酱香轮次酒中1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷含量的测定

滕明德，许厚强

（1.茅台学院 资源环境系，贵州 仁怀 564500；2.贵州大学 高原山地动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室，贵州 贵阳 550025）

酱香白酒是中国较受欢迎的白酒之一，其独特的酿造环境和酿造工艺赋予了酱香白酒所特有的酱香风味[1-2]。相对于其它香型的白酒，酱香白酒含有更多的风味物质种类[3-6]。随着分析仪器和分析方法的不断改进和完善、越来越多的物质被发现，在组成白酒的醇、醛、酸、酯、酮、缩醛等风味物质中，每一类都发挥着重要的风味贡献作用。其中缩醛类具不仅有类似醛的风味、可以增加酒体的新鲜味且辛辣味更少，还具有多种优雅的水果香味，如1,1-二乙氧基乙烷、1,1-二乙氧基-2-甲基丁烷、1,1-二乙氧基-3-甲基丁烷等具有水果味；1,3,3-三乙氧基丙烷具有水果味和植物味[7]。

在一些酒体中，缩醛的含量还与酒的老熟度存在一定关系[8-9]。缩醛类物质来源于醇和醛通过缩合反应[10]，在化工领域主要应用醛基保护，因有特殊香味，近年来也有不少有关缩醛类香精香料合成的研究。缩醛类虽然具有特殊的风味，但有关酒体中缩醛类的研究、大多还停留在用某种分析方法测到了哪种物质阶段，如ZHU S K等[11]在酱香酒中检测到18种缩醛，是目前有关酒体缩醛种类最多的报道，然而酒体中缩醛与哪些因素有关、对酒体有何影响的研究主要集中在乙缩醛和甲缩醛方面，如黄跃勇等[12]研究了白酒贮存过程中乙醛和乙缩醛的变化，发现新蒸馏白酒中乙缩醛含量极少、随着贮存时间的延长、乙缩醛含量会迅速增加、而乙醛的含量则相应减少。赖登烽等[13]研究了乙醛和乙缩醛对白酒质量的影响，发现乙缩醛的含量不仅受乙醛影响、还与酒度有关。对其他缩醛类物质的研究较少，主要还是集中在什么酒中检测到几种缩醛类物质，许柏求等[14-16]在不同酒中检测到了一两种缩醛，李阿敏等[17]在猕猴桃酒中检测到了1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷在内的8种缩醛，白乐宜[18]在芝麻香白酒种检测到11种缩醛，而在现有酒类已检测和研究的缩醛中、几乎所有的缩醛均为一分子醛与两分子乙醇的缩合产物、只有1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷为一分子的乙醛与一分子的乙醇和一分子的正丙醇进行缩合而成。

缩醛类物质的形成与其前体物质醇和醛有关、在酒体中存在一定的化学平衡[19]，而1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷是乙醛、乙醇和正丙醇缩合的产物，是乙醛与正丙醇的主要衍生产物之一，也是除乙缩醛和甲缩醛外最主要缩醛，但酱香白酒中的1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷是否与醇与醛有关还有待更深入的研究。而酱香白酒不仅风味物质丰富、还有物质组成差极大的轮次酒样、这些为缩醛的研究提供了宝贵的材料。因此，本研究拟通过对酱香轮次酒中的1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷进行分析，拓展缩醛的研究范围，从而加深对酱香白酒中缩醛类物质形成的认识。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 酒样

酒样：取自于贵州省遵义仁怀市茅台镇某酒厂，一轮次到第七轮次（R1-R7）的酒样来源于同一个生产周期，每个轮次酒样取500mL装于陶瓷酒瓶，一轮次到七轮次分别编号为R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7，酒样带回实验室常温存放。

1.1.2 试剂

乙醇、三氯甲烷（均为色谱纯）：阿拉丁化学试剂公司；正构烷烃（含C8～C40、包含异构烷烃姥鲛烷和植烷，质量浓度500 μg/mL）：美国Accustandard公司。

1.1.3 样品处理与试剂配制

对于1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷，采取直接进样的方式。

正构烷烃溶液的配制：用三氯甲烷稀释正构烷烃（C8～C40）溶液50 mg/L作为储备液，然后再取储备液用三氯甲烷稀释成1 μg/mL的使用液。所有配制好的储备液以及使用液在分析前均低温保存（4 ℃）。

1.2 仪器与设备

7890B气相色谱仪配5977质谱、HP-5ms色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）、VF-WAXms色谱柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm）：美国安捷伦公司。

1.3 方法

1.3.1 1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷仪器分析参数

1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷使用HP-5ms色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）分析，气相色谱条件：进样口温度：240 ℃，分流进样，分流比为5∶1；进样量2 μL，载气为氦气（He）流速：1 mL/min；柱温箱程序：40 ℃保持2 min，以6 ℃/min 升至250 ℃，保持10 min。

质谱条件：离子源温度：230 ℃，四极杆温度：150 ℃，接口温度：250 ℃，检测方式：SCAN，扫描范围：40～400 amu，电子能量：70 eV，溶剂延迟3 min。

1.3.2 分析方法

对于1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷，由于目前市场上还没相应的标准溶液销售，在分析1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷时，定性采取气相保留指数法与美国国家标准技术研究所谱库比对法进行，轮次酒中该物质的含量多少用峰面积表示。其中气相色谱保留指数法参照Vandendool的程序升温保留指数进行[20]。其计算公式如下：

2 结果与分析

2.1 1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷定性

酒样直接进样的总离子流图谱以及在同等条件下烷烃总离子流色谱图见图1。由图1可知，A图中的1号峰为正辛烷（C8）、出峰时间为5.998 min，2号峰为正壬烷（C9）、出峰时间为9.780 min，查询NIST谱库，1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷在中极性色谱柱条件下的气相色谱保留指数约为821，因此酒样中1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷的出峰时间应该在C8与C9之间，对处于该区间的酒样色谱图进行谱库检索发现，在6.88 min处的峰为1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷，其气相保留指数的计算结果为823，正反匹配指数均为898。由图1可知，B图的2号峰为1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷，与前一个物质的峰（1号峰）未能得到有效的分离，这会对后面的色谱积分产生一定干扰。对峰2进行质谱检索发现，该峰所对应的风味物质为乳酸乙酯，在中极性色谱柱条件下的气相保留指数为816±6，由于乳酸乙酯和1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷的气相色谱保留指数极为接近、加上酱香白酒中乳酸乙酯的含量也相对较高[21]，难以通过改变气相色谱条件来达到较好的分离效果，因此需要对乳酸乙酯和1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷的质谱图进行对比，找出可用于定量分析的差异碎片，乳酸乙酯质谱图和1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷的质谱图见图2。

图1 烷烃（A）以及酒样（B）总离子流色谱图Fig.1 Total ion chromatogram of alkane (A) and liquor sample (B)

图2 1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷（A）以及乳酸乙酯（B）质谱图Fig.2 Mass spectrum of 1-(1-ethoxyethoxy) propane (A) and ethyl lactate (B)

由图2可知，虽然乳酸乙酯和1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷主离子峰均为荷质比45，但在其它碎片离子中，有一个荷质比73的碎片离子在1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷中的响应远远高于乳酸乙酯，因此对样品中1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷色谱峰进行面积积分时，先选择质荷比73对色谱图进行提取后再积分，色谱图经提取后结果见图3。由图3可知，乳酸乙酯（峰1）和1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷（峰2）达到完全分离。

图3 提取后1-(1-乙氧基乙氧基)丙烷的色谱图Fig.3 Chromatogram of propane,1-(1-ethoxyethoxy) after extraction

2.2 轮次酒中1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷含量的测定

选择性离子提取后，各轮次酒样色谱见图4。由图4可知，其中2号峰为1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷，相较于其他轮次酒样，一轮次酒样中的1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷的峰面积远高于其它轮次。

图4 不同轮次基酒样中1-(1-乙氧基乙氧基)丙烷GC-MS分析总离子流色谱图Fig.4 Total ion chromatogram of 1-(1-ethoxyethoxy) propane in different rounds basic liquor samples analysis by GC-MS

从图4可知，1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷在七个轮次酒样中的量存在较大差异，对每个酒样中1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷进行积分，峰面积结果见表1。从峰面积看，七个轮次酒中1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷的峰面积呈现105、104、103，3个不同的数量级别，其中一轮次峰面积最高，是二、三轮次的10倍之多，是四轮次至七轮次的60倍和160倍。从数量级别上看，酒的轮次越高、其1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷的峰面积越低、但在同一数量级的二、三轮次酒样中，三轮次的1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷峰面积却略高于二轮次。

表1 不同轮次酒样1-(1-乙氧基乙氧基)丙烷峰面积Table 1 Peak area of 1-(1-ethoxyethoxy) propane in different rounds liquor samples

缩醛的形成过程涉及到醇分子与醛分子在碱性或者酸性环境下生成不稳定的半缩醛、半缩醛再与另一分子的醇形成稳定的缩醛[22]，缩醛形成过程见图5。有研究显示，酒中的缩醛类可能主要形成于蒸馏过程[23]与陈酿贮存期间的化学平衡反应[24]，从1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷的分子结构来看，其前体物质主要为乙醛、乙醇和正丙醇，因此酱香轮次酒中1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷的含量高低与其前体物质的多少存一定关系。王俊等[25]对仁怀大曲酱香轮次基酒质量状况研究结果显示、轮次酒中的乙醇含量在52%～57%之间，最高浓度是最低浓度的将近1.1倍；乙醛含量处于0.32～1.70 g/L之间，最高浓度是最低浓度的5.3倍，且一轮次基酒中的乙醛含量最低，而一轮次基酒中的1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷的峰面积与其他轮次相比最高达164倍，表明酱香酒中乙醇和乙醛不是影响1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷含量的主要影响因素。1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷的多少可能与正丙醇含量有关，然而前体物质只是影响缩醛形成的主要因素之一、酒体中的酸碱度、无机阴阳离子的种类和浓度、温度等在一定程度上均会影响缩醛的形成、因此关于酒中缩醛的形成机理及影响因素还有待深入研究。

图5 缩醛形成过程Fig.5 Formation of acetals

3 结论

该研究建立并优化了酱香白酒中1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷气相色谱质谱分析方法、并对一个生产周期内七个轮次酱香基酒中的1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷进行了比对分析。基酒经稀释后，1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷由于其气相保留指数与含量较高的乳酸乙酯的保留指数相近且有一样的主离子峰，没有达到完全分离，但通过选择质荷比为73的离子碎片进行色谱提取可实现了1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷与乳酸乙酯的完全分离。

七个轮次酒中1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷的峰面积呈现3个不同的数量级别，其中一轮次峰面积最高，是二、三轮次的10倍之多，是四轮次至七轮次的60倍至160倍。酱香轮次酒中1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷含量可能受前体物质乙醇、乙醛的影响较小、正丙醇含量的高低可能是影响1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷含量的主要因素之一，而有关白酒中缩醛形成机理及影响因素还有待进一步深入研究。