基于GC-MS和嗅聞儀聯(lián)用濃香型白酒中窖泥臭味成分分析

吳文睿，董 琪 *，劉 露，劉開(kāi)放，蒲順昌，方頌平

（1.亳州學(xué)院生物與食品工程系，安徽亳州 236800；2.亳州學(xué)院配制酒工程技術(shù)研究中心，安徽亳州 236800）

白酒是世界著名的六大蒸餾酒之一，其中濃香型白酒占據(jù)重要地位，其產(chǎn)量及市場(chǎng)占有率占整個(gè)白酒行業(yè)的70%左右[1]。眾所周知，濃香型白酒特色工藝是采用泥窖發(fā)酵[2-3]。窖池中的窖泥富含豐富的對(duì)酒體風(fēng)味有貢獻(xiàn)的釀造微生物和風(fēng)味物質(zhì)[4-6]。然而，一些異雜味物質(zhì)也進(jìn)入酒體中，影響白酒的品質(zhì)[7]。白酒生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)或是酒體成分失調(diào)都有可能產(chǎn)生異雜味[8-9]。隨著社會(huì)與科技的快速發(fā)展，白酒產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展期，人們對(duì)酒的風(fēng)味和口感要求越來(lái)越高，白酒中異雜味物質(zhì)的消除迫在眉睫，但當(dāng)前行業(yè)對(duì)白酒中異雜味諸如泥臭味形成機(jī)理尚不清晰，也未有詳細(xì)而全面的論述[10]。泥臭味對(duì)濃香型白酒風(fēng)味影響很大，會(huì)影響消費(fèi)者的情緒，在一定程度上阻礙了產(chǎn)品品質(zhì)的進(jìn)一步提升。

目前對(duì)濃香型白酒中窖泥味研究泛泛而談，不系統(tǒng)，沒(méi)有從嗅覺(jué)研究深入到物質(zhì)起源，并指導(dǎo)生產(chǎn)，仍有許多謎底有待揭開(kāi)。目前，已有大量在白酒異味方面的研究[11-13]，徐巖等[14-15]檢測(cè)窖泥中的可揮發(fā)性組分后，應(yīng)用現(xiàn)代分離與風(fēng)味研究技術(shù)，確認(rèn)產(chǎn)生窖泥臭的化合物是4-甲基苯酚，并在特定條件下確定其嗅覺(jué)閾值。濃香型白酒的釀造以傳統(tǒng)工藝的傳承為主，其生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量控制主要依靠經(jīng)驗(yàn)，對(duì)窖泥質(zhì)量的鑒定長(zhǎng)期以來(lái)主要依靠感官鑒定以及一些理化指標(biāo)的分析數(shù)據(jù)[14-16]。然而，窖泥中風(fēng)味物質(zhì)眾多，是一個(gè)組分復(fù)雜的混合體系[17]，如何從復(fù)雜的風(fēng)味體系中對(duì)目標(biāo)成分進(jìn)行定性和定量分析一直是一大難題。目前氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）與嗅聞（olfactometry）聯(lián)用技術(shù)已廣泛用于鎮(zhèn)江香醋[18]、蘋(píng)果[19]、奶酪、天然蘋(píng)果香精香氣[20]等食品的特征香氣成分分析。但將GC-MS與嗅聞儀聯(lián)進(jìn)行窖泥臭味成分檢測(cè)分析的研究報(bào)道較少。

本實(shí)驗(yàn)采用GC-MS與嗅聞儀聯(lián)用對(duì)濃香型白酒中窖泥臭味成分進(jìn)行分析與鑒定，結(jié)合稀釋梯度法，定性檢測(cè)濃香白酒基酒中窖泥臭味成分，以期消除濃香型白酒中窖泥味，提高濃香型白酒的質(zhì)量。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

不同的窖泥和基酒樣品，各分為3組。窖泥樣品：1號(hào)為無(wú)窖泥臭味窖泥、2號(hào)和3號(hào)為有窖泥臭味窖泥，且生產(chǎn)的酒帶窖泥臭味；基酒樣品：a號(hào)樣品有窖泥臭味酒樣、b號(hào)樣品有異味的酒樣、c號(hào)樣品無(wú)窖泥臭味。所有樣品均來(lái)自亳州某白酒生產(chǎn)企業(yè)。

1.2 儀器與設(shè)備

7890A-5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、Sniffer 9000嗅聞儀、Agilent PC420固相微萃取（solid phase microextraction，SPME）儀：美國(guó)Agilent科技有限公司；CAR/PDMS 75 μm頂空固相萃取頭：美國(guó)SUPELCO公司。

1.3 方法

1.3.1 窖泥揮發(fā)性成分分析

利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）對(duì)3種窖泥樣品的揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行分析檢測(cè)，并用嗅聞儀進(jìn)行嗅聞。

樣品前處理?xiàng)l件：取20 mL頂空瓶放入轉(zhuǎn)子，稱(chēng)取4 g氯化鈉和2 g窖泥加入頂空瓶中，加入10 mL去離子水，蓋緊瓶塞，超聲波振蕩30 min。選取50/30 μm DVB/CAR/PDMS三相萃取頭插入已平衡的頂空瓶，在55 ℃水浴中萃取40 min，插入GC進(jìn)樣口250 ℃解吸5 min進(jìn)行質(zhì)譜數(shù)據(jù)的采集。

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析條件：色譜柱為DB-wax（60 m×0.25 mm×0.25 μm）；不分流，流速0.9 mL/min；進(jìn)樣口溫度：230 ℃；升溫程序：35 ℃保持4 min，以2 ℃/min升溫至60 ℃不保持，以6 ℃/min升溫至180 ℃保持15 min；質(zhì)譜條件：傳輸線溫度為230 ℃，電離方式為電子電離（electron ionization，EI）源，電子能量為70 eV，離子源溫度為230 ℃。

1.3.2 濃香型白酒中臭味成分分析

對(duì)3種酒樣風(fēng)味成分進(jìn)行分析檢測(cè)，并用嗅聞儀進(jìn)行嗅聞。

樣品前處理?xiàng)l件：取20 mL頂空瓶放入轉(zhuǎn)子，吸取酒樣8 mL和稱(chēng)取3 g氯化鈉加入頂空瓶中，設(shè)置磁力攪拌器溫度為50 ℃，轉(zhuǎn)速400 r/min，選取50/30 μm DVB/CAR/PDMS三相萃取頭插入已平衡的頂空瓶，萃取30 min，插入GC進(jìn)樣口250 ℃解吸5 min進(jìn)行質(zhì)譜數(shù)據(jù)的采集。

氣相質(zhì)譜聯(lián)用儀分析條件同上1.3.1。

1.3.3 香氣重構(gòu)和缺失驗(yàn)證

通過(guò)對(duì)窖泥和有窖泥味的基酒進(jìn)行分析，并結(jié)合聞香儀的嗅聞篩選到產(chǎn)生窖泥臭味或異味物質(zhì)，購(gòu)買(mǎi)窖泥、酒樣中異味物質(zhì)的純品，配成閾值濃度、1倍閾值濃度、2倍閾值濃度、3倍閾值濃度4種不同濃度的標(biāo)樣，不同物質(zhì)閾值見(jiàn)表1。將這些異味物質(zhì)不同濃度的標(biāo)樣通過(guò)用累積添加、遞減添加的方式配制評(píng)酒樣品，通過(guò)對(duì)酒樣品的品評(píng)，篩選出確定窖泥臭味物質(zhì)。

表1 不同物質(zhì)的閾值Table 1 Threshold of different substances

將優(yōu)級(jí)食用酒精稀釋至50%vol，根據(jù)上述初步得到基酒中異味物質(zhì)的閾值和在酒中的含量配制單成份12個(gè)樣品。通過(guò)多位國(guó)家一級(jí)品酒師的嗅聞，確定窖泥臭味物質(zhì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 窖泥揮發(fā)性成分分析

通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）分析檢測(cè)3種窖泥樣品，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同窖泥樣品中揮發(fā)性成分Table 2 Volatile components in different pit mud samples

續(xù)表

由表2可知，3種窖泥樣品中共檢測(cè)出64種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，主要成分為己酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯、己酸己酯、辛酸己酯、辛酸壬酯、辛醇、己酸、庚酸、辛酸、4-甲基苯酚。通過(guò)進(jìn)一步采用嗅聞儀嗅聞，可以判定主要異味物質(zhì)有丁酸、已酸、辛酸（有汗臭味）和4-甲基苯酚（有特殊臭味）[15]。

2.2 濃香型白酒中臭味成分分析

通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）對(duì)3種酒樣進(jìn)行分析檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 不同酒樣異味成分Table 3 Odor components in different base liquors samples

續(xù)表

由表3可知，3種酒樣中共檢測(cè)出54種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，主要成分為2-甲基丁醇、3-甲基丁醇、辛醇、己醇、乙酸、丁酸、辛酸、異丁酸、3-甲基丁酸、己酸、己酸丁酯、丁酸己酯、辛酸乙酯、己酸異戊酯、己酸己酯、癸酸乙酯、苯甲酸乙酯、己酸乙酯。通過(guò)進(jìn)一步采用嗅聞儀嗅聞，可以判定主要異味物質(zhì)有2-甲基丁醇（辛辣刺鼻的羊乳干酪樣氣味）、3-甲基丁醇（有不愉快氣味和刺激味）、3-甲基丁酸（有強(qiáng)烈難聞氣味）、丁酸甲硫醇酯（有硫化物樣氣味）、二甲基三硫（大蒜味）、丁二酸二乙酯（有特殊氣味）、甲基烯丙基硫醚（有硫醚的特有氣味）、4-甲基苯酚（具有苯酚味）、苯酚（有特殊的臭味和燃燒味）、丁酸、辛酸。

2.3 香氣重構(gòu)和缺失驗(yàn)證結(jié)果

2.3.1 累積添加的方式配制評(píng)酒樣品

購(gòu)買(mǎi)窖泥、酒樣中異味物質(zhì)的純品，每個(gè)品各配成閾值濃度、1倍閾值濃度、2倍閾值濃度、3倍閾值濃度四種不同濃度的標(biāo)樣，將這些異味物質(zhì)不同濃度的標(biāo)樣通過(guò)用累積添加，通過(guò)用累積添加的方式配制樣品，通過(guò)品酒師的品評(píng)初步界定基酒中的窖泥臭味物質(zhì)范圍，它們是有機(jī)酸、含硫化合物、酚類(lèi)物質(zhì)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看基酒中窖泥臭味不是單個(gè)物質(zhì)顯現(xiàn)出氣味，是兩個(gè)或多個(gè)呈味物質(zhì)混合在一起，在一定條件作用下顯現(xiàn)出的特殊氣味。

2.3.2 遞減添加的方式配制樣品

呈味物質(zhì)采用的遞減添加的方式添加，添加量根據(jù)異味物質(zhì)的閾值和在酒中的含量來(lái)定量。在初步界定基酒中的窖泥臭味物質(zhì)范圍內(nèi)通過(guò)用遞減添加的方式配制樣品，通過(guò)品評(píng)來(lái)縮小窖泥臭味物質(zhì)范圍，以便較準(zhǔn)確確定基酒中的窖泥臭味物質(zhì)。

購(gòu)買(mǎi)異味物質(zhì)的純品，每個(gè)品各配成閾值濃度、1倍閾值濃度、2倍閾值濃度、3倍閾值濃度四種不同濃度的標(biāo)樣，用遞減添加的方式多次配制復(fù)合產(chǎn)生窖泥臭味物質(zhì)樣品，通過(guò)多位國(guó)家一級(jí)品酒師的品評(píng)，基本確定產(chǎn)生窖泥臭味物質(zhì)主要是三個(gè)部分：以含硫化合物引起窖泥臭味；以丁酸、已酸等有機(jī)酸引起窖泥臭味；以丁酸、辛酸等與4-甲基苯酚相互作用引起窖泥臭味。

3 結(jié)論

本研究通過(guò)利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀和嗅聞儀相結(jié)合的分析方法對(duì)窖泥和有窖泥味的基酒進(jìn)行分析，并結(jié)合嗅聞儀的嗅聞篩選到產(chǎn)生窖泥臭味或異味物質(zhì)，再通過(guò)香氣重構(gòu)和缺失驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)確定產(chǎn)生窖泥臭味物質(zhì)的組成，初步得出產(chǎn)生窖泥臭味物質(zhì)主要包括三個(gè)部分：以含硫化合物引起窖泥臭味；以丁酸、已酸等有機(jī)酸引起窖泥臭味；以丁酸、辛酸等與4-甲基苯酚相互作用引起窖泥臭味。這對(duì)提高濃香型白酒質(zhì)量，消除濃香型白酒窖泥臭味有積極的意義。