基于LC-QTOF的濃香型白酒蒸餾尾水成分研究

廖勤儉，王小琴，安明哲，李楊華，喬宗偉，周韓玲，宋廷富

(宜賓五糧液股份有限公司，四川宜賓 644007)

尾水是濃香型白酒釀酒蒸餾過程中的副產物。濃香型白酒采用混蒸混燒的蒸餾工藝，即將糧食原料與出窖酒醅按一定比例混合拌勻，上甑，蒸餾取酒，取酒完成后，繼續蒸餾主要是蒸糧的過程，此時蒸餾出的餾出液稱之為尾水。

尾水因其含酒精度低，受關注度也少，大多作為廢液排放。其實，尾水作為混蒸混燒工藝后段蒸糧過程的餾出液，其中含有一定量的酒醅中的白酒香氣成分和糧食原料蒸煮糊化過程產生的香氣成分。早在2008 年，中國科學院成都生物研究所的莊名揚[1]，利用GC-MS 對濃香型白酒蒸餾尾水中的非水溶液油狀物進行了分離與成分分析，并研究了其在白酒勾調方面的應用。其后，趙星輝等[2]也對比分析了不同類型白酒蒸餾尾水油狀物的成分，以此，研究人員關注點都在尾水中的油狀物質，即具有親酯性的弱極性成分。筆者為研究白酒中的生物活性成分，而一些活性成分，如氨基酸類、酚酸類、酸類、糖類等化合物具有親水性的強極性特點。由此，筆者以尾水作為研究對象，利用LCQTOF 檢測技術，詳細分析了尾水的親水性、難揮發性成分，為進一步研究白酒中的難揮發性生物活性成分提供理論依據，同時了解尾水的成分，對尾水的價值體現及循環利用有一定的指導作用。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

甲醇（MERCK，LC-MS 級），超純水，尾水樣品（實驗室自備）。

儀器設備：美國Agilent 公司1290 系列高效液相色譜儀(HPLC)-6520B 系列質譜檢測器（QTOF），Agilent MassHunter 數據采集工作軟件、定性分析軟件，Milli-Q 超純水機（美國Mimpore 公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 色譜條件

色譜柱：Agilent Eclipse Plus C18(2.1*100 mm 1.8-micron) ；柱溫：30 ℃；流速：0.2 mL/min；進樣量：5 μL；流動相為甲醇B（液質級）和超純水A（含0.05 g/L 甲酸）；梯度洗脫條件：0 min～15 min：2%～98%B,15.1 min～25 min：98%B,25.1 min～25 min：2%B,27 min：stop。

1.2.2 質譜條件

以電噴霧電離源(DESI)；離子源溫度300 ℃；干燥氣流量為12 L/min；霧化器壓力為40 psi；碰撞電壓為70 v。

1.2.3 樣品處理

尾水樣品，經過0.2 μm 的PTFE 膜過濾后，作為待測樣品。

2 結果與分析

尾水樣品，按1.2.3 方法處理后，作為待測樣品，進樣液相色譜-四級桿飛行時間質譜，分別采用正模式和負模式的掃描模式。正模式掃描模式主要分析檢測樣品中的酯類及含氮化合物等，負模式掃描模式主要分析檢測樣品中的酸類、糖類等化合物。根據尾水樣品一級質譜掃描結果確定的分子式，目標離子掃描模式下質譜的碎片離子，定性分析尾水中的化合物。樣品正模式下的液相質譜圖見圖1，各化合物解析結果詳見表1。樣品負模式下的液相質譜圖見圖2，各化合物解析結果詳見表2。樣品中所首次檢出的纈氨酸乙酯、亮氨酸乙酯、苯丙氨酸乙酯二級質譜圖見圖3—圖5，生物活性成分環（脯氨酸-亮氨酸）、環（脯氨酸-苯丙氨酸）、四甲基吡嗪二級質譜圖見圖6—圖8。

圖1 尾水樣品正模式掃描的總離子流圖

3 結論

本研究采用高效液相色譜四級桿飛行時間質譜聯用技術，將尾水樣品經過簡單的膜過濾處理，共解析出尾水樣品中的65 種成分，其中包括15 個氨基酸，1 個氨基酸衍生物，5 個氨基酸酯，2 個吡嗪，9 個羧酸酯，2 個環二肽，2 個糖，2 個糖醇，27 個羧酸。

表1 化合物的質荷比、分子式、碰撞能量、碎片離子、斷裂方式和名稱

續表1 化合物的質荷比、分子式、碰撞能量、碎片離子、斷裂方式和名稱

圖2 尾水樣品負模式掃描的總離子流圖

圖3 纈氨酸乙酯二級質譜圖

表2 化合物的質荷比、分子式、碰撞能量、碎片離子、斷裂方式和名稱

續表2 化合物的質荷比、分子式、碰撞能量、碎片離子、斷裂方式和名稱

圖4 亮氨酸乙酯二級質譜圖

圖5 苯丙氨酸乙酯二級質譜圖

圖6 環（Pro-Leu）二級質譜圖

圖7 環（Pro-Phe）二級質譜圖

圖8 四甲基吡嗪二級質譜圖

由表1 可以看出，尾水中含有人體必需的8 種氨基酸：賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸，以及幼兒生長必需的精氨酸。根據筆者前期在濃香型中高溫大曲中檢測出的γ-氨基丁酸[3]，以及張巧玲等[4]在醬香型大曲中檢出的γ-氨基丁酸為判斷依據，尾水中檢出的氨基丁酸，應是γ-氨基丁酸。γ-氨基丁酸屬強神經抑制性氨基酸，具有鎮靜、催眠、抗驚厥、降血壓的生理作用，具有極其重要的生理活性功能。

尾水中發現的纈氨酸乙酯、亮氨酸乙酯、苯丙氨酸乙酯等氨基酸酯類化合物表明，氨基酸特有的-NH2和-COOH 基團，使得氨基酸在釀酒發酵過程中很容易與醇類、酸類化合物酯化生成氨基酸酯類化合物，而這些氨基酸酯類化合物首次在尾水中發現，它們在白酒中的存在以及對白酒品質的影響還有待進一步研究。氨基酸之間易發生脫水縮合，生成具有抗腫瘤活性的環（脯氨酸-亮氨酸），環（脯氨酸-苯丙氨酸）等環二肽類化合物。再有，氨基酸也會產生分子內脫水，尾水中檢出的焦谷氨酸成分，就是由谷氨酸的α-NH2基和γ-羥基之間脫水形成分子內酰胺鍵而成；或是由谷氨酰胺分子內失去酰氨基而成。焦谷氨酸是皮膚天然保濕因子的主要組分之一，且無毒、無刺激，是現代護膚、護發化妝品的優良原料。部分氨基酸及其衍生物沒有進行二級質譜定性，主要參考筆者前期在環二肽方面的研究成果[5-6]。

尾水中檢出三甲基吡嗪和四甲基吡嗪。趙東等[7]利用頂空固相微萃取氣相色譜質譜法測定出大曲中大量的吡嗪類化合物，其含量在大曲中遠高于白酒，在一定程度上說明吡嗪類化合物在制曲和堆積發酵中產生，其中，四甲基吡嗪具有擴張血管，改善微循環及抑制血小板積聚作用，是白酒中的健康功能性成分[8-10]。

尾水中六碳糖、二糖、戊五醇、己六醇的檢出，進一步說明，隨著白酒的特殊蒸餾過程，親水性的糖及糖醇類化合物可以隨著乙醇水蒸汽進入酒體，成為白酒甜味及醇厚感的重要成分，為白酒中存在一定量的糖及糖醇類化合物提供了依據。

尾水中首次檢出了乙酸-乳酸酯、己酸乳酸酯等α-羥基羧酸的羥基位與羧酸形成的高沸點酯類化合物。另尾水中檢出的有機酸，直鏈羧酸，羥基羧酸，一元酸，二元酸及其酯類，他們是白酒呈香呈味的重要組成成分。表2 中部分酸類化合物沒有進行二級質譜定性，主要參考筆者前期的研究成果，白酒中酸類化合物的質譜分析結果[11]。

回收利用尾水中具有生物活性的四甲基吡嗪、環二肽及酚酸類化合物對提高白酒品質，健康飲酒方面具有一定的經濟效益。