浓香型白酒中几种重要风味物质碳稳定同位素的测定

张 倩 ，安明哲 ，谢正敏 ，魏金萍 ，叶华夏 ，黄 剑

(1.五粮液股份有限公司，四川宜宾644000；2.中国轻工业浓香型白酒固态发酵重点实验室，四川宜宾644000)

白酒在我国拥有相当悠久的历史，与我国文化早已密不可分，而浓香型白酒更是在白酒中占据着非常重要的地位。白酒中98%以上的成分为水和乙醇，而剩下的不到2%的微量成分决定着白酒的风味和品质。这些微量成分统称为风味物质，主要包括酯类、多元醇、高级醇、醛类、有机酸及其他芳香族化合物和杂环类化合物等。研究者们通过GC-O/MS、GC-MS、GC-FPD、HPLC、GC×GCTOFMS、GC-FID、GC等[1-12]多种方法对白酒风味物质进行了深入研究，成功分离并定性了多种风味成分，建立了白酒特征图谱，但这些方法只能判别风味成分的多少及有无，却不能鉴定这种风味成分与白酒主体是否同源、是否有外源添加。随着检测技术的高速发展，浓香型白酒中的风味物质将会被逐一揭秘，这为浓香型白酒风味物质的非法添加提供了技术基础[12]，故急需找到一种可以辨别浓香型白酒是否添加了外源风味物质的方法来填补这一技术空缺。

国际上，稳定同位素技术由于揭示了产品特征化合物原子水平的信息，而该信息与原料、工艺息息相关，因此被广泛应用于蜂蜜、食用油、葡萄酒、果汁饮料等食品的鉴别[13-19]；国内，钟其顶等[20-23]建立了白酒中乙醛、正丁醇、异戊醇、乳酸乙酯和乙醇δ13C的检测方法，为鉴别固态法白酒中是否有外源添加提供了技术支持，但其并不适用于浓香型白酒风味物质δ13C的检测。本试验在研究的过程中，借鉴前人的检测经验，建立了浓香型白酒中几种重要风味物质（异戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸和己酸）δ13C的检测方法，为浓香型白酒中是否添加外源风味物质的鉴别技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂及仪器

样品：市售品牌浓香型白酒（52%vol）。

试剂及耗材：丙酮、己酸乙酯、异戊醇、乳酸乙酯、乙酸、己酸，均为从市场上购买的HPLC级试剂；除丙酮外，其余试剂皆用EA-IRMS（参考物质为IAEA-CH-6和IAEA-CH-3）标定δ13C值；氦气（纯度≥99.999%）。

仪器设备：AI 1310自动进样器，Trace GC Ultra气相色谱仪，GC Isolink燃烧转化装置，Delta V Advantage稳定同位素比值质谱仪，均为Thermo Fisher公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 前处理

样品：将白酒试样用丙酮试剂稀释5倍后，摇匀，移入进样瓶，待测。

标样：按照浓香型白酒中各风味物质的比例将已标定δ13C值的6.0 μL异戊醇、15.0 μL己酸乙酯、6.5 μL乳酸乙酯、12.5 μL乙酸、15.0 μL己酸加入到5 mL丙酮中，摇匀，再取100 μL混合溶液到装有1400 μL丙酮的进样瓶中，摇匀，待用。

1.2.2 GC条件

TR-WAXMS毛细管柱（60m×0.25mm×0.25μm）；载气为高纯氦气，恒流模式，流速为1.0 mL/min；进样体积为0.7～1 μL，进样口温度为250℃；升温程序为：起始温度55℃，保持5 min，以4℃/min升温至80℃后保持4 min，再以6℃/min升温至220℃并保持4 min。

1.2.3 数据表示

在自然界中，13C/12C变化微小，难以测得其真实值，故采用相对测量法表示样品中13C/12C，结果以δ（千分差‰）表示：

δ13C=（R样品/RV-PDB-1）× 1000

式中：R样品——样品中13C/12C比值；

RV-PDB——国际基准物质V-PDB的13C/12C比值，13C/12C=（11237.2± 90）× 10-6，本文中所有数据均基于V-PDB标准计算。

2 结果与分析

2.1 方法表现

根据1.2.1设定的方法，处理浓香型白酒样品后，其风味物质离子流图见图1。由图1可知，浓香型白酒样品中异戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、己酸的离子峰强度均处于稳定同位素质谱1～10 V线性测定范围内，并具有非常好的分离度，说明此方法适合于浓香型白酒风味物质δ13C的检测。

图1 浓香型白酒风味物质GC-IRMS图谱

2.2 方法重复性

按照1.2中设定的方法，标样和浓香型白酒样品经相应前处理后，用GC-IRMS连续6次测定市场上3种品牌浓香型酒样中异戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、己酸的δ13C值，并用标样标定浓香型酒样，结果见表1。

表1 多次测定浓香型酒样中风味物质的δ13C值 （‰）

表2 不同比例外源添加后浓香型白酒1风味物质δ13C值 (‰)

由表1可知，品牌不同、原料不同可导致3种浓香型白酒拥有不同风味物质δ13C值；用GC-IRMS测定浓香型酒样中异戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、己酸的δ13C值时，标准偏差STD均小于国际稳定同位素精度测试允许值0.2‰，说明用GC-IRMS测定浓香型白酒风味物质δ13C的重复性良好，仪器稳定性高。

2.3 方法再现性

在不同的时间，按照1.2.1的方法处理同一浓香型酒样后，以1.2的方法测定该酒样中异戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、己酸的δ13C值，并用标样标定，结果见图2。

图2 不同时间测定同一浓香型白酒的风味物质δ13C值

在5 d时间内分5次，每次平行测定2次同一浓香型白酒（52%vol）的风味物质δ13C值，发现异戊醇δ13C值稳定在-28.8‰～-28.5‰范围内、己酸乙酯δ13C值稳定在-24.5‰～-24.2‰范围内、乳酸乙酯δ13C值稳定在-16.6‰～-16.3‰范围内、乙酸δ13C值稳定在-25.0‰～-24.6‰范围内、己酸δ13C值稳定在-26.7‰～-26.2‰范围内，标准偏差均小于国际稳定同位素精度测试允许值0.2‰，说明用此方法测定浓香型白酒风味物质δ13C的再现性良好。

2.4 添加外源风味物质对浓香型白酒风味物质δ13C值的影响

测得本研究所用浓香型白酒样1中异戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、己酸的摩尔含量后，分别向其中添加不同摩尔比例的外源风味物质，获得不同风味物质添加量的浓香型白酒1样品，测定其风味物质δ13C值，结果列于表2。

从表2可以看出，外源添加物质δ13C与浓香型酒样1中相应风味物质δ13C的绝对差值无论大还是小，只要添加一定量的外源物质，就可能使浓香型酒样1相应风味物质δ13C偏离稳定范围，说明本文测定方法有望为鉴别浓香型白酒是否外源添加风味物质提供技术支持。

3 结论

建立了浓香型白酒中几种重要风味物质（异戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、己酸）δ13C值的GCIRMS测定方法，该方法结果准确、稳定性好、风味物质分离度佳、重复测定标准偏差均小于国际稳定同位素精度测试允许值0.2‰，完全满足测定需求；通过添加外源风味物质模拟实验，验证了本试验测定方法有望为浓香型白酒是否外源添加风味物质的鉴别工作提供技术支持，但由于本试验是基于特定样品范围内（市售某些品牌52%vol浓香型白酒）的探讨性研究，对于其他品牌、其他浓度白酒的验证仍需开展进一步的工作。

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