小曲清香型白酒中異嗅味-糠味和水嗅味物質(zhì)研究

孫細(xì)珍，楊 強(qiáng)，張 帆，曹倩雯，王 喆，許 銀，杜佳煒，韓 嬌，黃 盼

（1.勁牌有限公司，湖北黃石 435100；2.中藥保健食品質(zhì)量與安全湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北黃石 435100）

中國(guó)白酒的香氣成分由釀造環(huán)境、糧食、酒曲、生產(chǎn)工藝等諸多因素影響與決定，不同香味組成決定著白酒不同的風(fēng)味特點(diǎn)。當(dāng)前中國(guó)白酒行業(yè)采用氣相色譜、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)等先進(jìn)手段對(duì)白酒的風(fēng)味做了大量研究[1-3]。葉鵬等[4]采用氣相色譜/質(zhì)譜法對(duì)以乙醚提取的“翔安邨”白酒中香氣成分進(jìn)行了分析鑒定，共分離出23個(gè)并初步鑒定出22個(gè)芳香性成分；徐巖等[5]利用氣相色譜聞香(GC-O)中的OSME和AEDA技術(shù)對(duì)汾酒的香氣物質(zhì)進(jìn)行定性分析，在汾酒中共檢出100種香氣化合物。

而在國(guó)外酒的生產(chǎn)與實(shí)踐中，已經(jīng)成功地應(yīng)用GC-O技術(shù)發(fā)現(xiàn)與檢測(cè)到一大批的異嗅與異味化合物[6-9]，如葡萄酒的軟木塞氣味等[10-11]，這些異嗅與異味化合物的發(fā)現(xiàn)，為后期研究如何消除此類化合物奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)[12-14]，對(duì)酒質(zhì)提升具有重要意義，為這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了更加廣闊的空間。

這些研究結(jié)果對(duì)研究小曲清香型白酒的獨(dú)特風(fēng)格具有重要指導(dǎo)作用。在小曲清香型白酒的生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些異嗅味，尤其是糠味與水嗅味較為明顯，嚴(yán)重影響小曲清香型白酒的品質(zhì)與飲后舒適度。同時(shí)有研究表明白酒中糠味、水嗅味等異嗅味不會(huì)因?yàn)檠娱L(zhǎng)貯存時(shí)間而減輕。因此，進(jìn)行小曲清香型白酒異嗅味物質(zhì)研究，通過(guò)優(yōu)化與改進(jìn)生產(chǎn)工藝，將異嗅味物質(zhì)消除在生產(chǎn)過(guò)程，對(duì)小曲清香型白酒酒質(zhì)的提升具有重要意義。

本研究針對(duì)小曲清香型白酒中普遍存在的糠味與水嗅味化合物，進(jìn)行系列試驗(yàn)，確認(rèn)了小曲清香型白酒中的糠味及水嗅味重要化合物。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

樣品：本實(shí)驗(yàn)采用的樣品為勁牌公司釀造的小曲清香型原酒，酒精度為55%vol左右，分別為風(fēng)格典型、無(wú)異嗅味的樣品，以及明顯有糠味、水嗅味的缺陷性樣品，代表性樣品由3位以上國(guó)家評(píng)酒委員篩選確認(rèn)。

試劑及耗材：2 cm 50/30μm固相微萃取三相頭(DVB/CAR/PDMS)購(gòu)自上海安譜科學(xué)儀器有限公司。氫氧化鈉、硫酸、碳酸氫鈉、氯化鈉等均為分析純；無(wú)水乙醇(色譜純)、乙醚(色譜純)、戊烷(色譜純)、乙腈(色譜純)，Mreda Technology Inc；磷酸(分析純)，磷酸二氫鉀(分析純)，購(gòu)自中國(guó)醫(yī)藥(集團(tuán))上?；瘜W(xué)試劑公司。本實(shí)驗(yàn)中所使用的標(biāo)準(zhǔn)品均為色譜純，購(gòu)自上海Sigma-Aldrich貿(mào)易有限公司。超純水由VEOLIA(法國(guó))純水儀制備。

儀器設(shè)備：氣相色譜-質(zhì)譜儀(7890A-5975C,Agilent,USA)，配備德國(guó)Gerstel公司聞香儀ODP2和復(fù)合自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)(MPS 2)。DC-12型氮吹儀(上海安譜科學(xué)儀器有限公司)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

聞香試驗(yàn)(GC-O-MS)實(shí)驗(yàn)：FFAP毛細(xì)管色譜柱(60 m×0.25 mm×0.25μm)，載氣為He，進(jìn)樣口溫度為250℃，柱溫初始溫度50℃保持2 min，以4℃/min的速率升到230℃，保持15 min，聞香口溫度為280℃，柱流速：2 mL/min。MSD采用EI電離源，電子能量為70 eV，離子源溫度為230℃，四極桿溫度為150℃；進(jìn)樣量1μL，不分流進(jìn)樣。樣品前處理流程：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，有機(jī)相經(jīng)氮吹濃縮后進(jìn)行GC-O聞香試驗(yàn)。

固相微萃取(SPME-GC-MS)實(shí)驗(yàn)方法：HSSPME萃取及進(jìn)樣過(guò)程由Gerstel公司多功能自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)(MPS 2)完成，采用2 cm 50/30μm DVB/CAR/PDMS三相萃取頭。萃取溫度50℃，樣品平衡時(shí)間5 min，萃取時(shí)間50 min，乳化器轉(zhuǎn)速500 r/min。樣品前處理流程：量取2 mL小曲清香型白酒樣品、8 mL超純水及3.0 g氯化鈉于20 mL頂空瓶混合均勻，用帶PTFE/藍(lán)色硅膠隔墊的空心磁性金屬蓋密封后由MPS2進(jìn)行HS-SPME操作，萃取過(guò)程結(jié)束后，萃取頭于GC進(jìn)樣口(溫度250℃)解吸附5 min，進(jìn)行GC-MS分析，色譜柱及儀器條件同聞香試驗(yàn)部分。

未知化合物的質(zhì)譜通過(guò)與NIST11.L Database(Agilent Technologies Inc.)進(jìn)行比對(duì)，匹配度達(dá)90以上的未知化合物通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)品的質(zhì)譜圖比對(duì)確認(rèn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 糠味物質(zhì)研究

將嗅覺(jué)探測(cè)器(ODP)與氣質(zhì)聯(lián)用儀(MSD)串聯(lián)，在樣品進(jìn)入氣相色譜后，一部分樣品進(jìn)入MSD進(jìn)行分析鑒定，一部分則通過(guò)嗅覺(jué)探測(cè)器流出(具體原理見(jiàn)圖1)，進(jìn)行聞香檢測(cè)。本研究首先采用GC-O-MSD技術(shù)發(fā)現(xiàn)并鑒定小曲清香型白酒的糠味化合物，然后采用SPME-GC-MSD技術(shù)對(duì)其進(jìn)行定量分析，通過(guò)測(cè)定閾值計(jì)算糠味化合物的香味活度值(OAV)，驗(yàn)證小曲清香型白酒的糠味物質(zhì)，最終通過(guò)內(nèi)加法進(jìn)行結(jié)果確認(rèn)。

圖1 GC-O聞香原理圖

2.1.1 采用GC-O方法對(duì)糠味物質(zhì)進(jìn)行初步確認(rèn)

將小曲清香型白酒萃取濃縮后進(jìn)行聞香檢測(cè)，可聞到類似糠味、土腥味，聞香檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 糠味聞香檢測(cè)結(jié)果圖

通過(guò)與GSM的總離子流圖(圖3)對(duì)比，進(jìn)一步解析，確認(rèn)該物質(zhì)為GSM，即trans-1,10-dimethyltrans-9-decalol。如圖4所示，可得到GSM特征離子112。

圖3 GSM總離子流圖

2.1.2 采用固相微萃取(SPME)和GC-MS方法驗(yàn)證糠味物質(zhì)

圖4 GSM質(zhì)譜圖

選取不同質(zhì)量等級(jí)小曲清香型白酒，采用SPME-GC-MS技術(shù)對(duì)GSM進(jìn)行定量檢測(cè)，具體結(jié)果見(jiàn)表1。選取55%vol乙醇溶液作為空白介質(zhì)[15]，測(cè)定GSM的閾值為0.12μg/L，小曲清香型白酒中GSM的OAV為10左右，香味活度值足以導(dǎo)致小曲清香型白酒產(chǎn)生比較明顯的糠味。通過(guò)對(duì)定量結(jié)果進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)酒中GSM的含量明顯低于一級(jí)和二級(jí)，一級(jí)酒的GSM含量又低于二級(jí)，表明GSM為小曲清香型白酒的糠味物質(zhì)，與小曲清香型白酒的品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

2.1.3 采用內(nèi)加法驗(yàn)證小曲清香型白酒中的糠味物質(zhì)

選定小曲清香型白酒酒樣，加入一定濃度的GSM單體，采用固相微萃取(SPME)和GC-MS方法進(jìn)行鑒定，保留時(shí)間34.5 min處峰形明顯增高，質(zhì)譜解析為GSM，結(jié)果見(jiàn)圖5。通過(guò)將GSM單體按一定濃度添加在酒精中，配制模擬液，進(jìn)行感官品評(píng)，該氣味與小曲清香型白酒的糠味具有極高的相似度，結(jié)果驗(yàn)證GSM為小曲清香型白酒糠味形成的主要化合物。

2.2 水嗅味化合物質(zhì)

2.2.1 水嗅味化合物的初步認(rèn)定

通過(guò)2.1和2.2試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，苯乙醛、3-苯丙酸乙酯、乙酸異戊酯和異戊酸乙酯等OAV值較高，是小曲清香型白酒中重要的香氣化合物。

表1 小曲清香型白酒中GSM定量結(jié)果

圖5 GSM內(nèi)加驗(yàn)證譜圖

為了確認(rèn)水嗅味化合物，在小曲清香型白酒中設(shè)計(jì)添加試驗(yàn)，通過(guò)感官品評(píng)進(jìn)行驗(yàn)證。首先由國(guó)家級(jí)白酒品評(píng)組選取無(wú)水嗅味的一級(jí)酒為樣，按預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)方案(表中各物質(zhì)的濃度指添加后的最終濃度，下同)進(jìn)行試驗(yàn)，組織國(guó)家級(jí)品評(píng)人員進(jìn)行暗評(píng)，結(jié)果見(jiàn)表2。

試驗(yàn)結(jié)果表明，方案2的得分最低，同時(shí)出現(xiàn)水嗅味。品評(píng)人員討論認(rèn)為，小曲酒水嗅味來(lái)源不是苯乙醛、乙酸異戊酯，可能來(lái)源于異戊酸乙酯、3-苯丙酸乙酯。

2.2.2 水嗅味化合物的驗(yàn)證確認(rèn)

在2.2.1基礎(chǔ)上進(jìn)行深入試驗(yàn)，按預(yù)設(shè)試驗(yàn)方案，在一級(jí)酒中添加異戊酸乙酯和3-苯丙酸乙酯，以確認(rèn)水嗅味化合物，具體結(jié)果見(jiàn)表3。

試驗(yàn)結(jié)果表明，方案3、方案4具有明顯的水嗅味，表明添加異戊酸乙酯后，小曲清香型白酒呈現(xiàn)明顯的水嗅味；添加少量的3-苯丙酸乙酯對(duì)小曲清香型白酒的風(fēng)味沒(méi)有明顯影響，但添加量上升后，酒體放香會(huì)發(fā)悶；綜合結(jié)果表明，異戊酸乙酯是小曲清香型白酒水嗅味形成的主要化合物。

3 結(jié)論

本研究采用GC-O聞香技術(shù)、固相微萃取(SPME)和GC-MS方法，結(jié)合目標(biāo)化合物單體內(nèi)加法、模擬液感官品評(píng)試驗(yàn)，對(duì)小曲清香型白酒中的異嗅味包括糠味、水嗅味物質(zhì)進(jìn)行鑒定分析，建立了一種將感官品評(píng)與物質(zhì)鑒定、定量結(jié)果相結(jié)合進(jìn)行白酒中缺陷性研究思路與技術(shù)方法，該技術(shù)同樣適用于其他香型白酒中缺陷性物質(zhì)、風(fēng)味物質(zhì)的鑒定研究。

本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，GSM為小曲清香型白酒中糠味主要物質(zhì)，該化合物在小曲清香型白酒中的OAV值大于10；而且小曲清香型優(yōu)級(jí)酒的GSM含量低于一級(jí)酒,一級(jí)酒的GSM含量低于二級(jí)酒，表明GSM與小曲清香型白酒的品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，對(duì)小曲清香型白酒的品質(zhì)具有負(fù)面作用。異戊酸乙酯為小曲清香型白酒中水嗅味主要物質(zhì)；此外小曲清香型白酒中3-苯丙酸乙酯含量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致酒體具有放香悶的缺點(diǎn)，但含量合適時(shí)，則可以增加小曲清香型白酒的豐滿度。

表2 化合物添加試驗(yàn)感官品評(píng)結(jié)果