气相色谱-嗅闻-质谱联用分析伊力老窖风味成分

乔翠红，刘崇彦，李树萍，张生万

（1.军事经济学院襄阳士官学校，湖北襄阳441000；2.山西大学生命科学学院，山西太原030006）

气相色谱-嗅闻-质谱联用分析伊力老窖风味成分

乔翠红1，刘崇彦1，李树萍2，张生万2

（1.军事经济学院襄阳士官学校，湖北襄阳441000；2.山西大学生命科学学院，山西太原030006）

采用直接进样法，通过气相色谱-嗅闻-质谱联用技术，对伊力老窖风味成分进行了质谱法、保留指数和嗅闻3种方法的定性分析，并结合气相色谱-三内标法对风味成分进行了定量测定，同时结合气味活度值和香气强度值评价了其主要成分对总体风味的贡献。结果表明，经气相色谱-嗅闻-质谱联用分析，共检出31种化合物，其中鉴定结构的有26种，占伊力老窖总风味成分的83.87%；气味活度值及香气强度值分析表明，乙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸、丁酸、戊酸和己酸为伊力老窖的主体香气成分。该结果为研究伊力老窖的风味和品质控制提供了一定的理论依据。

气相色谱-嗅闻-质谱联用仪(GC-O-MS)；直接进样；伊力老窖；风味成分；白酒

伊力老窖，素有“新疆茅台”之美誉，其易挥发性成分是构成和影响其风味、品质的主要因素。目前，研究风味物质常用的技术有：气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)[1-2]、气相色谱-嗅闻(GC-olfactometry,GC-O)[3]和电子鼻[4]等。GC-MS具有高分离能力、高选择性、高灵敏度的特点，同时能够分析物质的分子量与结构信息[5]。但其不能对所检测到的化合物进行气味归类。嗅闻仪类似于人的鼻子，可以分析气流中的香味[6]。气相色谱-嗅闻-质谱（GC-O-MS）联用技术是结合二者的特性，既能鉴定物质的结构还可以有效地鉴别食品中关键的气味活性成分，从而了解各化合物对食品气味的贡献程度。该技术现已应用于酒类[7]、肉类[8]以及饮料[9]等分析检测。

本研究首次采用GC-O-MS联用技术对伊力老窖风味成分进行了分析，共检出31种化合物，其中鉴定结构的有26种，占伊力老窖总风味成分的83.87%，并结合气相色谱-三内标法测定了每种化合物在酒中的含量，得出伊力老窖的主要组成，同时根据气味活度值(odor activity value，OAV)和香气强度确定了伊力老窖的主要微量组分及特征风味物质对酒体风味的贡献作用。其结果为伊力老窖特征风味及质控提供了一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂及仪器

酒样及耗材：伊力老窖（46%vol），新疆伊力特实业股份有限公司；C7～C40正构烷烃，上海安谱科学仪器有限公司；叔戊醇、乙酸正戊酯，天津市光复精细化工研究所；2-乙基丁酸，美国AcrosOrganics公司；所用试剂均为色谱纯。

内标溶液的配制：称取0.0148 g叔戊醇、0.0163 g乙酸正戊酯和0.0170 g 2-乙基丁酸加入46%vol乙醇定容至10m L，摇匀即为内标溶液。

仪器与设备：7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪，美国Agilent公司；ODP3嗅闻仪，德国Gerstel公司；10μL微量进样器，上海安亭微量进样器厂。

1.2 实验方法

1.2.1 GC-O-MS分析条件

气相色谱条件：进样口温度250℃；分流比：10∶1；载气He，流速1.3 m L/m in；进样量：1μL，Rtx-Wax色谱柱（30m×0.25mm，0.25μm）；程序升温条件：初温40℃保持4m in，6℃/m in升至60℃保持4m in，3℃/m in升至103℃保持1m in，3℃/m in升至160℃，10℃/m in升至200℃保持2m in，再以8℃/m in升至230℃保持5m in。

质谱条件：电子电离源（elector ionization，EI）；电子电离能量70 eV；离子源温度230℃；四极杆温度150℃；质量扫描范围m/z 29～500；质谱库为NIST 05；扫描模式为全扫描。

嗅闻方法：ODP3嗅闻仪的传输线温度250℃，补充气为N2，接口温度为200℃。

1.2.2 GC分析条件

除使用FID检测器，温度为250℃外，其余条件同上述气相色谱条件。

1.2.3 定性与定量分析

1.2.3.1 定性分析

按1.2.1节分析条件对伊力老窖进行测定。定性分析通过对质谱解析与标准质谱库（NIST 05）进行对照，并在相同色谱条件下，通过对C7～C40正构烷烃的色谱扫描，按文献方法[10]计算得到各化合物的保留指数（retention index，RI）值，并与相应文献值对照，同时，经品评员嗅闻描述的化合物香味特征与文献报道结果对比，验证其定性结果。

1.2.3.2 定量分析

准确吸取0.1m L内标溶液置于10m L的容量瓶中，用被测样品定容，利用内标法将风味组分分为3段[11]，即按出峰顺序，乙酸之前的醇类组分为第1组，以叔戊醇为内标计算；乙酸之前除乳酸乙酯的其他组分为第2组，以乙酸正戊酯为内标计算；乙酸之后的组分为第3组，以2-乙基丁酸为内标计算。通过比较待测组分与内标物峰面积的比值，算出每一种组分的含量，计算公式如下：

其中：xi为组分含量；ms为内标化合物浓度；Ai为化合物的色谱峰面积；As为内标物色谱峰面积；fi为欲测组分（i）对内标物（s）的质量校正因子。

1.2.4 香气成分的评价

1.2.4.1 气味活度值的计算

根据内标法对伊力老窖香气成分进行的定量分析结果和各化合物在46%vol酒精-水溶液中的嗅觉阈值，按下式计算OAV[12]。

式中：C——根据内标法计算出的该化合物的质量浓度，μg/L；

OT——该化合物在46%vol酒精-水溶液中的嗅觉阈值，μg/L。

1.2.4.2 香气强度

由3位品评员在嗅闻仪检测口记录得到风味成分的保留时间、香味特征和强度，强度分为0、1、2、3、4共5个等级，根据0表示无、1表示微弱、2表示中等、3表示较明显、4表示非常明显来评分，并尽可能地对所感觉到的香味进行描述，与文献报道的化合物香气特征进行对比。

2 结果与分析

2.1 伊力老窖风味成分分析

按1.2.1节GC-O-MS分析条件进行伊力老窖的风味成分结构鉴定，其总离子流色谱图见图1，再按1.2.2节GC分析条件进行内标法定量分析，其结果见表1。

从图1和表1可知，伊力老窖共分离得到31种化合物，其中鉴定结构的有26种，占伊力老窖总风味成分的83.87%，其中酯类、酸类和醇类含量较高，是伊力老窖的主要风味组分。酯类(9种)占总量的65.02%，其中己酸乙酯（1583582.12μg/L）和2-羟基丙酸乙酯（534361.03 μg/L）含量较高，两者合计占总酯含量的77.76%，是酯类的主要组成部分。酸类(6种)占总量的23.56%，其中乙酸（509475.20μg/L）和己酸（333224.68μg/L）含量较高，二者合计占总酸含量的85.37%，是酸类的主要组成组分。醇类(8种)占总量的6.95%，其中戊醇（182816.21 μg/L）和己醇（58198.67μg/L）含量较高，两者合计占总醇含量的82.82%，是醇类的主要组成组分。醛类化合物种类少、含量低，占总量的3.99%，是酒中的重要协调成分。这些风味成分中含量在50000μg/L以上的有11种，分别是乙醛、乙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、戊醇、己酸乙酯、2-羟基丙酸乙酯、己醇、乙酸、丁酸、己酸。

2.2 伊力老窖特征香气成分分析

按实验方法对伊力老窖香气强度用气味活度值进行了分析，其结果见图2和表2。

图1 伊力老窖风味成分总离子流色谱图

表1 直接进样分析伊力老窖风味成分结果

由图2和表2可知，通过嗅闻确定的香味物质有13种，包括酯类、醇类和酸类。酯类化合物（6种）为主要香气成分，其OAV值较大，主要呈水果香，对伊力老窖的呈香具有较大贡献[23]，其中乙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、己酸乙酯和辛酸乙酯的含量较高，且香气强度均在2.0及以上，是伊力老窖的主体香气成分，具有清香怡人的果香。尤其己酸乙酯的OAV值最大且含量最高，具有特殊的窖香味，对伊力老窖香气贡献最大，是伊力老窖的骨架香气成分。酸类主要影响白酒的口感和后味，起到呈香、助香，减少刺激和缓冲平衡的作用[11]，而伊力老窖以乙酸和己酸为主。己酸略有酸臭味，入口有刺激感；乙酸具有醋香味，可以减弱己酸等难挥发性酸带来的臭味，改善酒体的口感，使感官有爽快感。醇类多呈水果香和花香，包括正丁醇和苯乙醇，是伊力老窖的醇甜和助香剂的重要来源，也是酯类的前驱物质[24]，具有花香味的正丁醇，其OAV值为1，可以减弱难挥发性酸所带来的不愉快气味。

图2 伊力老窖主要香气分布雷达图

3 结论

通过GC-O-MS对伊力老窖风味成分进行了分析，共检出31种化合物，鉴定结构的有26种。含量高于50000μg/L的有乙醛、乙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、戊醇、己酸乙酯、2-羟基丙酸乙酯、己醇、乙酸、丁酸、己酸。这些化合物构成了伊力老窖风味的主要成分。经OAV结合香气强度值对伊力老窖香气成分的分析，测定伊力老窖的主体香气成分为：乙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸、丁酸、戊酸和己酸。该结果为后期进一步研究，全面认识伊力老窖的典型性风格具有重要意义。

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Analysis of Flavoring Com ponentsof YiliLaojiao by Gas Chromatography-Olfactometry-Mass Spectrometry

QIAOCuihong1,LIU Chongyan1,LIShuping2and ZHANG Shengwan2
(1.Xiangyang NCO School,Military Economics College,Xiangyang,Hubei441000; 2.College of Life Science,Shanxi University,Taiyuan,Shanxi030006,China）

The flavoring components of Yili Laojiao were analyzed by direct injection and GC-O-MS.The qualitative analysis of the flavoring components was performed by mass spectrum,retention index and olfactometry.Then GC-three internal standard methods was combined for quantitative analysis.Meanwhile,the contribution of main flavoring components on the overall liquor flavor was evaluated by use of odoractivity value and aroma intensity.The results showed that,a total of 31 flavoring compounds were detected by GC-O-MS,and 26 of them were identified,83.87%of total flavoring compounds.OAV and aroma intensity indicated that,ethyl acetate,ethy l butyrate,ethyl pentanate,ethyl caproate,ethyl octanate,acetic acid,butanoic acid,pentanoic acid and hexanoic acid were the main flavoring components of Yili Laojiao.This study provided theoretical base for the research on the flavor of Yili Laojiao and the control of itsquality.

gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry(GC-O-MS);direct injection;Yili Laojiao;flavoring components;Baijiu

TS262.3；TS261.7

A

1001-9286（2017）02-0120-04

10.13746/j.njkj.2016321

2016-11-02

乔翠红（1988-），女，助教，工学硕士，研究方向为食品化学与军队饮食保障，E-mail：qiaocuihong88@163.com。

张生万，男，教授，研究方向为食品化学。

优先数字出版时间：2017-01-04；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20170104.1435.005.htm l。