一種典型醬香型白酒甜香風(fēng)味酒揮發(fā)性香氣成分分析

莫新良，楊 亮，滕明德，鐘艷霞，岳倩倩

（茅臺學(xué)院 釀酒工程系，貴州 遵義 564501）

醬香型白酒是我國四大基本香型白酒之一，因其具有醇厚的酒體、幽雅細(xì)膩的香氣廣為人們喜愛[1]。醬香型白酒香氣種類繁多、成分復(fù)雜，目前，已用感官品評方法對構(gòu)成酒體的基酒香氣類型大致分為三類：醇甜、醬香和窖底香[1-2]。而甜香氣味是白酒中較為常見的風(fēng)味之一，是構(gòu)成“醇甜”香型的重要感官屬性，甜香風(fēng)味物質(zhì)也是“醇甜”香型的重要成分，對高品質(zhì)的白酒質(zhì)量有重要影響。然而，在已有的文獻(xiàn)中，尚缺乏對醬香型白酒中甜香風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)研究的報道，關(guān)于具有甜香風(fēng)味特征的醬香型酒風(fēng)味物質(zhì)相關(guān)報道非常少，因此，探究我國醬香型白酒甜香風(fēng)味的化學(xué)本質(zhì)對提升白酒品質(zhì)具有重要意義。

由于復(fù)雜的基質(zhì)及低含量和多種類香氣成分的影響，無法用實驗儀器直接分析醬香型白酒中的香氣物質(zhì)，故需要選擇合適的樣品預(yù)處理方法及恰當(dāng)?shù)臋z測儀器如氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）等對樣品進(jìn)行處理分析。常見的白酒風(fēng)味物質(zhì)的預(yù)處理方法主要有液-液萃取法（liquid-liquid extraction，LLE）[3-5]、固相萃取法[6]、頂空固相微萃取法（head-space solid-phase microextraction，HS-SPME）法[7-9]、液-液微萃取法（liquid-liquid microextraction，LLME）[10-11]等，其中LLE和HS-SPME因具有非常多的優(yōu)點，在白酒香氣分析中應(yīng)用得最為廣泛，但是任何一種方法對物質(zhì)的萃取分析都存在一定的優(yōu)缺點和各自的側(cè)重點，而致使提取分析結(jié)果存在一定差異[4，12]。本研究采用LLE和HS-SPME結(jié)合GC-MS 技術(shù)剖析醬香型甜香風(fēng)味酒的揮發(fā)性成分，為后續(xù)醬香型甜香風(fēng)味酒的甜香風(fēng)味化學(xué)本質(zhì)的研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

24種具有不同甜香強(qiáng)度醬香型甜香風(fēng)味白酒酒樣（酒精度53.0%vol）：來源于貴州茅臺鎮(zhèn)某酒廠。

1.1.2 試劑

CH2Cl2、NaCl、無水Na2SO4（均為分析純）：上海國藥集團(tuán)；正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品（C5～C30）（色譜純）：天津光復(fù)精細(xì)化工研究所；2-辛醇（色譜純）：美國Sigma-Aldrich 公司。

1.2 儀器與設(shè)備

7890A-5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、DB-FFAP毛細(xì)管色譜柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm）：美國Agilent公司；SPME自動進(jìn)樣裝置：德國Gerstel公司；2 cm DVB/CAR/PDMS固相微萃三相萃取頭：美國Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 感官分析

參考相關(guān)文獻(xiàn)[13-14]，甜香風(fēng)味被描述為“煮熟的麥片香氣”，雖然有用“β-大馬仕酮”[14]、“檸檬烯氧化物”[15]、“苯丙酸乙酯”[3]等標(biāo)準(zhǔn)來定量描述，但目前還沒有代表甜香風(fēng)味的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)物。25 ℃條件下，反復(fù)對酒樣進(jìn)行感官嗅評，發(fā)現(xiàn)醬香型白酒的甜香風(fēng)味與煮熟的麥片風(fēng)味十分接近，因此，本實驗將“煮熟的麥片香氣”（將50 g 麥片，加入500 mL水中）作為醬香型白酒的甜香風(fēng)味的參照物。

由8名具有豐富感官經(jīng)驗的品酒師組成感官評價小組，對醬香型白酒樣品的甜香風(fēng)味進(jìn)行定量描述性感官分析。采用5點打分制（0～5 分）來衡量，其中，“0”表示未感知到該香氣，“3”表示香氣強(qiáng)度中等，“5”表示香氣最強(qiáng)。每個樣品每人重復(fù)3 次，取平均值作為最終的香氣強(qiáng)度值。

1.3.2 HS-SPME法提取酒樣中風(fēng)味物質(zhì)

將酒樣稀釋至酒精度為10%vol后，取8 mL 稀釋酒樣、2.4 g NaCl 和50 μL 2-辛醇（內(nèi)標(biāo)，400 mg/L）加入頂空瓶內(nèi)，密封后進(jìn)行頂空固相微萃取。在萃取溫度為50 ℃條件下，預(yù)熱平衡5 min，萃取吸附40 min。萃取完成后，于GC進(jìn)樣口解吸5 min，進(jìn)行GC-MS檢測分析。

1.3.3 LLE法提取酒樣中風(fēng)味物質(zhì)

市政建設(shè)質(zhì)量管理成效好壞與管理人員素質(zhì)高低有著緊密關(guān)系，很多的市政建設(shè)企業(yè)對管理人員素質(zhì)不是很重視，選擇的是一些非專業(yè)的管理人員，大部分人采取的是經(jīng)驗式的管理方式，管理的理念比較落后，在管理的過程中沒有運用先進(jìn)的管理方法，不能滿足新時期市政建設(shè)質(zhì)量管理的實際要求，導(dǎo)致質(zhì)量管理的達(dá)不到理想的效果。質(zhì)量管理采取的是靜態(tài)化的管理方式，缺乏對施工人員的教育，沒有讓全體施工人員形成質(zhì)量意識。

參考文獻(xiàn)[16]的方法稍做調(diào)整，15 mL酒樣用超純水稀釋至酒精度為15%vol，加入NaCl至飽和，加入1 mL 2-辛醇（內(nèi)標(biāo)，400 mg/L），用5 mL重蒸CH2Cl2萃取3次，收集合并有機(jī)相，加入無水Na2SO4干燥后，氮吹濃縮至500 μL，取1 μL用于GC-MS 檢測分析。

1.3.4 GC-MS技術(shù)分析酒樣中風(fēng)味物質(zhì)

GC條件：進(jìn)樣口和檢測器溫度均為250 ℃，載氣為高純氦氣（He），流速2 mL/min，進(jìn)樣模式為不分流模式。程序升溫：40 ℃保持2 min，以5 ℃/min的速度升溫至230 ℃，維持20 min。

MS 條件：電子電離（electron ionization，EI）源，電子能量70 eV，離子源溫度230 ℃，掃描范圍33～500 amu。

1.3.5 定性定量分析

將未知物的圖譜與美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（national institute of standards and technology，NIST）14.L標(biāo)準(zhǔn)譜圖相比較初步定性，同時以與酒樣相同GC-MS條件下分析的C5～C30系列烷烴標(biāo)樣保留時間為參考，根據(jù)改進(jìn)的Kovats法[12，17]計算每個已初步定性的物質(zhì)的保留指數(shù)（retention index，RI），并與已報道的文獻(xiàn)中相應(yīng)物質(zhì)保留指數(shù)比對進(jìn)一步定性。

未知物的含量通過半定量法[18]獲得，根據(jù)內(nèi)標(biāo)峰面積和未知物峰面積的比值，結(jié)合內(nèi)標(biāo)濃度計算出相應(yīng)未知物的相對含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官評價選取醬香型甜香風(fēng)味酒

由圖1可知，24個酒樣中有9個酒樣的甜香強(qiáng)度＜1，10個酒樣的甜香強(qiáng)度范圍在1.0～3.0，5個酒樣的甜香強(qiáng)度＞3.0，其中A8酒樣的甜香強(qiáng)度最高為4.5。因此選擇該酒樣進(jìn)行甜香風(fēng)味酒的揮發(fā)性物質(zhì)分析。

圖1 24個醬香型酒樣的甜香強(qiáng)度分析Fig. 1 Sweet-aroma intensity analysis of 24 soy sauce-flavor Baijiu samples

2.2 醬香型甜香風(fēng)味酒揮發(fā)性物質(zhì)分析

表1 頂空固相微萃取、液-液萃取結(jié)合GC-MS分析醬香型甜香風(fēng)味酒揮發(fā)性物質(zhì)的含量Table 1 Contents of volatile compounds in sauce-flavor Baijiu with sweet-aroma flavor by headspace solid phase microextraction and liquid-liquid extraction coupled with GC-MS

續(xù)表

續(xù)表

2.3 醬香型甜香風(fēng)味酒揮發(fā)性物質(zhì)的定量分析

由表1可知，酯類、醇類及芳香族類化合物在醬香酒中主要貢獻(xiàn)較強(qiáng)的甜香、水果香[1，3]，此3類化合物數(shù)量在本研究醬香型甜香風(fēng)味酒中占非常大的優(yōu)勢，其含量明顯高于其他類化合物的含量。

三類化合物中數(shù)量最多的酯類化合物是構(gòu)成醬香型典型性及綜合性香氣特征的關(guān)鍵物質(zhì)[1]，其含量也較高，其中丁酸乙酯（含量為322 653～325 430 μg/L，OAV為3 959～3 993）、2-甲基丁酸乙酯（含量為28 359～30 943 μg/L，OAV為1 576～1 719）、3-甲基丁酸乙酯（含量為56 753～57244 μg/L，OAV為8238～8308）、戊酸乙酯（含量為110 492～113 750 μg/L，OAV為4 126～4 248）、己酸乙酯（含量為566 823～573 556 μg/L，OAV為10 244～10 366）、辛酸乙酯（含量為189 873～183 695 μg/L，OAV為14 306～14 787）和乙酸異戊酯（含量為9885～10672μg/L，OAV為105～114）等被證明是醬香白酒的骨架成分[2]，也是醬香型茅臺酒中香氣最強(qiáng)的重要風(fēng)味貢獻(xiàn)物質(zhì)[3，6]，賦予茅臺酒幽雅甜香和水果香香氣，這些化合物在本研究中含量高，且他們的香氣閾值均較低，香氣活力值（OAV）遠(yuǎn)大于1，因香氣化合物的OAV越大，說明對其整體香氣貢獻(xiàn)越大，故這些物質(zhì)對本研究醬香型白酒甜香風(fēng)味特征有重要貢獻(xiàn)。其次是醇類物質(zhì)，多數(shù)醇類化合物主要貢獻(xiàn)醇香、水果香和甜香，是醬香型白酒甜香風(fēng)味的基本組成物質(zhì)。其中，2-甲基丙醇、3-甲基丁醇、1-辛醇、1-庚醇和1-壬醇是本研究中含量較高的醇類化合物，被報道是醬香白酒中的重要香氣貢獻(xiàn)物質(zhì)[1，3]，對酒的醇甜風(fēng)味的形成起著重要的作用。大部分芳香族化合物主要呈現(xiàn)甜香、水果香和花香，其中，2-苯乙酸乙酯（含量為110 840～125 411 μg/L，OAV為272～308）、3-苯基丙酸乙酯（含量為22 751 μg/L，OAV為182）和苯乙醇（含量為73 288～74 935 μg/L，OAV為3）具有蜂蜜甜香和玫瑰花香，是醬香白酒中的香氣強(qiáng)度比較高的風(fēng)味物質(zhì)[6，14，19]，對醬香型酒的整體甜香香氣輪廓具有重要的貢獻(xiàn)。

醛類物質(zhì)具有青草、清香氣味，在白酒中相對含量并不高[6]，酮類化合物大多具有奶油、青香、花香、脂肪等氣味，其閾值較高[20]，這兩類化合物在本研究中的含量和種類均較少，對酒的甜香風(fēng)味貢獻(xiàn)較小。

萜烯類化合物廣泛存在飲料酒中，呈現(xiàn)其獨有的香氣，在酒中具有一定的生理活性，其中的香葉基丙酮（含量為1 034 μg/L，OAV為4）和橙花叔醇（含量為429 μg/L，OAV為4）具有愉悅的甜香及花香香氣特征，是醬香型茅臺酒中重要的香氣貢獻(xiàn)物質(zhì)[21]，這兩種化合物在本研究白酒中的OAV均＞1，推測對醬香型白酒甜香風(fēng)味酒的甜香香氣有一定的貢獻(xiàn)。

呋喃類化合物主要貢獻(xiàn)焦糖香及焙烤香，被證明是醬香型白酒中的重要特征香氣物質(zhì)[22]，主要是由美拉德反應(yīng)和焦糖化等非酶褐變反應(yīng)中高活性中間體的裂解或環(huán)化而形成[23]。本研究鑒定出的呋喃類化合物主要有糠醛、5-甲基糠醛、乙酸糠酯、2-糠酸乙酯、2-呋喃甲醇，除了2-糠酸乙酯外，均呈現(xiàn)焦糖香、甜香及焙烤香。其中，糠醛在呋喃類化合物中的含量最高，為46 128～51 283 μg/L，其OAV＞1，且賦予甜香和杏仁香味，故對醬香型白酒甜香風(fēng)味特征有貢獻(xiàn)。

本研究中的含氮類物質(zhì)主要為吡嗪類化合物，該類物質(zhì)一般呈現(xiàn)烘焙、堅果香氣，是醬香型白酒重要特征香氣成分，其中，2-乙基-6-甲基吡嗪（91 μg/L）和2,3,5-三甲基吡嗪（812 μg/L）的含量不高，但OAV均＞1。四甲基吡嗪（1 274 μg/L）是吡嗪類化合物中含量最高的化合物，因其閾值較高，故香氣貢獻(xiàn)不大，它是一種生理活性物質(zhì)，是白酒中的健康功能成分，具有抑制血小板積聚、改善體內(nèi)微循環(huán)作用[24]。吡嗪類物質(zhì)主要由微生物代謝產(chǎn)生或糖及氨基酸殘基之間的美拉德反應(yīng)形成[25-26]。

總的來說，醬香白酒甜香風(fēng)味酒中的香氣物質(zhì)種類和含量差異較大，綜合各類物質(zhì)的含量和閾值分析可知，香氣貢獻(xiàn)最大的物質(zhì)（OAV＞100）是辛酸乙酯、己酸乙酯、3-甲基丁酸乙酯、戊酸乙酯、丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、2-甲基丁酸-2-苯乙酯、2-苯乙酸乙酯、3-苯丙酸乙酯、癸酸乙酯、十二酸乙酯和乙酸異戊酯，其次是己酸、壬醛、壬酸乙酯、軟脂酸乙酯、1-辛醇、乙酸乙酯、乙酸-2-苯乙酯、香葉基丙酮、橙花叔醇、乳酸乙酯、2-苯乙醇、苯甲醛、2-乙基-6-甲基吡嗪、2,3,5-三甲基吡嗪、糠醛和十四酸乙酯也具有一定的香氣貢獻(xiàn)。

以上分析說明，大多數(shù)芳香族化合物、部分酯類、少數(shù)醇類物質(zhì)、萜烯類、吡嗪類及呋喃類化合物，這些成分可能是醬香型甜香風(fēng)味酒主要特征性香氣成分，具有一定的甜香風(fēng)味香氣，這些成分對醬香型甜香風(fēng)味酒的甜香貢獻(xiàn)及相互作用關(guān)系，有待進(jìn)一步研究。

3 結(jié)論

本研究通過HS-SPME 和LLE 兩種前處理方法萃取濃縮醬香型甜香風(fēng)味酒的揮發(fā)性物質(zhì)后，再結(jié)合GC-MS檢測分析，并配合保留指數(shù)方法驗證，全面有效地實現(xiàn)了醬香型甜香風(fēng)味酒的揮發(fā)性物質(zhì)的解析。采用該方法，共鑒定出90種揮發(fā)性成分，綜合定量及香氣閾值分析發(fā)現(xiàn)，具有重要甜香、水果香及花香風(fēng)味貢獻(xiàn)的一些芳香族、酯類、醇類、萜烯類及呋喃類化合物，是醬香型甜香風(fēng)味酒的重要潛在香氣物質(zhì)，醬香型甜香風(fēng)味酒的揮發(fā)性成分分析為后續(xù)甜香風(fēng)味物質(zhì)的進(jìn)一步研究提供參考。