濃香型白酒中幾種重要風味物質碳穩定同位素的測定

張 倩 ，安明哲 ，謝正敏 ，魏金萍 ，葉華夏 ，黃 劍

(1.五糧液股份有限公司，四川宜賓644000；2.中國輕工業濃香型白酒固態發酵重點實驗室，四川宜賓644000)

白酒在我國擁有相當悠久的歷史，與我國文化早已密不可分，而濃香型白酒更是在白酒中占據著非常重要的地位。白酒中98%以上的成分為水和乙醇，而剩下的不到2%的微量成分決定著白酒的風味和品質。這些微量成分統稱為風味物質，主要包括酯類、多元醇、高級醇、醛類、有機酸及其他芳香族化合物和雜環類化合物等。研究者們通過GC-O/MS、GC-MS、GC-FPD、HPLC、GC×GCTOFMS、GC-FID、GC等[1-12]多種方法對白酒風味物質進行了深入研究，成功分離并定性了多種風味成分，建立了白酒特征圖譜，但這些方法只能判別風味成分的多少及有無，卻不能鑒定這種風味成分與白酒主體是否同源、是否有外源添加。隨著檢測技術的高速發展，濃香型白酒中的風味物質將會被逐一揭秘，這為濃香型白酒風味物質的非法添加提供了技術基礎[12]，故急需找到一種可以辨別濃香型白酒是否添加了外源風味物質的方法來填補這一技術空缺。

國際上，穩定同位素技術由于揭示了產品特征化合物原子水平的信息，而該信息與原料、工藝息息相關，因此被廣泛應用于蜂蜜、食用油、葡萄酒、果汁飲料等食品的鑒別[13-19]；國內，鐘其頂等[20-23]建立了白酒中乙醛、正丁醇、異戊醇、乳酸乙酯和乙醇δ13C的檢測方法，為鑒別固態法白酒中是否有外源添加提供了技術支持，但其并不適用于濃香型白酒風味物質δ13C的檢測。本試驗在研究的過程中，借鑒前人的檢測經驗，建立了濃香型白酒中幾種重要風味物質（異戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸和己酸）δ13C的檢測方法，為濃香型白酒中是否添加外源風味物質的鑒別技術提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

樣品：市售品牌濃香型白酒（52%vol）。

試劑及耗材：丙酮、己酸乙酯、異戊醇、乳酸乙酯、乙酸、己酸，均為從市場上購買的HPLC級試劑；除丙酮外，其余試劑皆用EA-IRMS（參考物質為IAEA-CH-6和IAEA-CH-3）標定δ13C值；氦氣（純度≥99.999%）。

儀器設備：AI 1310自動進樣器，Trace GC Ultra氣相色譜儀，GC Isolink燃燒轉化裝置，Delta V Advantage穩定同位素比值質譜儀，均為Thermo Fisher公司產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 前處理

樣品：將白酒試樣用丙酮試劑稀釋5倍后，搖勻，移入進樣瓶，待測。

標樣：按照濃香型白酒中各風味物質的比例將已標定δ13C值的6.0 μL異戊醇、15.0 μL己酸乙酯、6.5 μL乳酸乙酯、12.5 μL乙酸、15.0 μL己酸加入到5 mL丙酮中，搖勻，再取100 μL混合溶液到裝有1400 μL丙酮的進樣瓶中，搖勻，待用。

1.2.2 GC條件

TR-WAXMS毛細管柱（60m×0.25mm×0.25μm）；載氣為高純氦氣，恒流模式，流速為1.0 mL/min；進樣體積為0.7～1 μL，進樣口溫度為250℃；升溫程序為：起始溫度55℃，保持5 min，以4℃/min升溫至80℃后保持4 min，再以6℃/min升溫至220℃并保持4 min。

1.2.3 數據表示

在自然界中，13C/12C變化微小，難以測得其真實值，故采用相對測量法表示樣品中13C/12C，結果以δ（千分差‰）表示：

δ13C=（R樣品/RV-PDB-1）× 1000

式中：R樣品——樣品中13C/12C比值；

RV-PDB——國際基準物質V-PDB的13C/12C比值，13C/12C=（11237.2± 90）× 10-6，本文中所有數據均基于V-PDB標準計算。

2 結果與分析

2.1 方法表現

根據1.2.1設定的方法，處理濃香型白酒樣品后，其風味物質離子流圖見圖1。由圖1可知，濃香型白酒樣品中異戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、己酸的離子峰強度均處于穩定同位素質譜1～10 V線性測定范圍內，并具有非常好的分離度，說明此方法適合于濃香型白酒風味物質δ13C的檢測。

圖1 濃香型白酒風味物質GC-IRMS圖譜

2.2 方法重復性

按照1.2中設定的方法，標樣和濃香型白酒樣品經相應前處理后，用GC-IRMS連續6次測定市場上3種品牌濃香型酒樣中異戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、己酸的δ13C值，并用標樣標定濃香型酒樣，結果見表1。

表1 多次測定濃香型酒樣中風味物質的δ13C值 （‰）

表2 不同比例外源添加后濃香型白酒1風味物質δ13C值 (‰)

由表1可知，品牌不同、原料不同可導致3種濃香型白酒擁有不同風味物質δ13C值；用GC-IRMS測定濃香型酒樣中異戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、己酸的δ13C值時，標準偏差STD均小于國際穩定同位素精度測試允許值0.2‰，說明用GC-IRMS測定濃香型白酒風味物質δ13C的重復性良好，儀器穩定性高。

2.3 方法再現性

在不同的時間，按照1.2.1的方法處理同一濃香型酒樣后，以1.2的方法測定該酒樣中異戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、己酸的δ13C值，并用標樣標定，結果見圖2。

圖2 不同時間測定同一濃香型白酒的風味物質δ13C值

在5 d時間內分5次，每次平行測定2次同一濃香型白酒（52%vol）的風味物質δ13C值，發現異戊醇δ13C值穩定在-28.8‰～-28.5‰范圍內、己酸乙酯δ13C值穩定在-24.5‰～-24.2‰范圍內、乳酸乙酯δ13C值穩定在-16.6‰～-16.3‰范圍內、乙酸δ13C值穩定在-25.0‰～-24.6‰范圍內、己酸δ13C值穩定在-26.7‰～-26.2‰范圍內，標準偏差均小于國際穩定同位素精度測試允許值0.2‰，說明用此方法測定濃香型白酒風味物質δ13C的再現性良好。

2.4 添加外源風味物質對濃香型白酒風味物質δ13C值的影響

測得本研究所用濃香型白酒樣1中異戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、己酸的摩爾含量后，分別向其中添加不同摩爾比例的外源風味物質，獲得不同風味物質添加量的濃香型白酒1樣品，測定其風味物質δ13C值，結果列于表2。

從表2可以看出，外源添加物質δ13C與濃香型酒樣1中相應風味物質δ13C的絕對差值無論大還是小，只要添加一定量的外源物質，就可能使濃香型酒樣1相應風味物質δ13C偏離穩定范圍，說明本文測定方法有望為鑒別濃香型白酒是否外源添加風味物質提供技術支持。

3 結論

建立了濃香型白酒中幾種重要風味物質（異戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、己酸）δ13C值的GCIRMS測定方法，該方法結果準確、穩定性好、風味物質分離度佳、重復測定標準偏差均小于國際穩定同位素精度測試允許值0.2‰，完全滿足測定需求；通過添加外源風味物質模擬實驗，驗證了本試驗測定方法有望為濃香型白酒是否外源添加風味物質的鑒別工作提供技術支持，但由于本試驗是基于特定樣品范圍內（市售某些品牌52%vol濃香型白酒）的探討性研究，對于其他品牌、其他濃度白酒的驗證仍需開展進一步的工作。

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