程嬌嬌,顏振敏,周蒙,魏新軍

（河南科技學(xué)院食品學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453003）

兩種極性萃取頭對(duì)賒店老酒香氣成分的分析及比較

程嬌嬌,顏振敏,周蒙,魏新軍

（河南科技學(xué)院食品學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453003）

選擇兩種極性萃取頭,采用固相微萃取（SPME）結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用技術(shù)對(duì)賒店老酒中香氣成分進(jìn)行分析,旨在為其風(fēng)味改善和質(zhì)量控制提供依據(jù).檢測(cè)結(jié)果表明：賒店老酒中共檢測(cè)出38種物質(zhì),其中27種酯類(lèi)化合物、3種醇類(lèi)化合物、2種酸類(lèi)化合物、3種烷烴類(lèi)化合物、2種醛類(lèi)化合物和1種呋喃類(lèi)化合物；通過(guò)對(duì)比65 μm PDMS/DVB和50 μm DVB/CAR/PDMS兩種萃取頭發(fā)現(xiàn),65 μm PDMS/DVB對(duì)于酯類(lèi)和烷烴類(lèi)物質(zhì)萃取效果較好.

固相微萃??；賒店老酒；香氣成分

賒店老酒屬濃香型曲酒,其釀制工藝由“酒祖”儀狄相傳,后又經(jīng)歷代釀酒師的不斷改進(jìn),形成了一整套的傳統(tǒng)釀制工藝.由于白酒的風(fēng)格特征和感官品質(zhì)受香氣成分的影響很大[1-2],因此評(píng)價(jià)名優(yōu)白酒的質(zhì)量,必須從剖析名優(yōu)白酒的微量香味成分入手[3].迄今為止,已鑒定的白酒香氣成分約300種,而它們的含量?jī)H占白酒的1%左右[4],這些成分主要包括酯、酸、醇、羰基化合物、含硫化合物等.雖然它們?cè)诎拙浦泻繕O微,但它們?cè)谇‘?dāng)?shù)呐浔认?使白酒具有優(yōu)美的特殊芳香,各種酒的香氣特征是它的香氣成分的量的平衡表現(xiàn)[5].

固相微萃?。╯olid phase microextraction,SPME）是一種全新概念的樣品預(yù)處理濃縮技術(shù),它克服了傳統(tǒng)提取方法的缺陷,與其他技術(shù)相比,具有簡(jiǎn)便、靈敏度高、重現(xiàn)性及線性好、樣品處理時(shí)間短、分析樣品用量少、無(wú)需有機(jī)溶劑和綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)[6-7].GC/MS是目前白酒成分研究工作中應(yīng)用較多且發(fā)展較成熟的技術(shù).該技術(shù)具有高靈敏度、高分離效能、高選擇性、快速分析等優(yōu)點(diǎn),在分離、檢測(cè)和數(shù)據(jù)采集處理方面有著較高性能和出色表現(xiàn),能夠準(zhǔn)確定性、精確定量[8].本試驗(yàn)是先通過(guò)固相微萃取把賒店老酒中的香氣物質(zhì)提取出來(lái),再結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)賒店老酒中的微量成分進(jìn)行分析,確定它們的種類(lèi)和數(shù)量,同時(shí)比較65 μmPDMS/DVB和50 μmDVB/CAR/PDMS兩種萃取頭在萃取化合物種類(lèi)上的異同,旨在為賒店老酒的風(fēng)味改善和質(zhì)量控制提供參考依據(jù).

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

賒店老酒（乙醇體積分?jǐn)?shù)45%,賒店股份有限公司）；二氯甲烷（AR,天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所）；無(wú)水Na2SO4（AR,天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）.

1.2 儀器與設(shè)備

Agilent 7890氣相色譜和5977質(zhì)譜儀（美國(guó)安捷倫科技有限公司）；TG-WAXMS色譜柱（30 m× 0.32 mm×0.25 μm,美國(guó)安捷倫科技有限公司）；65 μm PDMS/DVB和50 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭、固相微萃取手動(dòng)進(jìn)樣器（美國(guó)Supelco公司）；PC-420D型磁力加熱攪拌器（美國(guó)Corning公司）.

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品前處理萃取頭首次使用前需在氣相色譜進(jìn)樣口老化一段時(shí)間,老化溫度視不同類(lèi)型萃取頭而異,一般為250～270℃,本試驗(yàn)采取250℃老化1 h.每次使用之前在上述溫度下老化10 min,確保脫去其可能吸附的揮發(fā)性成分.老化后的萃取頭在GC/MS上檢測(cè),略有極少量的萃取頭固有雜質(zhì)峰（硅氧烷類(lèi)化合物）出現(xiàn),在樣品質(zhì)譜檢索時(shí)去除,不計(jì)入最終結(jié)果[9].

取6 mL酒樣置于裝有磁力攪拌子的15 mL錐形瓶中,密封,置于50℃加熱裝置下,550 r/min攪拌15 min后,在酒樣的上方插入老化后的萃取頭,纖維頭置于距離酒樣表面1～2 cm的上方空間,萃取40 min后將該萃取頭在GC進(jìn)樣口于230℃下解析3 min.

1.3.2 色譜條件

載氣：高純氦氣（＞99.999%）；載氣凈化裝置Thermotriplefilter；載氣流速1mL/min；進(jìn)樣口溫度230℃；進(jìn)樣量1.0 μL,不分流.

色譜柱升溫程序：初始溫度40℃,保持2 min；以2℃/min升溫到52℃,保持6 min；再以3℃/min升溫到85℃,保持0 min；再以5℃/min升溫到110℃,保持2 min；再以8℃/min升溫到220℃,保持2 min.

1.3.3 質(zhì)譜條件離子源溫度230℃；連接桿溫度150℃；電子能量70 eV；電離方式EI；電子倍增器電壓1 086 V；質(zhì)量掃描范圍50～400 amu；掃描方式Scan.

2 結(jié)果與分析

2.1 色譜條件優(yōu)化

為了使測(cè)得的色譜圖中各峰之間有較好的分離,試驗(yàn)通過(guò)不斷改變升溫程序來(lái)對(duì)色譜分離條件進(jìn)行優(yōu)化,從而找到最優(yōu)的升溫程序.優(yōu)化過(guò)程如表1.

表1 色譜柱程序升溫條件Tab.1 Temperature programmed conditions ofchromatographic column

經(jīng)過(guò)3次程序升溫優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)第3次升溫程序下所得色譜峰分離效果優(yōu)于其他兩種方案,且雜峰相對(duì)較少,因此后續(xù)試驗(yàn)中選用第3次程序升溫條件.

2.2 SPME萃取條件的優(yōu)化

2.2.1 萃取溫度的選擇溫度是直接影響分配系數(shù)的重要因素,升高溫度可以促進(jìn)揮發(fā)性化合物到達(dá)萃取纖維表面,然而SPME表面吸附過(guò)程一般為放熱反應(yīng),低溫適合于反應(yīng)進(jìn)行,因此在使用SPME方法檢測(cè)時(shí)應(yīng)根據(jù)所測(cè)樣品的性質(zhì)確定最適萃取溫度,一般萃取溫度為40～80℃.本試驗(yàn)在綜合分析江偉等[10]、王水亮[11]研究的基礎(chǔ)上,選擇在40、50、60℃下比較萃取效果.

在攪拌樣品15 min后,分別在40、50、60℃加熱裝置下萃取40 min,取出手柄,直接插入進(jìn)樣口,解析3 min后進(jìn)行分析.不同萃取溫度下所得成分種類(lèi)見(jiàn)表2.

表2 不同萃取溫度下所得成分Tab.2 Table ofthe composition at different extraction temperatures

溫度對(duì)萃取具有雙重效應(yīng),升高溫度有利于香氣物質(zhì)在酒中的擴(kuò)散并縮短達(dá)到平衡的時(shí)間,但同時(shí)也會(huì)使萃取頭對(duì)香氣成分的吸附量減少,影響SPME的靈敏度[12].由表2可知,當(dāng)溫度為50℃時(shí),檢測(cè)出來(lái)的成分種類(lèi)最多,因此將50℃作為萃取的最佳溫度.

2.2.2 萃取時(shí)間的選擇不同的待測(cè)物達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的時(shí)間長(zhǎng)短,取決于待測(cè)物本身的性質(zhì)和萃取纖維的種類(lèi)等因素,揮發(fā)性強(qiáng)的化合物在較短時(shí)間內(nèi)即可達(dá)到分配平衡,而揮發(fā)性弱的化合物則需要相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間.本試驗(yàn)在饒靜等[13]、江偉等[10]研究方法的基礎(chǔ)上,選擇攪拌樣品15 min后,在50℃下分別萃取20、30、40 min,取出手柄,直接進(jìn)樣分析,解析3 min.結(jié)果表明,萃取40 min時(shí),萃取效果最佳.所得香氣成分見(jiàn)表3.

表3 不同萃取時(shí)間下所得成分Tab.3 Table ofthe composition under different extraction time

2.3 萃取分析結(jié)果

綜合上述試驗(yàn)結(jié)果,呈香物質(zhì)的最佳萃取溫度為50℃,攪拌速率為550 r/min,萃取時(shí)間為40 min.此外,本試驗(yàn)在參考江偉等[10]、朱潘煒等[12]研究方法的基礎(chǔ)上,選擇攪拌15 min,解析3 min,分別用65 μm PDMS/DVB和50μmDVB/CAR/PDMS兩種萃取頭對(duì)酒樣進(jìn)行分析,按面積歸一化法測(cè)定各成分的相對(duì)含量. 2.3.1兩種萃取頭萃取所得成分總離子流色譜圖65 μm PDMS/DVB和50 μm DVB/CAR/PDMS兩種萃取頭對(duì)酒樣進(jìn)行分析,所得離子流圖分別見(jiàn)圖1、圖2.

圖2 50 μm DVB/CAR/PDMS總離子流色譜圖Fig.2 The total ion chromatogramof50 μmPDMS/DVB

圖1 65 μm PDMS/DVB總離子流色譜圖Fig.1 The total ion chromatogramof65 μmPDMS/DVB

2.3.2 兩種萃取頭萃取所得成分65 μm PDMS/DVB和50 μm DVB/CAR/PDMS兩種萃取頭對(duì)酒樣進(jìn)行分析,所得成分見(jiàn)表4.

表4 65 μm PDMS/DVB和50 μm DVB/CAR/PDMS兩種萃取頭萃取所得成分Tab.4 The extraction composition table of65 μmPDMS/DVBand 50 μmDVB/CAR/PDMS

由表4可知,65 μmPDMS/DVB萃取頭分析出35種物質(zhì),包括26種酯類(lèi)物質(zhì)、3種醇類(lèi)物質(zhì)、1種醛類(lèi)物質(zhì)、3種烷烴類(lèi)物質(zhì)和2種酸類(lèi).其中,己酸乙酯、丁酸乙酯、辛酸乙酯、戊酸乙酯、庚酸乙酯和乙酸乙酯相對(duì)含量較高,所占比例分別為75.64%、6.63%、5.61%、1.98%、1.86%和1.09%.50 μmDVB/CAR/PDMS萃取分析出26種物質(zhì),包括19種酯類(lèi)物質(zhì)、3種醇類(lèi)物質(zhì)、2種醛類(lèi)物質(zhì)、1種酸類(lèi)物質(zhì)和1種呋喃類(lèi)物質(zhì).其中,己酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸乙酯、辛酸乙酯、戊酸乙酯和庚酸乙酯相對(duì)含量較高,所占比例分別為76.51%、7.74%、3.99%、3.95%、2.19%、和1.72%.

2.3.3 兩種萃取方法比較由表4可知,兩種萃取頭共檢測(cè)出38種化合物,其中酯類(lèi)27種,烷烴類(lèi)3種,醛類(lèi)2種,醇類(lèi)3種,酸類(lèi)2種,呋喃類(lèi)1種；兩種萃取頭萃取的相同化合物有22種,其中酯類(lèi)18種,醛類(lèi)1種,醇類(lèi)3種,酸類(lèi)1種.但各萃取頭也分別萃取出不同物質(zhì),65 μmPDMS/DVB萃取頭萃取出酯類(lèi)有26種,其中有7種在50 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭中未檢測(cè)出,證明65 μm PDMS/DVB萃取頭對(duì)己酸乙酯、丁酸乙酯、辛酸乙酯、戊酸乙酯、庚酸乙酯、2-羥基丙酸乙酯等7種酯類(lèi)萃取效果較好；同時(shí),65 μm PDMS/DVB萃取頭萃取出烷烴類(lèi)3種,50 μmDVB/CAR/PDMS萃取頭未檢出,證明65 μm PDMS/DVB萃取頭對(duì)于烷烴類(lèi)物質(zhì)比50 μmDVB/CAR/PDMS萃取效果好.

3 結(jié)論

通過(guò)固相微萃取與氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)相結(jié)合,對(duì)賒店老酒中微量成分進(jìn)行了研究分析,得出賒店酒中含有38種香氣化合物,包括27種酯類(lèi)化合物,3種烷烴類(lèi)化合物,2種醛類(lèi)化合物,3種醇類(lèi)化合物,2種酸類(lèi)化合物和1種呋喃類(lèi)化合物.將兩種萃取頭萃取效果進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)兩者表現(xiàn)出較明顯的差異：若對(duì)賒店酒中微量成分進(jìn)行綜合探索,則選用兩種萃取頭相結(jié)合的效果較好；若就一種萃取頭來(lái)講,無(wú)論是在化合物的種類(lèi)、數(shù)量,還是酒樣中微量成分的相對(duì)含量上,65 μmPDMS/DVB萃取頭都表現(xiàn)出了較好的萃取效果,尤其對(duì)酯類(lèi)有較強(qiáng)的萃取能力.

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（責(zé)任編輯：鄧天福）

Analysis and comparison of the aromatic substances in Shedian Liquor by two kinds of polar extraction

CHENG Jiaojiao,YAN Zhenmin,ZHOU Meng,WEI Xinjun
（School ofFood Science,Henan Institute ofScience and Technology,Xinxiang453003,China）

Selectingtwokindsofpolarityextractionhead,solid-phasemicroextraction（SPME）andgas chromatography coupled with mass spectrometry（GC-MS）were used for the qualitative determination of aromatic substances in Shedian Liquor samples,The result showed that,Shedian wine by GC-MS identified 38 kinds of aromatic substances,including 27 esters,3 alcohols,2 acids,3 alkane,2 aldehyde and 1 furans.And 65 μm PDMS/DVB extraction is better for esters than 50μmDVB/CAR/PDMS.

solid-phase microextraction（SPME）；Shedian Liquor；aromatic substances

TS262.3

A

1008-7516（2017）01-0031-06

10.3969/j.issn.1008-7516.2017.01.007

2016-11-28

河南省科技廳科技攻關(guān)項(xiàng)目（142102310266）

程嬌嬌（1993―）,女,河南開(kāi)封人,碩士研究生.

魏新軍（1964―）,男,河南新鄉(xiāng)人,教授.主要從事食品質(zhì)量安全與檢測(cè)研究.