醬香型白酒中有機(jī)酸的分析

李先貴，陳劍波，王 莉，汪地強(qiáng)，雷良波

（貴州茅臺酒股份有限公司，貴州仁懷564501）

白酒風(fēng)味物質(zhì)中，除了極少量的無機(jī)化合物之外，絕大部分是有機(jī)化合物，均具有揮發(fā)性等特點(diǎn)，并且都具有呈香呈味的特定基團(tuán)，它們種類繁多，含量微小，但這些風(fēng)味物質(zhì)卻是構(gòu)成白酒典型特征的物質(zhì)基礎(chǔ)，它們以一定的比例共存于酒體中，互相配合、補(bǔ)充、村托和制約，發(fā)揮各自的特點(diǎn)，形成不同香型和不同風(fēng)格的白酒。有機(jī)酸就是白酒中一類非常重要的微量成分，盡管其含量不高,但它們卻具有明顯的呈味作用，是白酒后味的重要組分，對白酒的后味貢獻(xiàn)較大，同時，有機(jī)酸也是酯類呈香物質(zhì)的前體成分，所以有“有酸就有酯”的說法，可見，酸類物質(zhì)在白酒中所發(fā)揮的作用是十分重要的。白酒中各種有機(jī)酸種類及含量的變化,將直接影響到白酒的質(zhì)量。

醬香型白酒中有機(jī)酸無論是種類,還是含量都要明顯高于其他香型的白酒(董酒除外)。所以,本文將在以前研究的基礎(chǔ)上，首先確立白酒中有機(jī)酸的有效提取方法,再運(yùn)用氣相色譜和質(zhì)譜，對A、B、C、D等幾種較為典型的醬香型白酒中的有機(jī)酸進(jìn)行定性與定量分析。通過對它們的分析和研究，盡可能在以前的基礎(chǔ)上有所突破，定性出更多種類的有機(jī)酸，并且更為精確地對其進(jìn)行定量，這對醬香型白酒的質(zhì)量控制和提高具有一定的指導(dǎo)意義和價值。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

酒樣：4種不同品質(zhì)的53%vol醬香型白酒，分別標(biāo)記為A、B、C、D。

試劑及耗材：二氯甲烷(分析純,重蒸)，重慶川江化學(xué)試劑廠；硫酸(分析純)，上海國藥集團(tuán)；氫氧化鈉(分析純)，成都金山化學(xué)試劑有限公司；無水硫酸鈉(分析純)，成都化學(xué)試劑廠；有機(jī)酸標(biāo)樣，乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、壬酸、癸酸、十二酸、十四酸、苯甲酸、苯乙酸(色譜純)，西南化工所；無水乙醇(分析純)，重慶川江化學(xué)試劑廠。

儀器設(shè)備：Agilent5973氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，安捷倫公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，德國BUCHI公司；電子天平，奧豪斯國際貿(mào)易上海有限公司；氮吹儀(Organomation Associates,Jnc)；高速離心機(jī)，北京醫(yī)用離心機(jī)廠；電熱恒溫水浴鍋，北京長源實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠；溶劑重蒸裝置。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)原理

白酒中成分復(fù)雜，其他成分的存在特別是種類復(fù)雜、含量較大的酯類會影響到有機(jī)酸的定性，因此首先需要提取白酒中的有機(jī)酸使其與其他成分分離，從而能夠?qū)τ袡C(jī)酸進(jìn)行準(zhǔn)確的定性。白酒中的有機(jī)酸通常具有一定的電離度，例如乙酸的pKa值(電離常數(shù))為4.76，丁酸的pKa值為4.82，因此應(yīng)用酸堿中和成鹽的原理可以將酒中的有機(jī)酸轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的鹽后與其他有機(jī)成分分離，再對分離出的鹽進(jìn)行酸化后使其還原為相應(yīng)的有機(jī)酸，之后通過適當(dāng)?shù)妮腿?、濃縮步驟使樣品中的有機(jī)酸富集。

有機(jī)酸的極性較強(qiáng)，因此選用的溶劑需要有一定的極性，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)有條件選用二氯甲烷作為萃取溶劑，在本流程中共分為兩輪萃取，第一輪萃取主要是將包括有機(jī)酸在內(nèi)的有機(jī)成分萃取至有機(jī)相中，第二輪萃取是將經(jīng)過成鹽過程后又被酸化游離出的有機(jī)酸反萃至有機(jī)相中。將合并的反萃液在40℃真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至約2 mL，轉(zhuǎn)移濃縮液至2 mL進(jìn)樣瓶中再氮吹濃縮至0.25 mL。

1.2.2 條件參數(shù)選擇

1.2.2.1 最佳pH值的選擇

本試驗(yàn)中使用的提取原理是將酒樣中的有機(jī)酸中和成鹽后再酸化游離后提取，因此最初中和有機(jī)酸的pH值就直接關(guān)系到酒樣中的有機(jī)酸是否充分被中和為鹽從而被分離提取。為了選擇合適的pH值，試驗(yàn)設(shè)計(jì)分別調(diào)節(jié)pH值至8、9、10、11，提取B酒樣中有機(jī)酸并對主要有機(jī)酸的色譜峰面積進(jìn)行比較。

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較結(jié)果可看出,乙酸至壬酸在提取pH值為10時，含量最高，pH值為11時，大部分低碳酸的含量不再升高；癸酸以上脂肪酸及芳香酸的含量大多在pH值為11時最高，這說明對于相對較易電離的低碳脂肪酸pH值為10時已基本能夠中和成鹽，對于相對較難電離的高碳脂肪酸則需要較多的OH-中和成鹽，考慮到pH值為10時壬酸以下脂肪酸提取較為充分，高碳脂肪酸的提取與pH值為11時相差不大，同時由于過高的pH值可能會促使酯水解而增大提取誤差，因此選用pH值10為最適pH值。

1.2.2.2 氣質(zhì)聯(lián)用儀分離鑒定條件

色譜條件：色譜柱為HP-FFAP毛細(xì)管柱(30 mm×0.25mm×0.25μm)，恒流模式，柱流量(He)1.5mL/min，不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣口溫度230℃。

質(zhì)譜條件：離子源溫度230℃，四極桿溫度150℃，接口溫度280℃，EI源70 cV，scan方式掃描,質(zhì)量范圍30～500 amu，溶劑延遲9 min。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品中有機(jī)酸提取效率的考察

為了考察實(shí)驗(yàn)方法是否對酒樣中有機(jī)酸做到有效提取，選用13種有機(jī)酸標(biāo)樣配制成300 mg/L混合標(biāo)樣，應(yīng)用與酒樣提取相同的流程處理混合標(biāo)樣,分析結(jié)果與直接進(jìn)樣結(jié)果比較計(jì)算相應(yīng)的有機(jī)酸回收率。

本試驗(yàn)提取方法對乙酸至己酸的較低碳數(shù)脂肪酸的提取回收率較低，可能是在實(shí)驗(yàn)中需要用水洗滌，這些酸的水溶性相對較強(qiáng)，從而在操作中損失；對于庚酸以上的脂肪酸，本實(shí)驗(yàn)方法對其回收率在70%～120%之間，滿足國際通用規(guī)則規(guī)定對于混合標(biāo)樣的回收率在70%～120%之間。因此本試驗(yàn)建立的提取方法流程能夠滿足有機(jī)酸定性的要求，但如果進(jìn)行定量對C6以下脂肪酸將會增大誤差，因此在后面的有機(jī)酸定量中會充分考慮。

2.2 幾種醬香型白酒中有機(jī)酸的定性分析結(jié)果

2.2.1 本試驗(yàn)對酒樣A中有機(jī)酸定性分析結(jié)果與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的對比

本試驗(yàn)對酒樣A中有機(jī)酸進(jìn)行了分析，共分離鑒定了31種有機(jī)酸，其中包括22種C2至C18的直鏈飽和脂肪酸及其支鏈飽和脂肪酸,5種不飽和脂肪酸及3種芳香酸，1種含氧脂肪酸。

文獻(xiàn)所述的23種有機(jī)酸包括17種C2至C18的直鏈飽和脂肪酸及其支鏈飽和脂防酸，3種不飽和脂肪酸，3種芳香酸。與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)相比，本實(shí)驗(yàn)對酒樣A中有機(jī)酸的定性種類多出8種，主要包括2種不飽和脂肪酸，1種含氧脂肪酸和5種支鏈飽和脂肪酸。

2.2.2 酒樣A、B、C、D 4種醬香型白酒中有機(jī)酸定性分析結(jié)果的比較

在4種醬香型白酒中，酸的種類基本一致，但在各種有機(jī)酸的含量上存在差異,主要差別在乙酸、丁酸、己酸等含量較高的酸上，酒樣C的乙酸含量較高,酒樣D、酒樣B的丁酸、己酸含量相對較多，壬酸以上碳數(shù)的高沸點(diǎn)脂肪酸及芳香酸以酒樣A最高，具體對4種醬香型白酒中各有機(jī)酸含量的比較見下一節(jié)定量部分。

通過上述建立的有機(jī)酸提取流程及氣質(zhì)聯(lián)用定性方法,共定性了酒樣A中31種有機(jī)酸，比文獻(xiàn)數(shù)據(jù)多出8種，同時也對酒樣B、酒樣C、酒樣D進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)4種醬香型白酒在有機(jī)酸的種類上差異不大,其各自的差別集中體現(xiàn)在含量上。

2.3 幾種醬香型白酒中有機(jī)酸的定量分析結(jié)果

2.3.1 直接定量低碳脂肪酸的校正結(jié)果

毛細(xì)管柱直接進(jìn)樣可分離乙酸、丙酸、丁酸、已酸等7種低碳數(shù)脂肪酸，使用內(nèi)標(biāo)法定量計(jì)算的各有機(jī)酸的響應(yīng)因子。

2.3.2 C6以上脂肪酸定量校正結(jié)果

分別對庚酸、辛酸、苯甲酸、苯乙酸等8種有機(jī)酸5個系列濃度制定標(biāo)準(zhǔn)曲線，8種有機(jī)酸的線性回歸方程具有良好的線性，相關(guān)系數(shù)都在0.97以上,說明其線性回歸方程能夠進(jìn)行良好的定量。

2.3.3 4種醬香型白酒有機(jī)酸定量結(jié)果比較

對所分析的4種醬香型白酒有機(jī)酸進(jìn)行定量分析，對其進(jìn)行統(tǒng)計(jì),酒樣A、B、C、D所定量的有機(jī)酸的總含量分別為1710.36 mg/L、1410.5 mg/L 2261.21 mg/L、1795.74 mg/L。其中C2—C8的低碳脂肪酸含量分別為1684.74 mg/L、1387.77 mg/L、2241.81 mg/L、1773.82 mg/L；壬酸以上的高沸點(diǎn)脂肪酸及芳香酸含量分別為25.62 mg/L、22.73 mg/L、19.4 mg/L、21.92 mg/L，可以看出這幾種醬香型白酒中有機(jī)酸的主要差別體現(xiàn)在乙酸、丁酸、已酸等含量較高的酸上。

從定量結(jié)果分析,酒樣B的乙酸含量明顯超過了其他的3種白酒。適量的乙酸能使白酒有爽口感,而含量過多則刺激性增強(qiáng)，就可能使酒體略顯粗糙。乙酸的閾值為3.6 mg/L，含量越高，香味強(qiáng)度越大，所以,酒樣C在呈味上是略顯酸且?guī)в写碳ば?。酒樣B和酒樣D的丁酸、已酸含量較大，丁酸、己酸閾值分別為3.4 mg/L和8.6 mg/L，含量越高，其香味強(qiáng)度也越大，丁酸呈汗臭味，己酸顯脂肪臭且有刺激性，因而，在品評這兩種酒時，丁酸和己酸味略微突出并有刺激性，與酒樣A相比。在酒體協(xié)調(diào)、醇和方面稍有欠缺。

酒樣A的高碳脂防酸和芳香酸的含量高于另外3種白酒?？赡苤饕?yàn)榫茦覣采用長期貯存的傳統(tǒng)工藝，使酯在陶壇的特殊環(huán)境中逆向水解形成相應(yīng)的高級酯防酸。這些高級脂肪酸可賦予酒體醇厚豐滿的口感，所以，酒樣A在口感上，與其他3種白酒相比，口味更為豐滿柔順,后味更加悠長，各成分之間的比例更為協(xié)調(diào)，風(fēng)味風(fēng)格更為突出。

3 結(jié)論

本研究以液-液萃取法，用二氯甲烷為萃取劑，提取了酒樣A、B、C、D等4種典型醬香型白酒中的有機(jī)酸，并進(jìn)行了定性及定量分析，得出如下結(jié)論：

(1)采用液-液萃取法提取白酒中的有機(jī)酸是確實(shí)可行、有效的。

(2)液液萃取有機(jī)酸的最佳pH值為10。

(3)共定性分析出31種有機(jī)酸，分別為乙酸、丙酸、異丁酸、丁酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、戊酸、3-甲基-2-丁烯酸、4-甲基戊酸、己酸、5-甲基己酸、2-甲基2-戊烯酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、3-甲氧基丁酸、苯甲酸、月桂酸、苯乙酸、苯丙酸、十四酸(異構(gòu)體)、肉豆蔻酸、十五酸(異構(gòu)體)、十五酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、硬脂酸、油酸、亞油酸。

(4)采用內(nèi)標(biāo)法、外標(biāo)法和半定量法定量了25種有機(jī)酸，其結(jié)果是乙酸、丁酸、己酸含量差異較大，以酒樣C的乙酸含量最高，酒樣D、酒樣B的丁酸、己酸含量相對較高，壬酸以上的高沸點(diǎn)脂肪酸及芳香酸以酒樣A的含量為最高。