基于氣相色譜法的白酒中酯類(lèi)成分定量分析研究

◎ 于世民

（國(guó)家白酒質(zhì)檢中心洋河實(shí)驗(yàn)室，山東 淄博 256399）

白酒是我國(guó)傳統(tǒng)的酒類(lèi)飲品之一，是以?xún)?yōu)質(zhì)高粱、大米、小麥等為主要原料，經(jīng)過(guò)多次發(fā)酵、蒸餾、貯存等一系列工序釀制而成。其中，酯類(lèi)成分是白酒中的重要成分之一，其含量在白酒風(fēng)味物質(zhì)中所占比例較高，具有獨(dú)特的香氣和風(fēng)味，對(duì)于白酒的質(zhì)量和風(fēng)味影響很大。氣相色譜法是酯類(lèi)成分分析的常用方法，它具有靈敏度高、分離度好等優(yōu)點(diǎn)，在分析酯類(lèi)成分時(shí)具有很大的優(yōu)勢(shì)。因此，使用氣相色譜法對(duì)白酒中酯類(lèi)成分進(jìn)行分析，可以有效控制和改進(jìn)白酒的質(zhì)量。

1 氣相色譜法概述

氣相色譜法（GC）是一種基于化學(xué)物質(zhì)在氣態(tài)狀態(tài)下在固定相中分離的分析技術(shù)，通過(guò)將混合物分離成單獨(dú)的化合物并測(cè)量它們的濃度（見(jiàn)圖1）。其原理是將被分離的混合物分子在氣相狀態(tài)下沿著柱子內(nèi)涂層的固定相進(jìn)行分離，以獲得化合物的純度和濃度信息。該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于食品、化學(xué)、醫(yī)藥等領(lǐng)域[1]。

圖1 氣相色譜儀示意圖

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 色譜條件

本實(shí)驗(yàn)中，我們采用安捷倫GC8890氣相色譜儀，色譜柱采用的是Agilent CP-WAX毛細(xì)管柱（50 m×0.25 mm×0.2 μm），該柱具有很好的極性選擇性，能夠較好地分離酯類(lèi)化合物。進(jìn)樣口溫度：230 ℃；分流模式，分流比：50∶1；進(jìn)樣量：1μL；恒流模式，流速：0.8 mL/min；檢測(cè)器溫度：280 ℃。當(dāng)汽化后的試樣被載氣帶入色譜柱中運(yùn)行時(shí)，樣品分離出來(lái)的成分會(huì)根據(jù)它們?cè)谥又械臉O性、化學(xué)性質(zhì)等不同而逐漸分離出來(lái)。

柱溫程序是氣相色譜分析中非常重要的一環(huán)。在本實(shí)驗(yàn)中，我們的柱溫程序?yàn)椋撼跏紲囟葹?5 ℃，保持10 min，以4.5 ℃/min 升至 80 ℃，保持10 min，以9.5 ℃/min 升至 200 ℃，保持2 min；在初始溫度下，柱子內(nèi)的化合物分離程度較低，為了使化合物分離得更加充分，我們需要逐漸升高溫度。但是，溫度過(guò)高會(huì)使化合物分離得過(guò)快，影響定量的準(zhǔn)確性。因此，我們?cè)?00 ℃時(shí)停止升溫，保持2 min，使化合物的分離得到充分保證[2]。

檢測(cè)器采用火焰光度檢測(cè)器（FID），它是一種靈敏度高、選擇性好的檢測(cè)器。當(dāng)化合物通過(guò)火焰時(shí)，它們被完全氧化成CO2和H2O，產(chǎn)生的熱量可以被FID探測(cè)器檢測(cè)到，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)化合物的檢測(cè)和定量。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)品制備

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

（1）標(biāo)準(zhǔn)品。首先，需要準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)物：己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。其次，需要適量的乙醇溶液(50%，體積分?jǐn)?shù))。最后，需要內(nèi)標(biāo)物：2-乙基丁酸。

（2）標(biāo)準(zhǔn)使用液的配制。酯類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)混合儲(chǔ)備溶液(乙酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯均為 25 000 mg/L，丁酸乙酯為 2 500 mg/L)：分別準(zhǔn)確稱(chēng)取 0.25 g(精確至0.1 mg)乙酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、己酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、乳酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，稱(chēng)取 0.025 g(精確至 0.1 mg)丁酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，加入適量的乙醇溶解，轉(zhuǎn)移至 10 mL 容量瓶中，定容，充分混勻[3]。

（3）內(nèi)標(biāo)溶液配制。2-乙基丁酸內(nèi)標(biāo)溶液(20 000 mg/L)：稱(chēng)取 0.20 g(精確至 1 mg) 2-乙基丁酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。加入適量乙醇溶液(50%，體積分?jǐn)?shù))溶解，轉(zhuǎn)移至 10 mL 容量瓶中，定容，充分混勻。

（4）標(biāo)準(zhǔn)曲線。分別吸取0.1 mL、 0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、1.0 mL酯類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)混合儲(chǔ)備溶液于5個(gè)10 mL容量瓶中，然后分別加入0.1 mL 2-乙基丁酸內(nèi)標(biāo)溶液，使用乙醇溶液（50%，體積分?jǐn)?shù)）定容，充分混勻。配制成乙酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯為250 mg/L、500 mg/L、1 000 mg/L、1 500 mg/L、2 500 mg/L，丁酸乙酯為25 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、150 mg/L、250 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，得到表1的內(nèi)容。所示濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線工作溶液。標(biāo)準(zhǔn)曲線現(xiàn)用現(xiàn)配。

表1 所示濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線工作溶液表

2.2.2 前處理操作

取適量的樣品放置于10 mL 容量瓶中，加入0.1 mL相應(yīng)的內(nèi)標(biāo)溶液，使用同一樣品定容，充分混勻，然后按照色譜參考條件測(cè)定樣品。

2.3 樣品測(cè)定

將制備好的樣品溶液用自動(dòng)進(jìn)樣器注入氣相色譜儀中，進(jìn)樣量為1μL。在分析過(guò)程中，需要按照一定的程序進(jìn)行，包括樣品進(jìn)樣、柱子溫度控制、檢測(cè)器設(shè)置等。接著，使用火焰光度檢測(cè)器對(duì)樣品中分離出的不同酯類(lèi)成分進(jìn)行檢測(cè)和定量。根據(jù)醇類(lèi)和酸類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的含量，可以計(jì)算出樣品中各種酯類(lèi)成分的含量。

為了提高數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性，在樣品測(cè)定過(guò)程中需要對(duì)不同樣品進(jìn)行重復(fù)測(cè)試，并使用標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行校準(zhǔn)和驗(yàn)證[4]。

3 研究結(jié)果和分析

3.1 研究結(jié)果

在研究中，我們利用氣相色譜法對(duì)不同品牌、不同年份、不同工藝的濃香型和清香型白酒中的酯類(lèi)成分進(jìn)行了定量分析。通過(guò)測(cè)定樣品中不同酯類(lèi)成分的含量，得到了以下的數(shù)據(jù)結(jié)果（見(jiàn)表2）。

表2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表

濃香型白酒中酯類(lèi)成分的含量。在濃香型白酒中，己酸乙酯、乙酸乙酯是主要的酯類(lèi)成分。其中，己酸乙酯的含量最高，平均含量為1 624.8 mg/L。然后是乙酸乙酯，平均含量為1 023.6 mg/L。接著是乳酸乙酯，平均含量為901.5 mg/L。最后是丁酸乙酯，平均含量為72.4 mg/L。結(jié)果表明，濃香型白酒中酯類(lèi)成分主要以己酸乙酯為主，而乙酸乙酯、乳酸乙酯和丁酸乙酯也占據(jù)了一定比例。

清香型白酒中酯類(lèi)成分的含量。在清香型白酒中，乙酸乙酯和乳酸乙酯是主要的酯類(lèi)成分。其中，乙酸乙酯的含量最高，平均含量為1 728.3 mg/L。然后是乳酸乙酯，平均含量為1 256.8 mg/L。接著是己酸乙酯，平均含量為50.6 mg/L。最后是丁酸乙酯，平均含量為15.1 mg/L。這些結(jié)果表明，清香型白酒中酯類(lèi)成分主要以乙酸乙酯為主，而乳酸乙酯、己酸乙酯、丁酸乙酯也占據(jù)了一定比例。

3.2 結(jié)果分析

通過(guò)比較兩種類(lèi)型白酒中酯類(lèi)成分的含量，發(fā)現(xiàn)濃香型白酒中己酸乙酯、丁酸乙酯的含量均要高于清香型白酒，而清香型白酒中乙酸乙酯、乳酸乙酯的含量要高于濃香型白酒。這可能與兩種白酒的工藝不同有關(guān)。

濃香型白酒的主要原料是高粱或黃米等谷類(lèi)糧食，通過(guò)發(fā)酵和蒸餾的過(guò)程產(chǎn)生酯類(lèi)化合物，其中酯類(lèi)化合物的形成與酵母菌和其他微生物的代謝反應(yīng)有關(guān)。由于發(fā)酵和蒸餾過(guò)程時(shí)間較長(zhǎng)，以及原料中含有更多的蛋白質(zhì)和氮源物質(zhì)，因此，濃香型白酒中的己酸乙酯含量相對(duì)較高。清香型白酒采用減壓蒸餾工藝，能夠更好地保留乙酸乙酯。

此外，酯類(lèi)成分在白酒的口感和香氣方面起著重要作用，這是因?yàn)轷ヮ?lèi)成分具有較強(qiáng)的香氣和味道。白酒中的酯類(lèi)成分主要是由酒精和有機(jī)酸在發(fā)酵和蒸餾過(guò)程中生成。其中，己酸乙酯和乙酸乙酯均是白酒中主要的酯類(lèi)成分，具有濃郁的水果香氣，能夠?yàn)榘拙茙?lái)豐富的香氣和口感。在清香型白酒中，乙酸乙酯和乳酸乙酯通常被認(rèn)為是主體香氣成分，其含量的高低將會(huì)影響清香型白酒的風(fēng)味特征。濃香型白酒中己酸乙酯的含量較高，能夠?yàn)槠鋷?lái)濃郁的果香味道和酒體的豐富度，這是濃香型白酒獨(dú)特的口感特征；清香型白酒中乙酸乙酯的含量較高，能夠?yàn)槠鋷?lái)清爽的香氣和口感，讓人感受到一種清新、輕盈的口感體驗(yàn)[5]。因此，不同類(lèi)型白酒中酯類(lèi)成分的含量和種類(lèi)，對(duì)于白酒的口感和香氣特征具有重要影響。

綜上所述，通過(guò)氣相色譜法對(duì)濃香型和清香型白酒中酯類(lèi)成分進(jìn)行定量分析，可以了解兩種白酒中不同酯類(lèi)成分的含量和比例，同時(shí)也可以為白酒的工藝改進(jìn)和口感調(diào)整提供一定的科學(xué)依據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

本研究通過(guò)氣相色譜法對(duì)濃香型和清香型白酒中酯類(lèi)成分進(jìn)行了定量分析，發(fā)現(xiàn)兩種白酒中的酯類(lèi)成分種類(lèi)和含量存在差異。研究結(jié)果為濃香型和清香型白酒的酯類(lèi)成分分析提供了科學(xué)依據(jù)，也為酒類(lèi)的工藝改進(jìn)和口感調(diào)整提供了參考。此外，本研究還展示了氣相色譜法在酒類(lèi)中化學(xué)成分分析中的應(yīng)用價(jià)值。