GC-O-MS分析赊店酒中的香气成分

程娇娇，颜振敏，周蒙，魏新军

（河南科技学院食品学院，河南新乡453003）

GC-O-MS分析赊店酒中的香气成分

程娇娇，颜振敏，周蒙，魏新军

（河南科技学院食品学院，河南新乡453003）

为了探究浓香型白酒中的主要呈香物质，采取液液萃取法，用二氯甲烷作为萃取剂提取赊店酒中的挥发性香气化合物，采用气质联用技术（Gas Chromatography-Mass Spectrometer,GC-MS），进行条件优化并通过NIST11谱库检索，共鉴定出45种挥发性物质。用气相色谱-嗅觉测量法（gas chromatography-olfactometry,GC-O）分析共测出18种呈香物质，其中酯类12种，醇类1种，挥发性酸4种，芳香族1种。香气贡献较大的化合物是丁酸乙酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯、棕榈酸乙酯、乙酸和丁酸。

液液萃取；气质联用技术（Gas Chromatography-Mass Spectrometer,GC-MS）；嗅辨技术；呈香物质

白酒是中国传统蒸馏酒，在我国有着悠久的历史。白酒中98%～99%的成分都是乙醇和水，它们构成了白酒的主体，而剩余1%～2%的成分则是微量成分，微量成分在白酒中含量虽少，但它们却决定着白酒的香气和口感[1]。因此，分析白酒中相关的物质及其含量显得尤为重要。

气质联用技术（Gas Chromatography-Mass Spectrometer,GC-MS）是目前白酒成分研究工作中应用较多且发展较成熟的一门技术。该技术具有高灵敏度、高分离效能、高选择性、快速分析等优点，在分离、检测和数据采集处理方面有着较高性能和出色表现，能够准确定性、精确定量[2]。气相色谱-嗅觉测量法(gas chromatography-olfactometry,GC-O)是一种把仪器分析和感官分析结合在一起研究酒类和食品香气的常用方法，主要应用于各种食品的香气分析。GC-O分析酒类香气化合物的方法主要有2种，即香气强度法和香味萃取稀释分析法[3]。

由于白酒中很多化合物沸点较低，易于挥发，所以目前大部分针对白酒中微量化合物的研究都基于GC或GC/MS这两种方法。白酒虽含有的大量挥发性化合物，但只有一小部分有着香味特性，对白酒香味起贡献作用，且白酒中香气化合物的浓度极低，实验设备和仪器只能间接对其进行分析，而GC和GC/MS无法从风味上来确定化合物对白酒整体香味所起的作用[4]。所以GC-O与MS结合在白酒分析中可相互弥补之间的不足,并发挥更大的优势。

本实验在Zellner，Cai Lingshuang，Fan Wenlai，Beata Plutowska，Mo Xinliang，王勇，Sonia Collin等[5-12]研究的基础上，采用液液萃取-气相色谱-质谱(LLE-GC/MS)技术检测赊店酒的挥发性成分，了解其化学组成，同时结合GC-O测定酒中的香气成分并确定主体呈香物质。从而为赊店酒风味的改善、新产品的开发，以及在生产过程中的质量控制提供理论依据和参考。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂及仪器

材料：赊店酒（生产厂商赠送）。

试剂：二氯甲烷（AR，天津市光复精细化工研究所）；无水Na2SO4（AR,天津市科密欧化学试剂有限公司）。

仪器设备：RE-5299旋转蒸发器（河南智诚科技发展有限责任公司)；SHZ（III）循环水式真空泵（河南智诚科技发展有限责任公司）；Sniffer 9000嗅辨仪（上海仪真分析仪器有限公司）；Agilent7890气相色谱和5977质谱仪（美国安捷伦科技有限公司）；HP-WAXMS石英毛细柱（60 m×0.32 mm,0.5 μm，美国安捷伦科技有限公司）。

1.2 实验方法

1.2.1 实验原理

采用液-液萃取前处理技术结合气质联用技术（GCMS）对酒样中的挥发性成分进行提取与分析，以确定挥发性成分，再结合嗅辨仪对挥发性成分的香气进行测定。重复多次闻香，从香气特征上来确定化合物对食品香味所起的作用。

1.2.2 样品前处理

采用液-液萃取法（二氯甲烷做萃取剂），充分萃取后浓缩并定容至10 mL容量瓶。用注射器从10 mL容量瓶取酒样通过有机膜过滤置于密封的1.5 mL的棕色样品瓶中等待上机。

1.2.3 色谱条件

色谱柱：HP-WAXMS石英毛细柱（60 m×0.32 mm, 0.5 μm）；升温程序：初始温度40℃，保持3 min；3℃/min升至76℃，保持1 min；再以1.5℃/min升温至170℃，保持1 min；最后以3℃/min升温至220℃，保持5 min；载气流速：1.5 mL/min，进样量1 mL；分流比：5∶1。

1.2.4 质谱条件

电子轰击离子源；电子能量：70 eV；离子源温度：230℃；四级杆温度：150℃；质量扫描范围：40～450 amu；溶剂延迟：16 min，扫描方式：Scan。

2 结果与分析

香气化合物的不稳定性对香气分析产生了一定的困难，而在香气化合物的提取过程和测定过程中也有可能发生化学反应，如热处理会促进化合物的降解和氧化，这会使得提取和测定的香气化合物与样品中的物质有区别[13]。因此，要不断地进行条件优化以确保提取、浓缩和测定过程中的香气化合物与样品中的香气化合物基本一致。

2.1 色谱条件优化

按照1.2.2的方法，对赊店老酒进行前处理，利用GC-MS对赊店老酒进行色谱分析。

条件1：色谱柱升温程序：初始温度40℃，保持3 min；以3℃/min升温至76℃，保持1 min；再以5℃/min升温至170℃，保持1 min；再以3℃/min升温至220℃，保持5 min。

条件2：色谱柱升温程序：初始温度40℃，保持3 min；以3℃/min升温至76℃，保持1 min；再以2℃/min升温至170℃，保持1 min；再以3℃/min升温至220℃，保持5 min。

根据条件1气相色谱图分析，在76～170℃温度区间内小峰较多且分离度不够好，所以将升温速率稍微调慢一些，以2℃/min上升（升温程序如条件2），这样更易确定各峰下的呈香物质，以便于更好的研究分析，优化后的离子流图见图1。

2.2 白酒中挥发性成分测定及呈香物质的嗅辨分析

从赊店酒总离子流色谱图（图1）中提取各峰的质谱图，利用NIST11谱库检索，确定赊店酒中各微量成分的化学名称、相对含量及匹配度，结果见表1。

由表1可知：赊店酒中共鉴定出45种挥发性化合物，其中含有21种酯类化合物，7种醇类化合物，8种挥发性酸类化合物，2种芳香族化合物，1种烷基化合物，1种呋喃类化合物和5种未知化合物。它们的相对含量分别为：酯类58%，醇类8.12%，酸类17.39%，呋喃类0.45%，烷基类0.64%，芳香族0.21%和未知15.19%。其中，酯类化合物中含量最高的是己酸乙酯，相对含量为30.11%，占总酯含量的51.9%；醇类化合物中含量最多的是异丁醇，相对含量为2.74%，占总醇含量的33.7%；酸类化合物中含量较多的是乙酸、丁酸和己酸，相对含量分别为5.40%、3.10%和7.50%，占总酸含量的92%。

白酒的香气化合物对酒的品质起着非常关键的作用。若没有香气化合物的检测分析，仅从感官分析的话，对白酒风味、质量的判断和鉴别会变得比较困难且不准确。本实验运用sniffer9000嗅辨仪对赊店酒进行了嗅辨分析，通过N3000色谱分析软件（面积归一法）得到谱图报告，结果见表1（香型）及图2。

通过GC-O分析，赊店酒中挥发性化合物中呈香的物质有18种，其中酯类12种，醇类1种，挥发性酸4种，芳香族化合物1种。香气贡献大的酯类有丁酸乙酯（菠萝香）、戊酸乙酯（苹果香）、己酸乙酯（甜香、果香、酒香）、庚酸乙酯（菠萝香）、辛酸乙酯（水果香）、棕榈酸乙酯（醇香）。

3 结论

采用液液萃取的前处理方法提取赊店酒中的挥发性成分，通过利用气质联用仪及嗅辨仪对酒中的挥发性成分进行定性分析，赊店酒中测出45种挥发性化合物，其中含有21种酯类化合物，7种醇类化合物，8种挥发性酸类化合物，2种芳香族化合物，1种烷基化合物，1种呋喃类化合物和5种未知化合物。从化合物的种类、相对含量及气味来看，18种呈香物质中，酯类12种，醇类1种，挥发性酸4种。酯类大都呈现水果香和花香，是香气的主体成分。含量最多的是己酸乙酯，呈强烈的果甜香和淡酒香，它赋予赊店酒浓郁的芳香风味，因而酒的香气较浓，口味醇甜，风格较好；醇类物质是酯类的前驱物，是香与味连接的纽带，呈现出清香的风味（2-丁醇）；酸类物质是形成白酒口味的重要成分，是重要的协调成分或调和成分，适量的挥发性酸能够增强白酒的口感和味道，但丁酸、戊酸和己酸属于脂肪酸，是细菌在发酵过程中产生的，主要呈汗臭、奶酪臭；芳香族物质也呈现出酒的特殊味道（苯甲醛，苦杏仁味）。酯类，醇类与挥发性酸和芳香族物质相互协调，最终赋予赊店酒独特的香气和口感。本文对赊店酒的分析，不仅明确了赊店酒中的主体呈香物质，也为研究不同年份赊店酒主体香气含量的变化奠定一定的基础。

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[4]黄艳梅,卢建春,李安军,等.采取气相色谱-质谱分析古井贡酒中的风味物质[J].酿酒科技,2006(7)：91-94.

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Analysis of the Flavoring Components in Shedian Liquor by GC-O-MS

CHENG Jiaojiao,YAN Zhenmin,ZHOU Meng and WEI Xinjun
（School of Food Engineering,He'nan Institute of Science and Technology,Xinxiang,He'nan 453003,China）

In order to explore the main aroma-producing substances in Nongxiang Baijiu,the volatile flavoring components in Shedian liquor were extracted by LLE with dichloromethane as the extracting agent.45 kinds of volatile flavoring components were identified by GC-MS coupled with NIST11 spectral database retrieval.Among them,18 aroma-producing substances were determined by GC-O including 12 kinds of esters,1 kind of alcohol,4 kinds of volatile acids,and 1 kind of aromatic substance.The compounds making great contributions to the aroma included ethyl butyrate,ethyl valerate,ethyl caproate,ethyl oenanthate,ethyl caprylate,ethyl palmitate,acetic acid,and butyric acid.

liquid-liquid extraction(LLE);gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS);gas chromatography-olfactometry(GC-O);flavoring components

TS262.3；TS261.7；TS261.4

A

1001-9286（2017）03-0103-04

10.13746/j.njkj.2017012

河南省科技厅科技攻关项目（142102310266）。

2017-01-17

程娇娇（1993-），女，河南开封人，硕士研究生。

魏新军（1964-），男，河南新乡人，教授，主要从事食品质量安全与检测研究，wxj2963@126.com。

优先数字出版时间：2017-02-13；地址：www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20170213.1347.008.html。