駱茂香，邱樹毅，徐興江，陳仁遠，葉才虎*

（1.貴州省酒類產品質量檢驗檢測院，貴州 遵義 564500；2.貴州大學 釀酒與食品工程學院，貴州 貴陽 550025；3.貴州茅臺酒股份有限公司，貴州 遵義 564500）

中國白酒是世界上知名的蒸餾酒，具有悠久的歷史和獨特的風味特征[1]。為了適應消費者對健康飲酒的日漸重視[2]和新穎口感的需求，中國白酒的風味特征逐漸呈現百花齊放，日新月異的特點，這就對業(yè)內準確快速檢測白酒中風味物質的能力提出新的要求。

白酒中的風味物質可分為揮發(fā)性風味物質和非揮發(fā)性風味物質兩種。之前的研究通過感官評價和氣相色譜結合的方式[3-4]對白酒中的揮發(fā)性成分進行了深入的分析。目前已經檢測出2 400多種揮發(fā)性風味成分[5]，為深入認知白酒提供了充分的數據基礎。而白酒中非揮發(fā)性成分主要包括有機酸、氨基酸、酚類及元醇等，它們構建了白酒味覺的骨架成分，也影響了消費者對白酒口感和品質的直觀評價[6]。但行業(yè)對非揮發(fā)性風味成分的研究方法缺乏系統性的總結，對白酒中非揮發(fā)性成分的風味貢獻和健康功能仍缺乏深入認識[7]。

本文總結了白酒中有機酸、氨基酸、多元醇及非揮發(fā)性酚4類主要非揮發(fā)性風味物質的風味特性及生理功能，闡述了非揮發(fā)性成分的預處理方法，并對白酒中4類非揮發(fā)性風味化合物的檢測方法進行綜述，旨在為深入全面探索白酒的非揮發(fā)性風味物質及其健康功能，為改進非揮發(fā)性風味檢測技術提供參考。

1 白酒中非揮發(fā)性風味化合物

白酒中的非揮發(fā)性物質是指不能從液體或固體基質中蒸發(fā)或升華的物質，主要包括非揮發(fā)性有機酸、氨基酸、多元醇及酚類物質，它們對白酒的味覺和口感具有重要的影響[8]，與揮發(fā)性呈香化合物共同構成白酒的風味，同時，其具有相應的生理功能。

1.1 白酒中非揮發(fā)性有機酸的風味特性及生理功能

有機酸類化合物不僅是白酒中酯類風味物質的前體，其自身也對白酒的整體風味和感官特征產生重要影響。范文來等[9]在11個香型（濃香型、清香型、醬香型、兼香型、米香型、風香型、芝麻香型、老白干香型、特香型、藥香型、豉香型）白酒樣品中檢測出42種有機酸類化合物，提出中國白酒中含量最高的有機酸為乙酸和乳酸，其余含量較高的有機酸為丁酸和己酸，4種有機酸占白酒總酸含量的90%以上。乙酸、乳酸和丁酸都呈現微酸帶甜的味覺特征，可以增加白酒的回甜味與醇和感，緩和白酒中的苦味和辣味，增強白酒的適口性。己酸可以和乙醇反應生成己酸乙酯，己酸乙酯構成濃香型白酒的主體風味物質。因此，研究不同白酒中有機酸類化合物的含量對探究不同白酒的風味差異具有科學意義。

白酒中的有機酸類化合物對生理健康同樣產生重要影響，有機酸可以有效地對抗腸道內的病原體。常韶娜等[10]研究發(fā)現，醬香型白酒中有機酸類化合物可以影響幽門螺桿菌的脲酶活性，通過降低毒性蛋白（CagA和VacA）的表達，抑制幽門螺桿菌對胃上皮細胞的損傷。較高濃度的乙酸會抑制大腸桿菌細胞的生長[11]，這表明適度飲用白酒有利于調節(jié)人體腸道菌群的結構。同時，研究還發(fā)現，乳酸具有降低血糖和抑菌作用，琥珀酸、酒石酸、檸檬酸、蘋果酸、富馬酸等有機酸均有抗炎作用[12]。

1.2 白酒中氨基酸的風味特性及生理功能

白酒中的氨基酸主要來源于谷物的發(fā)酵過程，不僅是為白酒貢獻“甜”味和“鮮”味，還能緩和白酒的酸味和堿味，對改善白酒的味覺特征有一定貢獻[13-14]。范文來[15]研究發(fā)現，中國白酒中的氨基酸總含量為16.24～28.57 mg/L，且不同香型白酒的氨基酸含量存在差異，濃香型白酒中氨基酸的含量最高，而清香型和豉香型次之，醬香型和兼香型白酒的氨基酸含量最低。

白酒中的氨基酸不僅對風味特征有重要影響，對機體飲酒后的生理反應同樣產生影響。謝佳[16]研究發(fā)現，向白酒中添加L-亮氨酸、L-丙氨酸、?；撬岷蚇-乙酰半胱氨酸以及α-硫辛酸都能不同程度地降低小鼠醉酒程度。此外，白酒中包含多種必需氨基酸（essential amino acid，EAA）如谷氨酸、天冬氨酸、色氨酸、蘇氨酸、甘氨酸等，能夠被人體吸收利用[17]。

1.3 白酒中多元醇的風味特性及生理功能

多元醇（糖醇）類物質主要由酵母菌利用葡萄糖等還原糖代謝產生[18]，為白酒提供“甜”味口感[19-20]，可以使酒體更加綿柔醇厚[21]。

多元醇類化合物不僅影響白酒的感官特征，也對人體的健康產生影響。研究表明，多種白酒中均檢測到丙三醇（甘油）、甘露醇、赤鮮糖醇、木糖醇、山梨醇、半乳糖醇、阿拉伯糖醇、麥芽糖醇和鼠李糖等多元醇類化合物[21-22]。其中，丙三醇可以改善腸道環(huán)境，加快皮膚血液循環(huán)的作用，甘露醇可以改善心腦血管功能，調節(jié)人體血壓[23-24]；赤蘚糖醇是天然且零熱量的健康糖源，食用后不會刺激胰島素分泌，可以輔助調節(jié)血壓和血糖[25]；木糖醇能有效促進肝糖元合成，可以改善肝功能，對肝炎、肝硬化等病有明顯的輔助治療效果，研究表明，進入腸道的多元醇能通過調節(jié)腸道菌群改善人體腸胃功能，適量的多元醇對腸易激綜合征有一定治療效果[25-26]。

1.4 白酒中非揮發(fā)性酚類的風味特性及生理功能

酚類化合物是白酒中重要的呈香呈味物質，可以提供獨特的煙熏風味、焦醬味、奶香味和窖泥味等風味特征[27]，同時對酒類產品的口感也有重要影響。白酒中酚類化合物可分為揮發(fā)性酚類化合物和非揮發(fā)性酚類化合物兩種。白酒中的非揮發(fā)性酚類化合物主要為多酚類化合物，其主要來源于釀酒原料（如高粱皮殼）中。多酚一般表現為澀、苦味，經蒸煮和發(fā)酵后轉變?yōu)榉铀?、酚醛等芳香物質[28]。因此，研究分析非揮發(fā)性酚類的含量可以幫助改善白酒的風味和口感。

白酒中非揮發(fā)性酚類物質的多酚類化合物具有抗氧化能力[29]。水楊酸具有一定的殺菌活性，可以起到抗炎作用[30]。香草醛在特定情況下可以抑制神經炎癥，并提高大鼠的神經功能[31]。有研究報道，對冠心病、糖尿病、高血脂、痛風等都有一定的預防作用[32-35]。阿魏酸是一種抗氧化劑，也是防癌物質，具有抗炎鎮(zhèn)痛的功效[36]。

2 白酒中非揮發(fā)性成分的衍生化法預處理

圍繞非揮發(fā)性成分的理化特性，一系列預處理實驗方法被逐一開發(fā)出來，其中衍生化法預處理方式被廣泛應用于多種難揮發(fā)物質的分析過程[37]。衍生化法的原理是通過酯化、?；?、硅烷化、環(huán)化、烷基化等化學反應改變目標化合物分子中的部分原子或官能團[38]，提高待檢測化合物的揮發(fā)性和穩(wěn)定性，最終使樣品滿足氣相色譜或液相色譜的檢測要求[39-40]。根據衍生反應進行的場所，可以將其分為柱前衍生化和柱后衍生化兩大類。根據目標檢測物的性質和實驗需求，選擇合適的檢測方法處理白酒樣品，可以有效提高非揮發(fā)性風味化合物的檢測和分離效率。常見非揮發(fā)性風味物質的衍生化方法見表1。

表1 常見非揮發(fā)性風味物質的衍生化方法比較Table 1 Comparison of derivatization methods of common non-volatile flavor components

3 白酒中4類非揮發(fā)性風味化合物的檢測方法

白酒中有機酸、氨基酸、多元醇類及非揮發(fā)性酚類4種主要非揮發(fā)性化合物的檢測方法見圖1。

圖1 白酒中非揮發(fā)性化合物及其檢測方法Fig.1 Non-volatile compounds in Baijiu and their detection methods

3.1 白酒中有機酸的檢測方法

檢測白酒中非揮發(fā)性有機酸的方法有衍生化結合氣相色譜-質譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）法、高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）法、氣相色譜（GC）法和離子色譜（ion chromatography，IC）法等。

3.1.1 衍生化結合氣相色譜-質譜法

GC-MS法的使用成本較低且操作較簡單，但由于白酒中的非揮發(fā)有機酸濃度較低且極性較強，極易粘附在色譜柱中，影響氣相色譜在有機酸類檢測中的應用。因此，必須先對樣品進行衍生化處理方能使用色譜系統對白酒有機酸進行精確定量。MA Y H等[52]以溴乙烷為衍生劑，對白酒樣品進行烷基化法預處理。隨后通過GC-MS對不同品種的白蘭地和中國白酒中的有機酸進行檢測，最終建立了一種可靠的白酒中有機酸檢測方法。楊會等[37，47]以BSTFA為衍生劑，通過硅烷化法處理濃縮后的白酒樣品，再通過GC-MS進行檢測定量，從濃香、醬香、清香等8種主要香型白酒中檢測并定量了27種不揮發(fā)有機酸。

3.1.2 高效液相色譜法

高效液相色譜是色譜法的一個重要分支，具有分析速度快、分離效能高、靈敏度好，能夠分析沸點較高但不能氣化的熱不穩(wěn)定生理活性物質[53-54]。超高效液相色譜（ultraperformance liquid chromatography，UPLC）的色譜柱填充相的粒徑更小，更加利于待檢測物質的分離[55]。相較于氣相色譜，高效/超高效液相色譜方法可以省去繁瑣的衍生化處理樣品的過程，也可以有效克服液相色譜基線漂移較大、檢出限高的缺點[56]。張瑞景等[57]利用超純水定容后過濾直接進樣，通過HPLC法測定了白酒中乳酸、乙酸、丁酸和己酸的含量，該方法在8～430 mg/L范圍內線性關系良好（R2＞0.999），精密度試驗結果相對標準偏差（relative standard deviation，RSD）＜1.6%，加標回收率為97.24%～104.40%。劉露等[58]采用白酒樣品蒸發(fā)后進樣的方式，建立了超高壓液相色譜-四極桿飛行時間-質譜（ultrahigh performance liquid chromatography quadrupole-time of flight-mass spectrometry，UPLC-QTOF-MS）儀檢測白酒中酒石酸、蘋果酸、阿魏酸等9種酸類物質的方法，該方法可在14 min內完成白酒中9種有機酸檢測，且前處理簡單、準確、重現性好。

3.1.3 毛細管氣相色譜法

與傳統的填充柱相比，毛細管柱具有分離效率高、選擇性好、靈敏度高、分析速度快等優(yōu)點[59]。胡國英等[60]通過毛細管氣相色譜法建立了一種測定白酒中有機酸類組分含量的方法。通過毛細管氣相色譜柱DB-WAX進行色譜分離，建立了乙酸、丁酸、戊酸和己酸的標準曲線，該方法能有效分離白酒中的微量組分并且保持良好的穩(wěn)定性。

3.1.4 離子色譜法

離子色譜（IC）法是高效液相色譜的一種，相比于氣相色譜，離子色譜法不需要衍生處理，具有靈敏度高，分離度好等特點[61]。對有機酸含量較高的白酒樣品，甚至可以做到直接進樣分析[1]。羅莉等[62]用臣氏水對特香型白酒稀釋20倍后直接進樣，建立了離子色譜法測定白酒中甲酸、乙酸、丙酸等9種有機酸的方法，該方法在0.2～106 mg/L范圍內具有良好的線性范圍，加標回收率為94%～109%，RSD＜3%。宋衛(wèi)得等[63]建立了梯度淋洗IC法測定市售白酒中乳酸、乙酸、馬來酸等26種有機酸的方法，確定了適于26種組分測定的多級梯度淋洗條件及實驗條件，即流速1.00 mL/min，pH值5.2～6.5，26種組分在0.02～2.00 mg/L質量濃度范圍內具有良好的線性關系（R均＞0.99）。

3.2 白酒中氨基酸的檢測方法

目前應用于白酒及其他釀造產物中氨基酸的檢測方法主要有柱后衍生高效陽離子交換色譜法、柱前衍生反相高效液相色譜法、高效陰離子交換色譜-積分脈沖安培檢測（high-performance anion exchange chromatography-integrated pulsed aperometric detection，HPAEC-IPAD）法和超高效液相色譜-質譜法等。

3.2.1 柱后衍生高效陽離子交換色譜法

柱后衍生高效陽離子交換色譜（high performance cation exchange chromatography，HPCEC）法是一種較為經典的氨基酸檢測方法，其原理是利用氨基酸在酸性條件下形成陽離子而在陽離子交換柱中分離，使用茚三酮作為柱后衍生化試劑處理分離后的氨基酸，再用紫外可見光度檢測器進行檢測[64]。張巧玲等[14]通過純凈水浸泡樣品，磺基水楊酸處理后離心過濾，茚三酮柱后衍生方法，利用HPCEC定量檢測了醬香型白酒大曲中天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸等18種氨基酸。

3.2.2 柱前衍生反相高效液相色譜法

柱前衍生反相高效液相色譜（reverse phase-high performance liquid chromatography，RP-HPLC）法的原理是將樣品中的氨基酸在進入色譜柱前即轉化為易被反相色譜分離的衍生物[65]。相較于使用傳統的氨基酸分析儀，柱前衍生反相高效液相色譜法因檢測靈敏度高，易于自動化操作的特點，被廣泛用于酒中氨基酸的檢測。張莊英等[66]采用鄰苯二甲醛（o-phthalaldehyde，OPA）-芴基甲氧基羰酰氯（9-fluorenylmethyl chloroformate，FMOC）柱前衍生化處理，建立了RP-HPLC法定量分析8個香型的47個原酒樣品和7個香型的31個成品酒樣品中谷氨酸、天冬氨酸、瓜氨酸等18種游離氨基酸的方法，并對不同香型白酒中氨基酸進行差異分析。

3.2.3 高效陰離子交換色譜-積分脈沖安培檢測法

高效陰離子交換色譜-積分脈沖安培檢測（HPAECIPAD）法的原理是將氨基酸的羧基在強堿性介質中轉化為陰離子，同時對氨基酸分子中的氨基施加一定的電位，使氨基在貴金屬電極表面發(fā)生氧化反應，從而實現氨基酸的陰離子交換色譜分離和積分脈沖安培檢測[66-67]。孫潔等[68]通過蒸餾水定容，離子色譜前處理柱過濾、膜過濾后進樣，利用HPAEC-IPAD定量測定了芝麻香型酒醅樣品中蘇氨酸、甘氨酸、纈氨酸等10種氨基酸。與大多數傳統方法相比，離子色譜-積分脈沖安培檢測法既不需要柱前或柱后衍生化，也不需要樣品氧化[69]，擁有操作簡單、靈敏度高的優(yōu)點。目前離子色譜-積分脈沖安培檢測法在白酒酒體風味的檢測分析中應用較少，有較大的潛力尚待發(fā)掘。

3.2.4 超高效液相色譜-質譜法

由于具有快速而直接，不需要衍生化步驟的特點，超高效液相色譜-質譜法常被應用于多種樣品中的氨基酸檢測[70-71]。除了可以鑒定氨基酸，超高效液相色譜-質譜法也可以對白酒中的多肽類物質進行檢測。但該種方法對設備要求較高，限制了超高效液相色譜-質譜法的推廣應用。NIU Y W等[72]在樣品中加入硼酸鹽緩沖液和AccQ·Tag試劑，建立了UPLC-MS法測定賴茅白酒中絲氨酸、丙氨酸、甘氨酸、γ-氨基丁酸等21種氨基酸的方法。YIN Z T等[73]采用旋轉蒸發(fā)濃縮樣品，乙酸乙酯萃取，凍干溶解前處理方法，采用Nano-UPLC-MS/MS從青稞白酒中共鑒定出18種肽。

3.3 白酒中多元醇的檢測方法

目前，研究白酒酒體中多元醇的方法主要有衍生化法結合氣相色譜-質譜法和離子色譜法。此外，高效陰離子色譜-脈沖安培法和高效液相色譜-蒸發(fā)光散射檢測器（high performance liquid chromatography-evaporative light scattering detector，HPLC-ELSD）法目前已被應用于其他類型的樣品中多元醇類的檢測中，這可以為拓展新的白酒非揮發(fā)性風味化合物檢測方法提供參考。

3.3.1 衍生化法結合氣相色譜-質譜法

白酒中的多元醇具有極性高、親水性強以及揮發(fā)性低的理化特性，不易被氣相色譜直接檢測[74]。因此能夠對白酒中多元醇進行準確定量分析的方法較少，而衍生化法可以顯著改善多元醇類物質的色譜性能，提升其揮發(fā)性和穩(wěn)定性。將糖類和多元醇類衍生化為易揮發(fā)且穩(wěn)定的衍生物，再通過氣相色譜-質譜法進行分析檢測，是一種較為成熟的方法[75]。其中，通過BSTFA衍生劑對樣品進行硅烷化處理并結合氣相色譜-質譜進行檢測的方法最為常見。王曉丹等[76]通過氮吹濃縮，加入吡啶和BSTFA，對樣品硅烷化衍生，利用GC-MS定量分析了老白干酒樣中阿拉伯糖等4種糖類和甘油、赤蘚糖醇等7種多元醇類化合物，該法線性范圍寬，達到了對酒樣中糖和糖醇類化合物的分析要求，具有一定的準確性和精確性。向玉萍[77]采用同樣的預處理方法，利用GC-MS對醬香型、濃香型及老白干香型3種香型白酒中山梨醇、木糖醇等7種多元醇進行了準確分析。

3.3.2 離子色譜法

IC法檢測酒中的多元醇是比較成熟的一種分析方法。韓興林等[21]采用旋轉蒸發(fā)加氮吹濃縮后進樣，建立準確定量清香型白酒中甘油、赤蘚糖醇、半乳糖醇等8種多元醇的離子色譜法。宋林林等[22]利用相同的樣品預處理方式，建立準確定量枝江白酒中丙三醇、山梨醇、甘露醇等8種多元醇的離子色譜法，該方法相關系數為0.987 8～0.999 5，RSD為0.05%～12.47%，回收率為73.76%～120.20%。

3.3.3 高效陰離子交換色譜-脈沖安培法

該方法的原理是糖類化合物具有弱酸性及親水性，在強堿性溶液中能夠以陰離子形態(tài)存在。因此可用強堿性溶液做流動相，在使待檢測化合物在陰離子交換樹脂（固定相）中交換分離。同時，糖類化合物的還原性致使其能夠在適當的電位下于工作電極表面發(fā)生氧化或還原反應時，通過檢測電流變化即可對物質進行分析測定[78]。高效陰離子交換色譜-脈沖安培法具有無需衍生反應和樣品純化過程，檢測范圍廣，靈敏度高等優(yōu)點，目前已被應用于啤酒[79]和葡萄酒[80]中多元醇類化合物的檢測，但很少應用于白酒酒體的糖醇類化合物的檢測，因此該方法有很大的潛力尚待發(fā)掘。

3.3.4 高效液相色譜-蒸發(fā)光散射檢測器法

蒸發(fā)光散射檢測器（ELSD）法的檢測主要分為霧化、蒸發(fā)和檢測三個步驟，首先將流動相霧化形成氣溶膠，然后在漂移管中將溶劑蒸發(fā)，最后用激光檢測剩余的溶質顆粒[81]。ELSD對不含發(fā)色團的化合物如碳水化合物[82]、脂肪酸[83]和氨基酸[84]等有良好的檢測效果。HPLC-ELSD法在白酒酒體檢測方面的應用有待進一步拓展。

3.4 白酒中非揮發(fā)酚類化合物的檢測方法

目前對白酒中非揮發(fā)性酚的檢測方法包括液相色譜及其衍生方法和衍生化法結合氣相色譜-質譜法。

3.4.1 液相色譜及其衍生方法

超高效液相色譜-質譜法技術具有靈敏度高、選擇性好的特點[85]，被廣泛應用于酚酸、酚醛類化合物的研究中。方玲玲等[86]通過超高液相色譜-串聯四級桿質譜聯用技術建立了櫻桃酒中酚酸的檢測方法，其中沒食子酸、4-羥基苯甲酸、綠原酸、香草酸和咖啡酸5種生物活性酚酸被分離及準確定量。吳子陽等[35]通過固相萃取結合高效液相色譜（HPLC）對不同香型白酒中阿魏酸、沒食子酸、對香豆酸、丁香酸和（+）-兒茶素水合物5種非揮發(fā)性酚類物質進行定性與定量分析，結果表明，醬香型白酒中5種非揮發(fā)性酚類活性化合物的總含量最高，而芝麻香型白酒中阿魏酸的含量最高。王戎等[87]采用固相萃取結合液相色譜-四級桿飛行時間質譜聯用技術，建立了白酒中沒食子酸、阿魏酸、香草酸、丁香酸、芥子酸等10種酚酸及酚酸酯類化合物的定量分析方法，并通過高回收率和良好的線性關系證明了該方法的可靠性。

3.4.2 衍生化法結合氣相色譜法

如果在設備等存在局限的情況下，可以考慮通過衍生化法定量分析白酒中的非揮發(fā)酚類化合物。傅玉書等[88]以N,N-二甲基甲酰胺（N，N-dimethylformamide，DMF）為衍生劑，將白酒樣品中的非揮發(fā)性酚類化合物烷基化使其轉化為揮發(fā)性的四甲基硅烷（tetramethyl silane，TMS）衍生物，再通過毛細管柱氣相色譜進行定量分析，最終從醬香型白酒中檢出了11種非揮發(fā)性酚類化合物。鄭偉[28]以BSTFA為衍生劑，對白酒樣品進行硅烷化衍生處理，以檢測白酒樣品中的非揮發(fā)性成分，并證明了醬香白酒中含有多種非揮發(fā)性酚類風味化合物。

4 總結與展望

白酒中非揮發(fā)性風味化合物對白酒的滋味特征和健康功能產生重要影響，但是由于這一類復雜成分含量較低，導致分析檢測難度高。本文以有機酸、氨基酸、多元醇類及非揮發(fā)性酚類化合物四類主要的非揮發(fā)性風味成分為核心，對其風味特性、生理功能及檢測方法進行總結。目前衍生化結合氣相色譜-質譜法、液相色譜-質譜法、離子色譜法等已經被廣泛應用于非揮發(fā)性風味化合物的定性定量檢測。伴隨著現代分析檢測技術的不斷發(fā)展，高效液相色譜結合示差折光檢測器、蒸發(fā)光散射檢測器、高分辨質譜，近紅外光譜法，同位素質譜等這些常用于藥物、蛋白質組學等領域的高端檢測技術也可運用于白酒分析檢測，雖然目前相關的研究很少，但是空間及潛力非常大。這些更高端的檢測設備在今后一定時期內將會越來越多地被用于白酒香味及滋味成分分析，白酒年份酒鑒別，白酒名優(yōu)酒真實性鑒別，白酒老熟過程中香味和滋味化合物的變化等研究。只有更深入解鎖白酒中的奧秘，才能更好地為提升白酒品質，發(fā)展健康白酒產業(yè)提供更科學的參考依據，更好地助力白酒產業(yè)高質量發(fā)展。