白酒中風味物質(zhì)分析研究進展

陳志宏，張 汆，徐有山

（1.滁州學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院，安徽 滁州 239000；2.天長市醉翁亭酒業(yè)有限公司，安徽 滁州 239300）

白酒也稱作燒酒、老白干等，主要以曲類或酒母為糖化發(fā)酵劑，采用淀粉質(zhì)（糖質(zhì)）為原料，經(jīng)蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾、陳釀及勾兌而制成[1]。白酒是中國特有的一種蒸餾酒，與白蘭地（Brandy）、伏特加（Vodka）、威士忌（Whisky）、朗姆酒（Rum）和金酒（Gin）并列成為世界六大蒸餾酒，由于白酒獨特的生產(chǎn)工藝及多樣化的產(chǎn)品風格，使其具有特殊的優(yōu)勢[2]。

白酒中主要組分是水和乙醇（約占98%～99%），溶于酒中的微量成分（約占1%～2%），如各種酯類、酸類、醇類及醛類等有機物雖然含量很低，但其種類、組成及比例對產(chǎn)品口感、風味及香氣的形成具有重要影響[3-4]。由于不同白酒原輔料、釀造工藝、發(fā)酵劑、發(fā)酵設(shè)備等方面的差異，使其具有不同的香型和風格[5-6]。按照香型劃分中國白酒主要分為醬香型、濃香型、清香型、米香型、兼香型、鳳香型等，風格各異，各具特色，各類白酒風格的形成主要取決于所含的各類風味物質(zhì)[1，7]。目前的分析方法及檢測儀器的使用使白酒中風味化合物的分析和鑒定變得更快速、更精確，已鑒定出的白酒中風味物質(zhì)達1 700種以上[8-9]。本文主要對近年來白酒中所含風味物質(zhì)組成、風味物質(zhì)的提取分離與分析方法及功能性風味成分進行綜述，以期為白酒風味物質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的研究提供借鑒。

1 白酒中風味物質(zhì)構(gòu)成

1.1 濃香型白酒中風味物質(zhì)構(gòu)成

濃香型白酒具有芳香濃郁、香味協(xié)調(diào)、綿柔甘洌、尾凈余長等特點，主要以瀘州老窖、洋河大曲、五糧液、古井貢酒等為代表。酯類是濃香型白酒最重要的風味成分，約占風味物質(zhì)總量的60%，數(shù)量最多而且影響最大。己酸乙酯是形成濃香型白酒典型風格的主體物質(zhì)。白酒中酸類物質(zhì)大多為有機酸，約占風味物質(zhì)總量14%～16%，是白酒中主要協(xié)調(diào)成分及呈味物質(zhì)[10]，主要有己酸、乙酸、乳酸和丁酸，適量的酸可以減少及掩蓋白酒雜味和苦味。醇類是白酒主要的助香成分，具有襯托酯香的功效，另外含有少量的醛類和酮類物質(zhì)是香味的協(xié)調(diào)成分，有的醛類物質(zhì)有較強的刺激性，可增大酒勁并襯托香氣[11]。

李賀賀等[12]選擇不同溶劑，通過液液萃?。╨iquid-liquid extraction，LLE）并結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜法（gas chromatography-massspectrometer，GC-MS）對兩種古井貢酒樣品中的揮發(fā)性物質(zhì)進行分析，鑒定出188種揮發(fā)性物質(zhì)，其中包括酯類74種、醇類26種、芳香族物質(zhì)25種、酸類20種、烴類14種、含硫化合物8種、醛酮類8種、縮醛類7種、雜環(huán)類物質(zhì)4種、內(nèi)酯類物質(zhì)2種，并通過比對標準品對167種物質(zhì)進行了準確定性。

1.2 清香型白酒中風味物質(zhì)構(gòu)成

清香型白酒具有清香純正，自然諧調(diào)，醇甜柔和，余味爽凈的特點，主要以山西汾酒、河南寶豐酒、廈門高粱酒、青稞酒等為代表，其主體香氣物質(zhì)是乙酸乙酯。冒德壽等[13]對紅星二鍋頭、汾酒、金門高粱酒、杏花村世家等5種清香型白酒進行分析，共鑒定出了72種香氣物質(zhì)，其中35種均為活性香氣物質(zhì)。從清香型白酒中共檢測出8類香氣物質(zhì)，包括酯類、酸類、醛類、醇類、酮類、酚類、烯烴類及其他類。

郝飛龍等[14]采用液液微萃取（liquid-liquid microextraction，LLME）/頂空固相微萃取結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用法從3種恒山酒業(yè)的清香型白酒中鑒定出57種香味組分，通過計算酒樣氣味活度值（odor activity value，OAV）共確定了14種重要香氣成分。

1.3 醬香型白酒中風味物質(zhì)構(gòu)成

醬香型白酒具有醬香突出，酒體醇厚，幽雅細致，色澤微黃，回味悠長，空杯留香持久的特點，主要以茅臺酒、郎酒、貴酒、國臺酒等為代表。醬香型白酒中酯類物質(zhì)含量不高，但種類較多，主要為乙酸乙酯及乳酸乙酯，對香氣貢獻并不是很大。醇類物質(zhì)含量高，主要為正丙醇，與醬香白酒爽口特性關(guān)系密切，還可起到助香的作用。有機酸總量明顯比濃香型及清香型白酒高，且種類豐富，主要為乙酸及乳酸，品嘗時通常能感覺到有酸味[15]。醛類和酮類物質(zhì)總量在各類白酒中含量最高，尤其是糠醛和丁二酮，且糠醛使酒類有些許的焦香及糊香特征。同時，醬香型白酒中高沸點物質(zhì)含量最高，包括高沸點的醇類、有機酸、芳香族、酯類等，使酒體具有柔和、豐滿及細膩的特性[15]。

沈海月[15]采用吸附萃取結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對14種醬香型白酒所含香氣成分進行定量分析，共鑒定出76種化合物，包括酯類化合物25種、醇類化合物10種、醛酮類物質(zhì)9種、芳香族類物質(zhì)8種、酸類物質(zhì)6種、呋喃類物質(zhì)5種、含氮物質(zhì)3種、萜烯類物質(zhì)3種等。不同醬香型白酒所含香味成分種類和含量均有較大的差別。

2 白酒中風味物質(zhì)前處理技術(shù)

由于白酒中風味物質(zhì)含量很低、種類復(fù)雜且其極性、揮發(fā)性、溶解性等也不盡相同，因此直接對風味成分進行分析效果較差，需對酒樣進行前處理對待測成分進行分離和富集[16]。常用的前處理方法主要有液液萃取法（LLE）、固相微萃取法（solid phase microextraction，SPME）、固相萃取法（solidphaseextraction，SPE）、攪拌棒吸附萃取法（stir bar sorptive extraction，SBSE）、頂空（headspace，HS）進樣法等[8，17-18]。

液液萃取法操作簡單，處理樣品量大，回收率高，因此應(yīng)用廣泛，但該法耗時較長，步驟繁瑣，有機溶劑使用量大。固相萃取法可有效對樣品進行富集及除雜，重現(xiàn)性好，但是萃取小柱價格較高。固相微萃取法無需有機溶劑，可簡單快速的實現(xiàn)樣品萃取及濃縮，且能和氣相色譜儀聯(lián)用[8]。攪拌棒吸附萃取法原理與固相微萃取法相似，也是一種無溶劑微萃取新技術(shù)，所需樣品量小。頂空進樣法可省去萃取及濃縮等步驟，減少色譜柱污染，但待測組分揮發(fā)性要高。每種前處理技術(shù)都有各自特點，將不同方法有機結(jié)合可改善分離提取效果[1，8]。

李賀賀等[19]分別比較了HS-SPME及SBSE技術(shù)在分析古井貢酒香氣成分時的差異，發(fā)現(xiàn)兩種方法精密度及重復(fù)性都較好，但在同樣條件下，SBSE法靈敏度及回收率都比HS-SPME高。張默雷等[20]比較了HS-SPME及LLE兩種不同的前處理方法對一年及五年竹葉青酒揮發(fā)性組分檢測的影響，結(jié)果表明采用HS-SPME處理酒樣最終檢測出的揮發(fā)性組分總量均顯著高于LLE檢測總量。

3 白酒中風味物質(zhì)分析檢測方法

目前，白酒中風味物質(zhì)分析常用的方法有氣相色譜-質(zhì)譜法[21-22]（GC-MS）、全二維-飛行時間質(zhì)譜法[23-24]（comprehensive two-dimensional gas chromatography/time-of-flight mass spectrometry，GC×GC-TOF MS）、氣相色譜-聞香法[25-26]（gaschromatography-olfactometry，GC-O）等，與不同的樣品前處理方法結(jié)合，可實現(xiàn)對不同白酒樣品風味成分的快速檢測。

3.1 氣相色譜-質(zhì)譜法

GC-MS是食品風味成分分析最常用的方法，結(jié)合了氣相色譜及質(zhì)譜法的技術(shù)優(yōu)勢，可實現(xiàn)對微量組分的定性和定量，選擇性較好、且具有較高的靈敏度及分辨率，不僅可用于鑒定未知物，還可用于測定痕量組分，可采用歸一化法、外標法和內(nèi)標法等對物質(zhì)進行定量[10]。馬龍利等[27]采用HS-SPME-GC-MS法分析了貴州金沙窖酒的揮發(fā)性組分，在確定的條件下方法重現(xiàn)性及樣品穩(wěn)定性都較好，最終將26個共有峰確定為其特征指紋峰，建立了產(chǎn)品特征指紋圖譜，用于對金沙窖酒進行鑒定。

朱克永等[28]采用HS-SPME結(jié)合GC-MS對4種不同香型白酒揮發(fā)組分進行了分析，發(fā)現(xiàn)不同香型白酒樣品所檢測揮發(fā)組分均不相同，醬香型檢測出揮發(fā)組分最多，而清香型最少。米香型白酒中酯類含量較低，但高級烷烴含量較高。XIAO Z B等[29]采用GC-MS和電子鼻系統(tǒng)對5種不同風格白酒的風味成分進行分析，共鑒定出香氣物質(zhì)86種，包括酯類34種、酸類5種、醇類10種、酮類4種、醛類物質(zhì)9種等。

3.2 全二維-飛行時間質(zhì)譜法

GC×GC-TOF MS將全二維氣相色譜技術(shù)與飛行時間質(zhì)譜技術(shù)聯(lián)合使用，可實現(xiàn)風味物質(zhì)的正交分離及快速檢測，在進樣量很少的情況下仍可實現(xiàn)多種風味物質(zhì)分析[30]。馬雅杰等[31]采用HS-SPME結(jié)合GC×GC-TOF MS法分析了10種老白干原酒內(nèi)的揮發(fā)性組分檢測出322種揮發(fā)性組分，其中有223種采用保留指數(shù)進行定性，95種物質(zhì)采用標準品比對法定性。陳雙等[32]采用HS-SPME-GC×GC-TOF MS技術(shù)研究了芝麻香型白酒中揮發(fā)性成分，在酒樣中共檢測出1 029個色譜峰，并通過多級鑒定策略確定了340種揮發(fā)性物質(zhì)，首次鑒定出了11種含硫揮發(fā)物及12種萜烯類物質(zhì)，使芝麻香型白酒具有獨特香氣特征。

3.3 氣相色譜-聞香法

GC-O是目前在國際上較為先進的檢測技術(shù)，彌補了儀器由于靈敏度不足導(dǎo)致某些組分不能被檢測的不足，可用于檢測一些GC-MS等方法不能測定、含量很低但卻是影響白酒香型的重要風味成分，在白酒分析中應(yīng)用廣泛，可以快速發(fā)現(xiàn)樣品中揮發(fā)性香氣組分，從分析結(jié)果可確定各香氣成分保留時間、香氣強度和特征[33]。孫金沅等[34]采用溶劑輔助風味蒸發(fā)法對古井酒醅樣品進行前處理，提取揮發(fā)性組分，并結(jié)合GC-MS及GC-O技術(shù)從樣品中定性出148種風味組分，其中21種組分有較高的香氣強度。王曉欣等[35]采用液液萃取法（LLE）對醬香型習(xí)酒的風味物質(zhì)進行提取分離，通過GC-O結(jié)合GC-MS分析樣品中香氣組分。研究發(fā)現(xiàn)在醬香型習(xí)酒中共檢測出了72種香氣物質(zhì)，其中揮發(fā)性有機酸、醇類和酯類是習(xí)酒中重要香氣成分。

4 白酒中的風味成分分析

4.1 白酒中的特征性風味成分分析

白酒的品質(zhì)和風味與其中所含的特征性風味成分關(guān)系密切，通過研究白酒中特征性風味化合物的組成可有效鑒別白酒類別，更好的分析不同類型白酒的差異性。王鵬等[36]對安徽產(chǎn)地的三類濃香型白酒風味組成進行了分析，發(fā)現(xiàn)文王貢酒中高級醇、有機酸及乙酸乙酯的含量較高，迎駕貢酒中甲酸乙酯的含量突出，而古井貢酒己酸乙酯的含量比較高。張情亞[37]采用毛細管柱GC對金沙窖酒中微量組分進行了分析，根據(jù)含量及氣味活度值（OAV）分析結(jié)果初步確定其5種特征風味組分為異戊醛、丁酸乙酯、己酸乙酯、戊酸乙酯、辛酸乙酯。郝飛龍[38]采用HS-SPME、LLME與氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）及氣相色譜-氫火焰檢測器（gas chromatography-flame ionization detection，GC-FID）技術(shù)分析了58個山西清香型白酒樣品的風味化合物，并計算其OAV值，發(fā)現(xiàn)對風味貢獻較大的化合物主要有17種，其中OAV值最大的是辛酸乙酯，相對較大的是β-大馬酮及土味素。紀南等[39]研究了5種醬香型白酒中揮發(fā)性風味成分，發(fā)現(xiàn)21種醬香型白酒共有風味物質(zhì)，其中乙酸乙酯、丁酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯、異戊醇、丙醇、乙酸以及1,1-二乙氧基乙烷等物質(zhì)含量較高。周新虎等[40]對9種洋河綿柔型白酒的風味特征組分進行研究，并與其他不同香型白酒進行比較，初步發(fā)現(xiàn)洋河綿柔型白酒骨架組分是己酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、乳酸乙酯、辛酸乙酯、戊酸乙酯、異丁酸、正丙醇、乙縮醛、正丁醇、異丁醇、甲醇、2-丁醇、丁二醇（左旋）3-羥基-2-丁酮、3-甲基丁醇、糠醛。

4.2 白酒中的功能性風味成分分析

近年來，隨著人們保健意識的增強，對于白酒中功能性風味成分研究也逐漸成為關(guān)注的焦點。白酒中含有種類豐富的酯類、酚類、萜烯類、含硫化合物、吡嗪類化合物等[41-42]，使其具有抗菌消炎[43]、降血脂及膽固醇，抗氧化[44]、預(yù)防心腦血管疾病、助消化、抗病毒等生理功效[45]。FAN W L等[46]從洋河大曲中檢測出4-甲基愈創(chuàng)木酚、愈創(chuàng)木酚、4-乙基愈創(chuàng)木酚等酚類物質(zhì)。史冬梅等[47]對103種白酒中6種常見酚類物質(zhì)進行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同香型白酒中酚類物質(zhì)含量有較大的差異，其中一種濃香型的白酒中6種酚類化合物含量最高，達6.21 mg/L。羅強等[48]研究發(fā)現(xiàn)，醬香型白酒中吡嗪類物質(zhì)有明顯增強細胞的抗炎性損傷能力。WU J F等[49]從洋河大曲、茅臺、牛欄山、汾酒、老白干等白酒中發(fā)現(xiàn)了8種吡嗪類物質(zhì)，包括吡嗪、2,3,5-三甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、2,3-二甲基吡嗪、四甲基吡嗪等，這些吡嗪類組分也均有一定的生理保健功效，如保肝護肝、抗氧化作用等。

5 總結(jié)與展望

白酒因其獨特的口感及較強的保健功效，在酒類行業(yè)中占據(jù)舉足輕重的地位。目前，雖然白酒中風味物質(zhì)的分析方法在不斷改進，也能夠?qū)崿F(xiàn)快速對樣品風味成分進行分析鑒定，但由于白酒品種多樣，所含風味物質(zhì)種類和含量差異較大，有些風味成分由于含量極低或者貯藏過程中變化較大給檢測帶來了一定的難度。白酒中風味物質(zhì)與產(chǎn)品風格形成及保健作用發(fā)揮之間的作用機理還不明確，也將是未來白酒行業(yè)研究的重點課題。