四種芝麻香型白酒中香氣活性成分分析

白樂(lè)宜，顏振敏*,馮夢(mèng)茹，魏新軍

1(河南科技學(xué)院 食品學(xué)院，河南 新鄉(xiāng), 453003)2(上海理工大學(xué) 醫(yī)療器械與食品學(xué)院，上海, 200000)

白酒，又名燒酒[1]，是一種蒸餾酒，具有獨(dú)特的口感，距今已有多年歷史。20世紀(jì)80年代，根據(jù)釀造工藝的不同，把白酒分為醬香型、清香型、濃香型、米香型4大基本類(lèi)型，其他種類(lèi)的香型都是在此基礎(chǔ)上衍生而成[2]。芝麻香型白酒是20世紀(jì)60年代確定的香型，是中國(guó)十二大香型中最晚確定的一個(gè)[3]，這類(lèi)酒在釀造時(shí)融合了醬香、清香、濃香等多種工藝，是典型的復(fù)合香型白酒，卻又突出了其芝麻香為主體的特點(diǎn)；從風(fēng)格上來(lái)說(shuō)具有突出的焦香和適量醬香，類(lèi)似炒芝麻的氣味[4]。

目前，研究者主要采用包括液液萃取、頂空固相微萃取等前處理方法[5]對(duì)白酒中的香氣成分進(jìn)行提取，經(jīng)GC-MS 分離鑒定，并結(jié)合GC-O[5-9]和AEDA[10]香氣嗅聞分析，根據(jù)GC-O測(cè)定的FD值和通過(guò)閾值計(jì)算OAV活力值對(duì)白酒中的香氣物質(zhì)貢獻(xiàn)度進(jìn)行研究。陳雙等[11]研究了典型芝麻香型白酒一品景芝揮發(fā)性組分特征，首次鑒定出揮發(fā)性含硫化合物 11 種和萜烯類(lèi)化合物 12 種。鄭楊等[12]通過(guò)液液萃取結(jié)合GC-MS鑒定出扳倒井芝麻香型白酒179種揮發(fā)性化合物。周慶云等[13]通過(guò)OAV分析發(fā)現(xiàn)辛酸乙酯、己酸乙酯、丁酸乙酯等8種物質(zhì)是重要香氣成分。胡國(guó)棟等[14]在芝麻香型白酒中檢測(cè)出3-甲硫基丙醇，并將其作為芝麻香型白酒的特征成分。孫嘯濤等[15]對(duì)21種芝麻香型白酒3-甲硫基丙醇含量的進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)僅有一個(gè)品牌5 個(gè)商品酒檢出，因此提出3-甲硫基丙醇作為芝麻香型白酒的特征成分有待研究。

芝麻香型白酒品牌眾多，其工藝和產(chǎn)品的風(fēng)格特點(diǎn)也不盡相同，有偏濃的芝麻香、偏醬的芝麻香、偏清的芝麻香、馥郁香型芝麻香等不同流派[4]。傅譚春作為河南省生產(chǎn)的一種芝麻香型白酒，并榮獲2015布魯塞爾烈酒大賽中國(guó)酒金獎(jiǎng)[16]，其濃郁的芝麻香風(fēng)味受到消費(fèi)者親賴(lài)；喬敏莎等[17]測(cè)定了傅譚春芝麻香中二甲基二硫和二甲基三硫兩種異嗅物質(zhì)，但關(guān)于其香氣物質(zhì)的研究未見(jiàn)報(bào)道。因此，本文對(duì)傅譚春等死種不同品牌芝麻香白酒揮發(fā)性成分分析鑒定，考察相應(yīng)的OAV值，比較其成分香氣活性，探討傅譚春芝麻香白酒與其他品牌芝麻香型白酒香氣物質(zhì)的呈香異同點(diǎn)，為芝麻香型白酒的生產(chǎn)與品評(píng)，提供了一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

酒樣：傅潭春芝麻香型酒46%vol，傅潭春芝麻香型酒52%vol(河南傅潭酒業(yè)有限公司)，景芝酒酒精度52%vol(山東景芝酒業(yè)股份有限公司)，梅蘭春酒酒精度48%vol(泰州市梅蘭春酒廠有限公司)。

試劑：二氯甲烷、MgSO4(分析純)，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；無(wú)水Na2SO4(AR)，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；61種揮發(fā)性物質(zhì)混合標(biāo)品,蘭州東立龍信息技術(shù)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Agilent 7890A氣相色譜儀,安捷倫公司；Agilent 5977質(zhì)譜儀,安捷倫公司；RE-5299旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器,德國(guó)IKA；CP-WAX57CB色譜柱(50 m×250 μm×0.2 μm,)、7696A樣品制備操作臺(tái)，安捷倫科技有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品前處理

液液萃取：分別稱(chēng)取0.9g MgSO4、量取30 mL酒樣加入100 mL具塞錐形瓶中，放入攪拌轉(zhuǎn)子。將二氯甲烷以40、40、30 mL分3次加入到錐形瓶中，在磁力攪拌器上攪拌萃取(500 r/min)50 min，超聲15 min，靜置分層后吸取下層有機(jī)相，合并3次萃取液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至5 mL以下，用二氯甲烷定容至5 mL,氮吹至2 mL，經(jīng)0.22 μm有機(jī)濾膜過(guò)濾，置于1.5 mL的標(biāo)色樣品瓶中密封，供GC-MS上機(jī)分析。每個(gè)樣品各做3組重復(fù)試驗(yàn)。

1.3.2 儀器條件

色譜條件：高純氦氣(>99.999%)為載氣；載氣流速 1.5mL/min；進(jìn)樣口溫度230℃；進(jìn)樣量 1.0 μL；分流比30∶1。

升溫程序：初始溫度35℃保持3min后；以2℃/min升溫至55℃，持續(xù)1min；再以6℃/min升溫至80℃，持續(xù)1min；再以4℃/min升溫至130℃，保持2min，再以8℃/min升溫至175℃；再以3℃/min升溫至180℃,保持1min；再以8℃/min升溫至200℃，保持11min。

1.3.3 質(zhì)譜條件

EI 離子源，電壓 70 eV，1 086 V電子倍增器電壓, 離子源溫度230 ℃，單級(jí)四極桿質(zhì)量分析器, 四級(jí)桿溫度150 ℃,掃描質(zhì)量數(shù)范圍40～450 amu，溶劑延遲3 min。

1.3.4 定性方法

數(shù)據(jù)采集由安捷倫化學(xué)工作站控制。將色譜圖經(jīng)化學(xué)工作站積分，通過(guò)NIST 11譜庫(kù)比對(duì)不同出峰時(shí)間化合物的質(zhì)譜圖，選擇匹配度>800，并結(jié)合人工解譜，確定該化合物的鑒定結(jié)果。

1.3.5 定量方法

實(shí)驗(yàn)所用標(biāo)品為定制的61種揮發(fā)性物質(zhì)混合標(biāo)品，規(guī)格為1mL/支，將其用52%乙醇分別稀釋為2、5、20、100倍。將標(biāo)記為原液及不同稀釋倍數(shù)的標(biāo)樣，經(jīng)GC-MS采集定性后，利用外標(biāo)法建立各組分標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，據(jù)待測(cè)樣品各物質(zhì)色譜峰面積定量計(jì)算。

1.3.6 添加回收實(shí)驗(yàn)及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分析

基于出峰時(shí)間前、中、后3個(gè)區(qū)間、峰型分離度較好及峰面積居中3個(gè)原則，從中挑取15種物質(zhì)進(jìn)行的樣品加標(biāo)回收試驗(yàn)，取15種已知濃度單標(biāo)配制混標(biāo)加入已測(cè)知揮發(fā)性成分景芝酒樣品中，按照1.3.1樣品前處理方法，測(cè)得加標(biāo)后酒樣揮發(fā)性成分含量C3，同時(shí)在已提取的景芝酒上機(jī)液中加入等量的15種混標(biāo)，已知其濃度分別為C2。樣品做3個(gè)平行實(shí)驗(yàn)。根據(jù)公式(1)計(jì)算添加回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差：

(1)

式中：ρ3，表示測(cè)得加標(biāo)后樣品溶液中各揮發(fā)性物質(zhì)質(zhì)量濃度，mg/L；ρ2，表示原始樣品上機(jī)液加標(biāo)后溶液總質(zhì)量濃度，mg/L；ρ1，表示原始樣品質(zhì)量濃度，mg/L。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加回收試驗(yàn)及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分析

根據(jù)公式和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示，15種不同揮發(fā)性物質(zhì)的回收率平均值在95.90%～100.3%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差2.06%～7.66%，其準(zhǔn)確度和精密度均符合分析要求。

2.2 不同品牌白酒的色譜圖及定性

采用1.3.4試驗(yàn)方法，在4種芝麻香型白酒中共定性出110種揮發(fā)性成分(圖1～圖4)，其中酯類(lèi)包括芳香族50種、酸類(lèi)12種、醇類(lèi)15種、醛酮類(lèi)5種、縮醛類(lèi)11種，從成分構(gòu)成上來(lái)看酯類(lèi)、酸類(lèi)、醇類(lèi)、醛類(lèi)是白酒中的主要成分。檢出吡嗪類(lèi)物質(zhì)4種，呋喃類(lèi)7種，酚類(lèi)2種，硫化物3-甲硫基丙醇1種，這些雜環(huán)化合物為芝麻香白酒的“炒芝麻”香氣提供了重要貢獻(xiàn)。本次研究只在梅蘭春和景芝兩種芝麻香型白酒中檢測(cè)到3-甲硫基丙醇，而傅譚春(52%vol)和傅譚春(46%vol)兩種酒中未檢出，這與孫嘯濤等[15]的研究結(jié)果一致。芝麻香型白酒特殊的風(fēng)格，應(yīng)該是以酯、醇、酸、醛酮類(lèi)為框架，并和吡嗪類(lèi)、呋喃類(lèi)、酚類(lèi)等雜環(huán)化合物和多種含硫化合物共同作用所產(chǎn)生。

圖1 景芝酒總離子流圖

圖2 傅譚春(46%vol)酒總離子流圖

圖3 傅譚春(52%vol)酒總離子流圖

圖4 梅蘭春酒總離子流

2.3 四種芝麻香白酒定量及OAV值

從110種揮發(fā)性成分種挑出了57種峰型較好，且高于3個(gè)背景噪聲的揮發(fā)性成分進(jìn)行定量，并結(jié)合范文來(lái)等[2]、王曉欣[18-19]、張倩等[20]提供的這57種揮發(fā)性物質(zhì)的閾值進(jìn)行了香氣活力值測(cè)定，并對(duì)重要呈香物質(zhì)的香氣結(jié)構(gòu)特征感官評(píng)價(jià)(表1)。

由57種揮發(fā)性物質(zhì)的定量結(jié)果可知酯類(lèi)是4種芝麻香型白酒的主要呈香物質(zhì)，景芝、傅譚春(52%vol)、傅譚春(46%vol)、梅蘭春4種芝麻香型白酒的總酯相對(duì)含量分別為75.15%、57.42%、68.81%、51.65%；在含量上均占據(jù)著主導(dǎo)地位；其中以乙酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯3種酯類(lèi)含量最多，乳酸乙酯含量均為最高，分別為1 769.87、3 474.78、1 605.17和1 468.38 mg/L，乳酸乙酯具有甜香、水果香和青草香。乙酸乙酯為菠蘿香和蘋(píng)果香，梅蘭春與景芝和傅譚春(52%vol)的乙酸乙酯含量接近，傅譚春(46%vol)酒中含量最低。己酸乙酯為甜香、窖香、青瓜香；4種酒中景芝為1 289.59 mg/L含量最高。高度白酒乙醇含量較高，但其香氣相較于低度白酒也更加濃郁。梅蘭春乙酸(1 547 mg/L)含量最高；傅譚春(52%vol)丁酸(396.41 mg/L)含量最高；景芝己酸含量最高為211.19 mg/L。醇類(lèi)中主要以正丙醇、正丁醇、異戊醇含量較多，傅譚春(52% vol)酒中的正丙醇(391.58 mg/L)、正丁醇(386.58 mg/L)、異戊醇(436.77 mg/L)含量均為最高。其他成分包括醛酮類(lèi)、吡嗪類(lèi)、酚類(lèi)、芳香族、呋喃類(lèi)、含硫化合物等共同構(gòu)成了白酒的香氣成分。

香氣化合物濃度與其閾值之比稱(chēng)為香氣活力值(odor activity value,OAV)[21]，可以比較香氣物質(zhì)具有不同的呈香能力。4種芝麻香型白酒中OAV≥1的化合物有30種(表2)，景芝中OAV≥1的成分共有22種；傅譚春(52%vol)有28種；傅譚春(46%vol)為17種；梅蘭春18種。其中乙醛、乙酸乙酯等14種物質(zhì)為4種酒中OAV均>1的香氣物質(zhì)，說(shuō)明在白酒的整體呈香能力上14種物質(zhì)在不同的芝麻香型白酒中具有較高的一致性。

酯類(lèi)中以景芝的己酸乙酯(OAV=23 307.24)、戊酸乙酯(OAV=977.97)、辛酸乙酯(OAV=290.85)OAV值較高；傅譚春(52 %vol)的丁酸乙酯(OAV=9 994.17)、乳酸乙酯(OAV=27.12)、苯丙酸乙酯(OAV=211.78)；梅蘭春的乙酸乙酯(OAV=28.09)OAV較高，表現(xiàn)出較強(qiáng)的呈香能力，也是突出不同芝麻香型白酒香氣的風(fēng)格特征；酸類(lèi)中以傅譚春(52%vol)的乙酸(OAV=11.40)、丁酸(OAV=410.94)、戊酸(OAV=8.35)、異戊酸(OAV=26.50)、辛酸(OAV=4.51)OAV最高，酸類(lèi)雖然具有較強(qiáng)的刺激性氣味，但是可以調(diào)節(jié)白酒的整體風(fēng)味，也具有重要的助香作用；醇類(lèi)中以傅譚春(52 %vol)的仲丁醇(OAV=1.06)、正丙醇(OAV=7.26)、異丁醇(OAV=5.42)、正丁醇(OAV=141.43)OAV較高，仲丁醇、異丁醇和正丁醇均有水果香和花香，對(duì)白酒的整體香氣起到了增益作用，異丁醇的刺激性氣味具有調(diào)和整體香氣的能力。酸類(lèi)和醇類(lèi)都是合成酯類(lèi)的前體物質(zhì)，同時(shí)醇類(lèi)也可進(jìn)一步氧化為醛類(lèi)、酸類(lèi)從而加速酯化反應(yīng)進(jìn)程。醛類(lèi)以梅蘭春的乙縮醛(OAV=212.05)；呋喃類(lèi)以傅譚春(52%vol)的糠醛(OAV=6.72)、糠醇(OAV=2.35)；傅譚春(52%vol)的苯甲醛(OAV=1.33)的OAV最高；這些呈香能力較強(qiáng)的物質(zhì)共同構(gòu)成了白酒呈香表現(xiàn)的重要因素，不同的芝麻香型白酒中具有不同的比例關(guān)系，他們使每種不同的白酒具有了獨(dú)特的風(fēng)格特征。

表1 景芝15種組分RSD及加標(biāo)回收率結(jié)果

表2 四種芝麻香型白酒OAV≥1的香氣物質(zhì)分布情況

注：“-”代表無(wú)。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)以液液萃取作為前處理，并結(jié)合GC-MS分析了4種芝麻香白酒。共定性出110種揮發(fā)性成分，并對(duì)其中的57種成分進(jìn)行了定量和OAV值測(cè)定。結(jié)果表明酯類(lèi)、醇類(lèi)、酸類(lèi)、醛酮類(lèi)是白酒中的主要呈香物質(zhì)，其中以酯類(lèi)貢獻(xiàn)最大。定量結(jié)果表明乙酸乙酯、己酸乙酯和乳酸乙酯含量均較高。4種酒中OAV≥1的成分?jǐn)?shù)景芝22種、傅譚春(52%vol)為28種、傅譚春(46%vol)為17種、梅蘭春為18種。所有成分中以景芝的己酸乙酯OAV值最高，醛類(lèi)以梅蘭春的乙縮醛，呋喃類(lèi)以傅譚春(52%vol)的糠醛、糠醇、傅譚春(52%vol)的苯甲醛的OAV較高。不同的芝麻香型白酒中呈香物質(zhì)具有不同的比例關(guān)系，形成了不同白酒獨(dú)特的風(fēng)格特征,這些呈香能力較強(qiáng)的物質(zhì)共同構(gòu)成了白酒呈香表現(xiàn)，為不同種類(lèi)的芝麻香白酒品評(píng)及生產(chǎn)加工提供一定的參考依據(jù)。