全二維氣相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜解析清香型汾酒揮發(fā)性組分特征

楊 波，張 鑫，王鳳仙，高曉娟，樊杉杉，陳 雙，徐 巖

(1.山西杏花村汾酒廠股份有限公司，山西汾陽 032205；2.江南大學(xué)生物工程學(xué)院釀造微生物與應(yīng)用酶學(xué)實(shí)驗(yàn)室，江蘇無錫 214122)

白酒是一種享譽(yù)世界的蒸餾酒，尤其在我國酒文化中占有重要地位。清香型汾酒作為“清香型鼻祖”“中國酒魂”是我國具代表性的白酒品種之一，其釀造工藝可追溯到距今1500 年的南北朝時(shí)期。汾酒嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的釀造工藝成就了其卓越的品質(zhì)特性，受到市場消費(fèi)者的廣泛青睞[1]。

揮發(fā)性成分是影響白酒風(fēng)味品質(zhì)和生理活性的重要因素。2007 年開始的“中國白酒163 計(jì)劃”的重要組成部分“中國清香型汾酒風(fēng)味物質(zhì)剖析技術(shù)體系及其關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)研究”中，首次應(yīng)用液液萃取結(jié)合正相色譜技術(shù)，運(yùn)用氣相色譜結(jié)合質(zhì)譜（GCMS）等分析檢測汾酒的揮發(fā)性組分達(dá)703 種[2]。這些研究豐富了對清香型白酒風(fēng)味化學(xué)組分的認(rèn)識。但由于研究方法的限制，目前對清香型白酒揮發(fā)性組分的認(rèn)識還落后于其他香型白酒。

目前白酒中揮發(fā)性組分的研究一般采用GCMS 技術(shù)。但由于白酒中揮發(fā)性組分組成的復(fù)雜性，傳統(tǒng)的一維色譜分離技術(shù)由于峰容量有限，已經(jīng)無法滿足白酒復(fù)雜組分的分析要求。全二維色譜技術(shù)（GC×GC）是最近20年新開發(fā)出的一種全新的色譜分離技術(shù)，采用連續(xù)調(diào)制的方式將第一維色譜柱中分離的組分全部轉(zhuǎn)移至第二維色譜柱中進(jìn)行進(jìn)一步分離，其具有高分辨率、高靈敏度、高峰容量等優(yōu)勢，是當(dāng)前能夠?qū)崿F(xiàn)的最高分辨率的色譜分離技術(shù)[3]。相對于一維色譜幾十到100 種組分的分離能力，全二維色譜技術(shù)能夠在酒精飲料中一次性實(shí)現(xiàn)幾百到上千種組分的有效分離。與傳統(tǒng)的質(zhì)譜檢測器相比，飛行時(shí)間質(zhì)譜（TOF-MS）掃描范圍寬，分析速度快，靈敏度高。因此GC×GC-TOFMS將是實(shí)現(xiàn)復(fù)雜樣品揮發(fā)性組分分離鑒定的有力工具。因此本研究采用該方法對清香型白酒的揮發(fā)性組分進(jìn)行解析，并對潛在香氣組分和生理活性組分進(jìn)行篩選，進(jìn)一步加強(qiáng)了對清香型白酒揮發(fā)性組分的認(rèn)識。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

1.1.1 樣品

本研究所用汾酒樣品是由山西杏花村汾酒集團(tuán)有限責(zé)任公司提供的汾酒典型酒樣。

1.1.2 試劑及耗材

二氯甲烷（色譜純，百靈威科技有限公司），戊烷、甲醇（色譜純，百靈威科技有限公司），無水乙醇（色譜純，上海安譜科學(xué)儀器公司），乙醚（分析純，使用前重蒸，上海國藥集團(tuán)），無水硫酸鈉（Na2SO4，分析純，上海國藥集團(tuán)），氯化鈉（NaCl，分析純，上海國藥集團(tuán)），超純硅膠（400 目，上海安譜科學(xué)儀器公司），2 mol/L 硫酸（H2SO4）溶液，0.1 mol/L 標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉（NaOH）溶液。實(shí)驗(yàn)用水均為煮沸5 min后冷卻至室溫的超純水。

1.1.3 儀器設(shè)備

頂空固相微萃取多功能自動進(jìn)樣系統(tǒng)（MPS2），德國Gerstel 公司；全二維氣相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜儀（GC×GC-TOFMS，Pegasus 4D），美國LECO 公司；7890B 氣相色譜儀，美國安捷倫公司；玻璃色譜柱（30 cm×1.5 cm）；DC-12 氮吹儀，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司；Millipore-Q超純水系統(tǒng)，美國密理博公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 頂空固相微萃取（HS-SPME）提取汾酒中揮發(fā)性組分

參照本實(shí)驗(yàn)室前期優(yōu)化的方法[1]，取10 mL 稀釋至10%vol 的酒樣置于20 mL 頂空瓶中，加入3 g NaCl 至飽和，使用帶特氟龍墊片鋁蓋密封。通過MPS2 進(jìn)行HS-SPME 操作，使用2 cm 的50/30 μm DVB/CAR/PDMS 萃取頭進(jìn)行萃取，首先在50 ℃下平衡5 min，萃取45 min，轉(zhuǎn)速為400 r/min。萃取完成后進(jìn)行GC×GC-TOFMS 檢測分析，將萃取頭置于250 ℃的GC進(jìn)樣口下吸附5 min。

1.2.2 液液萃?。↙LE）結(jié)合正相色譜分離提取汾酒樣品中揮發(fā)性組分

參照Zhao 等[4]方法，取500 mL 酒樣加入NaCl至飽和，用二氯甲烷在分液漏斗中萃取3次（50 mL×3），合并有機(jī)相記為萃取相Ⅰ。加150 mL 超純水到萃取相Ⅰ中，再用配制好的10 % NaOH 溶液調(diào)節(jié)pH 值至9，用分液漏斗分層，有機(jī)相記為萃取相Ⅲ（中堿性組分NBF），上層水相記為萃取相Ⅱ。隨后用2 mol/L 的H2SO4溶液調(diào)萃取相Ⅱ的pH 值為2，用二氯甲烷在分液漏斗中萃取3 次（25 mL×3），合并有機(jī)相得到萃取組分Ⅵ（酸性組分AF）。NBF、AF 均加入適量的無水Na2SO4（呈流沙狀即可）置于-20 ℃下干燥過夜，氮吹濃縮至500 μL。

參照Fan 等[5]方法，進(jìn)一步采用正相色譜技術(shù)將“NBF”預(yù)分離，以降低后續(xù)分析的干擾性和復(fù)雜性。分離使用手工填充硅膠的30 cm×1.5 cm 直徑玻璃色譜柱。上樣前依次使用50 mL 甲醇、二氯甲烷、乙醚、戊烷洗脫活化硅膠色譜柱。活化完成后，將500 μL“NBF”濃縮液注入硅膠色譜柱，采用不同濃度比例的洗脫劑進(jìn)行揮發(fā)性組分預(yù)分離。初始洗脫溶劑為100%戊烷，然后逐步提高乙醚比例以增強(qiáng)洗脫極性，再使用100%二氯甲烷、100%甲醇進(jìn)一步提高洗脫極性。每個(gè)梯度收集1 個(gè)組分，整個(gè)分離過程共收集11 個(gè)不同的洗脫組分。將這11個(gè)不同組分進(jìn)行感官分析后，分別濃縮至500 μL，稱作“F1—F11”。

1.2.3 GC×GC-TOFMS解析揮發(fā)性組分

氣相色譜為安捷倫7890B (Agilent，美國)，第一維色譜柱為DB-FFAP毛細(xì)管柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm，Agilent，美國），第二維色譜柱為Rx-17 Si毛細(xì)管柱（0.8 m×0.25 mm×0.36 μm，Restek，美國）。一維色譜柱和二維色譜柱之間通過四噴口雙級熱調(diào)制器串聯(lián)，傳輸溫度為240 ℃。以He 作為載氣，流速1 mL/min，進(jìn)樣口溫度為250 ℃。一維色譜柱升溫程序?yàn)椋撼跏紲囟?5 ℃保持3 min，4 ℃/min 升溫至150 ℃保持2 min，6 ℃/min 升溫至200 ℃后再以10 ℃/min 升溫至230 ℃并保持10 min。二維色譜柱的溫度設(shè)置全程比一維色譜柱高5 ℃。調(diào)制補(bǔ)償溫度為20 ℃，調(diào)制周期為4 s，熱脈沖時(shí)間為0.8 s。

離子源電壓70 eV，溫度為230 ℃，傳輸線溫度240 ℃，離子掃描范圍35～400 amu，掃描頻率100 spestra/s。

1.2.4 化合物鑒定

實(shí)驗(yàn)采集的TOFMS 數(shù)據(jù)由LECO 公司ChromaTOF?工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，自動識別信噪比大于50 的色譜峰后進(jìn)行自動積分解卷積和質(zhì)譜庫比對。譜庫比對通過兩種方式進(jìn)行，一方面使用的譜庫為江南大學(xué)釀造微生物與應(yīng)用酶學(xué)實(shí)驗(yàn)室自建的白酒揮發(fā)性風(fēng)味數(shù)據(jù)庫（包含近3000 種白酒中揮發(fā)性組分），比對結(jié)果自動生成“峰表”，去除重復(fù)信息獲得酒樣的定性結(jié)果。另一方面比對質(zhì)譜庫為NIST 14 和Wiley 9，所有比對結(jié)果自動生成“峰表”?！胺灞怼苯?jīng)過進(jìn)一步人工解譜及同系物二維色譜出峰規(guī)律比對驗(yàn)證后作為初步鑒定結(jié)果。最后剔除烷烴類等沒有風(fēng)味貢獻(xiàn)的化合物，選擇相似度大于800，反相似度大于800，可能性大于4000 的化合物進(jìn)行后續(xù)鑒定分析。將每個(gè)化合物儀器給出的保留指數(shù)與NIST 網(wǎng)站中報(bào)道的相同色譜柱下的保留指數(shù)進(jìn)行比對，篩選差值在-50～50 的化合物作為鑒定結(jié)果。將兩種比對方法獲得結(jié)果整合后形成最終的鑒定結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 清香型白酒中揮發(fā)性組分的鑒定

揮發(fā)性組分是構(gòu)成白酒風(fēng)味和功能的物質(zhì)基礎(chǔ)[6]，目前白酒中已經(jīng)檢測到的揮發(fā)性組分達(dá)3000種，其構(gòu)成極其復(fù)雜。由于不同物質(zhì)有著不同的極性、溶解性、揮發(fā)性、熱穩(wěn)定性等性質(zhì)，因此，不存在一種前處理方法能夠提取出白酒中所有的揮發(fā)性組分[8]。本研究采用HS-SPME 與LLE 相結(jié)合，有利于揮發(fā)性組分的提取；同時(shí)為了減少儀器分析的復(fù)雜性，進(jìn)一步將LLE 后的濃縮液分為AF 與硅膠柱過柱后的F1—F11。實(shí)驗(yàn)室感官分析PANEL 小組對11 個(gè)組分進(jìn)行感官分析（表1）表明不同組分間具有顯著的香氣差異。F1 和F2 呈現(xiàn)溶劑香，隨洗脫極性提高，F(xiàn)3—F4 逐漸呈現(xiàn)出果香和植物的香氣特征，隨著洗脫極性進(jìn)一步增強(qiáng)，F(xiàn)5 和F6 呈現(xiàn)出皮革的刺激氣味，F(xiàn)7—F11 具有焦糖、煙熏、調(diào)味品等香氣特征。

表1 清香型白酒預(yù)分離組分感官特征分析

為了全面解析清香型白酒的揮發(fā)性組分，采用分辨率高，靈敏度高，峰容量大的GC×GC-TOFMS系統(tǒng)分析鑒定了所有汾酒組分中含有的揮發(fā)性化合物，圖1 為經(jīng)HS-SPME 前處理的二維總離子流色譜圖，結(jié)果顯示，汾酒中揮發(fā)性組分色譜峰十分復(fù)雜。由圖2 可以看出，乙酸苯乙酯與β-大馬酮在一維色譜柱上共流出（2096 s），通過第二根色譜柱這兩個(gè)化合物實(shí)現(xiàn)了很好的分離。因此，共流出組分之間的干擾得到了有效降低，GC×GC 可以檢測到更多的色譜峰。

圖1 清香型白酒HS-SPME-GC×GC-TOFMS分析二維總離子流色譜圖

圖2 清香型白酒中發(fā)現(xiàn)的2個(gè)調(diào)制峰

通過GC×GC-TOFMS 對所有汾酒組分（HSSPME、AF、F1—F11）進(jìn)行檢測，共獲得13 張二維色譜圖。大量色譜峰的檢出，對化合物的鑒定提出了巨大的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)一維氣相色譜質(zhì)譜色譜峰逐一鑒定方法難以實(shí)現(xiàn)。本研究采用以下策略對譜圖中的化合物進(jìn)行鑒定分析：首先通過Leco Pegasus 4D 色譜分析工作站結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室建立的包含2959個(gè)揮發(fā)性組分的中國白酒揮發(fā)性組分?jǐn)?shù)據(jù)庫檢索分析，獲得初步鑒定結(jié)果。由于本研究對汾酒揮發(fā)性組分進(jìn)行了充分的預(yù)分離，再通過GC×GCTOFMS 進(jìn)行揮發(fā)性組分檢測，會鑒定出更多的揮發(fā)性組分，因此為了進(jìn)一步補(bǔ)充中國白酒揮發(fā)性組分?jǐn)?shù)據(jù)庫，通過Leco Pegasus 4D色譜分析工作站結(jié)合mainlib 譜庫、replib 譜庫、nist 譜庫以及wiley 譜庫的自動解卷積和檢索分析，選擇相似度大于800，反相似度大于800，可能性大于4000 的化合物，剔除柱流失和烷烴類等物質(zhì)作為最終鑒定結(jié)果。匯總各個(gè)組分的物質(zhì)鑒定結(jié)果，采用LLE前處理方式共鑒定出揮發(fā)性物質(zhì)1001 種，采用HS-SPME 前處理方式共鑒定出揮發(fā)性物質(zhì)602 種。將其進(jìn)行整合，共從汾酒中鑒定出揮發(fā)性組分1224 種，是目前公開報(bào)道中最多的[2，9-14]，各組分鑒定結(jié)果見表2。

表2 清香型白酒各組分GC×GC-TOFMS定性結(jié)果

如表3 所示，從汾酒中檢測到酯類化合物有281 種，主要包括以乙酯為主的直鏈酯、支鏈酯、羥基酯、不飽和酯等；醛酮類化合物有228 種，主要包括直鏈脂肪醛、支鏈脂肪醛和不飽和醛等醛類，羥基/羰基酮、連二酮和環(huán)酮等酮類以及縮醛類化合物；醇類化合物有206 種，分為直鏈脂肪醇、支鏈脂肪醇、2-醇、3-醇、4-/5-醇、不飽和醇、環(huán)狀支鏈醇、含氧側(cè)鏈醇和多元醇；在汾酒中共檢測到揮發(fā)性脂肪酸88 種，分為直鏈脂肪酸、支鏈脂肪酸和不飽和脂肪酸；首次在清香型白酒中發(fā)現(xiàn)大量的萜烯類化合物，本次在汾酒中共檢測到86 種，主要包括萜烯、萜烯醇、萜烯醛、萜烯酮和萜烯氧化物等；檢測到芳香族化合物57 種，包括芳香烴、芳香醛、芳香縮醛、芳香酮、芳香醚、芳香醇、芳香酸和芳香酯；此外還檢測到呋喃類化合物52 種；烯烴類化合物46種；醚類化合物32 種；內(nèi)酯類化合物24 種；酚類化合物19 種；吡嗪類化合物14 種；含硫化合物9 種和其他化合物106 種。在這1224 種揮發(fā)性組分中，酯類、醇類和醛酮類化合物作為汾酒中種類最多的化合物（表3），這一結(jié)果與其他白酒研究結(jié)論一致[15-16]。

表3 清香型白酒中鑒定出的揮發(fā)性組分

將清香型白酒揮發(fā)性組分與本實(shí)驗(yàn)室建立的中國白酒揮發(fā)性組分?jǐn)?shù)據(jù)庫中的濃香型和醬香型揮發(fā)性組分做對比。維恩圖（圖3）揭示了3 種不同香型白酒中揮發(fā)性組分的相互關(guān)系，3 種不同香型白酒中揮發(fā)性組分中有660 個(gè)化合物被共同檢出；清香型白酒與濃香型白酒共有的揮發(fā)性化合物有61 種；與醬香型白酒共有的化合物有159 種；清香型白酒獨(dú)有的揮發(fā)性化合物有344 種。該結(jié)果表明清香型白酒揮發(fā)性組分構(gòu)成復(fù)雜且具有獨(dú)特的揮發(fā)性組分特征。

圖3 濃香、清香、醬香型白酒化合物種類間的關(guān)系

2.2 清香型白酒中潛在香氣活性組分的確定

為了確認(rèn)上述檢測到的1224 種揮發(fā)性組分是否具有香氣貢獻(xiàn)，共檢索了50 篇關(guān)于白酒風(fēng)味的SCI 論文和100 篇中文文章，同時(shí)查閱了相關(guān)網(wǎng)站如Flavornet、Flavor DB 等，結(jié)果表明，共有358 種化合物具有香氣貢獻(xiàn)，為清香型白酒中的潛在香氣活性組分，包括酯類香氣化合物72 種，醇類香氣化合物49 種，醛酮類香氣化合物71 種，有機(jī)酸類香氣化合物19 種，芳香族香氣化合物40 種，酚類香氣化合物9 種，呋喃類香氣化合物12 種，吡嗪類香氣化合物12 種，含硫香氣化合物10 種，萜烯類香氣化合物37 種，內(nèi)酯類香氣化合物13 個(gè)，其他香氣化合物14種，表4 列出了部分香氣化合物的物質(zhì)信息。根據(jù)鑒定化合物的香氣特征和物質(zhì)結(jié)構(gòu)，將具有相同或相似香氣特征的香氣活性成分歸類整理形成如圖4 所示的清香型白酒香氣化合物分類圖，結(jié)果表明，鑒定的香氣活性成分主要可以分成水果香、青香、酸、溶劑、奶油、木香、烘烤、煮蔬菜、煙熏、花香，清香型白酒整體香氣特征是由多種香氣活性成分共同作用形成的復(fù)合香氣。且目前清香型白酒國標(biāo)已將優(yōu)級酒的香氣描述由原來的“清香純正，具有以乙酸乙酯為主體的清雅、協(xié)調(diào)的復(fù)合香氣[17]”更改為“清香純正，具有糧香、曲香、蜜香、醇香、焙烤香、糟香、果香、花香、芳草香等一種或多種復(fù)合自然香氣”。本研究可為清香型白酒國標(biāo)修訂提供理論支持。

圖4 清香型白酒香氣化合物分類及部分化合物結(jié)構(gòu)式

通過與前期清香型白酒香氣特征研究比較發(fā)現(xiàn)186 個(gè)在清香型白酒中未曾報(bào)道過的香氣化合物[1，18-21]，如圖5 所示，包括酯類29 種，醇類25 種，酸類5種，醛類28種，酮類14 種，芳香族14 種，呋喃類12 種，吡嗪類5 種，含硫化合物7 種，內(nèi)酯類11 種，萜烯類30 種和其他類6 種。酯類化合物是白酒中最豐富且最重要的一類香氣化合物，主要呈現(xiàn)果香和花香，給清香型白酒帶來水果、清甜的香氣特征。酯類物質(zhì)一般是在發(fā)酵過程中在相關(guān)酶的催化作用下，?；o酶A 及脂肪酸和醇類反應(yīng)生成[22]。醇類物質(zhì)是清香型白酒中含量最多的香氣化合物，香氣描述大都是醇香、果香，是在酒精發(fā)酵過程中由酵母等微生物作用于淀粉、氨基酸等轉(zhuǎn)化而成[23]。羰基化合物主要包括醛類和酮，主要呈現(xiàn)青香、黃瓜等清新的香氣和奶油等甜香。白酒中的醛類物質(zhì)是由同碳數(shù)的醇或相對應(yīng)的醇氧化而成的，酮類物質(zhì)是由同碳數(shù)的醛或相對應(yīng)的醛氧化而成的。酒中的酸類化合物大部分是在發(fā)酵過程中由酵母代謝生成，其次來自原料、酒曲以及醇、醛氧化而來，這些酸所呈現(xiàn)出來的是酸味、汗臭味或奶酪味，不屬于怡人的香氣，但酸類物質(zhì)是酒精飲料中不可或缺的重要協(xié)調(diào)成分和呈味物質(zhì)[24]。芳香族化合物主要來自于原料中單寧、木質(zhì)素、阿魏酸、香草醛等經(jīng)酵母和細(xì)菌的發(fā)酵形成，可使酒體香味更加濃郁協(xié)調(diào)[25]。為進(jìn)一步深入研究清香型白酒風(fēng)味特色奠定了基礎(chǔ)，對生產(chǎn)實(shí)踐具有一定的指導(dǎo)意義。

圖5 清香型白酒新發(fā)現(xiàn)的香氣化合物分類情況

對這186 個(gè)新發(fā)現(xiàn)的香氣物質(zhì)進(jìn)行閾值的查詢[26]，發(fā)現(xiàn)53種香氣化合物在水中或酒精水溶液中的閾值低于500 μg/L，可能是清香型白酒中存在的潛在重要香氣化合物（見表4）。其中2-壬醇（黃瓜；82 μg/L）、香茅醇（玫瑰；100 μg/L）、2-己烯醛（腐爛，腐臭；30 μg/L）、2-辛烯醛（青香；0.2 μg/L）在葡萄酒中具有風(fēng)味貢獻(xiàn)（OAV＞1），且其含量隨著葡萄酒儲存時(shí)間的增加具有一定的變化[27]。反式-2-辛烯-1-醇（肥皂，塑料；40 μg/L）、3-辛酮（藥草，黃油，樹脂；23 μg/L）為葡萄酒中所關(guān)注的異嗅味[28]。茶香酮[29]（甜木香，茶香，煙草；25 μg/L）被鑒定為來自杜羅地區(qū)的葡萄牙葡萄酒中甜香描述符的化合物之一。有研究表明，戊醛（杏仁，麥芽，辛辣；100 μg/L）可以作為區(qū)別不同地區(qū)朗姆酒的標(biāo)記物[30]。反,順-2,6-壬二烯醛（黃瓜，蠟，青香；0.3 μg/L）在威士忌中具有香氣貢獻(xiàn)（OAV=3）[31]。乙酸-3-苯丙酯（辛料，鮮花；100 μg/L）為番石榴酒的香氣活性成分（OAV=3）[32]。此外，還發(fā)現(xiàn)一些目前白酒中關(guān)注度較高的含硫化合物、吡嗪和內(nèi)酯類化合物，如2-乙基-3,5-二甲基吡嗪（土豆；0.04 μg/L），甲基(2-甲基-3-呋喃基)二硫（熟肉，硫胺；0.3 μg/L），2-乙酰基噻唑（爆米花，面包，果仁；10 μg/L），γ-庚內(nèi)酯（堅(jiān)果，脂肪，水果；400 μg/L），δ-癸內(nèi)酯（椰子；410 μg/L），順式-4-羥基-7-十二烯酸內(nèi)酯（桃子，甜蜜；250 μg/L），δ-十二內(nèi)酯（水果，甜；98 μg/L）。這些潛在重要香氣活性組分的鑒定將有助于確認(rèn)清香型白酒的特征風(fēng)味物質(zhì)，進(jìn)而揭示清香型白酒的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)和本質(zhì)特征。

表4 清香型白酒中新發(fā)現(xiàn)的重要香氣化合物

2.3 清香型白酒中健康功能組分的確定

近年來，健康白酒成為中國白酒發(fā)展的新趨勢。白酒生物活性因子的研究目前受到了廣泛關(guān)注。本研究通過查閱文獻(xiàn)（150篇）的方式對汾酒中鑒定出的揮發(fā)性組分進(jìn)行健康功能組分的篩選，最終確定出241 種健康功能組分（見圖6），包括萜烯類75 種，呋喃類52 種，低分子有機(jī)酸及其酯24 種，內(nèi)酯類24 種，酚類22 種，高級脂肪酸及其酯18 種，吡嗪類14 種，其他類12 種。清香型白酒中的萜烯物質(zhì)種類豐富，所有的萜烯類化合物主要包括萜烯、萜烯醇、萜烯醛、萜烯酮、萜烯氧化物和萜烯酯類化合物。這些萜烯類化合物除了具有風(fēng)味貢獻(xiàn)外，還具有鎮(zhèn)痛、抗菌、抗病毒[33]、抗氧化[34]、抗癌[35]等生理學(xué)功能，如樟腦、4-萜烯醇、異佛爾酮、γ-古蕓烯、茴香腦、欖香烯和β-桉葉油醇、α-姜黃烯和α-杜松醇等。清香型白酒中的低分子有機(jī)酸和高級脂肪酸及乙酯對人體健康有良好的功效，如乙酸具有殺菌抗病毒、擴(kuò)張血管、延緩血管硬化等功效；很多脂肪酸能抑制膽固酵的合成；亞油酸乙酯具有降低膽固醇和血脂的作用，可以防治動脈粥樣硬化癥[36]。研究表明，多數(shù)內(nèi)酯類物質(zhì)是人體健康功能性成分，如當(dāng)歸內(nèi)酯，它可通過不同途徑拮抗化學(xué)因素引發(fā)的免疫抑制作用，是一種新的生物反應(yīng)免疫調(diào)節(jié)劑[37]。白酒中的許多酚類物質(zhì)對人體具有保健作用，如4-甲基愈創(chuàng)木酚、4-乙基愈創(chuàng)木酚和阿魏酸等化合物經(jīng)研究具有抗氧化的功能[38]；丁香酚具有抗菌健胃的作用[39]。吡嗪類化合物是指苯環(huán)的1，4 位含兩個(gè)雜氮原子的雜環(huán)化合物，其廣泛存在于天然或加工后的食品中，是白酒中最重要的香氣成分之一，同時(shí)也是重要的生理活性成分。如2-甲基吡嗪、2,3-二甲基吡嗪和2,3,5-三甲基吡嗪等均具有抗氧化功能[40]，而四甲基吡嗪則是白酒中最為主要的吡嗪物質(zhì)，是中藥川芎的主要有效成分，是活血行氣祛瘀的一種中藥活性生物堿。本研究證明清香型白酒中存在多種與人體健康密切相關(guān)的生理活性物質(zhì)成分，對于今后深入探究清香型白酒與人體健康關(guān)系具有一定的指導(dǎo)意義。

圖6 清香型白酒健康功能組分分類及部分結(jié)構(gòu)式

3 結(jié)論

本研究應(yīng)用GC×GC-TOFMS 結(jié)合HS-SPME、LLE 及正相色譜分離，首次全面解析了清香型白酒中的揮發(fā)性組分，清香型白酒富含1224 種揮發(fā)性化合物，進(jìn)一步挖掘出358 種香氣化合物，這些物質(zhì)共同構(gòu)成了清香型白酒清香純正，具有糧香、曲香、蜜香、醇香、焙烤香、糟香、果香、花香、芳草香等一種或多種復(fù)合自然香氣的特征；同時(shí)鑒定出清香型白酒中含有241 種健康功能組分，為健康飲酒提供科學(xué)依據(jù)，為弘揚(yáng)白酒的健康文化，促進(jìn)健康白酒事業(yè)的蓬勃發(fā)展提供參考。