玉米稠酒风味特征及氨基酸含量分析

贺小贤， 郑茂奎， 彭光杰， 余泽红， 丁 勇， 孙宏民， 刘 欢

(陕西科技大学 生命科学与工程学院， 陕西 西安 710021)

0 引言

稠酒含有多种营养成分和风味物质，主要包括有机酸、氨基酸和挥发性醇、醛、酸、酯等，这些风味物质构成了成品典型的风格和特征[1].以玉米为原料，经过两步发酵生产的玉米稠酒，既保持了传统稠酒的风味特点，又具有特殊的营养成分.酒中挥发性香气组分的测定主要采用顶空固相微萃取-气相-质谱联用的方法.许多学者对葡萄酒、猕猴桃酒、木瓜等香气组分进行了分析[2,3]，而对玉米稠酒中风味物质的分析和研究较少.

目前，氨基酸的分析主要集中在柱前和柱后衍生-高效液相色谱法的研究[4-7].为了解玉米稠酒的风味特征和氨基酸种类及含量，采用顶空固相微萃取-气相-质谱联用的方法，对玉米稠酒中的挥发性香气组分进行测定，为玉米稠酒风味定型奠定了基础.茚三酮作为衍生试剂,具有反应速度快，衍生物稳定性好，并且能同步检测等优点[8].采用茚三酮柱后衍生对玉米稠酒中游离氨基酸组分的分析，为确定稠酒的营养物质提供了一种有效的方法.

1 材料与方法

1.1 材料

以破碎玉米为原料，采用半糖化半发酵的方法，经一系列精制过程而制成的酒精含量为8%的玉米稠酒.

1.2 分析方法

1.2.1 GC-MS分析条件

(1)GC条件为:HP-INNOWAX毛细管柱 (30 m×0.25 mm×0.250μm)，升温程序为：首先以40 ℃保持2.5 min，之后以6 ℃/ min 升至240 ℃，保持10 min；进样口温度250 ℃；传输线温度为230 ℃； 载气为He气，流速为1.0 mL/min；不分流进样，进样量为1.0μL.

(2)MS条件为:EI 离子源，温度250 ℃，70 eV；质量扫描范围为35～400 amu；发射电流100μA，检测电压1.4 kV.

采用固相微萃取(SPME)和TRACE DSQ GC-MS 联用仪(美国Finnigan公司).样品中的风味物质先行萃取吸附，30 min后于气相色谱仪进样口250 ℃解析5 min，再进行GC-MS 分析，采用峰面积归一化法计算各组分含量.

1.2.2 茚三酮柱后衍生HPLC分析条件

(1)混合氨基酸标准液

称取一定量的17种氨基酸标准品(除色氨酸)，用去离子水配制成0.25μmol/mL混合氨基酸标准液，用0.45μm滤膜过滤，于4 ℃保存待用.

(2)色谱条件

Pickering离子交换柱(Catalog No.0354100T，4.0×100 mm, Li+, 5μm)；保护柱(Catalog No.0352020，2.0×20 mm，Li+，5μm)；流动相：Pickering锂洗提缓冲液(A：1700～1125，B：Li365，C：Li375，D：RG003)；检测波长为570 nm；反应器温度为130 ℃；洗脱液流速0.4 mL/min；茚三酮流速0.3 mL/min.

(3)测定方法

准确移取17种氨基酸标准品10μL进样，根据保留时间对各种氨基酸进行定性分析.

分别移取一定量样品酒，用活性炭脱色后，浓缩至蛋白含量达10～20 mg[9]，加入3倍Savage试剂于150 r/min振荡，然后于6 000 r/min离心15 min，取上清液，加入95%的乙醇至含醇体积80%，醇沉液离心(4 000 r/min，10 min)后，用乙醚洗涤上清液3次，于通风厨中静置，挥发乙醇和乙醚，之后用0.45μm滤膜过滤，待用[4,10]

将色谱图中各氨基酸的峰面积代入标准氨基酸图谱获得回归方程，计算各种氨基酸的含量，并进行分析.

2 结果与讨论

2.1 GC-MS对稠酒中挥发性组分分析

玉米稠酒中挥发性组分主要包括醇、醛、酸、酯四大类，这些香气物质对稠酒的风味起重要作用.为了弄清玉米稠酒的微量风味物质种类和相对含量，采用GC-MS对玉米稠酒中挥发性组分进行分析，获得的GC-MS总离子图如图1所示.利用随机Xcalibur工作站NIST2002 标准谱库自动检索各组分，结合资料分析，并对照标准谱图对机检结果进行核对和确认，各成分鉴定结果如表1所示.

图1 玉米稠酒挥发性成分 的GC/MS 总离子图

RT相似度组分名称分子量相对含量/%3.0397.09Ethyl Acetate889.233.3313.37Hydroxyurea760.233.4264.29Ethyne440.203.8087.79Ethanol4644.763.8682.841,3-Dioxolane,2,4,5-trimethyl-1162.125.1682.98Acetic acid,2-methylpropyl ester1160.315.7385.961-Propanol600.217.1290.991-Propanol, 2-methy741.837.7673.151-Butanol,3-methyl-, acetate1300.8810.0938.341-Butanol,3-methyl889.6612.4446.54Tridecane1840.3713.8073.57Propanoic acid,2-hydroxy-, ethylester1181.0013.997.73Tridecane, 2-methy1980.4414.2512.01Nonadecane, 9-methyl2820.2014.844.32Heptafluorobutyric acid, n-pentadecylester4240.2015.1338.77Tetradecane1981.3015.7313.59Tetradecane,3-methyl2120.2715.877.156,10,13-Trimethyltetradecanol2560.2916.3249.44Tetradecane,5-methyl-52120.4516.4953.32Tetradecane,4-methyl-2120.25

续表1

RT相似度组分名称分子量相对含量/%16.5942.20Tetradecane,2-methyl2120.5216.6973.60Acetic acid600.9116.8550.77Tetradecane,3-methyl-2120.4617.565.25Acetic acid,3,7,11,15-tetramethyl-hexadecyl ester 3400.9517.7026.71Pentadeca2121.0118.256.941-Nonadecanol 1-2840.2118.8112.34Methoxyacetic acid,3-tridecyl ester2720.5518.9846.80Pentadecane,4-methyl2260.2419.0638.91Pentadecane,2-methyl2260.3419.3425.14Pentadecane,3-methyl2260.4319.555.14tert-Hexadecanethiol2580.3420.1226.54Hexadecane2260.4220.635.931-Heptacosanol 3960.2421.055.35Nonadecane,9-methyl2820.3721.1380.24Decanoic acid,ethyl ester2000.5822.1096.82Butanedioic acid,diethyl ester1741.5925.1914.04Acetic acid,2-phenylethyl ester1640.2026.6540.02Naphthalene,2-methyl1420.3127.1963.25PhenylethylAlcohol1226.0028.7365.41Biphenyl1540.2431.0613.391,1'-Biphenyl,2-methyl1680.2331.7981.22Sorbic Acid 1122.4933.8874.32Dibenzofuran1680.5434.4386.26Propane, 1,2-dichloro-3-[2-chloro-1-(chloromethyl)ethoxy]2380.2335.8597.18Ethyl hydrogensuccinate1460.39

由表1可知，从玉米稠酒中分析并鉴定出了35种风味物质.其中，醇类有13种，占总量73.34%；酯类有11种，但只占总量的15.88%；此外还含一些烷烃类，少量的醛类，呋喃等.玉米稠酒风味成分含量最高的是乙醇，占44.76%，其次是乙酸乙酯、3-甲基丁醇、苯乙醇、琥珀酸二乙酯、2-甲基丙醇等，另外还有少量的烷烃类化合物.

玉米稠酒中风味物质很多，除乙醇外，主体风味物质含量虽然较低，但对玉米稠酒的风味特征影响很大，在稠酒的特征中起主要作用，赋予酒体愉悦、舒适的味感.酯类是除醇之外含量最多的一类香味物质，玉米稠酒中乙酸乙酯有可能是构成稠酒的特征香味的主要物质之一.另外一些酸类和羰基类化合物其特征不明显，但对酒的风味起到了很好的补充、修饰作用，如酸类使酯类化合物的香气更饱满、浓厚，延缓其它组分香气挥发，使香味更持久；羰基类化合物如低碳链的醛类，则对酒体的香味起到修饰作用[11].

2.2 玉米稠酒中游离氨基酸的研究

氨基酸是玉米稠酒中一类重要的营养物质，特别是必需氨基酸，提供了合成生物体蛋白质的重要原料，而且对于人体的生长、代谢、维持生命活动等具有重要意义.芳香类氨基酸对玉米稠酒的风味也有加成的作用.采用茚三酮柱后衍生的HPLC法，在确定的色谱条件下，对标准氨基酸溶液10μL进样分析，色谱图如图2所示.

1-Asp; 2-Thr; 3-Ser; 4-Glu; 5-Pro; 6-Gly; 7-Ala; 8-Val; 9-Cys; 10-Met; 11-Ile; 12-Leu; 13-Tyr; 14-Phe; 15-Lys; 16-His; 17-Arg图2 氨基酸标准液混合样品色谱图

由图2可以看出，各种氨基酸均有不同的保留时间，获得了较好的分离，基本无拖尾现象.

分别以5μL、7.5μL、10μL、12.5μL、15μL、17.5μL的混标进样，以峰面积Y对各氨基酸进样体积中所含各氨基酸的量X(mg)求得各成分的线性回归方程，并计算相关性系数及线性范围，每个体积连续进样6次，考察方法的精密度.

结果表明,在线性范围内，各氨基酸的相关性系数均大于0.99，RSD均小于3%，说明该方法线性相关性较好，紧密度高，稳定性好，可用于稠酒样品中游离氨基酸的分析.

在同样色谱条件下，测定样品玉米稠酒、薏苡仁稠酒中氨基酸种类和含量，测定结果如图3、图4所示.

图3 玉米稠酒中氨基酸的色谱图

图4 薏苡仁稠酒中氨基酸的色谱图

各种稠酒氨基酸的种类与含量的分析及比较如表2所示.

表2 不同稠酒氨基酸种类和含量的比较

由表2数据可以看出，玉米稠酒含有14种氨基酸，而薏苡仁稠酒中含有15种氨基酸.就氨基酸总量而言，玉米稠酒略大于薏苡仁稠酒，明显高于啤酒;从必需氨基酸含量的比较中可以看出，玉米稠酒必需氨基酸含量占总量的14.84%，三种酒均符合FAO/WHO模式，是营养价值较高的饮料酒.

3 结论

固相微萃取GC-MS可以分析玉米稠酒中的香味物质.通过分析鉴定，玉米稠酒中含有35种风味物质，其中醇类有13种，酯类有11种，此外还含有少量的醛类，呋喃等.玉米稠酒风味物质含量最高的是乙醇，然后是乙酸乙酯、3-甲基丁醇、苯乙醇、高级醇等，推测乙酸乙酯可能是玉米稠酒主体风味物质.

茚三酮柱后衍生HPLC法可用于测定稠酒中的氨基酸，该方法线性相关性较好，紧密度高，稳定性好.对不同稠酒氨基酸分析表明，玉米稠酒含有较丰富的氨基酸，总氨基酸含量高于薏苡仁稠酒和文献报道的啤酒中的含量，而且玉米稠酒中各种必需氨基酸的组成比例亦高于FAO/WHO模式，符合人体需要，是营养价值较高的饮料酒.这些氨基酸以及挥发性醇、醛、酸、酯类，共同构成了玉米稠酒的典型风味物质，赋予玉米稠酒甜蜜愉快、酸甜协调、芳香浓郁的风味特征.

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