頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法分析五糧液的香氣成分

許柏球，張麗君，羅歡忠，崔淑芬*

（深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院 應(yīng)用化學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，廣東 深圳 518055）

五糧液為大曲濃香型白酒，產(chǎn)于四川宜賓市，用小麥、大米、玉米、高粱、糯米5種糧食發(fā)酵釀制而成，在中國濃香型白酒中獨樹一幟，香氣悠久，滋味醇厚，進口甘美，入喉凈爽，各味諧調(diào)，恰到好處，深受中國百姓歡迎，在國外亦享有盛譽。有關(guān)白酒的揮發(fā)性成分（香氣成分）研究雖有報道，但用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法分析五糧液的香氣成分尚未見報道。本研究采用HS-SPME-GC-MS法，結(jié)合保留指數(shù)對比鑒定，對52°五糧液的香氣成分進行了分析研究，為建立鑒定五糧液品質(zhì)HS-SPME-GC-MS方法奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

市售五糧液（酒精度：52%vol，容量：500mL）；0.5mg/L C8～C40正構(gòu)烷烴混合標(biāo)準(zhǔn)品：購自Accstantdard（紐黑文，美國）；1.5mL帶塑料密封墊樣品瓶：美國安捷倫公司產(chǎn)品。

1.2 儀器與設(shè)備

Agilent5975-6890氣質(zhì)聯(lián)用儀：美國安捷倫公司產(chǎn)品；固相微萃取裝置（SPME手柄、100μm PDMS萃取頭、65μm PDMS/DVB萃取頭）：美國Supelco公司產(chǎn)品。

1.3 方法

1.3.1 香氣成分提取

取五糧液400μL于干燥潔凈的1.5mL樣品瓶中，加蓋密口，將裝有100μm PDMS萃取頭或65μm PDMS/DVB萃取頭（實驗前先將萃取頭于氣相色譜進樣口250℃老化1h）的SPME手柄插入樣品瓶，推出萃取頭使其距樣液2mm～3mm（勿接觸樣液），室溫（25℃）頂空萃取40min。萃取完畢，將萃取頭縮回并抽出SPME手柄，再將手柄插入GC-MS氣相色譜進樣口，推出萃取頭，于250℃解吸5min，同時啟動GC-MS檢測分析。

1.3.2 GC-MS條件

石英毛細(xì)管柱（DB-624）：60m×0.25mm×1.40μm；載氣：高純He2（99.999%）；流速：1mL/min；進樣模式：不分流進樣（0.85min分流閥打開）；節(jié)省氣：20.0mL/min；進樣口溫度：250℃；程序升溫：初溫40℃保持1min，以5℃/min升溫至220℃，保持2min，再以4℃/min升溫至250℃，保持20min；GC-MS接口溫度：280℃；EI離子源，電離能量：70eV；離子源溫度：230℃，四極桿溫度：150℃；質(zhì)量掃描范圍m/z：30～500。檢索譜庫：NIST08.L。

1.3.3 保留指數(shù)測定

將0.5mg/L C8～C40正構(gòu)烷烴混合標(biāo)準(zhǔn)品用三氯甲烷（色譜純）稀釋至0.1mg/L，取1μL按上述GC-MS條件進行色譜分析，測定各正構(gòu)烷烴的保留時間，然后在完全相同的條件下，對五糧液的揮發(fā)性成分進行分析，測定各組分的保留時間，根據(jù)下述線性升溫保留指數(shù)計算公式計算各組分的Kovats保留指數(shù)。

式中：KI為Kovats保留指數(shù)；tR為被測組分的保留時間；下標(biāo)x為被測組分符號；下標(biāo)n和n+1為分別具有n和n+1個碳原子的正構(gòu)烷烴符號。

2 結(jié)果與分析

用頂空固相微萃取對五糧液的香氣成分進行提取并進行GC-MS分析，其總離子流圖見圖1（100μm PDMS萃取頭）、圖2（65μm PDMS/DVB萃取頭）。利用化學(xué)工作站對總離子流圖的色譜峰進行積分處理，峰面積歸一化法測量各組分的相對百分含量，采用計算機NIST08譜庫檢索和KI保留指數(shù)比對，初步分離確定各組分化合物的名稱及其相對含量，其結(jié)果見附表。

圖1 52°五糧液揮發(fā)性成分總離子流圖（PDMS）Fig.1 GC-MS total ionic chromatogram of aroma components in 52° Wuliangye liquor（PDMS）

由附表可以看出，五糧液經(jīng)2種萃取頭頂空萃取、GC-MS分析和KI比對，共鑒定出58種香氣成分，其中，100μm PDMS萃取頭提取物鑒定出44種香氣成分（相對含量占色譜總流出成分的94.77%）；65μm PDMS/DVB萃取頭提取物鑒定出47種香氣成分（相對含量占色譜總流出成分的80.65%）。2種萃取頭提取鑒定共有香氣成分33種（相對含量占鑒定總揮發(fā)成分的94.95%）。在五糧液的香氣成分中，酯類化合物共鑒定出26種，相對含量占總揮發(fā)物的49.80%；醇類化合物鑒定出9種，相對含量占總揮發(fā)物的47.54%；烷烴類化合物鑒定出8種，相對含量占總揮發(fā)物的1.02%；醛酮類化合物鑒定出7種，相對含量占總揮發(fā)物的0.97%；酸類化合物鑒定出4種，相對含量占總揮發(fā)物的0.59%。五糧液的主要香氣成分依次為乙醇（平均相對含量為38.75%）、已酸乙酯（平均相對含量為23.14%）、辛酸乙酯（平均相對含量為6.34%）和丁酸乙酯（平均相對含量為3.88%）等。

圖2 52°五糧液揮發(fā)性成分總離子流圖（PDMS/DVB）Fig.2 GC-MS total ionic chromatogram of aroma components in 52° Wuliangye liquor（PDMS/DVB）

3 討論

頂空固相微萃?。℉S-SPME）方法具有操作簡便、測試迅速、無需有機溶劑、集樣品萃取與濃縮為一體等優(yōu)點，在葡萄酒、白酒以及白蘭地等酒類的揮發(fā)性成分研究中廣泛應(yīng)用。吳波等[3]利用自制的固相微萃取器（SPME）與GC-MC技術(shù)相結(jié)合，對白酒中的痕量揮發(fā)性有機物進行了檢測，結(jié)果從白酒中分離鑒定出了23個組分，其中主要組分是甲酸乙酯、乙酸異丁酯、乳酸乙酯、己酸乙酯、乙酸乙酯、異戍酯、異戊醇、雙乙酰、乙醛、戊酸乙酯、苯甲醇、苯甲酸甲酯、庚酸乙酯和β-苯乙醇。周華生等[6]用GC-MS法直接檢測五糧液原液的香氣成分，共檢測出41種香氣成分，其中醇類12種、酯類11種、有機酸類9種、羰基化合物類7種及縮合醛類2種。本文采用HS-SPME-GC-MS法對52°五糧液的香氣成分進行分析，共鑒定出58種香氣成分，其中酯類化合物鑒定出26種，相對含量占總揮發(fā)物的49.80%，乙酸乙酯、丁酸乙酯、已酸乙酯、辛酸乙酯、庚酸乙酯、已酸已酯和棕櫚酸乙酯為主要酯類化合物，丙酸乙酯、2-甲基-丙酸乙酯、2-羥基-丙酸乙酯、2-甲基-丁酸乙酯、3-甲基-丁酸乙酯、4-甲基-戊酸乙酯、乙酸辛酯、3-甲基-丙酸丁酯、2-甲基-已酸丙酯、2-甲基-已酸丁酯、已酸戊酯、壬酸乙酯、已酸已酯、癸酸乙酯、3-甲基-辛酸丁酯、已酸乙酯、氨基甲酸乙酯和棕櫚酸乙酯在本方法中首次檢出；醇類化合物鑒定出9種，相對含量占總揮發(fā)物的47.54%，乙醇是白酒的主要成分，本方法檢出乙醇含量高達38.75%，首次檢出異辛醇和正辛醇；烷烴類化合物鑒定出8種，相對含量占總揮發(fā)物的1.02%；醛酮類化合物鑒定出7種，酸類化合物鑒定出4種，兩類成分相對含量分別占總揮發(fā)物的0.97%和0.59%，這兩類成分與周華生報道含量相反，這可能與兩種檢測方法取樣方式不同有關(guān)。另外壬酸、香草醛、肉豆蔻醛在本方法中首次檢出。

附表 采用HS-SPME-GC-MS 技術(shù)鑒定52°五糧液的香氣成分Attached table The aroma components in 52° Wuliangye liquor detected by HS-SPME-GC-MS

續(xù)表

本文同時研究了萃取頭和萃取溫度對萃取效果的影響：分別選用100μm PDMS萃取頭、65μm PDMS/DVB萃取頭、75μm CAR/PDMS萃取頭和85μm CAR/PDMS萃取頭進行萃取試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)100μm PDMS萃取頭和65μm PDMS/DVB萃取頭萃取成分較多，PDMS萃取頭對酯類化合物有良好的吸附性而PDMS/DVB萃取頭對酸、醛及烷烴類化合物有良好的吸附性。另分別于室溫（25℃）和40℃條件下作HS-SPME萃取分析，同時用AgilentG1888頂空進樣器（80℃）進樣分析作比對，結(jié)果表明，室溫條件下HS-SPME萃取效果最好，獲得的香氣成分明顯增多。

相對于GC-MS直接取樣而言，HS-SPME方法中SPME纖維置于樣品頂部上空，屬于非直接地從樣品底物中吸附分析物，這樣SPME纖維涂層可免受樣品中的一些非揮發(fā)性組分的污染，更能有效反映出樣品（五糧液）直接揮發(fā)物質(zhì)的實際狀態(tài)。因此，作者認(rèn)為HS-SPME-GC-MS法可作為一種鑒定五糧液品質(zhì)的分析方法。

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