定領(lǐng)域中最先進和準確的分析測試手段之一[17-19]。多因素方差分析結(jié)果表明，地域和基因型對每個元素均有顯著影響，結(jié)合方差貢獻率分析，發(fā)現(xiàn)地域?qū)g、Al、Ca、Mn、Fe、Zn、As、Sr、Mo、Cr、Ba等元素的影響變異貢獻率最大，基因型對Cu的影響變異貢獻率最大，誤差對Sb的影響變異貢獻最大。利用受地域影響較大的Mg、Al等11種元素對原料產(chǎn)地進行判別分析，結(jié)果表明，它們對原料產(chǎn)地來源鑒別的回代檢驗正確判別率和交叉檢驗正確判別率均為100%。由此可見，與地域密切相關(guān)而受基因型等其他因素影響較小的礦質(zhì)元素是用于食品產(chǎn)地溯源比較穩(wěn)定、有效的指標(biāo)。在白酒原產(chǎn)地的鑒定上可以利用ICP-MS的特性來分別檢測原酒、釀造所使用的原料等（水、酒曲或谷物）中的礦物質(zhì)元素，得到結(jié)果分析對比兩者之間的差異及相似性來驗證白酒的原產(chǎn)地。

3.2 氣相-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）方法

20世紀70年代以來，由于分析技術(shù)的進步，特別是氣相色譜分析在白酒工業(yè)中的應(yīng)用，推動了白酒生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，促進了白酒質(zhì)量的提高。氣相色譜分析法是一種先進新型的分離分析技術(shù)，它具有選擇性高、分離效能高、分析速度快、靈敏度高、樣品用量少等特點，已日益廣泛應(yīng)用于釀酒行業(yè)。氣相色譜分析既能準確地分析白酒中甲醇、雜醇油等控制性組分，又能對占白酒1%～2%的微量呈香成分進行單一組分分離，得出各組分的準確含量，明確表示出各香味成分之間的量比關(guān)系，克服了常規(guī)化學(xué)分析中各類香味成分以總量出現(xiàn)的不清晰狀態(tài)，為產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定的提高提供必不可少的科學(xué)依據(jù)。其中，在色譜分析中的氣質(zhì)聯(lián)用法是發(fā)展最早，目前最成熟、最成功和應(yīng)用很廣泛的有機質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)[20-23]。由于氣質(zhì)聯(lián)用儀的特性及白酒中揮發(fā)性成分較多的性質(zhì)，氣質(zhì)聯(lián)用方法在白酒香氣成分剖析工作中舉足輕重，有助于開展白酒原產(chǎn)地的分析鑒別研究。

3.3 高效液相色譜（HPLC）、高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（HPLC-MS）方法

利用高效液相色譜儀（HPLC）或高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（HPLC-MS）來檢測白酒中的不揮發(fā)性物質(zhì)，比起氣相色譜只能分析揮發(fā)性物質(zhì)的特性而言，高效液相色譜幾乎可以分析白酒中的各種物質(zhì)，還可用于熱不穩(wěn)定物質(zhì)的分析；同時，HPLC還具有分離效率高、選擇性高、檢測靈敏度高、分析速度快等優(yōu)點。尋思穎等[24]利用酚類物質(zhì)的熒光特性和手性拆分劑β-環(huán)糊精拆分重疊峰，使用帶熒光檢測-高效液相色譜儀法測定醬香型白酒中10種揮發(fā)性酚類物質(zhì)含量。邵秋榮等[25]使用液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法來同時測定酒中污染物23種鄰苯二甲酸酯類塑化劑殘留量。這些利用高效液相色譜與其他色譜聯(lián)用的方法對白酒檢測技術(shù)的發(fā)展有著重要促進作用，有助于開展白酒原產(chǎn)地的分析鑒別研究。

3.4 全自動氨基酸分析方法

氨基酸的檢測分析廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥、飼料、化妝品等與人類生活和健康密切相關(guān)的幾大行業(yè)。個別白酒及酒類產(chǎn)品中含有一定量氨基酸成分，氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單元，具有極其重要的生理功能。對于白酒中的氨基酸成分，可采用氨基酸分析儀來檢測。氨基酸分析儀具有靈敏度高、分析速度快、分辨率高等特點。其中，苗雨田等[26]把黃酒經(jīng)氮氣吹干復(fù)溶后,過膜,再使用全自動氨基酸分析儀測定不同年份的黃酒中游離氨基酸的含量。張甲生等[27]使用氨基酸自動分析儀對西洋參果汁和花旗酒中16種以上氨基酸進行了測定。氨基酸的測定對研究白酒中的健康因子起到了輔助作用。

3.5 穩(wěn)定同位素測定方法

與測定白酒和原料中的礦物質(zhì)元素相比，利用穩(wěn)定同位素測定則能更準確、全面的驗證白酒原產(chǎn)地問題。因為，植物中同位素的分布與植株吸收的水分和地理氣候位置以及植物生物化學(xué)過程有著密切聯(lián)系，不同地域產(chǎn)區(qū)植物具有不同的同位素含量。植物原料發(fā)酵后，酒體中的乙醇分子和水中的同位素含量會隨著工藝條件的不同發(fā)生相應(yīng)變化。此外，歐盟有相關(guān)研究已經(jīng)使用天然同位素豐度作為原產(chǎn)地標(biāo)記來鑒定食物類商品。正是由于元素穩(wěn)定同位素的獨特物理性質(zhì)，無論原料和工藝條件如何,同位素的變化模式是確定的，使得這種測定方法能夠成為驗證不同地區(qū)、不同酒類的質(zhì)量與地理標(biāo)識的一種重要依據(jù)[28]。

開展穩(wěn)定同位素檢測技術(shù)研究有助于白酒原產(chǎn)地的分析鑒別，尤其是白酒中添加外源酒精成分的檢測鑒定，有助于提高行業(yè)競爭力。目前，輕工行業(yè)標(biāo)準《QB/T 5164—2017白酒中乙醇的穩(wěn)定碳同位素比值（13C/12C）測定方法氣相色譜-燃燒-穩(wěn)定同位素比值質(zhì)譜法》，規(guī)定了應(yīng)用氣相色譜-燃燒-穩(wěn)定同位素比值質(zhì)譜儀測定乙醇穩(wěn)定碳同位素比值（13C/12C）的方法，該標(biāo)準適用于白酒和酒精中乙醇的穩(wěn)定碳同位素比值（13C/12C）的測定。根據(jù)我國傳統(tǒng)白酒國家標(biāo)準定義要求，與固液法白酒相比，傳統(tǒng)固態(tài)法白酒不能添加非自身發(fā)酵的食用酒精；添加外源食用酒精虛假標(biāo)注傳統(tǒng)固態(tài)法白酒仍時有發(fā)生，影響到傳統(tǒng)白酒的品質(zhì)聲譽，是行業(yè)健康穩(wěn)步發(fā)展隱患。制定此項分析方法標(biāo)準將為白酒行業(yè)構(gòu)建我國傳統(tǒng)白酒碳同位素數(shù)據(jù)庫和科技監(jiān)管提供標(biāo)準參考依據(jù)，有望規(guī)范傳統(tǒng)白酒和固液法白酒有序競爭，我國整個白酒產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和健康發(fā)展具有重要意義，具有顯著社會效益和經(jīng)濟效益。

4 結(jié)語

利用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）對酒中礦物質(zhì)的檢測與釀酒用水中的礦物質(zhì)元素做分析對比，驗證白酒釀造的原產(chǎn)地。利用氣相色譜（GC）、高效液相色譜（HPLC）、氨基酸分析等方法對白酒或酒類產(chǎn)品中的呈香呈味物質(zhì)的檢測及白酒中的氨基酸等對人體有益的成分的分析，可以作為酒質(zhì)判別的重要參考，有利于辨別出白酒的原產(chǎn)地及白酒中含有的健康因子等。由于技術(shù)水平的限制，目前關(guān)于白酒原產(chǎn)地分析鑒別的研究還存在較多不完善的地方，熒光光譜、近紅外光譜（NIR）等方法的運用能夠有助于補充白酒指紋圖譜的完整性。在白酒呈香呈味物質(zhì)的檢測上，氣相色譜（GC）只能對白酒中的少數(shù)主要酯類和醇類進行定性和定量，對白酒中存在的其他微量成分的檢測還存在不足，而氣相色譜與質(zhì)譜的聯(lián)用（GC-MS）技術(shù)則彌補了這種不足。開展穩(wěn)定同位素檢測技術(shù)研究有助于白酒原產(chǎn)地的分析鑒別，白酒原產(chǎn)地的分析鑒別有助于提高行業(yè)競爭力。隨著科技的進步，對白酒的研究也越來越深入，研究技術(shù)與方法上的缺陷，也會得到不斷的完善與改進。

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