小曲清香型白酒中异嗅味-糠味和水嗅味物质研究

孙细珍，杨 强，张 帆，曹倩雯，王 喆，许 银，杜佳炜，韩 娇，黄 盼

（1.劲牌有限公司，湖北黄石 435100；2.中药保健食品质量与安全湖北省重点实验室，湖北黄石 435100）

中国白酒的香气成分由酿造环境、粮食、酒曲、生产工艺等诸多因素影响与决定，不同香味组成决定着白酒不同的风味特点。当前中国白酒行业采用气相色谱、气相色谱-质谱联用技术等先进手段对白酒的风味做了大量研究[1-3]。叶鹏等[4]采用气相色谱/质谱法对以乙醚提取的“翔安邨”白酒中香气成分进行了分析鉴定，共分离出23个并初步鉴定出22个芳香性成分；徐岩等[5]利用气相色谱闻香(GC-O)中的OSME和AEDA技术对汾酒的香气物质进行定性分析，在汾酒中共检出100种香气化合物。

而在国外酒的生产与实践中，已经成功地应用GC-O技术发现与检测到一大批的异嗅与异味化合物[6-9]，如葡萄酒的软木塞气味等[10-11]，这些异嗅与异味化合物的发现，为后期研究如何消除此类化合物奠定了坚实的理论基础[12-14]，对酒质提升具有重要意义，为这些产业的发展提供了更加广阔的空间。

这些研究结果对研究小曲清香型白酒的独特风格具有重要指导作用。在小曲清香型白酒的生产过程中，经常会出现一些异嗅味，尤其是糠味与水嗅味较为明显，严重影响小曲清香型白酒的品质与饮后舒适度。同时有研究表明白酒中糠味、水嗅味等异嗅味不会因为延长贮存时间而减轻。因此，进行小曲清香型白酒异嗅味物质研究，通过优化与改进生产工艺，将异嗅味物质消除在生产过程，对小曲清香型白酒酒质的提升具有重要意义。

本研究针对小曲清香型白酒中普遍存在的糠味与水嗅味化合物，进行系列试验，确认了小曲清香型白酒中的糠味及水嗅味重要化合物。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂及仪器

样品：本实验采用的样品为劲牌公司酿造的小曲清香型原酒，酒精度为55%vol左右，分别为风格典型、无异嗅味的样品，以及明显有糠味、水嗅味的缺陷性样品，代表性样品由3位以上国家评酒委员筛选确认。

试剂及耗材：2 cm 50/30μm固相微萃取三相头(DVB/CAR/PDMS)购自上海安谱科学仪器有限公司。氢氧化钠、硫酸、碳酸氢钠、氯化钠等均为分析纯；无水乙醇(色谱纯)、乙醚(色谱纯)、戊烷(色谱纯)、乙腈(色谱纯)，Mreda Technology Inc；磷酸(分析纯)，磷酸二氢钾(分析纯)，购自中国医药(集团)上海化学试剂公司。本实验中所使用的标准品均为色谱纯，购自上海Sigma-Aldrich贸易有限公司。超纯水由VEOLIA(法国)纯水仪制备。

仪器设备：气相色谱-质谱仪(7890A-5975C,Agilent,USA)，配备德国Gerstel公司闻香仪ODP2和复合自动进样系统(MPS 2)。DC-12型氮吹仪(上海安谱科学仪器有限公司)。

1.2 实验方法

闻香试验(GC-O-MS)实验：FFAP毛细管色谱柱(60 m×0.25 mm×0.25μm)，载气为He，进样口温度为250℃，柱温初始温度50℃保持2 min，以4℃/min的速率升到230℃，保持15 min，闻香口温度为280℃，柱流速：2 mL/min。MSD采用EI电离源，电子能量为70 eV，离子源温度为230℃，四极杆温度为150℃；进样量1µL，不分流进样。样品前处理流程：取50 mL小曲清香型白酒于1 L的分液漏斗中，用乙醚∶戊烷(1∶1，v/v)萃取后，有机相经氮吹浓缩后进行GC-O闻香试验。

固相微萃取(SPME-GC-MS)实验方法：HSSPME萃取及进样过程由Gerstel公司多功能自动进样系统(MPS 2)完成，采用2 cm 50/30μm DVB/CAR/PDMS三相萃取头。萃取温度50℃，样品平衡时间5 min，萃取时间50 min，乳化器转速500 r/min。样品前处理流程：量取2 mL小曲清香型白酒样品、8 mL超纯水及3.0 g氯化钠于20 mL顶空瓶混合均匀，用带PTFE/蓝色硅胶隔垫的空心磁性金属盖密封后由MPS2进行HS-SPME操作，萃取过程结束后，萃取头于GC进样口(温度250℃)解吸附5 min，进行GC-MS分析，色谱柱及仪器条件同闻香试验部分。

未知化合物的质谱通过与NIST11.L Database(Agilent Technologies Inc.)进行比对，匹配度达90以上的未知化合物通过标准品的质谱图比对确认。

2 结果与分析

2.1 糠味物质研究

将嗅觉探测器(ODP)与气质联用仪(MSD)串联，在样品进入气相色谱后，一部分样品进入MSD进行分析鉴定，一部分则通过嗅觉探测器流出(具体原理见图1)，进行闻香检测。本研究首先采用GC-O-MSD技术发现并鉴定小曲清香型白酒的糠味化合物，然后采用SPME-GC-MSD技术对其进行定量分析，通过测定阈值计算糠味化合物的香味活度值(OAV)，验证小曲清香型白酒的糠味物质，最终通过内加法进行结果确认。

图1 GC-O闻香原理图

2.1.1 采用GC-O方法对糠味物质进行初步确认

将小曲清香型白酒萃取浓缩后进行闻香检测，可闻到类似糠味、土腥味，闻香检测结果见图2。

图2 糠味闻香检测结果图

通过与GSM的总离子流图(图3)对比，进一步解析，确认该物质为GSM，即trans-1,10-dimethyltrans-9-decalol。如图4所示，可得到GSM特征离子112。

图3 GSM总离子流图

2.1.2 采用固相微萃取(SPME)和GC-MS方法验证糠味物质

图4 GSM质谱图

选取不同质量等级小曲清香型白酒，采用SPME-GC-MS技术对GSM进行定量检测，具体结果见表1。选取55%vol乙醇溶液作为空白介质[15]，测定GSM的阈值为0.12µg/L，小曲清香型白酒中GSM的OAV为10左右，香味活度值足以导致小曲清香型白酒产生比较明显的糠味。通过对定量结果进行分析，可以发现优质酒中GSM的含量明显低于一级和二级，一级酒的GSM含量又低于二级，表明GSM为小曲清香型白酒的糠味物质，与小曲清香型白酒的品质呈负相关关系。

2.1.3 采用内加法验证小曲清香型白酒中的糠味物质

选定小曲清香型白酒酒样，加入一定浓度的GSM单体，采用固相微萃取(SPME)和GC-MS方法进行鉴定，保留时间34.5 min处峰形明显增高，质谱解析为GSM，结果见图5。通过将GSM单体按一定浓度添加在酒精中，配制模拟液，进行感官品评，该气味与小曲清香型白酒的糠味具有极高的相似度，结果验证GSM为小曲清香型白酒糠味形成的主要化合物。

2.2 水嗅味化合物质

2.2.1 水嗅味化合物的初步认定

通过2.1和2.2试验研究发现，苯乙醛、3-苯丙酸乙酯、乙酸异戊酯和异戊酸乙酯等OAV值较高，是小曲清香型白酒中重要的香气化合物。

表1 小曲清香型白酒中GSM定量结果

图5 GSM内加验证谱图

为了确认水嗅味化合物，在小曲清香型白酒中设计添加试验，通过感官品评进行验证。首先由国家级白酒品评组选取无水嗅味的一级酒为样，按预设实验方案(表中各物质的浓度指添加后的最终浓度，下同)进行试验，组织国家级品评人员进行暗评，结果见表2。

试验结果表明，方案2的得分最低，同时出现水嗅味。品评人员讨论认为，小曲酒水嗅味来源不是苯乙醛、乙酸异戊酯，可能来源于异戊酸乙酯、3-苯丙酸乙酯。

2.2.2 水嗅味化合物的验证确认

在2.2.1基础上进行深入试验，按预设试验方案，在一级酒中添加异戊酸乙酯和3-苯丙酸乙酯，以确认水嗅味化合物，具体结果见表3。

试验结果表明，方案3、方案4具有明显的水嗅味，表明添加异戊酸乙酯后，小曲清香型白酒呈现明显的水嗅味；添加少量的3-苯丙酸乙酯对小曲清香型白酒的风味没有明显影响，但添加量上升后，酒体放香会发闷；综合结果表明，异戊酸乙酯是小曲清香型白酒水嗅味形成的主要化合物。

3 结论

本研究采用GC-O闻香技术、固相微萃取(SPME)和GC-MS方法，结合目标化合物单体内加法、模拟液感官品评试验，对小曲清香型白酒中的异嗅味包括糠味、水嗅味物质进行鉴定分析，建立了一种将感官品评与物质鉴定、定量结果相结合进行白酒中缺陷性研究思路与技术方法，该技术同样适用于其他香型白酒中缺陷性物质、风味物质的鉴定研究。

本实验研究结果表明，GSM为小曲清香型白酒中糠味主要物质，该化合物在小曲清香型白酒中的OAV值大于10；而且小曲清香型优级酒的GSM含量低于一级酒,一级酒的GSM含量低于二级酒，表明GSM与小曲清香型白酒的品质呈负相关关系，对小曲清香型白酒的品质具有负面作用。异戊酸乙酯为小曲清香型白酒中水嗅味主要物质；此外小曲清香型白酒中3-苯丙酸乙酯含量过高会导致酒体具有放香闷的缺点，但含量合适时，则可以增加小曲清香型白酒的丰满度。

表2 化合物添加试验感官品评结果