HS- SPME- GC- MS結合保留指數分析黃酒月英醉的易揮發成分

喬翠紅，劉崇彥（軍事經濟學院襄陽士官學校，湖北襄陽441000）

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HS- SPME- GC- MS結合保留指數分析黃酒月英醉的易揮發成分

喬翠紅，劉崇彥
（軍事經濟學院襄陽士官學校，湖北襄陽441000）

摘要：采用頂空固相微萃?。℉ead Space Solid-Phase Micro-Extractions, HS-SPME）與氣/質聯用（Gas Chromatgraphy-Mass Spectrometry, GC-MS）技術，并結合程序升溫保留指數(Temperature-programmed retention index，PTRI)對黃酒月英醉的易揮發成分進行了定性及定量分析。通過單因素和正交試驗考察了萃取頭、萃取時間、解析時間及萃取溫度對萃取效果的影響，建立了月英醉黃酒易揮發成分的HS-SPME-GC-MS分析方法，共檢出75種化合物，確定結構70種，占易揮發成分總量的99.33 %，其中酯類、醇類、酚類、酸類、醛酮類分別占易揮發成分的38.10 %、27.00 %、18.50 %、10.85 %、1.58 %，此外，還檢測到吡嗪類化合物、呋喃類化合物、烴類化合物等。

關鍵詞：頂空固相微萃取；氣/質聯用；保留指數；月英醉黃酒；易揮發成分；黃酒

襄陽黃酒之盛世佳釀“月英醉”，采用純天然黍米、紅棗，加入千年傳承的酒曲，經祖傳釀造工藝與現代生物發酵技術完美結合而成，其特殊風味深受消費者喜愛。而月英醉易揮發成分是黃酒風味的重要構成部分，對月英醉黃酒的易揮發成分進行分析，可為其感官風味品評及產品質量控制提供重要的理論依據。

月英醉的成分復雜，對其進行組成分析時，需要分離、富集。傳統的分離、富集方法主要有頂空法(Headspace, HS)[1]、液液萃取(Liquid liquid-extraction, LLE)[2]、同時蒸餾萃取(Simultaneous distillation-extraction, SDE)[3]等，這些方法所需樣品量大、操作繁瑣。固相微萃取(Solid phase micro-extraction，SPME)[4]技術由于操作簡單、快速、靈敏度高、選擇性好等優點在食品風味成分分析上得到廣泛應用[5- 9]，且頂空固相微萃取-氣質聯用分析（Headspace solid phase micro-extraction-gas chromatography-mass spectrometry, HS-SPME-GC-MS）技術已廣泛用于白酒[10-11]、啤酒[12-13]、果酒[14-17]、配制酒[18]等易揮發成分的分析，在對黃酒易揮發成分的研究中，江偉等[19]通過頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用法同時檢測了不同酒齡的知名黃酒中34種易揮發成分的含量，王培璇等[20]采用頂空固相微萃取和氣相色譜質譜聯用技術從不同地區的12種黃酒中共檢測出142種揮發性物質，朱潘煒等[21-22]采用頂空固相微萃取-氣相色譜聯用質譜法分析了黃酒中的揮發性和半揮發性成分并分別構建了不同年份成品酒、基酒的GC-MS指紋圖譜，但對襄陽黃酒月英醉易揮發成分的分析尚未見報道。

色譜保留指數作為色譜定性的一種較為可靠的分析參數，常用來定性區分不同的異構體，將質譜測定結果結合程序升溫保留指數(Temperature-programmed retention index，PTRI)法，能更加準確的確定化合物結構[23-25]。

本實驗以黃酒月英醉為研究對象，在確定了最佳萃取條件的基礎上，首次采用氣相色譜-質譜（Gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）聯用技術并結合程序升溫保留指數(PTRI)法對其進行定性和定量分析，建立了月英醉易揮發成分的HS-SPME-GC-MS分析方法，為月英醉黃酒感官風味品評及產品質量控制提供了一定的實驗及理論依據。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

樣品：月英醉，市售；NaCl(分析純)，天津市光復科技發展有限公司；正構烷烴混合對照品C7～C40，上海安譜科學儀器有限公司。

1.2儀器與設備

50/30 μm DVB/CAR/PDMS、65 μm PDMS/DVB、75 μm CAR/PDMS、100 μm PDMS固相微萃取頭及萃取手柄，美國Supelco公司；DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，鄭州長城科工貿有限公司；7890A-N5975氣相色譜/質譜聯用儀，美國Agilent公司。

1.3實驗方法

1.3.1頂空固相微萃取方法

用10 mL移液管準確移取8.0 mL黃酒樣品于20.0 mL頂空瓶中，再加入3.5 g NaCl和攪拌子，并用帶有硅橡膠隔墊的瓶蓋密封，將其置于集熱式恒溫加熱磁力攪拌器中，在恒溫80℃下攪拌平衡15 min，然后將已活化好的50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭插入頂空瓶中并使其末端距離頂空瓶內液面約1 cm處，在萃取溫度80℃下萃取35 min，待GC-MS聯用分析。

1.3.2氣/質聯用分析條件及測定方法

氣相色譜條件：色譜柱為FFAP（30 m×0.25 mm× 0.25 μm）；色譜柱升溫程序：初始溫度為35℃并以3.5℃/min升至230℃，保持10 min；載氣He，流速1 mL/min，不分流進樣，進樣口溫度250℃。

質譜條件：電子電離（electron ionization,EI）源，離子源溫度230℃，電子電離能量70 eV，四級桿溫度150℃，質量掃描范圍的荷質比（m/e）22～500，質譜庫為NIST 05 a.L，掃描模式為全掃描。

測定方法：運用上述氣/質聯用分析條件，將已萃取的萃取頭插入GC進樣口，解析8 min，全掃描得總離子流色譜圖，通過質譜解析以及與NIST 05 a.L中標準譜圖進行比對，確定黃酒易揮發成分的結構，并通過峰面積歸一化法計算各物質的相對百分含量。

1.3.3單因素試驗方法

以峰個數和總峰面積為主要考察指標，設置單因素試驗依次考察萃取頭（50/30 μm DVB/CAR/PDMS、65 μm PDMS/DVB、75 μm CAR/PDMS、100 μm PDMS）、萃取時間（25 min、30 min、35 min、40 min）、解析時間（5 min、6 min、7 min、8 min）、萃取溫度（65℃、70℃、75℃、80℃）對萃取效果的影響?？疾炱渲袉我灰蛩貢r，固定其他條件：準確移取8.0 mL樣品4份，分別置于20.0 mL頂空瓶中并加入攪拌子及3.5 g NaCl，然后密封，放入集熱式恒溫加熱磁力攪拌器中。

1.3.4正交試驗方法

將A萃取頭種類、B萃取時間(min)、C解析時間(min)、D萃取溫度(℃)作為考察因素，以峰個數和總峰面積為考察指標，設計見表1的4因素3水平的正交試驗，并進行驗證實驗，最終確定HS-SPME-GC-MS分析月英醉黃酒易揮發性成分的條件。

表1 正交因素水平表

1.4程序升溫保留指數定性分析方法

將被測樣品和C7～C40的正構烷烴內標在相同條件下分別進樣，然后根據下式程序升溫線性保留指數公式計算月英醉黃酒中各揮發性成分的保留指數[26]，并與文獻報道的保留指數比對確認。

Ixt=100n+100×[（tRx-tRn）/（tRn+1-tRn）] (tRn+1> tRx＞tRn）式中：Ixt——程序升溫線性保留指數；

n——正構烷烴的碳原子數；

tRx——被測組分的保留時間（min）；

tRn——碳原子數為n的正構烷烴的保留時間（min）；

tRn+1——碳原子數為n+1的正構烷烴的保留時間（min）。

2　結果與分析

2.1頂空固相微萃取條件的選擇

首先，加強對施工材料的管理工作。嚴格確認材料質量，再進行入庫保管。在管理時要根據材料的性能加強管理，如對于混凝土、鋼鐵等材料，要加強對環境溫濕度的控制，避免材料質量受到影響。在調用時也要加強管理，保證材料應用時的質量符合施工標準。

2.1.1萃取頭種類的選擇

按照單因素試驗方法，在70℃下，攪拌預熱15 min，然后分別將不同型號的萃取頭插入頂空瓶中距離液面1 cm處，萃取吸附30 min，解析6 min的實驗條件下，分別考察50/30 μm DVB/CAR/PDMS、65 μm PDMS/DVB、75 μm CAR/PDMS、100 μm PDMS萃取頭對萃取效果的影響，結果見表2。

表2 不同萃取頭對萃取效果的影響

從表2可知，用50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭進行分離富集得到的化合物數量最多且總峰面積最大，因此該萃取頭為最佳萃取頭。

2.1.2萃取時間的選擇

在確定萃取頭為50/30 μm DVB/CAR/PDMS的條件下，其他條件同2.1.1，分別考察萃取時間25 min、30 min、35 min、40 min對萃取效果的影響，結果見圖1。

圖1 不同萃取時間對萃取效果的影響

由圖1可知，隨著萃取時間的延長，峰個數和總峰面積先上升后趨于穩定，且在萃取30 min和35 min時得到的化合物數量相同，但在萃取35 min時得到的總峰面積最大，所以最佳萃取時間為35 min。

2.1.3解析時間的選擇

在確定最佳萃取時間為35 min的條件下，其他條件同2.1.2，分別考察解析時間5 min、6 min、7 min、8 min對萃取效果的影響，結果見圖2。

由圖2可知，解析時間為7 min時峰個數和總峰面積達到最大，再延長解析時間沒有明顯變化，故最佳解析時間為7 min。

2.1.4萃取溫度的選擇

在確定最佳解析時間為7 min的條件下，其他條件同2.1.3，分別考察萃取溫度65℃、70℃、75℃、80℃對萃取效果的影響，結果見圖3。

圖2 不同解析時間對萃取效果的影響

圖3 不同萃取溫度對萃取效果的影響

由圖3可知，萃取溫度為75℃時峰個數和總峰面積達到最大，故最佳萃取溫度為75℃。

2.1.5正交試驗

在單因素試驗的基礎上，按1.3.4節方法進行正交試驗，其結果見表3和表4。

表3 正交試驗的結果

表4 正交試驗對峰面積和峰個數的影響極差分析

由表4可知，當以峰個數為考察指標時，各因素對萃取效果的影響大小順序為A＞D＞C＞B，即萃取頭種類影響最大，萃取溫度次之，較優組合為A1B2C3D3；當以峰面積為考察指標時，各因素對萃取效果的影響大小順序為A＞D＞B＞C，即萃取頭＞萃取溫度＞萃取時間＞解析時間，較優組合為A1B2C3D3。由上可知，萃取頭對峰個數和總峰面積影響最大，萃取溫度次之，較優組合為A1B2C3D3，即選用50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭，萃取時間35 min，解析時間8 min，萃取溫度80℃。將最終確定的較優組合與正交表中第3組實驗結果進行比較驗證,較優組合得到75個色譜峰，總峰面積為1.965×109，證明最終確定的較優組合更好。

2.2月英醉黃酒易揮發成分的分析結果

將按1.3.1節HS-SPME分離富集方法所得樣品，按1.3.2節方法進行分析，其總離子流色譜圖見圖4，解析結果見表5。

圖4 月英醉黃酒揮發成分總離子流色譜圖

表5 月英醉黃酒揮發性成分分析結果

從圖4、表5可知，從月英醉黃酒中共分離得到75種化合物，確定結構的有70種，占月英醉黃酒揮發性成分的99.33 %，其中包括酯類化合物20種（含量38.10 %）、醇類化合物15種（含量27.00 %）、酚類化合物4種（含量18.50 %）、酸類化合物14種（含量10.85 %）、醛酮類化合物5種（含量1.58 %）以及其他化合物12種（含量3.30 %）。這些易揮發成分中相對含量在1 %以上的是乙酸乙酯、3-甲基丁醇、2-羥基丙酸乙酯、乙酸、1,1-甲氧基苯基肟、苯乙醇、2,4-二叔丁基苯酚、鄰苯二甲酸叔丁酯丁酯、鄰苯二甲酸二丁酯。

續表5 月英醉黃酒揮發性成分分析結果

3　結論

本實驗首次采用頂空固相微萃取-氣質聯用技術結合程序升溫保留指數對月英醉黃酒進行定性和定量分析，初次建立了月英醉黃酒易揮發成分的HSSPME-GC-MS分析方法：FFAP色譜柱、50/30 μm DVB/ CAR/PDMS萃取頭、樣品用量8.0 mL/20.0 mL樣品瓶、加鹽量3.5 g、萃取時間35 min、萃取溫度80℃、平衡時間15 min、解析時間8 min。在選定的最優條件下，共得到75種化合物，確定結構的有70種，其含量占總揮發性成分總量的99.33 %。其中含量最多的依次是酯類、醇類、酚類，種類最多的依次是酯類、醇類、酸類。酯類對月英醉黃酒的香氣影響較大；醇類化合物中的苯乙醇含量最高（15.62 %），對黃酒的香氣有非常重要的貢獻[30]；酚類化合物占揮發性成分的18.50 %，可知月英醉黃酒有較強的抗氧化能力，得出了與湯尚文等[31]一致的研究結論。月英醉黃酒中的這些揮發性成分共同賦予其獨特的風味。每種香氣物質對月英醉黃酒香氣的貢獻除了與該物質的含量有關外，還與該物質的感官閾值及各物質間的相互作用有關，其內容有待進一步研究。

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2016川酒新品發布會在瀘州國際會展中心舉行

本刊訊：2016年3月19日上午，由四川省經濟和信息化委員會和瀘州市人民政府聯合舉辦的2016川酒新品發布會在瀘州國際會展中心舉行。五糧液、瀘州老窖、郎酒等18家白酒企業的67個新產品進行了集中發布。

四川省委副書記、省長尹力，副省長甘霖出席發布會。瀘州市委書記蔣輔義、中國白酒金三角協會會長王國春出席發布會并先后致辭。瀘州市委常委、常務副市長曹俊杰，市委常委、副市長王建翔參加發布會。

蔣輔義在致辭中表示，五糧液、瀘州老窖、郎酒等18家白酒企業在2016中國國際酒業博覽會期間舉行新產品發布會，借助酒博會平臺宣傳推廣新產品令人欣喜。當前，年輕消費群體已經成為了新的消費主體，酒吧、茶吧、咖啡吧等場所是白酒發展的薄弱環節，白酒的市場空間越發的復雜。白酒行業要積極適應新興消費需求，就需要主動創新，順應市場需求，引導各白酒企業主動研究開發新的產品，滿足不同地區和消費群體，積極把握市場未來。

發布會上，五糧液集團、郎酒集團分別介紹了新品開發案例。（黃筱鸝）

Analysis of Volatile Compounds in Yueyingzui Yellow Rice Wine by HS-SPME-GC-MS Combined with Retention Index

QIAO Cuihong and LIU Chongyan
（Xiangyang NCO School, Military Economics College, Xiangyang, Hubei 441000, China）

Abstract:The volatile compounds of Yueyingzui yellow rice wine were analyzed qualitatively and quantitatively by headspace solid phase micro-extraction (HS-SPME) and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) combined with retention index (RI). Through the analysis of the effects of SPME fiber type, extraction time, resolving time and extraction temperature on the extraction of volatile compounds by single factor test and orthogonal experiments, the analytic method of the volatile compounds in Yueyingzui yellow rice wine was established. The results showed that 75 kinds of compounds were detected in the yellow rice wine, and 70 of them were structurally identified (99.33 % of the total amount of volatile compounds), and the main volatile compounds included esters, alcohols, phenols, acids, aldehydes and ketones (38.10 %, 27.00 %, 18.50 %, 10.85 %, 1.58 % of the total amount of volatile compounds) etc. Besides, other compounds including furans, aromatic compounds, phenazine were also identified.

Key words:headspace solid phase micro-extraction(HS-SPME); gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS); retention index (RI); Yueyingzui yellow rice wine；volatile compounds; yellow rice wine

通訊作者：劉崇彥，男，副教授，研究方向：軍隊飲食保障。

作者簡介：喬翠紅（1988-），女，助教，研究方向為食品化學與軍隊飲食保障，E-mail：qiaocuihong88@163.com。

收稿日期：2015-10-27

DOI：10.13746/j.njkj.2015410

中圖分類號：TS262.4；TS261.4；TS261.7

文獻標識碼：A

文章編號：1001-9286（2016）04-0096-06

優先數字出版時間：2015-12-30；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20151230.0928.006.html。