不同發(fā)酵時間生料黃酒中揮發(fā)性成分變化的研究

應躍躍　盧光英　李偉營　陳俊　朱妤蒙　柯樂芹

[摘要]為探究生料黃酒發(fā)酵過程中揮發(fā)性成分的變化和差異，本實驗通過吹掃捕集分析法與氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法分析其揮發(fā)性成分，根據(jù)峰面積外標法計算含量。從各發(fā)酵階段中提取12種含量大于0.001mg/L的主要揮發(fā)性成分，總含量占總揮發(fā)性成分的82.69%。結果表明，生料黃酒中丁二酸二乙酯、乳酸乙酯、5-甲基呋喃醛、羥基丙酮和5-甲基糠醛基本不存在或含量極少，前四種是使黃酒氣味醇厚的物質(zhì)。

[關鍵詞]揮發(fā)性成分;生料;黃酒發(fā)酵

中圖分類號：TS262.4 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.201909

黃酒香氣濃郁、口感醇和，具有活血祛寒、抗衰老等功效。黃酒發(fā)酵工藝主要有熟料發(fā)酵和生料發(fā)酵兩種。生料發(fā)酵是一種不需蒸煮原料而直接利用生淀粉發(fā)酵產(chǎn)酒的釀酒技術[1]，具有操作簡便，便于工業(yè)化生產(chǎn)、節(jié)約能源、提高原料出酒率等優(yōu)點。

我國對生料釀酒的研究始于20世紀70年代末，直到20世紀90年代才進入快速發(fā)展期[2]。生料法從21世紀初期開始逐漸被應用于實際生產(chǎn)，其勢頭發(fā)展迅猛。侯振建等[3]改善了生料法釀造糯米黃酒的發(fā)酵工藝及其條件，發(fā)現(xiàn)將6%的生料曲和3%的麥曲接入原料中，于26℃左右進行發(fā)酵，可得到低酒度低糖的新型黃酒。岳春等[4]論述了液態(tài)生料法釀造玉米黃酒的可行性，并采用高低溫間隔法釀酒，不僅極大地縮短了釀酒時間，還提高了原料利用率。這些研究都證明了生料釀酒的優(yōu)越性和可行性。

本研究是對生料黃酒發(fā)酵過程中的揮發(fā)性成分用吹掃捕集分析法與氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法進行分析。吹掃捕集也稱動態(tài)頂空[5-6]，是用流動氣體將樣品中的揮發(fā)性成分“吹掃”出來，再用一個捕集器將吹掃出來的有機物吸附，隨后經(jīng)熱解吸將樣品進行分析檢測的方法。已應用在水和葡萄酒中微量揮發(fā)性成分檢測[7-8]。吹掃捕集法適用于將沸點低于200℃的半揮發(fā)性或揮發(fā)性化合物從液體或固體中萃取出來，這種處理方式不需要使用有機溶劑，并且只需要取少量樣品，就能取得高效率的富集，特別是對環(huán)境不造成二次污染。將吹掃捕集技術應用于黃酒的揮發(fā)性成分測定，在國內(nèi)外鮮有報道[9]。

1 原料、標準品、試劑與方法

1.1 原料、標準品與試劑

糯米、水、生料酒曲（力克酒曲）。色譜級：糠醛、異戊醇、乙酸、乙酸乙酯。分析純：乙醇（無水）、乳酸。

1.2 儀器設備

7890A/5975C型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國安捷倫公司;Tekmar 9800 Stratum Teklink吹掃捕集濃縮儀。

1.3 分析方法

1.3.1 釀制黃酒

取已經(jīng)過高溫滅菌的發(fā)酵瓶中，加入200g生糯米，10g生料酒曲，300mL無菌，攪拌均勻。相同操作共取25個無菌瓶樣品，于恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵，發(fā)酵溫度為28℃±2℃。

1.3.2 醪液采集

樣品發(fā)酵后，選取第2d、4d、7d、10d、17d和24d發(fā)酵的醪液。每次隨機選取3瓶，每瓶抽取2次作為平行樣。

1.3.3 揮發(fā)性成分標樣的配制

根據(jù)各揮發(fā)性成分標準品在儀器上的響應值，配制成一系列梯度的標準溶液，用乳酸（2.5g/L）和乙醇（16%V/V）定容。

1.3.4 醪液的前處理

采集的醪液樣品用冷凍離心機，在0℃～10℃，

5 000r/min速度離心10min，取離心后的上清液0.45μm水相過濾器過濾，取20mL濾液于頂空進樣瓶中，用超純水定容至40mL，搖勻，進行分析測定。

1.3.5 儀器主要分析條件

吹掃捕集條件：捕集溫度為30℃;吹掃時間設置為20min。

氣相色譜分析條件：色譜柱為賽默飛世爾TG-WAXMS型（30m×0.25mm×0.25μm）;載氣為氦氣（純度99.999%），流速為1.0mL/min，柱溫采用程序升溫。

質(zhì)譜分析條件，輔助加熱區(qū)280℃，四極桿溫度150℃，離子源溫度280℃，電離電壓70eV;EI源;采用全掃描模式（SCAN），質(zhì)量掃描范圍為30～550u。

1.3.6 數(shù)據(jù)結果分析

對采集到的樣品色譜圖，對照各梯度標準溶液色譜圖，根據(jù)組分響應值，利用外標法對各組分進行定量計算。對于不在標準溶液范圍內(nèi)的未知物，經(jīng)過計算機和人工，與譜庫NIST 08.L Database（Agilent Technologies Inc.）進行比對，確認其化學成分。

2 對比分析

2.1 發(fā)酵24d生料黃酒揮發(fā)性成分的總離子流圖

生料黃酒醪液發(fā)酵24d揮發(fā)性成分的總離子流圖，見圖1。

2.2 不同發(fā)酵階段生料黃酒醪液揮發(fā)性成分含量分析

利用氣相色譜-質(zhì)譜分析，從6個不同時間發(fā)酵醪液樣品中提取出12種含量大于0.001mg/L的揮發(fā)性成分，經(jīng)分析，該12種揮發(fā)性成分的總含量占所有揮發(fā)性成分的82.69%，為生料黃酒中的主要揮發(fā)性成分。生料黃酒發(fā)酵各階段主要揮發(fā)性成分氣相色譜-質(zhì)譜分析結果，見表1。

3 結 論

通過GC-MS技術對生料黃酒中的揮發(fā)性成分分析 ，發(fā)現(xiàn)生料黃酒中2，3-丁二醇、丁二酸二乙酯、甲酸、乙酸、苯乙醛含量在發(fā)酵過程中呈持續(xù)增長，而丙三醇、乙酸乙酯、5-甲基呋喃醛含量隨發(fā)酵進行先增多后減少。

研究表明丁二酸二乙酯、乳酸乙酯、5-甲基呋喃醛、羥基丙酮和5-甲基糠醛基本不存在于生料黃酒中或含量極少，前四種是構成黃酒氣味令人愉悅的風味物質(zhì)，有刺激性氣味的甲酸含量則明顯較高。提升生料釀制黃酒的品質(zhì)，是關系到生料釀酒工業(yè)推廣和持續(xù)發(fā)展的瓶頸問題，可作為未來的研究方向。

參考文獻

[1] 羅文，張水華，王啟軍.生料釀酒概述[J].釀酒，2005，3（24）：11-14.

[2] 黃平，劉義剛，余明華.生料釀酒技術[M].北京：中國輕工業(yè)出版社.2001.

[3] 侯振建，王帥領.生料法釀造黃酒的初步研究[J].釀酒，2004， 31（2）：78-79.

[4] 岳春，陳傳陽，黃振華.生料法在玉米黃酒中的應用[J].釀酒， 2003，30（6）：80-82.

[5] Zhu S，Lu X，Ji K，et al.Characterization of flavor compounds in Chinese liquor Moutai by comprehensive two-dimensional gas chromatography/time-of-flight mass spectrometry[J].Analytica Chimica Acta，2007，597（2）：340-348.

[6] Ikem A.Measurement of volatile organic compounds in bottled and tap waters by purge and trap GC-MS： are drinking water types different？[J].Journal of Food Composition & Analysis，2010，23（1）：70-77.

[7] 劉鴻雁，齊剛.吹掃捕集-GC MS 測定葡萄酒中微量成分[J].釀酒科技，2005（4）：85-86.

[8] 趙玉平，李記明，徐巖.張裕XO級白蘭地揮發(fā)性成分的提取分離與鑒定[J].色譜，2008（3）：212-222.

[9] 鄧勃.原子吸收光譜分析的原理、技術和應用[M].北京：清華大學出版社，2004.

收稿日期：2019-06-26

基金項目：麗水市科學技術局高層次人才項目（2016RC07）。

作者簡介：應躍躍，女，碩士，高級工程師，研究方向為食品檢測與研發(fā)、標準化。

通信作者：陳俊，男，本科，高級工程師，研究方向為化工工藝技術研究，工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量檢測技術開發(fā)。