不同發酵時間生料黃酒中揮發性成分變化的研究

應躍躍　盧光英　李偉營　陳俊　朱妤蒙　柯樂芹

[摘要]為探究生料黃酒發酵過程中揮發性成分的變化和差異，本實驗通過吹掃捕集分析法與氣相色譜-質譜聯用法分析其揮發性成分，根據峰面積外標法計算含量。從各發酵階段中提取12種含量大于0.001mg/L的主要揮發性成分，總含量占總揮發性成分的82.69%。結果表明，生料黃酒中丁二酸二乙酯、乳酸乙酯、5-甲基呋喃醛、羥基丙酮和5-甲基糠醛基本不存在或含量極少，前四種是使黃酒氣味醇厚的物質。

[關鍵詞]揮發性成分;生料;黃酒發酵

中圖分類號：TS262.4 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.201909

黃酒香氣濃郁、口感醇和，具有活血祛寒、抗衰老等功效。黃酒發酵工藝主要有熟料發酵和生料發酵兩種。生料發酵是一種不需蒸煮原料而直接利用生淀粉發酵產酒的釀酒技術[1]，具有操作簡便，便于工業化生產、節約能源、提高原料出酒率等優點。

我國對生料釀酒的研究始于20世紀70年代末，直到20世紀90年代才進入快速發展期[2]。生料法從21世紀初期開始逐漸被應用于實際生產，其勢頭發展迅猛。侯振建等[3]改善了生料法釀造糯米黃酒的發酵工藝及其條件，發現將6%的生料曲和3%的麥曲接入原料中，于26℃左右進行發酵，可得到低酒度低糖的新型黃酒。岳春等[4]論述了液態生料法釀造玉米黃酒的可行性，并采用高低溫間隔法釀酒，不僅極大地縮短了釀酒時間，還提高了原料利用率。這些研究都證明了生料釀酒的優越性和可行性。

本研究是對生料黃酒發酵過程中的揮發性成分用吹掃捕集分析法與氣相色譜-質譜聯用法進行分析。吹掃捕集也稱動態頂空[5-6]，是用流動氣體將樣品中的揮發性成分“吹掃”出來，再用一個捕集器將吹掃出來的有機物吸附，隨后經熱解吸將樣品進行分析檢測的方法。已應用在水和葡萄酒中微量揮發性成分檢測[7-8]。吹掃捕集法適用于將沸點低于200℃的半揮發性或揮發性化合物從液體或固體中萃取出來，這種處理方式不需要使用有機溶劑，并且只需要取少量樣品，就能取得高效率的富集，特別是對環境不造成二次污染。將吹掃捕集技術應用于黃酒的揮發性成分測定，在國內外鮮有報道[9]。

1 原料、標準品、試劑與方法

1.1 原料、標準品與試劑

糯米、水、生料酒曲（力克酒曲）。色譜級：糠醛、異戊醇、乙酸、乙酸乙酯。分析純：乙醇（無水）、乳酸。

1.2 儀器設備

7890A/5975C型氣相色譜-質譜聯用儀：美國安捷倫公司;Tekmar 9800 Stratum Teklink吹掃捕集濃縮儀。

1.3 分析方法

1.3.1 釀制黃酒

取已經過高溫滅菌的發酵瓶中，加入200g生糯米，10g生料酒曲，300mL無菌，攪拌均勻。相同操作共取25個無菌瓶樣品，于恒溫培養箱中發酵，發酵溫度為28℃±2℃。

1.3.2 醪液采集

樣品發酵后，選取第2d、4d、7d、10d、17d和24d發酵的醪液。每次隨機選取3瓶，每瓶抽取2次作為平行樣。

1.3.3 揮發性成分標樣的配制

根據各揮發性成分標準品在儀器上的響應值，配制成一系列梯度的標準溶液，用乳酸（2.5g/L）和乙醇（16%V/V）定容。

1.3.4 醪液的前處理

采集的醪液樣品用冷凍離心機，在0℃～10℃，

5 000r/min速度離心10min，取離心后的上清液0.45μm水相過濾器過濾，取20mL濾液于頂空進樣瓶中，用超純水定容至40mL，搖勻，進行分析測定。

1.3.5 儀器主要分析條件

吹掃捕集條件：捕集溫度為30℃;吹掃時間設置為20min。

氣相色譜分析條件：色譜柱為賽默飛世爾TG-WAXMS型（30m×0.25mm×0.25μm）;載氣為氦氣（純度99.999%），流速為1.0mL/min，柱溫采用程序升溫。

質譜分析條件，輔助加熱區280℃，四極桿溫度150℃，離子源溫度280℃，電離電壓70eV;EI源;采用全掃描模式（SCAN），質量掃描范圍為30～550u。

1.3.6 數據結果分析

對采集到的樣品色譜圖，對照各梯度標準溶液色譜圖，根據組分響應值，利用外標法對各組分進行定量計算。對于不在標準溶液范圍內的未知物，經過計算機和人工，與譜庫NIST 08.L Database（Agilent Technologies Inc.）進行比對，確認其化學成分。

2 對比分析

2.1 發酵24d生料黃酒揮發性成分的總離子流圖

生料黃酒醪液發酵24d揮發性成分的總離子流圖，見圖1。

2.2 不同發酵階段生料黃酒醪液揮發性成分含量分析

利用氣相色譜-質譜分析，從6個不同時間發酵醪液樣品中提取出12種含量大于0.001mg/L的揮發性成分，經分析，該12種揮發性成分的總含量占所有揮發性成分的82.69%，為生料黃酒中的主要揮發性成分。生料黃酒發酵各階段主要揮發性成分氣相色譜-質譜分析結果，見表1。

3 結 論

通過GC-MS技術對生料黃酒中的揮發性成分分析 ，發現生料黃酒中2，3-丁二醇、丁二酸二乙酯、甲酸、乙酸、苯乙醛含量在發酵過程中呈持續增長，而丙三醇、乙酸乙酯、5-甲基呋喃醛含量隨發酵進行先增多后減少。

研究表明丁二酸二乙酯、乳酸乙酯、5-甲基呋喃醛、羥基丙酮和5-甲基糠醛基本不存在于生料黃酒中或含量極少，前四種是構成黃酒氣味令人愉悅的風味物質，有刺激性氣味的甲酸含量則明顯較高。提升生料釀制黃酒的品質，是關系到生料釀酒工業推廣和持續發展的瓶頸問題，可作為未來的研究方向。

參考文獻

[1] 羅文，張水華，王啟軍.生料釀酒概述[J].釀酒，2005，3（24）：11-14.

[2] 黃平，劉義剛，余明華.生料釀酒技術[M].北京：中國輕工業出版社.2001.

[3] 侯振建，王帥領.生料法釀造黃酒的初步研究[J].釀酒，2004， 31（2）：78-79.

[4] 岳春，陳傳陽，黃振華.生料法在玉米黃酒中的應用[J].釀酒， 2003，30（6）：80-82.

[5] Zhu S，Lu X，Ji K，et al.Characterization of flavor compounds in Chinese liquor Moutai by comprehensive two-dimensional gas chromatography/time-of-flight mass spectrometry[J].Analytica Chimica Acta，2007，597（2）：340-348.

[6] Ikem A.Measurement of volatile organic compounds in bottled and tap waters by purge and trap GC-MS： are drinking water types different？[J].Journal of Food Composition & Analysis，2010，23（1）：70-77.

[7] 劉鴻雁，齊剛.吹掃捕集-GC MS 測定葡萄酒中微量成分[J].釀酒科技，2005（4）：85-86.

[8] 趙玉平，李記明，徐巖.張裕XO級白蘭地揮發性成分的提取分離與鑒定[J].色譜，2008（3）：212-222.

[9] 鄧勃.原子吸收光譜分析的原理、技術和應用[M].北京：清華大學出版社，2004.

收稿日期：2019-06-26

基金項目：麗水市科學技術局高層次人才項目（2016RC07）。

作者簡介：應躍躍，女，碩士，高級工程師，研究方向為食品檢測與研發、標準化。

通信作者：陳俊，男，本科，高級工程師，研究方向為化工工藝技術研究，工業產品質量檢測技術開發。