采用气相色谱质谱联用技术对不同窖龄窖泥浸出液的分析研究

卫春会，甄 攀，罗惠波，杨 洁

（1.四川理工学院生物工程学院，四川自贡643000；2.酿酒生物技术及应用四川省重点实验室，四川自贡643000）

采用气相色谱质谱联用技术对不同窖龄窖泥浸出液的分析研究

卫春会1，2，甄 攀1，罗惠波1，2，杨 洁1

（1.四川理工学院生物工程学院，四川自贡643000；2.酿酒生物技术及应用四川省重点实验室，四川自贡643000）

采用气相色谱质谱联用技术对20、100、200、300年窖龄的窖泥浸出液进行分析，检出的20种主要物质中有10种是各个窖龄窖泥所共有的，从每种窖龄窖泥所检出的物质，可以得出结论：窖池窖泥使用时间越长，其中成分就越复杂，窖泥微生物代谢多样性越高，越利于产出优质白酒。

气相色谱质谱联用（GC-MS），窖龄，窖泥浸出液

俗话说，好酒必有好窖。窖泥是生产浓香型大曲酒的基础，其老熟程度直接影响曲酒的质量，百年老窖常生产名优曲酒。泸州老窖是浓香型白酒的典型代表，拥有连续使用至今400年以上的老窖池群，是国家重点文物保护单位。我国在上世纪60年代就开始研究人工培养窖泥、新窖老熟技术，至80年代，这一技术已在全国得到普遍应用，取得较好效果［1］。前人对窖泥微生物的分析，对窖泥矿质元素等理化指标进行许多研究，但有关窖泥浸出液的分析测定结果报道还未曾见过。本文主要对不同窖龄不同层次的窖泥浸出液进行研究，采用气相色谱质谱联用技术，分析窖泥浸出液中微量成分的差异，以揭示老窖窖池的独特性。

1.1 材料与仪器

1 材料与方法

窖泥样品 均来自泸州老窖，其中300年左右窖龄老窖泥取自桂花作坊，200年左右窖龄窖泥样取自春和荣作坊，100年左右窖龄窖泥取自罗汉基地泉记作坊，20年窖龄窖泥取自罗汉基地。其中前三类窖为自然老熟的窖泥，最后一类窖为1983年人工培养的窖泥。每一类型窖分窖壁上层、窖壁下层和窖底取样，上层取样距窖口50cm左右，下层取样距窖底50cm左右，窖底取样为窖池底中央，每层取多点混合；乙酸异戊酯（内标）、己酸乙酯、异戊醇等标准品 均为市售色谱纯试剂。

6890N-5975B气相色谱质谱联用仪、DB-WAX毛细管色谱柱（60m×0.25mm×0.25μm） 美国Agilent公司产品；离心机，漩涡混匀仪等。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理 每个样品取10g新鲜窖泥，加入100mL 60%的乙醇溶液，振荡，摇匀（充分使窖泥分散），静置1h，每隔15min摇匀一次。各取30mL浑浊液，5000r/min离心10min，吸取上清液20mL，加入30μL乙酸异戊酯（内标）。

1.2.2 GC-MS分析 色谱条件：进样口温度为230℃，载气He（99.999%）；恒流1.0mL/min，分流比50∶1，进样量1μL；采用程序升温：初始温度60℃，保持1min，以5℃/min升至155℃，再以3℃/min升至230℃，保持10min。质谱条件：离子源温度为230℃，电离方式为EI，电子能量为70eV，扫描质量范围是20～500amu，溶剂延迟3min。

2 结果与分析

2.1 窖泥GC-MS总离子图及成分分析表

图1 12种样品浸出液的GC-MS总离子图

图1为12种样品浸出液的GC-MS总离子图。

经NIST谱库检索和RI值对比，采用内标法所确定的窖泥浸出液中挥发性成分见表1。

表2为不同窖龄的窖泥浸出液中检测到的醇类、酯类、酸类、醛酮类、酰胺类等主要物质总和。

表2 不同窖龄窖泥浸出液中检测到的各类主要物质总和（mg/100g新鲜窖泥）

2.2 醇类物质的比较分析

窖泥中的醇类物质主要来自于窖泥微生物的代谢产物，本实验通过对不同窖泥的浸出液GC-MS分析，可以看出醇类物质的总量，随着窖龄的增加而呈递减趋势，说明年轻窖池微生物与老窖池的微生物在醇类物质代谢上有很大差异，因此，从微生物角度着手改善窖泥是提高酒质的有效措施之一。

从色谱数据可以看出：丙醇、正丁醇、异戊醇、己醇的含量基本上一致，最大的差异是二甘醇。二甘醇在20年窖龄的窖池中含量最多，并且窖底含量＞窖壁下层＞窖壁上层。有报道称动物实验证明，二甘醇进人体内后能迅速分布到各个器官，其中以肾脏中浓度为最高，可引起肾脏及肝脏损害，还可能引起肾衰竭，已经发生多起二甘醇中毒事件［2］，从上世纪80年代开始，在许多行业已经停止使用。但是窖泥中的二甘醇的由来仍不明确，有待研究并控制。

2.3 酯类物质的比较分析

浓香型白酒酿制过程中所涉及的微生物包括四大类：原核生物中的细菌、放线菌、真核生物中的酵母菌、霉菌。它们在发酵过程中相互影响、相互制约，方能形成种类繁多的代谢产物［3］。而其中对浓香型白酒香味物质贡献最大的原核生物，大部分栖息在窖泥内。窖泥中的厌氧微生物类群只有通过长时间的驯化才能达到最优的状态。

由GC-MS分析可知，乙酸乙酯、己酸乙酯的含量各年龄的老窖基本上一致，其中己酸乙酯含量最高。庚酸乙酯、辛酸乙酯、己酸己酯在所有窖龄的窖泥中均有检出，但其含量随着窖龄增加而上升。己酸丁酯、丁酸己酯、辛酸己酯棕榈酸乙酯只在百年以上老窖中检出。酯类物质总体上随着窖龄的增加而含量增大，并且，老窖泥中的酯类物质种类明显高于新窖泥。

2.4 醛酮类物质的比较分析

醛酮类物质在4个年限的窖泥中均能检出。乙醛是由乙醇氧化而来，乙醛毒性很大，给白酒带来辛辣味，但适量的醛和醇会缩合成缩醛，是白酒重要的香味物质。窖泥浸出液的乙醛含量基本上随着窖龄的增加呈下降趋势。羟基丙酮可能是由生物质甘油转化而来［4］，在百年以上的老窖才检出，含量有微量增加的趋势。

2.5 酸、酰胺类物质的比较分析

4个窖龄的窖泥浸出液只有在100年窖龄的窖壁下层检出棕榈酸，所有样品均未检出小分子有机酸，这可能与挥发度及微生物代谢活性强度有关。所检出的棕榈酸与200、300年老窖所检出的棕榈酸乙酯对比分析，说明100年的老窖，微生物驯化程度没有200、300年的老窖成熟，高级脂肪酸不能被合成为其对应的酯类化合物。酰胺类化合物只在300年老窖泥中检出，来源不详。

表1 12种窖泥浸出液GC-MS分析结果（mg/100g新鲜窖泥）

3 结论

采用GC-MS技术，分析不同窖龄的窖泥浸出液，共检出20种主要成分，其中10种是4个不同窖龄窖泥共有的成分，例如乙酸乙酯、己酸乙酯、异戊醇、乙醛等；有的成分是只在百年以上窖龄的老窖中检出，例如正丁醇、羟基丙酮、乳酸乙酯、己酸丁酯、辛酸己酯等；有的成分只在百年以下窖龄的窖泥中检出，例如二甘醇和棕榈酸。各窖龄共同检出的成分，在含量上的差异，只有在百年老窖中检出的物质和只在新窖泥中检出的有害物质（二甘醇），都能够反映出“千年老窖万年糟，酒好须得窖池老”这一道理。

窖池质量是浓香型白酒生产的关键，窖池除了作为发酵容器外，还为微生物的生长繁殖提供了良好的环境，也为香味物质的形成提供了基础。窖池窖泥年代越久，在酒的发酵过程中，窖池中会产生种类繁多的微生物和香味物质，窖泥中的物质成分就越多、微生物驯化程度越高，微生物群落功能就越复杂。窖泥质量的好坏和窖池微生物种类与浓香型白酒的质量有着密切的关系，因此，如果能更好地利用其中的微生物菌种来改良窖泥，使窖泥中优化组合的菌群之间相互协调，相互制约，就便于窖池内成酒生香的微生物菌群循环繁殖与积累，如此反映到白酒生产上，就能有效提高优质白酒的产出率。

［1］张良，任剑波，唐玉明，等.泸州老窖窖泥物理特性及矿物元素含量差异研究［J］.酿酒，2004，31（4）：11-13.

［2］佟克兴，姜俊，李海燕，等.气相色谱/质谱联用检测牙膏中的二甘醇［J］.仪器分析，2007（4）：26-28.

［3］庄名扬.中国白酒香味物质形成机理及酿酒工艺的调控［J］.酿酒，2007，34（2）：109-113.

［4］杨春华，兰支利.生物质甘油转化成羟基丙酮催化剂的TPR的研究［J］.广州化工，2008，36（6）：40-41.

［5］王保兴，侯英，杨蕾.SBSE-TDs-GC-MS测定白酒中酯类成分的方法研究［J］.食品工业科技，2008，29（7）：250-253.

Study on pit mud lixivium of different cellar age by gas chromatography mass spectrometry

WEI Chun-hui1，2，ZHEN Pan1，LUO Hui-bo1，2，YANG Jie1
（1.Bioengineering College，Sichuan University of Scienceamp;Engineering，Zigong 643000，China；2.Liquor Making Bio-Technologyamp;Application of Key Laboratory of Sichuan Province，Zigong 643000，China）

The pit mud lixivium of 20，100，200 and 300years cellar age by gas chromatography-mass spectrometry technology were analyzed.Through analyzing，twenty substances were obtained and ten substances were mutual. After carefully analyzing substances in every cellar age，the conclusion showed that the longer the pit mud had been stored，the more substances it had，the higher metabolize diversity microorganism had，the better quality the wine had.

gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS）；cellar age；pit mud lixivium

TS201.1

A

1002-0306（2011）02-0095-03

2009-11-09

卫春会（1980-），女，硕士，实验师，主要从事发酵工程方面的科研和教学。

自贡市2008年重点科技计划项目。