雷 鈞,廖勤儉,安明哲,李楊華,周韓玲
(宜賓五糧液股份有限公司,四川宜賓 644007)
濃香型白酒屬于固態(tài)發(fā)酵白酒,糧食原料經(jīng)過(guò)高溫蒸煮糊化以及70 d 以上的漫長(zhǎng)發(fā)酵過(guò)程,微生物在好氣條件下發(fā)酵可生成多元醇。隨著濃香型白酒酒糟形成的蒸餾塔式特殊蒸餾過(guò)程,多元醇隨著乙醇水蒸汽體系進(jìn)入酒體,形成白酒的甜味和醇厚感。
多元醇,即分子中含有二個(gè)或二個(gè)以上羥基的醇類。多元醇具有強(qiáng)極性及不揮發(fā)性的特點(diǎn),在常用的正相及反相液相色譜柱上都無(wú)法實(shí)現(xiàn)分離,氣相色譜也只能分析沸點(diǎn)相對(duì)較低的丙三醇[1]。王曉丹等[2]利用高效液相色譜-蒸發(fā)光散射檢測(cè)器法(HPLC-ELSD)測(cè)定5 種多元醇,在0.8~6.0 mg/mL質(zhì)量濃度范圍內(nèi)與峰面積呈良好的線性關(guān)系,而白酒中多元醇含量相對(duì)其他白酒骨架成分的含量較低,一般為μg/mL 級(jí)。白酒中多元醇檢測(cè)方法研究較多的是離子色譜法[3-5],韓興林等[3]對(duì)清香型白酒中多元醇含量的研究結(jié)果表明,清香型白酒中含量稍高的多元醇是丙三醇,其他多元醇含量均在μg/L級(jí)別。由此,筆者利用LC-QTOF 對(duì)濃香型白酒中多元醇進(jìn)行研究,以解決白酒中多元醇檢測(cè)難度大的問(wèn)題,同時(shí)對(duì)濃香型白酒生產(chǎn)過(guò)程的蒸餾尾水及黃水中的多元醇分布進(jìn)行研究,為一些多元醇在濃香型白酒中存在的合理性提供依據(jù)。
耗材及試劑:黃水樣品(實(shí)驗(yàn)室自備);丙三醇(J&K,99 %)、丁四醇(J&K,98 %)、木糖醇(J&K,99%)、甘露醇(J&K,98%)、麥芽糖醇(J&K,98%),超純水,濃香型白酒、尾水。
儀器設(shè)備:1290 系列高效液相色譜儀(HPLC)-6520B 系列質(zhì)譜檢測(cè)器(Q-TOF),美國(guó)Agilent 公司,Agilent MassHunter 數(shù)據(jù)采集工作軟件、定性定量分析軟件。
1.2.1 色譜條件
色譜柱:Agilent Eclipse Plus C18(2.1*100 mm 1.8-micron) ;柱溫:30 ℃;流速:0.2 mL/min;進(jìn)樣量:2 μL;流動(dòng)相為甲醇B(液質(zhì)級(jí))和超純水A(含0.1g/L 甲酸);梯度洗脫條件:0~5 min:0 %~0 %B,5.1~10 min:100 %B,10.1~12min:0 %B,12 min:stop。
1.2.2 質(zhì)譜條件
采用電噴霧電離源(DESI);負(fù)離子模式掃描;離子源溫度為350 ℃;干燥氣流量為10 L/min;霧化器壓力為40 psig;碰撞電壓為70 V。
1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制
分別稱取丙三醇、丁四醇、木糖醇、甘露醇、麥芽糖醇各10 mg,用5 mL 超純水溶解后,以甲醇定容至10 mL,配制成1000 mg/L 的各單標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液在-4 ℃保存。
1.2.4 樣品前處理
白酒樣品,稱取20 g 于100 mL 玻璃燒杯中,85 ℃水浴蒸干,2 mL 超純水溶解,0.2 μm 的PTFE膜過(guò)濾后,作為待測(cè)樣品。
尾水樣品,吸取1 mL,0.2 μm 的PTFE 膜過(guò)濾后,作為待測(cè)樣品。
黃水樣品,吸取0.1 mL,超純水稀釋至原樣的1/100,0.2 μm的PTFE膜過(guò)濾后,作為待測(cè)樣品。
取1.2.3 中各單標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,用超純水配制成2 mg/L 的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,進(jìn)樣LC-QTOF 進(jìn)行負(fù)模式全掃描,檢測(cè)各標(biāo)準(zhǔn)品的離子響應(yīng),對(duì)色譜圖提取丙三醇、丁四醇、木糖醇、甘露醇、麥芽糖醇5 個(gè)化合物的M-H 分子離子的提取離子流圖,見(jiàn)圖1,丙三醇和丁四醇標(biāo)品濃度為2 mg/L時(shí),丙三醇(MH:91.0401)和丁四醇(M-H:121.0506)質(zhì)譜無(wú)響應(yīng),木糖醇(M-H:151.0612)、甘露醇(M-H:181.0718)和麥芽糖醇(M-H:343.1246)有較強(qiáng)的響應(yīng),在C18柱上出峰時(shí)間相同,雖無(wú)法實(shí)現(xiàn)分離,但采用提取離子的方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各多元醇的定性定量。
白酒樣品按照1.2.4 前處理方式處理后,進(jìn)樣LC-QTOF 進(jìn)行負(fù)模式全掃描。對(duì)色譜圖提取分子離子M-H:91.0401、M-H:121.0506、M-H:151.0612、M-H:181.0718、M-H:343.1246,見(jiàn)圖2,白酒中存在一定量的戊五醇(M-H:151.0612)和己六醇(M-H:181.0718),因白酒中存在的五元醇和六元醇可能為木糖醇、甘露醇的同分異構(gòu)體,由此以戊五醇、己六醇命名定性。
圖2 濃香型白酒樣品總離子流圖和提取離子流圖
2.3.1 線性方程、檢測(cè)限
表1 目標(biāo)化合物的線性方程
濃香型白酒中存在戊五醇、己六醇,木糖醇、甘露醇分別屬于其中的一種,由此,以木糖醇和甘露醇進(jìn)行方法學(xué)考察。精密吸取1.2.3 中的木糖醇、甘露醇標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,用5 %甲醇稀釋標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,分別配制成濃度為20 μg/L、50 μg/L、200 μg/L、500 μg/L、1000 μg/L 的標(biāo)準(zhǔn)溶液,并進(jìn)樣LCQTOF 聯(lián)用儀。以標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品的峰面積(Y)對(duì)相應(yīng)濃度(X)進(jìn)行線性回歸,得到回歸方程和線性相關(guān)系數(shù)。各化合物信噪比S/N=10 時(shí)對(duì)應(yīng)的濃度為定量檢測(cè)限(LOD)。結(jié)果列于表1。
2.3.2 加標(biāo)回收率和精密度
尾水樣品分別取1 mL,共3 份,其中的2 份分別加入木糖醇和己六醇混合標(biāo)準(zhǔn)溶液20 μg/L、50 μg/L,過(guò)膜處理后作為加標(biāo)回收率待測(cè)樣品,考察方法的加標(biāo)回收率。取加標(biāo)50 μg/L的加標(biāo)回收率待測(cè)樣品,在1 d 內(nèi)連續(xù)進(jìn)樣6 次,計(jì)算兩種化合物峰面積的RSD,考察方法的重復(fù)性、穩(wěn)定性。結(jié)果表明,儀器精密度良好,詳見(jiàn)表2。
表2 目標(biāo)化合物的回收率和精密度
分段摘取濃香型白酒蒸餾尾水,根據(jù)餾出的時(shí)間順序,分為尾水前段、中段、后段,每段各10 個(gè)樣品,尾水樣品按照1.2.4 前處理方式處理后,進(jìn)樣LC-QTOF 進(jìn)行檢測(cè),樣品檢測(cè)的戊五醇和己六醇的質(zhì)譜圖見(jiàn)圖3。以2.3建立的檢測(cè)方法,分別以木糖醇、甘露醇對(duì)尾水中的戊五醇、己六醇類別進(jìn)行定量。分別對(duì)前段、中段、后段的10 個(gè)樣品定量結(jié)果的平均值,作柱狀圖,見(jiàn)圖4。
圖3 尾水中戊五醇、己六醇質(zhì)譜圖
圖4 尾水各取樣段中戊五醇、己六醇含量對(duì)比圖
黃水是濃香型白酒起糟滴窖過(guò)程中產(chǎn)生的棕黃色黏稠液體,其中成分與出窖糟醅相似。取10個(gè)黃水樣品,按照1.2.4 前處理方式處理后,進(jìn)樣LC-QTOF 進(jìn)行檢測(cè),樣品檢測(cè)的戊五醇和己六醇的質(zhì)譜圖見(jiàn)圖5。以2.3建立的檢測(cè)方法,分別以木糖醇、甘露醇對(duì)黃水中的戊五醇、己六醇類別進(jìn)行定量。對(duì)10 個(gè)樣品定量結(jié)果的平均值,作柱狀圖,見(jiàn)圖6。
圖5 黃水中戊五醇、己六醇質(zhì)譜圖
圖6 黃水中的戊五醇及己六醇含量對(duì)比圖
本研究建立了一種快速檢測(cè)濃香型白酒中多元醇的方法,該方法樣品前處理簡(jiǎn)單,檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)12 min,檢測(cè)時(shí)間短。利用LC-QTOF 檢測(cè)技術(shù),負(fù)模式全掃描模式,木糖醇、甘露醇和麥芽糖醇具有較強(qiáng)的離子響應(yīng)。經(jīng)初步篩查,濃香型白酒中存在戊五醇(M-H:151.0612)和己六 醇(M-H:181.0718),因該方法無(wú)法辨別出戊五醇、己六醇包含的同分異構(gòu)體,由此分別以木糖醇、甘露醇作為標(biāo)品定量戊五醇、己六醇種類。經(jīng)過(guò)方法學(xué)考察,該方法是一種行之有效的快速檢測(cè)濃香型白酒中多元醇的方法。
多元醇具有親水性化學(xué)性質(zhì),由此選擇濃香型白酒蒸餾尾水不同時(shí)段的樣品作為其分布規(guī)律的研究對(duì)象,對(duì)蒸餾尾水分段取樣,同時(shí)對(duì)各段中戊五醇、己六醇進(jìn)行定量檢測(cè),研究結(jié)果表明,尾水中戊五醇和己六醇的含量分布規(guī)律為,后段>中段>前段。蒸餾尾水酒精度的高低規(guī)律為,前段>中段>后段。由此說(shuō)明,多元醇易于隨著后期蒸糧過(guò)程中的水蒸汽蒸出,蒸餾摘酒過(guò)程中的戊五醇和己六醇含量應(yīng)低于蒸餾尾水前段含量。黃水中的戊五醇含量平均在900 mg/L左右,己六醇含量平均在500 mg/L 左右,約是蒸餾尾水后段、中段、前段中兩種多元醇含量的2000~20000倍。黃水中2 種多元醇如此高含量的存在,說(shuō)明了戊五醇和己六醇均來(lái)自釀酒自然發(fā)酵過(guò)程,證明其在濃香型白酒中存在的合理性,同時(shí)多元醇是難揮發(fā)性物質(zhì),隨著白酒蒸餾過(guò)程進(jìn)入酒體含量應(yīng)該很低,含量過(guò)高則屬于不正?,F(xiàn)象。由此,筆者進(jìn)行了蒸餾尾水中戊五醇和己六醇的含量及分布規(guī)律的研究,以蒸餾尾水特別是蒸餾尾水前段的戊五醇和己六醇的含量,評(píng)估濃香型白酒中正常的戊五醇和己六醇的含量范圍,防止人為添加的不良行為,以實(shí)現(xiàn)濃香型白酒產(chǎn)品質(zhì)量的控制[6]。