HS-SPME-GC-MS結(jié)合感官評(píng)價(jià)分析丹鳳佳釀白酒的揮發(fā)性風(fēng)味成分

蔣青香，張 婷，倪 輝，2，3，李利君，2，3，楊遠(yuǎn)帆，2，3，黃高凌，2，3*

（1.集美大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，福建 廈門(mén) 361021；2.福建省食品微生物與酶工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門(mén) 361021；3.廈門(mén)市食品生物工程技術(shù)研究中心，福建 廈門(mén) 361021）

白酒作為中國(guó)特有的一種蒸餾酒，在人們社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域中一直占據(jù)著不可替代的地位，其中濃香型白酒的市場(chǎng)份額高達(dá)白酒總量的60%～70%，是中國(guó)白酒的典型代表[1]。四川五糧液、天津津酒、河南杜康酒、廈門(mén)丹鳳佳釀酒、安徽古井貢酒和寧夏大夏貢酒等是我國(guó)的地方特色濃香型白酒?！暗P”白酒的產(chǎn)銷量在福建省居于第一，是該省的第一白酒品牌[2]，且廈門(mén)丹鳳佳釀酒，系丹鳳濃香型白酒的主打制作之一，因采用混蒸、混燒、固態(tài)續(xù)渣發(fā)酵法及選取優(yōu)質(zhì)糯高梁為原料，并以優(yōu)良純菌種陪曲，同時(shí)采取低溫入池、熟糠拌料、延長(zhǎng)發(fā)酵等釀造工藝，使其具有酒質(zhì)無(wú)色，清亮透明的品質(zhì)[3]，一直備受當(dāng)?shù)厝说那嗖A。

香氣是衡量白酒品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，但僅有2%～3%的呈香呈味物質(zhì)及其量比關(guān)系決定白酒的質(zhì)量和香型[4]。目前，白酒香氣提取的方法主要包括液液萃取（liquid-liquid extraction，LLE）、頂空固相微萃?。╤eadspace solid-phase microextraction，HS-SPME）[5]、同時(shí)蒸餾萃?。╯imultaneous distillation extraction，SDE）及攪拌棒吸附萃?。╯tir bar sorptive extraction，SBSE）[1]等，其中，HS-SPME是一種無(wú)需溶劑、操作簡(jiǎn)單的快速萃取分離方法，具有集樣品前處理、吸附萃取、直接進(jìn)樣于一體等特點(diǎn)，適合白酒中揮發(fā)性風(fēng)味成分的分析檢測(cè)[6]；另外，白酒香氣組成主要是采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（gaschromatography-massspectrometry，GC-MS）儀、氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatography-olfactom etry-mass spectrometry，GC-O-MS）儀和氣相色譜-氫離子火焰檢測(cè)（gas chromatography-flame ionization detector，GCFID）[7]等進(jìn)行分析檢測(cè)，其中GC-MS聯(lián)用技術(shù)具有分離度高、靈敏度好和分析速度快等優(yōu)點(diǎn)，且適用于微量成分的準(zhǔn)確定性和精確定量[8]。

目前對(duì)濃香型白酒香氣成分的報(bào)道頗多，許柏球等[9]采用HS-SPME-GC-MS分析五糧液的香氣成分，表明該酒相對(duì)含量較高的香氣成分（≥5.00%）依次為乙醇、已酸乙酯和辛酸乙酯；李賀賀等[1]采用HS-SPME和SBSE分析古井貢酒中的香氣成分，結(jié)果共定性出190種化合物；王曉欣等[10]采用GC-MS分析濃香型習(xí)酒的揮發(fā)性香氣成分，結(jié)果表明該酒中重要的揮發(fā)性香氣成分（即香氣活力值（odor activity value，OAV）≥100）為己酸乙酯、大馬酮、辛酸乙酯等；FAN W L等[11]采用HS-SPME-GC-MS分析洋河大曲酒的香氣成分，表明酯類化合物是該酒的主要香氣成分。雖然已有很多學(xué)者對(duì)濃香型白酒的揮發(fā)性香氣成分進(jìn)行分析，但有關(guān)地方特色濃香型白酒如丹鳳佳釀白酒的香氣特征卻鮮有報(bào)道。

因此，本研究采用HS-SPME結(jié)合GC-MS對(duì)丹鳳佳釀白酒揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行定性定量分析，同時(shí)通過(guò)感官評(píng)價(jià)對(duì)該酒的整體香氣輪廓進(jìn)行分析，為進(jìn)一步改進(jìn)該酒的釀造工藝提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

丹鳳佳釀白酒（酒精度38%vol）：亞洲釀酒（廈門(mén)）有限公司；正構(gòu)烷烴（C8-C20）、環(huán)己酮、1-丁醇、苯乙醛、己醛、己酸己酯（均為色譜純）：美國(guó)Sigma-Aldrich公司；檸檬烯氧化物（色譜純）：英國(guó)Alfa Aesar公司；無(wú)水乙醇（優(yōu)級(jí)純）：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HH-1數(shù)顯恒溫水浴鍋：國(guó)華電器有限公司；57330-U手動(dòng)SPME進(jìn)樣器、75 μm CAR/PDMS固相微萃取頭：美國(guó)Supelco公司；QP-2010 Plus氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)儀：日本島津公司；Rtx-5MS毛細(xì)管色譜柱（60 m×0.32 mm×0.25 μm）：美國(guó)Restek公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 丹鳳佳釀白酒揮發(fā)性成分的頂空固相微萃取

準(zhǔn)確量取1 mL丹鳳佳釀白酒于50 mL頂空瓶中，同時(shí)加入28 mL超純水，0.4 g氯化鈉，1 mL質(zhì)量濃度為1 mg/mL的環(huán)己酮（內(nèi)標(biāo)物），適當(dāng)振蕩搖勻，置于60 ℃數(shù)顯恒溫水浴鍋中平衡5 min，然后將老化好的75 μm CAR/PDMS固相微萃取頭插于頂空瓶上方空氣中吸附20 min，在GC進(jìn)樣口解吸附3 min，進(jìn)行GC-MS分析。

1.3.2 GC-MS檢測(cè)條件

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀的分析操作條件參考文獻(xiàn)[12]。

1.3.3 揮發(fā)性成分的定性分析

將正構(gòu)烷烴（C8～C20）標(biāo)準(zhǔn)品和樣品進(jìn)行GC-MS分析，利用質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)（NIST08、NIST08s、FFNSC1.3）進(jìn)行相似度檢索，篩選質(zhì)譜匹配度＞80%的物質(zhì)，同時(shí)結(jié)合基峰、特征離子峰和計(jì)算的保留指數(shù)（retention index，RI）與文獻(xiàn)報(bào)道的保留指數(shù)進(jìn)行對(duì)比綜合定性，其中保留指數(shù)按VANDENDOOL H等[13]定義的方法進(jìn)行計(jì)算：

式中：RIx表示待測(cè)組分的保留指數(shù)；T（i）表示待測(cè)組分的保留時(shí)間，min；n和n+1分別表示正構(gòu)烷烴的碳原子個(gè)數(shù)；T（n）和T（n+1）分別表示待測(cè)組分出峰前后相鄰的兩個(gè)正構(gòu)烷烴的保留時(shí)間，min。

1.3.4 揮發(fā)性成分的定量分析

將環(huán)己酮作為內(nèi)標(biāo)物，采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量。

1.3.5 感官評(píng)價(jià)

丹鳳佳釀白酒的感官屬性以表1所示不同質(zhì)量濃度的香氣標(biāo)準(zhǔn)品作為參考，選取10名（6名男性、4名女性）具有長(zhǎng)期感官評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)并經(jīng)統(tǒng)一培訓(xùn)的感官評(píng)價(jià)員，按GB/T 10345—2007《白酒分析方法》對(duì)酒樣進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，并參照GB/T 33405—2016《白酒感官品評(píng)術(shù)語(yǔ)》說(shuō)明其氣味特征。

表1 丹鳳佳釀白酒感官評(píng)價(jià)參考標(biāo)準(zhǔn)品信息及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Information of reference standard and sensory evaluation standard of Danfeng Jianiang Baijiu

1.3.6 統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Office Excel 2010軟件進(jìn)行均值、標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算和雷達(dá)圖的繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 揮發(fā)性成分的定性分析

經(jīng)GC-MS分析，得到丹鳳佳釀白酒中揮發(fā)性成分的總離子流色譜圖，見(jiàn)圖1。依據(jù)相似度檢索、質(zhì)譜匹配度＞80%、與參考文獻(xiàn)中保留指數(shù)進(jìn)行對(duì)比以及特征離子（characteristic ion，CI）碎片分析進(jìn)行定性，共鑒定出45種揮發(fā)性成分，結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知，45種揮發(fā)性成分包括酯類32種，醇類6種，醛酮類5種，酸類1種和其他類1種。由此可知，酯類、醇類、醛酮類為丹鳳佳釀白酒的主要揮發(fā)性成分，這與程嬌嬌等[8]研究其他濃香型白酒的香氣成分種類基本一致。

圖1 丹鳳佳釀白酒中揮發(fā)性成分的總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatogram of volatile compounds in Danfeng Jianiang Baijiu

表2 丹鳳佳釀白酒中揮發(fā)性成分的GC-MS 鑒定結(jié)果Table 2 Results of identification of volatile compounds in Danfeng Jianiang Baijiu by GC-MS

續(xù)表

2.2 揮發(fā)性成分的定量分析

丹鳳佳釀白酒中揮發(fā)性成分的含量、閾值及香味特征見(jiàn)表3。

由表3可知，在丹鳳佳釀白酒中，酯類物質(zhì)的相對(duì)含量為94.51%，其中己酸乙酯（1 071.44 μg/mL）是丹鳳佳釀白酒樣中揮發(fā)性成分含量最高的物質(zhì)，相對(duì)含量為50.23%，且因其閾值[26]（0.06 μg/mL）較低，貢獻(xiàn)了主要的果香，符合濃香型白酒以己酸乙酯為主體復(fù)合香氣的特點(diǎn)[3]；其他含量較高的酯依次為辛酸乙酯（399.05 μg/mL）、乙酸乙酯（107.78 μg/mL）和丁酸乙酯（102.46 μg/mL），主要呈現(xiàn)果香、醇香和花香[26，30]。乙酯類物質(zhì)在該酒中占據(jù)了較大比例，原因是在釀造過(guò)程中產(chǎn)生的乙醇與酒體中的酸類物質(zhì)發(fā)生酯化反應(yīng)所致。此外，丹鳳佳釀白酒的酯類組成和含量與古井貢酒[4]和五糧液[31]相比，古井貢酒中含量較高的酯類依次是己酸乙酯、乳酸乙酯和甲酸丁酯，五糧液依次是己酸乙酯、乙酸乙酯和丁酸乙酯，而丹鳳佳釀白酒與之相異，原因可能是不同品牌的濃香型白酒其主要原料、生產(chǎn)工藝及產(chǎn)地氣候環(huán)境的不同導(dǎo)致了揮發(fā)性成分種類上和含量上的差異。另外，酯類揮發(fā)性成分大多具有芳香性氣味，使白酒整體呈現(xiàn)令人愉悅的果香香氣，對(duì)白酒典型風(fēng)格的形成起著關(guān)鍵作用[4]。

醇類物質(zhì)的相對(duì)含量為2.40%，其中乙醇、3-甲基丁醇和己醇含量較高，分別為42.77μg/mL、3.10μg/mL和2.50μg/mL，主要呈現(xiàn)醇香、果香和花香[14]。這幾種物質(zhì)在古井貢酒中都已被檢測(cè)到[14]，但該酒中的醇類物質(zhì)種類和含量都比丹鳳佳釀白酒多，原因可能是丹鳳佳釀白酒中的大部分酸類物質(zhì)和醇類物質(zhì)在發(fā)酵過(guò)程中通過(guò)酯化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成了酯類物質(zhì)。此外，醇類作為白酒的助香劑，主要協(xié)調(diào)白酒的香氣與口感，從而賦予白酒濃厚的醇香味[4]。

表3 丹鳳佳釀白酒中揮發(fā)性成分的定量結(jié)果及香味特征Table 3 Quantitation and aroma characteristics of volatile compounds in Danfeng Jianiang Baijiu

續(xù)表

醛酮類物質(zhì)的相對(duì)含量為1.77%，其中糠醛、2-壬酮和2-丁烯醛的含量分別為25.88 μg/mL、5.58 μg/mL和3.28 μg/mL。醛酮類物質(zhì)主要由氨基酸脫氨脫羧、脂質(zhì)降解、酮酸脫羧和醇氧化等反應(yīng)生成[32]。另外，糠醛和2-壬酮分別具有甜香和青草香[22]，3-甲基丁醛因其較低的閾值（0.003 μg/mL）貢獻(xiàn)了果香，從而使酒體風(fēng)味更加豐富。

丹鳳佳釀白酒中所檢測(cè)到的酸類物質(zhì)為己酸（26.57 μg/mL），相對(duì)含量為1.25%，該物質(zhì)不僅是產(chǎn)生濃香型白酒窖香的主要成分之一[1]，還是合成己酸乙酯的前體物質(zhì)。適量的酸可以提高酒體的復(fù)合香氣。

2.3 感官評(píng)價(jià)

丹鳳佳釀白酒氣味特征感官評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 丹鳳佳釀白酒中主體香味的雷達(dá)圖Fig.2 Radar map of the main aroma components in Danfeng Jianiang Baijiu

由圖2可知，丹鳳佳釀白酒主要呈現(xiàn)醇香和果香，甜香和花香的強(qiáng)度相對(duì)較弱，青草香的強(qiáng)度最弱，這表明醇香和果香構(gòu)成了該酒主要香氣輪廓，原因是大部分酯類物質(zhì)具有果香味[10]，且乙醇等醇類物質(zhì)有襯托酯香的作用[33]，因此賦予該酒濃郁的醇香味，這一結(jié)果與丹鳳佳釀白酒中揮發(fā)性成分的定量分析及香氣描述結(jié)果（表3）一致。此外，丹鳳佳釀白酒與同種香型不同品牌的白酒其香氣輪廓亦存在差異，可能是由于原料和釀造工藝的不同導(dǎo)致的。

3 結(jié)論

通過(guò)HS-SPME結(jié)合GC-MS在丹鳳佳釀白酒中共鑒定出45種揮發(fā)性成分，包括酯類32種、醇類6種、醛酮類5種、酸類1種和其他類揮發(fā)性成分1種，相對(duì)含量分別為94.51%、2.40%、1.77%、1.25%和0.07%；其中酯類中含量較高的物質(zhì)為己酸乙酯（50.23%）、辛酸乙酯（18.71%）、乙酸乙酯（5.05%）和丁酸乙酯（4.80%），醇類中含量較高的物質(zhì)為乙醇（2.01%）、3-甲基丁醇（0.15%）和己醇（0.12%），醛酮類中含量較高的物質(zhì)為糠醛（1.21%）和2-壬酮（0.26%），酸類中含量較高的物質(zhì)為己酸（1.25%）。感官分析發(fā)現(xiàn)，醇香和果香是該酒的主要風(fēng)味輪廓。研究表明，丹鳳佳釀白酒的主要揮發(fā)性風(fēng)味成分為酯類、醇類和醛酮類，整體呈現(xiàn)醇香和果香，這一結(jié)果為進(jìn)一步研究濃香型白酒的香氣特征及改善白酒的釀造工藝提供了理論依據(jù)。