中國勁酒揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)GC-MS分析

劉勝華，李紅君，孫細(xì)珍，王 磊，劉源才，汪陳平，陳 凱

（1.勁牌有限公司，湖北大冶435100； 2.湖北省中醫(yī)研究院，湖北武漢430074）

保健酒通常以白酒、酒和葡萄酒為基酒，輔以多種中藥材，根據(jù)中醫(yī)理論科學(xué)配伍，并經(jīng)藥材提取、配制、陳釀而成，經(jīng)藥理實(shí)驗(yàn)證明，其具有一定的保健功效[1]。保健酒的香氣主要來源于中藥材的藥香和基酒的酒香，中國勁酒以其誘人的色澤、“藥香不露頭、酒香不露尾”的典型風(fēng)味、醇和飽滿的口感以及保健功效博得大眾的喜愛。

近年來，氣相色譜技術(shù)成為分析白酒、黃酒、葡萄酒和啤酒的香氣成分構(gòu)成的重要手段[2-9]。通常采用色譜-質(zhì)譜-計(jì)算機(jī)聯(lián)用可以系統(tǒng)發(fā)揮該分析技術(shù)的優(yōu)勢(shì)（色譜的靈敏度、分離效率高，質(zhì)譜的鑒別能力、響應(yīng)速度快），又利用計(jì)算機(jī)的快速處理，檢索大量數(shù)據(jù)的能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)混合物各組分的定性分析[4]。

氣質(zhì)聯(lián)用分析酒類風(fēng)味物質(zhì)常需要進(jìn)行提取濃縮前處理，目前常用的前處理方法有水蒸氣蒸餾法，液-液萃取法和固相微萃取法等，這些方法各有優(yōu)勢(shì)。本研究利用3種提取方法處理樣品，發(fā)揮各自提取優(yōu)勢(shì)，并使用GC-MS技術(shù)定性分析中國勁酒的風(fēng)味物質(zhì)構(gòu)成。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

酒樣：中國勁酒（勁牌公司提供）。

試劑及耗材：無水乙醚（分析純），戊烷（分析純），無水硫酸鈉（分析純），NaCl（分析純），電熱套（北京永光明），萃取頭DVB/CAR/PDMS(SUPECO公司,美國)，20 mL頂空瓶(安捷倫,美國)。

儀器設(shè)備：氣相色譜質(zhì)譜儀（安捷倫7890A，美國），質(zhì)譜儀（安捷倫5975C，美國），DB-FFAP石英毛細(xì)管柱：柱1：60 m×250 μm×0.25 μm，柱2：DBWax色譜柱（30 m×0.32 mm,液膜厚0.25 μm），柱3：DB-5色譜柱（30 m×0.32 mm，液膜厚1 μm），固相微萃取加熱平臺(tái)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 前處理方法

水蒸氣蒸餾萃取：取中國勁酒10 L，與3 L乙醚混合，振蕩15 min，靜置分層。取分離層上層乙醚萃取液，加入無水硫酸鈉脫水干燥后，用定性分析濾紙過濾，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中減壓干燥回收乙醚，干燥溫度為40℃。將乙醚提取物置于2 L的圓底燒瓶中，連接揮發(fā)油測(cè)定器，按《中國藥典)(2010版)規(guī)定的方法(附錄XD揮發(fā)油測(cè)定法，甲法)加熱提取，收集至揮發(fā)油測(cè)定器中，得中國勁酒揮發(fā)物質(zhì)，經(jīng)樣品處理后進(jìn)樣進(jìn)行GC-MS分析[1]。

液液萃?。喝【埔?0 mL，降度稀釋3倍，加入適量的NaCl飽和，用分析純的乙醚和戊烷（1∶1）在1 L的分液漏斗中分3次萃?。看渭尤胍颐雅c戊烷混合液30 mL），得約100 mL萃取物。萃取物中加入去離子水50 mL,用NaCl飽和，用10%的NaHCO3調(diào)整水相pH值至10～11，在分液漏斗中分離出有機(jī)相和水相。有機(jī)相用10 mL去離子水洗后，并入酸性組分。分離出的有機(jī)相加入無水Na2SO4置于冰箱過夜，最后氮吹濃縮至500 μL，得到濃縮物記為“中性/堿性相”。水相則用2 M H2SO4調(diào)整pH值至1～2，用NaCl飽和，加入20乙醚∶戊烷=1∶1的溶液2次萃取，萃取的有機(jī)相加入無水Na2SO4置于冰箱過夜，最后氮吹濃縮至500 μL，得到濃縮物為“酸性/水性相”，不同組分分別進(jìn)樣[11]。

固相微萃?。喝【茦? mL加入20 mL的頂空瓶中，加入10 mL去離子水稀釋酒度，再加入5 g NaCl適量飽和，有助于揮發(fā)性物質(zhì)萃取。萃取進(jìn)樣條件：萃取吸附30 min，解吸50 min。

1.2.2 氣相色譜及質(zhì)譜條件

氣相條件：進(jìn)樣口溫度250℃，不分流，柱溫箱升溫條件：50℃保持2 min，以4℃/min升溫至230℃，保持30 min；載氣：He，流速：1 mL/min。

質(zhì)譜條件：EI離子源，離子源溫度230℃，電離電壓70 eV，接口溫度：280℃，四級(jí)桿溫度150℃，質(zhì)量掃描范圍為50～550 amu，譜庫：NIST08.L。

定性分析：揮發(fā)性成分經(jīng)色譜分離后，所得質(zhì)譜信息經(jīng)NIST08譜庫檢索及資料分析，結(jié)合人工圖譜解析，確定香氣物質(zhì)化合物。采用TIC峰面積歸一化定量計(jì)算出各化學(xué)成分在中國勁酒揮發(fā)性物質(zhì)中的相對(duì)含量[5]。

2 結(jié)果分析

2.1 中國勁酒的呈香成分

中國勁酒中的功能藥材、小曲基酒及其他原輔料構(gòu)成了酒體風(fēng)味的物質(zhì)基礎(chǔ)。按照1.2.1的前處理方法對(duì)中國勁酒揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行提取，并進(jìn)行GC-MS分析。圖1—圖4分別為蒸餾萃取、液-液萃取的中性/堿性組分和酸性/水性組分，以及固相微萃取方法測(cè)得揮發(fā)性物質(zhì)的GC-MS總粒子流圖，表1—表6為檢測(cè)的風(fēng)味物質(zhì)。

從表1—表6可以看出，采用蒸餾法、液液萃取和固相微萃取3種處理方法，在中國勁酒中共檢測(cè)出103揮發(fā)性化合物，主要包括酯類25種，醇類19種（乙醇除外），烯萜類18種，酚醛類19種，羧酸類9種，其他烷烴化合物13種。

2.2 3種前處理方法比較分析

2.2.1 蒸餾萃取法提取的中國勁酒的香氣成分

由圖1可知，水蒸氣蒸餾萃取法經(jīng)氣相分離得到65個(gè)色譜峰值，通過譜庫檢索可以鑒定出其中的41種香氣物質(zhì)，占總峰面積的87.6%。

2.2.2 液液萃取提取中國勁酒風(fēng)味物質(zhì)

由圖2、圖3可知，分組分溶劑萃取提取風(fēng)味成分，通過GC-MS分析，堿性/中性組分和酸性/水性組分通過色譜共得到157個(gè)特征峰，通過質(zhì)譜分析，質(zhì)譜鑒定出化合物59種。

2.2.3 固相微萃取提取中國勁酒的香氣成分

由圖4可知，固相微萃取提取中國勁酒風(fēng)味物質(zhì)，通過GC-MS分析獲得100個(gè)色譜峰，通過質(zhì)譜解析，鑒定出風(fēng)味物質(zhì)有81種，占相對(duì)總峰面積的96.2%。

綜上所述，以上3種方法相比較，蒸餾法提取揮發(fā)性物質(zhì)檢測(cè)得到的物質(zhì)較少，部分揮發(fā)性物質(zhì)在蒸餾提取濃縮的過程中丟失；液液分組分萃取檢測(cè)得到的特征峰最多，但質(zhì)譜庫中匹配性高的物質(zhì)較少，存在揮發(fā)性物質(zhì)在提取過程中發(fā)生反應(yīng)的可能性。相比較而言，固相微萃取檢測(cè)到高匹配性的化合物最多。

圖1 水蒸氣蒸餾法提取中國勁酒揮發(fā)性物質(zhì)組分總離子圖

圖2 液液萃取中國勁酒中性/堿性揮發(fā)性組分總離子圖

圖3 液液萃取中國勁酒酸性/水性揮發(fā)性組分總離子圖

圖4 固相微萃取中國勁酒揮發(fā)性成分總離子圖

表1 不同提取方法鑒定出的酯類揮發(fā)性物質(zhì)

2.3 揮發(fā)性物質(zhì)風(fēng)味特征

2.3.1 酯類化合物

酯類化合物鑒定出25種揮發(fā)性化合物，固相微萃取GC-MS分析酯類化合物總含量達(dá)59.8%，其中乙酸龍腦酯（47.1%）、藁本內(nèi)酯（2.25%）、乙酸異冰片酯（2.03%）、癸酸乙酯（1.85%）、辛酸乙酯（2.8%）、乙酸乙酯（0.5%）、亞油酸乙酯（0.54%）、乙酸異戊酯（0.54%）含量較高。由于大多數(shù)酯類化合物閾值較低，且中國勁酒中酯類含量較高，在中國勁酒風(fēng)味中起主要作用。乙酸龍腦酯、乙酸異冰片酯具有清涼的松木香氣，并有樟腦似的氣息，藁本內(nèi)酯有當(dāng)歸的典型香氣；乙酸乙酯和乙酸異戊酯呈香蕉香氣，癸酸乙酯呈水果香[3]，辛酸乙酯具有白蘭地的香氣。

表3 不同提取方法鑒定出的烯萜類化合物

表4 不同提取方法鑒定出的酚醛類化合物

表5 不同提取方法鑒定出的酸類化合物

2.3.2 醇類化合物

除酒體含有的乙醇外，在中國勁酒中共鑒定出其他醇類19種，占總揮發(fā)性物質(zhì)的7%，其中1-戊醇（4.535%）、杜松醇（0.5%）、橙花叔醇（0.46%）、苯乙醇（0.4%）、匙葉桉油烯醇（0.3%）含量較高。1-戊醇略有不愉悅的氣味，杜松醇具有松柏的氣息，橙花叔醇有較弱的甜清柔美的橙花氣息，香氣持久。苯乙醇具有清甜的玫瑰樣花香，有報(bào)道稱苯乙醛與苯甲醛香度值較高[3]。

2.3.3 烯萜類化合物

中國勁酒中共鑒定出烯萜類化合物19種，占總揮發(fā)性物質(zhì)含量的8.2%,其中D-檸檬烯（3%）、莰烯（2%）、月桂烯（0.6%）、石竹烯（0.36%）、α-蒎烯（0.35%）含量較高。與傳統(tǒng)白酒和果酒相比，中國勁酒中這類化合物較多，這與中國勁酒中含有的中藥材成分有關(guān)，這些成分是中國勁酒保健作用的一部分，同時(shí)也賦予了中國勁酒特有的風(fēng)味，如檸檬烯具有檸檬清新愉快的香氣，莰烯具有樟腦的氣味。月桂烯具有令人愉快的、清淡的香脂氣味。松油烯、α-蒎烯有松木、針葉及樹脂樣的氣息。

2.3.4 酚醛類化合物

在中國勁酒中共鑒定出酚醛類化合物19種，占總揮發(fā)性物質(zhì)的10.1%，其中主要酚類丁香酚（5.3%）具有強(qiáng)烈的丁香香氣和溫和的辛香香氣。桂皮醛（2.7%）有強(qiáng)肉桂氣味，糠醛（0.3%）、苯甲醛（0.3%）具有苦杏仁的味道。

2.3.5 羧酸類化合物

中國勁酒中共鑒定出揮發(fā)性酸類化合物9種，含量占比1.9%，其中十三酸（0.6%）、棕櫚酸（0.3%）、癸酸（0.2%）含量較高。低級(jí)的脂肪酸是無色液體，有刺激性氣味，高級(jí)的脂肪酸是蠟狀固體，無可明顯嗅到的氣味，其中小分子具有刺激性酸味，如丁酸具有濃烈的奶油、干酪般的不愉快氣息和奶油味，壬酸具有油脂氣息和甜橙氣息；大分子酸為蠟狀固體，氣味較弱，如棕櫚酸具有微弱的酯香。肉豆蔻酸微有月桂油香味。

表6 不同提取方法鑒定出的其他芳香烴

2.3.6 其他化合物

其他類化合物13種，其中樟腦（3.1%）、1-甲基-2-異丙基苯（0.7%）、圓柚酮（0.2%）含量較高。樟腦具有樟腦丸的芳香氣味，1-甲基-2-異丙基苯具有百里草或麝香草的氣味，圓柚酮具有持久而強(qiáng)的柑橘果香，在較低稀釋度時(shí)呈典型的柚子香氣。烷烴具有微弱的柴油氣息。

3 結(jié)語

采用蒸餾提取、液液萃取和固相微萃取3種處理方法，分別檢測(cè)出風(fēng)味物質(zhì)41種、59種和81種。蒸餾法處理所測(cè)得的46種化合物均能在液液萃取或固相微萃取處理方法檢測(cè)結(jié)果中出現(xiàn)，單獨(dú)在液液萃取方法中出現(xiàn)的化合物有17種，單獨(dú)在固相微萃取提取方法中出現(xiàn)的化合物有33種。在所有中國勁酒揮發(fā)性物質(zhì)中酯類化合物占總含量的59%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他幾類化合物。中國勁酒中乙酸龍腦酯、藁本內(nèi)酯、1-戊醇、桂皮醛、檸檬烯、丁香油酚、樟腦含量較高，它們既具有保健功效，也賦予了中國勁酒獨(dú)特的風(fēng)味。

[1]劉源才,胡輝,陳敬炳,等.保健酒揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的提取與鑒定[J].釀酒科技,2011(9)：71-73.

[2]范文來,胡光源,徐巖,等.藥香型董酒的香氣成分分析[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào),2012(8)：810-819.

[3]王萍,魏珉,劉賢嫻,等.不同萃取頭萃取蘿卜風(fēng)味物質(zhì)的GC-MS分析[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,46(2)：52-55.

[4]陶永勝,李華,王華.葡萄酒香氣成分固相微萃取條件的優(yōu)化[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào),2007(12)：181-185.

[5]王立媛,曹建明.黃酒中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)檢測(cè)方法的進(jìn)展[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,2006(3)：380-381.

[6]張影陸,范文來,姜文廣,等.4種果酒中的揮發(fā)性成分分析比較[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào),2008(5)：102-107.

[7]郭翔,胡普信,徐巖.黃酒揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的研究[J].釀酒科技,2004(5)：79-81.

[8]胡勁光.山茱萸果實(shí)與山茱萸利口酒香氣成分研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué),2008.

[9]劉玉,張佃生,韓敏.指紋圖譜應(yīng)用于啤酒風(fēng)味物質(zhì)分析的研究[J].糧油食品科技,2008(6)：62-64.

[10]范文來,徐巖.白酒中重要的功能化合物萜烯綜述[J].釀酒,2013(6)：11-16.

[11]FAN W L,QIAN M C.Identification of aroma compound in Chinese Yanghe Daqu liquor by normal phase chromatography fractionation followed by gas chromatography[J].Flavour and fragrance journal,2006,21(2)：333-342.