固相萃取-气相色谱-质谱联用分析冰葡萄酒的香气成分

侯冬岩，李铁纯，刁全平，回瑞华

(鞍山师范学院 化学与生命科学学院,辽宁 鞍山 114007)

冰葡萄酒(icewine)，顾名思义，是指在葡萄树上自然冰冻的葡萄酿造的葡萄酒.冰葡萄酒强调的是自然冰冻，葡萄在被冻成固体状时才压榨，流出少量浓缩的葡萄汁，然后慢慢发酵而酿制出冰酒[1,2].按国际标准，冰葡萄酒在整个压榨过程中，外界温度必须保持在-8 ℃以下.由于冰葡萄酒经历了成熟后冰冻期，自然脱水，葡萄汁中的香气、糖和酸性成分得到浓缩.浓缩后的葡萄汁酿造的冰葡萄酒风味独特，具有果香、花香、干果香等不同香气特征.香气是评价冰葡萄酒的重要指标[3～6].国外对冰葡萄酒香气成分研究的报道较少.国内对冰葡萄酒香气物质的研究，主要采用溶剂萃取法结合气相色谱-质谱法研究冰葡萄酒香气成分.本文采用固相萃取-气相色谱-质谱联用分析冰葡萄酒的香气成分[7]，为冰葡萄酒的香气分析和建立评价体系提供科学依据.

1 实验部分

1.1 主要仪器

仪器：HP6890GC/5973MS型(安捷伦科技有限公司)；75 μm CAR/PDMS固相微萃取头(美国SUPELCO公司).

1.2 实验样品

冰葡萄酒样品购于辽宁省鞍山市.

1.3 香气成分的提取

取4 mL冰葡萄酒样品置于顶空样品瓶中，密闭瓶口，放置在50 ℃下的恒温器中平衡20 min，于50 ℃下恒温萃取吸附40 min，迅速将萃取头插入气相色谱仪的进样口，于250 ℃下解吸3 min.

1.4 气相色谱-质谱测定条件

1.4.1 气相色谱条件 色谱柱为极性HP-FFAP polyethylene Glycol TPA,弹性石英毛细管柱(25.0 m×200 mm×0.30 μm)；进样口温度250 ℃；程序升温条件：起始温度50 ℃，以5 ℃/min 的速度升温至230 ℃；载气:He；流速：1 mL/min；进样口设为不分流模式.

1.4.2 质谱条件 离子源为电子轰击源；离子源温度为230 ℃；接口温度230 ℃；四极杆温度150 ℃；电离电压为70 eV；电子倍增器电压为2 012 V；发射电流为34.6 μA；质量范围:20～500 m/Z.

2 结果与分析

2.1 香气提取条件的优化

采用固相萃取法提取冰葡萄酒的香气成分，对样品体积、萃取时间、萃取温度、平衡时间及解吸时间进行优化实验，确定最佳实验条件.

2.1.1 样品体积的选择 准确移取2,4,6,8 mL的样品按照1.3进行实验.在萃取头、萃取时间、萃取温度、平衡时间以及解吸时间都相同的条件下，对不同体积的样品进行气相色谱-质谱分析.样品体积对色谱峰数目的影响如图1.

2.1.2 萃取时间的选择 准确移取4 mL样品，分别在萃取时间为20,30,40,50 min下按照1.3进行实验.在萃取头、样品体积、萃取温度、平衡时间以及解吸时间都相同的条件下，对不同体积的样品进行气相色谱-质谱分析.萃取时间对色谱峰数目的影响如图2.

图1 样品体积对色谱峰数目的影响 图2 萃取时间对色谱峰数目的影响

2.1.3 萃取温度的选择 准确移取4 mL样品，分别在萃取温度为30,40,50,60 ℃下，按照1.3进行实验.在萃取头、样品体积、萃取时间、平衡时间以及解吸时间都相同的条件下，对不同萃取温度的样品进行气相色谱-质谱分析.萃取温度对色谱峰数目的影响如图3.

2.1.4 平衡时间的选择 准确量取4 mL样品，在平衡时间为10,15,20,25 min下，按照1.3进行实验.在萃取头、样品体积、萃取温度、萃取时间以及解吸时间都相同的条件下，对不同平衡时间的样品进行气相色谱-质谱分析.平衡时间对色谱峰数目的影响如图4.

图3 萃取温度对色谱峰数目的影响 图4 平衡时间对色谱峰数目的影响

2.1.5 解吸时间的选择 准确量取4 mL样品，分别在解吸时间为1,3,5,7 min下，按照1.3进行实验.在萃取头、样品体积、萃取温度、萃取时间以及平衡时间都相同的条件下，对不同解吸时间的样品进行气相色谱-质谱分析.解吸时间对色谱峰数目的影响如图5.

图5 解吸时间对色谱峰数目的影响

实验结果表明，固相微萃取提取冰葡萄酒香气的最佳实验条件为：样品体积为4 mL、萃取温度为50 ℃、萃取时间为40 min、平衡时间为20 min、解吸时间为3 min.

2.2 冰葡萄酒香气成分的分析

在2.1.1～2.1.5确定的最佳实验条件下，即取4 mL冰葡萄酒样品置于顶空样品瓶中，密闭瓶口，放置在50 ℃下的恒温器中平衡20 min，于50 ℃下恒温萃取吸附30 min，迅速将萃取头插入气相色谱仪的进样口，于250 ℃下解吸3 min.通过气相色谱-质谱对冰葡萄酒样品进行分析鉴定.图6给出了冰葡萄酒样品的总离子流图，表1给出了其香气成分结果.

图6 冰葡萄酒样品香气成分的总离子流图

表1 冰葡萄酒样品香气成分及相对含量

经固相微萃取预处理过的冰葡萄酒检出21种香气成分，相对百分含量为94.35%.其中醇类化合物有5种，主要以3-甲基-1-丁醇和苯乙醇为主，相对百分含量为38.68%；得到的酯类为7种，主要以2,4-己二烯酸乙酯、辛酸乙酯和丁二酸二乙酯为主，相对百分含量为21.53%；得到的酸类有3个，主要以乙酸和山梨酸为主，相对百分含量为20.70%；酚类物质有1种，相对百分含量为0.84%.除此之外，还有微量的环状化合物.

苯乙醇是冰葡萄酒的特征性香气的重要来源，是一种重要的香气化合物，具有愉悦的果香蜜香味.苯乙醇是我国规定允许使用的食用香料，主要用于蜂蜜、桃子和浆果类等型香精，也可用于调配玫瑰香型精油和各种花香型香精，如茉莉香型、丁香香型、橙花香型等，其几乎可以调配所有的花精油，广泛用于化妆品和食用香精，如草莓、桃、李、甜瓜、焦糖、蜜香、奶油等型食用香精.

[1] 褚双林．清醇的冰葡萄酒[J]．山东食品科技，2004(9)：3.

[2] 孙志军．中国葡萄酒业三十年[M]．北京：中国轻工业出版社，2009．

[3] 李艳霞，马丽艳，战吉成，等．威代尔冰酒香气分析[J]．中外葡萄与葡萄酒，2006(3)：10-15．

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[7] LUCIE S，SANJA R，JANUSZ P．Rapid headspace solid-phase microextraction-gas chromatographic-time-of-flight mass specrometric method for qualitative profiling of ice wine volatile faction 1．Method development and optimization[J]．Journal of Chromatography A，2007，1147：213-223．