固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法分析黃酒中揮發(fā)性成分

田翔 喬治軍

摘要? ? 采用頂空固相微萃取與氣質(zhì)法分離、分析延安糜子酒和紹興糯米酒2種黃酒中的多種易揮發(fā)性成分。結(jié)果表明，從延安糜子酒中共分離得到46種揮發(fā)性化合物，其中醇類、酯類、烴類、酚類、醛酮類的相對(duì)含量分別為39.292%、23.556%、7.366%、1.888%、4.214%;從紹興糯米酒中共分離得到27種揮發(fā)性化合物，其中醇類、酯類、烴類、酚類、醛酮類的相對(duì)含量分別為43.600%、24.904%、1.437%、0.888%、19.316%。2種黃酒中共鑒定出揮發(fā)性成分62種，共有的揮發(fā)性成分有11種，在揮發(fā)性組成上相似，醇類含量最高，酯類次之，兩者相對(duì)含量占鑒定得到物質(zhì)總量的50%以上。該試驗(yàn)從黃酒中分析出不同種類的揮發(fā)性物質(zhì)，為研究黃酒中揮發(fā)性物質(zhì)組成提供了數(shù)據(jù)，也為黃酒感官評(píng)價(jià)方法奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞? ? 頂空固相微萃?。℉S-SPME）;氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）;黃酒;揮發(fā)性成分

中圖分類號(hào)? ? O657.63;TS262.4? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A

文章編號(hào)? ?1007-5739（2019）16-0191-04? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

Abstract? ? Volatile compounds of two yellow wines（Yan′an rice wine and Shaoxing rice wine） were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS） coupled with headspace solid phase microextraction（HS-SPME）.The results showed that in the Yan′an rice wine，there were 46 kinds of volatile compounds and the relative contents of alcohols，esters，hydrocarbons，phenols，aldehydes and ketones were 39.292%，23.556%，7.366%，1.888%，4.214%，respectively.A total of 27 volatile compounds were isolated from Shaoxing rice wine，and the relative contents of alcohols，esters，hydrocarbons，phenols，aldehydes and ketones were 43.600%，24.904%，1.437%，0.888%，19.316%，respectively.A total of 62 volatile compounds were identified from the two yellow rice wine.There were 11 kinds of volatile compounds in the two yellow rice wine，which were similar in aroma composition.Among them，the content of alcohols was the highest，and then the content of esters，and the relative contents of them were more than half of the total substance identified.This experiment analyzed different kinds of volatile substances from yellow rice wine，which provided data for the study of volatile substances in yellow rice wine and laid a solid foundation for the sensory evaluation method of yellow rice wine.

Key words? ? headspace solid phase microextraction（HS-SPME）;gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS）;yellow rice wine;volatile compound

黃酒是中國的民族特產(chǎn)，與啤酒、葡萄酒并稱世界三大古酒，其口感溫和，香氣醇厚，有“液體蛋糕”之稱。黃酒通常以稻米、黍米、小麥等谷物作為主要原料，利用酒曲等作為發(fā)酵劑，通過浸泡、蒸煮、加酒曲、糖化、發(fā)酵、壓榨、過濾、煎酒、貯存等工藝釀制而成的低度酒[1-2]。黃酒營養(yǎng)豐富，不僅含有糖類、多種氨基酸和維生素，還有醇類、酸類、酯類和酚類等風(fēng)味物質(zhì)[3-5]，其營養(yǎng)價(jià)值和保健功能已經(jīng)受到越來越多消費(fèi)者的重視和認(rèn)可。獨(dú)特的口感和香氣作為黃酒的一個(gè)重要品質(zhì)屬性，是衡量黃酒質(zhì)量的重要因素之一。黃酒中揮發(fā)性物質(zhì)不僅種類繁多，還存在累加以及抑制等相互作用[6-7]，研究其微量組分含量時(shí)需先提取富集。因此，選擇合適的研究分析方法來鑒別特征風(fēng)味物質(zhì)的組成，對(duì)黃酒的研制和生產(chǎn)具有重要意義。黃酒的揮發(fā)性成分主要來源于其原料在酒曲中的微生物和酶發(fā)酵過程中的生物化學(xué)變化。酒類揮發(fā)性成分的提取方法較為成熟，如液液萃取、蒸餾萃取、頂空法、固相萃取和固相微萃取等是常見的預(yù)處理技術(shù)[8-9]。王洪燕等[10]通過不同的溫度、時(shí)間及頂空固相微萃取器等酒樣富集條件，探索黃酒中的揮發(fā)性成分組成。劉? 浩等[11]采取頂空固相微萃取技術(shù)測(cè)定黃酒中揮發(fā)性物質(zhì)，并對(duì)這些成分進(jìn)行系統(tǒng)的分析。羅? 濤等[12]利用頂空固相微萃?。℉S-SPME）和氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用分析技術(shù)，檢測(cè)不同地區(qū)黃酒中的揮發(fā)性和半揮發(fā)性微量成分。此外，頂空固相微萃取技術(shù)在白酒[13]、葡萄酒[14]、果酒[15]、竹葉青酒[16]等樣品中揮發(fā)性成分分析中應(yīng)用較廣，但目前關(guān)于糜子黃酒與糯米黃酒揮發(fā)性成分分析的相關(guān)報(bào)道較少。其中，將固相微萃取法（Solid-Phase Micro-extraction，SPME）與頂空法（Head Space，HS）結(jié)合所建立的頂空固相微萃取技術(shù)聯(lián)合提取、萃取、富集于一體，具有環(huán)境友好、簡單有效、重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)，已成為酒類揮發(fā)性成分分析中最主流的技術(shù)之一。

本文采用頂空固相微萃取前處理技術(shù)，結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)儀，分析糜子黃酒與糯米黃酒中的揮發(fā)性物質(zhì)，為糜子黃酒與糯米黃酒揮發(fā)性物質(zhì)檢測(cè)提供理論依據(jù)，期望通過改善其生產(chǎn)工藝達(dá)到完善黃酒的食味特性和感官質(zhì)量評(píng)價(jià)體系、提升黃酒風(fēng)味質(zhì)量的目的，滿足不同的消費(fèi)群體，促進(jìn)黃酒行業(yè)的多樣性發(fā)展[17]。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗(yàn)材料

1.1.1? ? 樣品選擇。供試黃酒選擇延安糜子黃酒、紹興糯米黃酒。

1.1.2? ? 試劑及儀器。NaCl（分析純），天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司生產(chǎn);50/30 μm聚二乙烯苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxne，DVB/CAR/PDMS）固相微萃取頭及萃取手柄，美國Supelco公司生產(chǎn);7890A-N5975氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀及20 mL頂空瓶，美國Agilent公司生產(chǎn)。

1.2? ? 試驗(yàn)方法

1.2.1? ? 頂空固相微萃取方法。在20 mL頂空瓶中加入2.0 g NaCl和9.0 mL黃酒樣品，立即用帶有硅橡膠隔墊的瓶蓋密封，超聲1 min后置于溫度為60 ℃的水浴鍋中，保持30 min;再將已老化處理過的50/30 μm DVB/CAR /PDMS固相微萃取頭插入頂空瓶中，其末端不接觸黃酒樣品，在溫度60 ℃下繼續(xù)保持30 min，再將富集完成的固相微萃取頭取出，迅速插入氣相色譜儀進(jìn)樣口，于250 ℃解吸6 min，進(jìn)樣完成，同時(shí)啟動(dòng)儀器采集信號(hào)。

1.2.2? ? 氣相色譜-質(zhì)譜分析。氣相條件：色譜柱為HP-5柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），美國Agilent公司生產(chǎn);升溫程序：初始溫度35 ℃，以3.5 ℃/min升至230 ℃，保持10 min;載氣He，流速1.0 mL/min，不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣口溫度250 ℃。

質(zhì)譜條件：電子電離源（electron ionization，EI），離子源溫度230 ℃，電子電離能量70 eV，四級(jí)桿溫度150 ℃，質(zhì)量掃描范圍的荷質(zhì)比（m/e）22～500。

1.2.3? ? 定性分析。通過色譜積分圖和質(zhì)譜解析同時(shí)參考NIST08aL質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫檢索結(jié)果及相關(guān)化合物的保留指數(shù)、分析匹配度對(duì)黃酒中的揮發(fā)性化合物進(jìn)行定性分析。采用峰面積歸一化法計(jì)算各成分的相對(duì)含量[18-19]。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 延安糜子黃酒揮發(fā)性成分分析

在上述1.2.3試驗(yàn)條件下，對(duì)延安糜子黃酒進(jìn)行單因素分析，可得GC-MS總離子流圖，詳見圖1，隨后對(duì)其中每個(gè)峰進(jìn)行NIST08庫檢索，并與標(biāo)準(zhǔn)峰進(jìn)行比對(duì)，以確定延安糜子黃酒中的物質(zhì)成分。結(jié)果顯示，共檢出46種物質(zhì)[20]，詳見表1。

2.2? ? 紹興糯米黃酒揮發(fā)性成分分析

根據(jù)上述延安糜子黃酒揮發(fā)性成分分析的方法，對(duì)紹興糯米黃酒進(jìn)行分析，其揮發(fā)性組成成分和GC - MS總離子流圖分別如表2、圖2所示?？梢钥闯?，從紹興糯米黃酒中共計(jì)檢測(cè)出27種物質(zhì)。

2.3? ? 延安糜子黃酒與紹興糯米黃酒的揮發(fā)性成分組成

在延安糜子黃酒中，共鑒定出揮發(fā)性成分46種。按物質(zhì)類別相對(duì)含量由高到低排列依次為醇類（39.292%）、酯類（23.556%）、酚類（1.888%）、醛酮類（4.214%）、烴類（7.366%）、其他類（0.388%）。其中，醇類與酯類是糜子黃酒主要的揮發(fā)性成分類別，共占總揮發(fā)成分的62.848%。含量較高的前3種分別為苯乙醇（38.011%）、丁二酸二乙酯（8.693%）、γ-丁內(nèi)酯（3.145%），為糜子黃酒的主要香氣成分。對(duì)于紹興糯米黃酒，共鑒定出27種揮發(fā)性成分，與延安糜子黃酒類似，醇類（43.60%）和酯類（24.904%）是最主要的揮發(fā)性成分，其后依次為醛酮類（19.316%）、其他類（2.404%）、烴類（1.437%）、酚類（0.888%）。其中，含量較高的前3種分別為苯乙醇（43.224%）、苯甲醛（17.853%）、丁二酸二乙酯（15.837%），共占76.914%，構(gòu)成紹興糯米黃酒重要的揮發(fā)性成分[21]。黃酒中揮發(fā)性組分主要來自采用的原料和生產(chǎn)工藝，組成成分中醇類和酯類物質(zhì)成為影響黃酒品質(zhì)的主要因素，決定著黃酒的獨(dú)特風(fēng)味。

2.4? ? 延安糜子黃酒與紹興糯米黃酒中醇類化合物

醇類化合物是由糖代謝或者氨基酸脫氫脫羧作用產(chǎn)生，醇類物質(zhì)所表現(xiàn)的感官刺激首先是嗅覺，其次是味覺。在延安糜子黃酒與紹興糯米黃酒的揮發(fā)性成分中醇類物質(zhì)的含量均最高，共檢測(cè)到4種醇類物質(zhì)，其中延安糜子酒中有3種，紹興糯米酒中有2種，共同存在的有1種，即苯乙醇。苯乙醇是所有揮發(fā)性成分中含量最高的物質(zhì)，具有淡雅、甜潤的香氣，給人以愉悅的感覺，但當(dāng)其含量超過一定值時(shí)，飲用后易醉。因此，將苯乙醇的含量控制在一定范圍內(nèi)對(duì)黃酒的品質(zhì)尤為重要。此外，2種黃酒中還含有可改善酒體風(fēng)味作用的2-乙基己醇、1H-茚醇、類似葡萄酒氣味的2-丁醇[22]。

2.5? ? 延安糜子黃酒與紹興糯米黃酒揮發(fā)性成分中的酯類化合物

酵母發(fā)酵與陳釀過程是酯類化合物形成的主要途徑，后者即醇類的酯化，大多數(shù)酯類具有花香或水果香。從測(cè)試結(jié)果可知，延安糜子黃酒與紹興糯米黃酒中的酯類物質(zhì)含量僅次于醇類物質(zhì)，分別為23.556%和24.904%。其中，丁二酸二乙酯呈現(xiàn)愉悅的葡萄香氣和淡雅的酒香，在2種黃酒的酯類物質(zhì)中含量均為最高;此外，還含有淡淡香味的γ-丁內(nèi)酯、有水果香味的辛酸乙酯、有濃烈而甜的蜂蜜香氣的苯乙酸乙酯、有椰子香氣的正戊基丁內(nèi)酯（椰子醛）等[23]。

2.6? ? 延安糜子黃酒與紹興糯米黃酒揮發(fā)性成分中的烴類物質(zhì)和酚類化合物

烴類化合物共檢測(cè)到22種，其中延安糜子酒19種、紹興糯米黃酒5種，共同存在的有2種。烷烴類化合物一般氣味微弱。酚類物質(zhì)共檢測(cè)出2種，說明這2種類型的黃酒可能存在一定的抗氧化活性[24]。

2.7? ? 延安糜子黃酒與紹興糯米黃酒揮發(fā)性成分中的醛酮類化合物

醛酮類物質(zhì)是發(fā)酵后期產(chǎn)生，具有特殊的香氣，能使酒體香氣更加濃郁。2種黃酒中共檢測(cè)到醛酮類物質(zhì)有8種，其中延安糜子黃酒含7種，紹興糯米酒含2種，共同存在的物質(zhì)是具有苦杏仁及堅(jiān)果香的苯甲醛。紹興糯米黃酒中含有呈蜜糖香氣的α-亞乙基-苯乙醛;延安糜子黃酒中含有甜香、柑橘香的癸醛和有杏仁、櫻桃香味的苯乙醛等多種香味物質(zhì)，其中反式肉桂醛不僅有特殊的肉桂芳香，還具有殺菌消毒、脂肪分解、抗病毒和抗癌等功能[25-27]。

3? ? 結(jié)論與討論

3.1? ? 結(jié)論

本研究使用頂空固相微萃取結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對(duì)延安糜子黃酒與紹興糯米黃酒的香氣成分進(jìn)行鑒定，共鑒定得到香氣成分62種。從延安糜子黃酒中檢測(cè)到的化合物共有46種，包括醇類化合物3種、酯類化合物15種、烴類化合物19種、酚類化合物1種、醛酮類化合物7種等;紹興糯米黃酒27種，包括醇類化合物2種、酯類化合物15種、烴類化合物5種、酚類化合物1種、醛酮類化合物2種等;2種黃酒共有的揮發(fā)性成分有11種。其中，醇類和酯類是2種黃酒中最主要的香氣成分。由于原料及發(fā)酵工藝不同，其相對(duì)含量存在差異，苯乙醇是2種黃酒中氣味成分特征類成分，貢獻(xiàn)最大。

3.2? ? 討論

黃酒的各種香氣成分的含量、感官閾值以及相互作用決定其最終的香氣特征，風(fēng)味組分的鑒定還需要有人體嗅覺感官分析的參與。黃酒中風(fēng)味物質(zhì)強(qiáng)度的量化研究歷來是黃酒評(píng)價(jià)的努力方向，本研究對(duì)黃酒中最重要的風(fēng)味物質(zhì)醇酯的分析，為黃酒風(fēng)味物質(zhì)的進(jìn)一步研究奠定了一定基礎(chǔ)。

黃酒中的揮發(fā)性風(fēng)味成分是酒體的重要成分之一，其中曲香主要來源于原料、酒曲自身的風(fēng)味;酒香主要來自于發(fā)酵過程中的微生物特別是酵母代謝的過程;陳香來自于陳釀階段形成的風(fēng)味物質(zhì)。黃酒中的風(fēng)味物質(zhì)由多種微量成分組合而成，包括醇、酯、烴、酚及醛酮類化合物，其中醇類化合物是主要香氣成分，酯類化合物成分較為復(fù)雜，酵母發(fā)酵與陳釀過程是酯類化合物形成的主要途徑，大多數(shù)酯類具有花香或水果。對(duì)構(gòu)成黃酒風(fēng)味主體的酸類物質(zhì)，尤其是對(duì)有機(jī)酸和脂肪酸的研究也是黃酒風(fēng)味物質(zhì)研究的重要方面，有機(jī)酸和脂肪酸種類和數(shù)量決定著黃酒的品質(zhì)和保質(zhì)期，須進(jìn)一步分析探討。本課題較為全面地了解了糜子及糯米黃酒風(fēng)味成分以及氣味特征，對(duì)黃酒產(chǎn)品開發(fā)、黃酒風(fēng)味評(píng)價(jià)及其營養(yǎng)品質(zhì)具有重要意義。

4? ? 參考文獻(xiàn)

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