氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜聯(lián)用分析伊力老窖風(fēng)味成分

喬翠紅，劉崇彥，李樹萍，張生萬

（1.軍事經(jīng)濟(jì)學(xué)院襄陽士官學(xué)校，湖北襄陽441000；2.山西大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山西太原030006）

氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜聯(lián)用分析伊力老窖風(fēng)味成分

喬翠紅1，劉崇彥1，李樹萍2，張生萬2

（1.軍事經(jīng)濟(jì)學(xué)院襄陽士官學(xué)校，湖北襄陽441000；2.山西大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山西太原030006）

采用直接進(jìn)樣法，通過氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，對伊力老窖風(fēng)味成分進(jìn)行了質(zhì)譜法、保留指數(shù)和嗅聞3種方法的定性分析，并結(jié)合氣相色譜-三內(nèi)標(biāo)法對風(fēng)味成分進(jìn)行了定量測定，同時結(jié)合氣味活度值和香氣強度值評價了其主要成分對總體風(fēng)味的貢獻(xiàn)。結(jié)果表明，經(jīng)氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜聯(lián)用分析，共檢出31種化合物，其中鑒定結(jié)構(gòu)的有26種，占伊力老窖總風(fēng)味成分的83.87%；氣味活度值及香氣強度值分析表明，乙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸、丁酸、戊酸和己酸為伊力老窖的主體香氣成分。該結(jié)果為研究伊力老窖的風(fēng)味和品質(zhì)控制提供了一定的理論依據(jù)。

氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-O-MS)；直接進(jìn)樣；伊力老窖；風(fēng)味成分；白酒

伊力老窖，素有“新疆茅臺”之美譽，其易揮發(fā)性成分是構(gòu)成和影響其風(fēng)味、品質(zhì)的主要因素。目前，研究風(fēng)味物質(zhì)常用的技術(shù)有：氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)[1-2]、氣相色譜-嗅聞(GC-olfactometry,GC-O)[3]和電子鼻[4]等。GC-MS具有高分離能力、高選擇性、高靈敏度的特點，同時能夠分析物質(zhì)的分子量與結(jié)構(gòu)信息[5]。但其不能對所檢測到的化合物進(jìn)行氣味歸類。嗅聞儀類似于人的鼻子，可以分析氣流中的香味[6]。氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜（GC-O-MS）聯(lián)用技術(shù)是結(jié)合二者的特性，既能鑒定物質(zhì)的結(jié)構(gòu)還可以有效地鑒別食品中關(guān)鍵的氣味活性成分，從而了解各化合物對食品氣味的貢獻(xiàn)程度。該技術(shù)現(xiàn)已應(yīng)用于酒類[7]、肉類[8]以及飲料[9]等分析檢測。

本研究首次采用GC-O-MS聯(lián)用技術(shù)對伊力老窖風(fēng)味成分進(jìn)行了分析，共檢出31種化合物，其中鑒定結(jié)構(gòu)的有26種，占伊力老窖總風(fēng)味成分的83.87%，并結(jié)合氣相色譜-三內(nèi)標(biāo)法測定了每種化合物在酒中的含量，得出伊力老窖的主要組成，同時根據(jù)氣味活度值(odor activity value，OAV)和香氣強度確定了伊力老窖的主要微量組分及特征風(fēng)味物質(zhì)對酒體風(fēng)味的貢獻(xiàn)作用。其結(jié)果為伊力老窖特征風(fēng)味及質(zhì)控提供了一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

酒樣及耗材：伊力老窖（46%vol），新疆伊力特實業(yè)股份有限公司；C7～C40正構(gòu)烷烴，上海安譜科學(xué)儀器有限公司；叔戊醇、乙酸正戊酯，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；2-乙基丁酸，美國AcrosOrganics公司；所用試劑均為色譜純。

內(nèi)標(biāo)溶液的配制：稱取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，搖勻即為內(nèi)標(biāo)溶液。

儀器與設(shè)備：7890A-5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Agilent公司；ODP3嗅聞儀，德國Gerstel公司；10μL微量進(jìn)樣器，上海安亭微量進(jìn)樣器廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 GC-O-MS分析條件

氣相色譜條件：進(jìn)樣口溫度250℃；分流比：10∶1；載氣He，流速1.3 m L/m in；進(jìn)樣量：1μL，Rtx-Wax色譜柱（30m×0.25mm，0.25μm）；程序升溫條件：初溫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。

質(zhì)譜條件：電子電離源（elector ionization，EI）；電子電離能量70 eV；離子源溫度230℃；四極桿溫度150℃；質(zhì)量掃描范圍m/z 29～500；質(zhì)譜庫為NIST 05；掃描模式為全掃描。

嗅聞方法：ODP3嗅聞儀的傳輸線溫度250℃，補充氣為N2，接口溫度為200℃。

1.2.2 GC分析條件

除使用FID檢測器，溫度為250℃外，其余條件同上述氣相色譜條件。

1.2.3 定性與定量分析

1.2.3.1 定性分析

按1.2.1節(jié)分析條件對伊力老窖進(jìn)行測定。定性分析通過對質(zhì)譜解析與標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜庫（NIST 05）進(jìn)行對照，并在相同色譜條件下，通過對C7～C40正構(gòu)烷烴的色譜掃描，按文獻(xiàn)方法[10]計算得到各化合物的保留指數(shù)（retention index，RI）值，并與相應(yīng)文獻(xiàn)值對照，同時，經(jīng)品評員嗅聞描述的化合物香味特征與文獻(xiàn)報道結(jié)果對比，驗證其定性結(jié)果。

1.2.3.2 定量分析

準(zhǔn)確吸取0.1m L內(nèi)標(biāo)溶液置于10m L的容量瓶中，用被測樣品定容，利用內(nèi)標(biāo)法將風(fēng)味組分分為3段[11]，即按出峰順序，乙酸之前的醇類組分為第1組，以叔戊醇為內(nèi)標(biāo)計算；乙酸之前除乳酸乙酯的其他組分為第2組，以乙酸正戊酯為內(nèi)標(biāo)計算；乙酸之后的組分為第3組，以2-乙基丁酸為內(nèi)標(biāo)計算。通過比較待測組分與內(nèi)標(biāo)物峰面積的比值，算出每一種組分的含量，計算公式如下：

其中：xi為組分含量；ms為內(nèi)標(biāo)化合物濃度；Ai為化合物的色譜峰面積；As為內(nèi)標(biāo)物色譜峰面積；fi為欲測組分（i）對內(nèi)標(biāo)物（s）的質(zhì)量校正因子。

1.2.4 香氣成分的評價

1.2.4.1 氣味活度值的計算

根據(jù)內(nèi)標(biāo)法對伊力老窖香氣成分進(jìn)行的定量分析結(jié)果和各化合物在46%vol酒精-水溶液中的嗅覺閾值，按下式計算OAV[12]。

式中：C——根據(jù)內(nèi)標(biāo)法計算出的該化合物的質(zhì)量濃度，μg/L；

OT——該化合物在46%vol酒精-水溶液中的嗅覺閾值，μg/L。

1.2.4.2 香氣強度

由3位品評員在嗅聞儀檢測口記錄得到風(fēng)味成分的保留時間、香味特征和強度，強度分為0、1、2、3、4共5個等級，根據(jù)0表示無、1表示微弱、2表示中等、3表示較明顯、4表示非常明顯來評分，并盡可能地對所感覺到的香味進(jìn)行描述，與文獻(xiàn)報道的化合物香氣特征進(jìn)行對比。

2 結(jié)果與分析

2.1 伊力老窖風(fēng)味成分分析

按1.2.1節(jié)GC-O-MS分析條件進(jìn)行伊力老窖的風(fēng)味成分結(jié)構(gòu)鑒定，其總離子流色譜圖見圖1，再按1.2.2節(jié)GC分析條件進(jìn)行內(nèi)標(biāo)法定量分析，其結(jié)果見表1。

從圖1和表1可知，伊力老窖共分離得到31種化合物，其中鑒定結(jié)構(gòu)的有26種，占伊力老窖總風(fēng)味成分的83.87%，其中酯類、酸類和醇類含量較高，是伊力老窖的主要風(fēng)味組分。酯類(9種)占總量的65.02%，其中己酸乙酯（1583582.12μg/L）和2-羥基丙酸乙酯（534361.03 μg/L）含量較高，兩者合計占總酯含量的77.76%，是酯類的主要組成部分。酸類(6種)占總量的23.56%，其中乙酸（509475.20μg/L）和己酸（333224.68μg/L）含量較高，二者合計占總酸含量的85.37%，是酸類的主要組成組分。醇類(8種)占總量的6.95%，其中戊醇（182816.21 μg/L）和己醇（58198.67μg/L）含量較高，兩者合計占總醇含量的82.82%，是醇類的主要組成組分。醛類化合物種類少、含量低，占總量的3.99%，是酒中的重要協(xié)調(diào)成分。這些風(fēng)味成分中含量在50000μg/L以上的有11種，分別是乙醛、乙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、戊醇、己酸乙酯、2-羥基丙酸乙酯、己醇、乙酸、丁酸、己酸。

2.2 伊力老窖特征香氣成分分析

按實驗方法對伊力老窖香氣強度用氣味活度值進(jìn)行了分析，其結(jié)果見圖2和表2。

圖1 伊力老窖風(fēng)味成分總離子流色譜圖

表1 直接進(jìn)樣分析伊力老窖風(fēng)味成分結(jié)果

由圖2和表2可知，通過嗅聞確定的香味物質(zhì)有13種，包括酯類、醇類和酸類。酯類化合物（6種）為主要香氣成分，其OAV值較大，主要呈水果香，對伊力老窖的呈香具有較大貢獻(xiàn)[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較高，且香氣強度均在2.0及以上，是伊力老窖的主體香氣成分，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，對伊力老窖香氣貢獻(xiàn)最大，是伊力老窖的骨架香氣成分。酸類主要影響白酒的口感和后味，起到呈香、助香，減少刺激和緩沖平衡的作用[11]，而伊力老窖以乙酸和己酸為主。己酸略有酸臭味，入口有刺激感；乙酸具有醋香味，可以減弱己酸等難揮發(fā)性酸帶來的臭味，改善酒體的口感，使感官有爽快感。醇類多呈水果香和花香，包括正丁醇和苯乙醇，是伊力老窖的醇甜和助香劑的重要來源，也是酯類的前驅(qū)物質(zhì)[24]，具有花香味的正丁醇，其OAV值為1，可以減弱難揮發(fā)性酸所帶來的不愉快氣味。

圖2 伊力老窖主要香氣分布雷達(dá)圖

3 結(jié)論

通過GC-O-MS對伊力老窖風(fēng)味成分進(jìn)行了分析，共檢出31種化合物，鑒定結(jié)構(gòu)的有26種。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-羥基丙酸乙酯、己醇、乙酸、丁酸、己酸。這些化合物構(gòu)成了伊力老窖風(fēng)味的主要成分。經(jīng)OAV結(jié)合香氣強度值對伊力老窖香氣成分的分析，測定伊力老窖的主體香氣成分為：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。該結(jié)果為后期進(jìn)一步研究，全面認(rèn)識伊力老窖的典型性風(fēng)格具有重要意義。

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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

喬翠紅（1988-），女，助教，工學(xué)碩士，研究方向為食品化學(xué)與軍隊飲食保障，E-mail：qiaocuihong88@163.com。

張生萬，男，教授，研究方向為食品化學(xué)。

優(yōu)先數(shù)字出版時間：2017-01-04；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20170104.1435.005.htm l。