HS-SPME-GC-MS法分析醬香型“山莊老酒”香氣成分

李研科，王國明，李秋志，孫 文，劉 非 ，杜麗平，肖冬光

(1.承德避暑山莊企業集團有限責任公司，河北承德067500； 2.天津科技大學生物工程學院，天津300457)

中國白酒作為世界上著名的蒸餾酒之一，深受廣大消費者的喜愛。中國白酒與威士忌、白蘭地、伏特加、朗姆酒和金酒并列為世界六大蒸餾酒[1]。其主要成分是乙醇和水，兩者約占總量的98%以上，其余的微量成分含量不到2%，包括酸、酯、醇、醛、酚類及其他化合物。白酒中的微量成分雖然含量少，但對白酒質量卻有極大影響，決定白酒的香氣和口味，構成白酒的不同香型和風格。白酒按照香型可分為濃香型、醬香型、清香型、米香型、鳳香型、董香型、豉香型、芝麻香型、特型、兼香型、老白干香型和馥郁香型等12類。

醬香型白酒是中國白酒中個性特征比較突出的白酒之一，采用獨特的“高溫制曲、高溫堆積、高溫發酵、高溫餾酒、多輪次取酒”的生產工藝[2]，酒體具有“無色透明、醬香突出、幽雅細膩、空杯留香持久、入口柔綿醇厚、回味悠長”的特點[3]，其風格在白酒界獨樹一幟，香味成分復雜。醬香型“山莊老酒”是承德避暑山莊實業集團生產的產品，為了解其重要香氣化合物組成，本實驗采用HS-SPME結合GC-MS對該產品香氣成分進行了分析。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器

樣品：“山莊老酒”濃香型白酒（由承德避暑山莊實業集團提供）。

標準品：甲酸、乙酸、丁酸、正己酸、乙酸乙酯、乙酸異丁酯、乙酸正丁酯、乙酸異戊酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、庚酸乙酯、乳酸乙酯、辛酸乙酯、丙醇、異丁醇、正丁醇、異戊醇、苯乙醇；內標：叔戊醇、乙酸正戊酯、2-乙基丁酸。

儀器：固相微萃取裝置（SPME手柄、50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭，美國Supelco公司）；Agilent 7890A/5975C GC-MS聯用儀（美國安捷倫公司）；Agilent CP-Wax CB色譜柱 (50 m ×250 μm ×0.2 μm，美國安捷倫公司）。

1.2 實驗方法

1.2.1 固相微萃取

將酒樣稀釋到酒精度為10%vol后，取8 mL酒樣至20 mL螺口樣品瓶，加入3 g NaCl，用聚四氟乙烯封口。60℃平衡10 min后，將50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭插入到樣品瓶內頂空吸附50 min。拔出萃取頭后迅速插入GC進樣口內解吸附5 min，進行GC-MS分析。

1.2.2 GC條件

色譜柱為Agilent CP-Wax CB(50 m×250 μm×0.2 μm)石英毛細管柱；進樣口溫度：250 ℃，分流比為15∶1；載氣為高純氦氣(＞99.9999%)，流速1 mL/min；升溫程序：起始溫度50℃，保持3 min，以3℃/min升到70℃，保持2 min，然后以3℃/min升到170℃，最后以8℃/min升到240℃，保持4 min。

1.2.3 MS條件

離子源：EI源；離子源溫度230℃；電子轟擊能量70 eV；連接口溫度：280℃：質量掃描范圍30～500 amu。

1.2.4 定性定量方法

定性：NIST08標準譜庫定性；保留指數定性；標準品定性。

定量：以叔戊醇、乙酸正戊酯、2-乙基丁酸為內標，并通過標準品確定校正因子，對主要的風味物質進行定量分析。

1.2.5 保留指數測定

取0.1 μL正構烷烴混標進樣，運用線性升溫公式算出每種香氣化合物的RI值。公式如下：RI=100n+100(tx-tn)/(tn+1-tn)。其中：tx為分析組分出峰的保留時間；tn和tn+1是碳原子數為n和n+1正構烷烴出峰的保留時間。

2 結果與分析

2.1 白酒香氣成分的鑒定

高品質的白酒是外觀、口感、香氣和色澤的完美結合，其中香氣成分被認為是評價白酒品質的最重要指標之一[4]。按照1.2方法對醬香型“山莊老酒”香氣成分進行分析，通過質譜圖與NIST08標準譜庫圖譜比對、保留指數（RI）比對以及標準品比對，對“山莊老酒”香氣成分進行定性分析，總離子流圖見圖1。

定性分析表明：醬香型“山莊老酒”中含酯類物質60種，醇類物質12種，酸類物質7種，醛類物質6種，酮類物質6種，烷烴6種，芳香烴2種，呋喃類化合物2種，酚類物質1種和含硫化合物1種，共103種（香氣成分分析結果見表1）。通過色譜峰面積歸一法計算可知酯類、醇類、酸類和醛類的含量分別占總香氣成分的88.60%、5.06%、1.18%和2.17%。

圖1 醬香型“山莊老酒”香氣成分GC-MS總離子流圖

醬香型白酒的主體香味成分至今還未明確，而對其的特征香氣成分，歸納起來有以下幾種論點：4-乙基愈創木酚說、“高沸點酸性物質和低沸點酯類物質組成的復合香”說、吡嗪及加熱香氣說、呋喃類和吡喃類衍生物說[5-6]。由表1可知，醬香型白酒的香氣成分中含量最多的是酯類化合物，達61種，其相對含量占“山莊老酒”香氣成分總量的88%以上。其中，己酸乙酯、乙酸正戊酯、辛酸乙酯、十六酸乙酯等酯類的相對含量較高，占總酯的55%左右，而己酸乙酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯和丁酸乙酯四大酯類約占總酯含量的37%，這些物質對醬香型“山莊老酒”風味特征起重要作用。異戊醇、異丁醇和丙醇，乙酸、丁酸和己酸分別是醇類和酸類物質中的重要組分。

除以上3類物質外，羰基化合物在白酒香氣中起著重要的作用，酒香與醛類化合物的含量及種類有密切關系。主要醛類是乙醛和乙縮醛，似果香，味甜帶澀，具有酒頭氣味。總醛含量過高，不僅白酒風味不好，而且影響消費者的健康，應高度重視，嚴格控制成品酒的總醛含量[7]。且異戊醛二乙縮醛、壬醛二乙縮醛、苯乙醛酸二乙縮醛等乙縮醛類物質的含量是衡量白酒質量好壞的重要指標之一，同時也是用來區分高檔白酒與低檔白酒的指標之一[8]。醬香型“山莊老酒”中共檢出6種酮類物質，其中苯乙酮有山楂香味，在黃酒中也被檢測到[9]。此外還檢出間甲酚、1,1-二乙氧基-3-甲基丁烷、十二烷、十四烷、十五烷、十六烷、十七烷、1,7-二甲基萘、2-戊基呋喃、糠醛、二甲基三硫等物質。二甲基三硫在其他香型的酒中也被檢出，可用來調配瓜果、咖啡等食用香精[10-11]。與其他香型酒相比，在醬香型酒中，糠醛的存在使其具有焦香和糊香，是醬香型酒重要的呈香物質[5-6]。

2.2 白酒中主要香氣成分的定量分析

利用內標法對醬香型“山莊老酒”中的主要成分進行定量分析，結果見表2。

2.2.1 酯類物質

酯類化合物是構成白酒香味的主要成分，對形成各種酒的典型性起著關鍵性作用[12]。醬香型“山莊老酒”中61種酯類物質占總香氣成分的88.60%，并對其中7種酯類物質進行了定量分析，得出乳酸乙酯含量最高，達到1831.04 mg/L，該酯含量高是我國白酒的顯著特征，且該酯和糠醛都是醬香型白酒形成澀味的主要物質[13]；其次是乙酸乙酯和己酸乙酯，含量分別為1675.14 mg/L和1644.43 mg/L。另外含量較高的酯還有乙酸異戊酯、庚酸乙酯、丁酸乙酯，分別為110.43 mg/L、112.48 mg/L和95.58 mg/L，可見酯類物質在醬香型“山莊老酒”中起重要作用。

表1 醬香型“山莊老酒”香氣成分GC-MS分析結果

續表1 醬香型“山莊老酒”香氣成分GC-MS分析結果

2.2.2 醇類物質

醇類物質是酯類的前驅物質，屬于白酒醇甜和助香劑的主要物質來源，對促進酒體豐滿醇厚和形成酒的風味起著非常重要的作用[14]。白酒中除乙醇外，最主要的醇類是異戊醇、異丁醇和丙醇，在濃香型和醬香型白酒中還含有一定量的正丁醇。經定量分析，醬香型“山莊老酒”中的異戊醇含量最高，為439.91 mg/L，其次是丙醇為429.96 mg/L，異丁醇和正丁醇分別為83.84 mg/L和34.41 mg/L。除此以外，苯乙醇的含量達2262.42 mg/L，有關報道認為，該醇也是醬香型白酒中重要的香氣物質[15]。

2.2.3 酸類物質

酸類物質也是酯類的前驅物質，是影響白酒口感和后味的主要因素，若酸不足，將會造成酒體后味寡淡[14]。乙酸、丁酸和己酸等有機酸是白酒中重要的酸類物質。經定量分析，醬香型“山莊老酒”中的乙酸含量最高，達到556.18 mg/L，丁酸和己酸的含量分別為103.02 mg/L和55.11mg/L。有關報道認為，在酒中，乙酸貢獻醋和酸等香氣，丁酸貢獻奶酪香氣，己酸貢獻奶酪和甜香等香氣[16]。若在品嘗酒時能明顯感覺到酸味，則與總酸含量高、乙酸的絕對含量高有一定關系。

表2 醬香型“山莊老酒”中主要香氣成分定量分析結果

3 結論

采用HS-SPME-GC-MS對醬香型“山莊老酒”中的香氣物質進行定性定量分析。定性分析共鑒定出103種香氣成分，酯類物質種類達61種，占總定性物質的一半以上，醇類物質12種，酸類物質7種，醛類、酮類和烷烴類物質各6種，呋喃類、芳香烴類物質各2種，酚類和含硫化合物各1種。這些物質共同作用使醬香型“山莊老酒”具有醬香突出、幽雅細膩、酒體醇厚的風格。酯類物質種類的，相對含量較高，其中己酸乙酯、乙酸正戊酯、辛酸乙酯、十六酸乙酯等酯類的相對含量較高占總酯的55%左右，而己酸乙酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯和丁酸乙酯四大酯類約占總酯含量的37%。定量分析表明：在醬香型“山莊老酒”中，乳酸乙酯、乙酸乙酯和己酸乙酯三大酯的含量比較接近，分別為1831.04 mg/L、1675.14 mg/L和1644.43 mg/L，另外乙酸異戊酯、庚酸乙酯、丁酸乙酯的含量也比較接近，分別為110.43 mg/L、112.48 mg/L和95.58 mg/L，酯類在醬香型“山莊老酒”風味中起重要作用。本實驗為進一步研究醬香型“山莊老酒”的風味物質奠定了基礎，同時也可以為生產工藝的改進提供依據。

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