HP-5色谱柱在白酒微量香味成分研究中的应用

郎定常;何翠容;何昆;邓亚红

【摘 要】运用HP-5色谱柱测定白酒中的微量香味成分，对影响分离效果的各因素进行优化，基于优化后的条件研究了不同香型白酒的微量香味成分特征。结果表明，采用环己烷作萃取溶剂，单阶程序升温模式且升温速率为12℃/min时分离效果较好，从3种主流香型白酒样品中共检出90种组分，其中酯类50种，酸类3种，醇类14种，其他类23种。本研究拓展了HP-5色谱柱在白酒分析中的应用范围，为行业科研、产品质控及酒体设计提供参考。%In this study, HP-5 chromatographic column was used in the determination of trace flavoring components in Baijiu. The factors influ-encing the separation were optimized. And the characteristic trace flavoring components of Baijiu of different flavor styles were explored. The results suggested that,

cyclohexane used as the extraction solvent and single-level programmed heating mode (temperature rise speed at 12℃/min) could achieve

satisfactory separation results, and 90 flavoring components were detected from liquor samples of three main flavor types including 50 kinds of esters, 3 kinds of acids, 14 kinds of alcohols, and 23 other compounds. This study extended the application scope of HP-5 chromatographic column and provided references for industry research, product quality control and liquor style design. 【期刊名称】《酿酒科技》 【年(卷),期】2016(000)003

【总页数】6页(P79-83,87)

【关键词】GC-MS;HP-5色谱柱;条件优化;微量香味成分 【作 者】郎定常;何翠容;何昆;邓亚红

【作者单位】四川省酒类科研所，四川成都610017;四川省酒类科研所，四川成都610017;四川省酒类科研所，四川成都610017;四川省酒类科研所，四川成都610017

【正文语种】中 文

【中图分类】TS262.3;TS261.4;TS261.7

中国白酒历史悠久，酒文化源远流长，因精湛的酿造工艺与典型的风格特征而独树一帜。研究表明，白酒的主要成分是乙醇和水（占总量的98 %～99 %），其余1 %～2 %的香味物质含量甚微、种类多，主要包括醇类、酯类、酸类、醛酮类、缩醛类、芳香族化合物、含氮化合物和呋喃化合物等[1]，是决定白酒风格特征的直接因素[2-3]。长期以来，微量香味物质的分析鉴定一直是白酒研究人员关注的重点。1966年，内蒙古轻工研究所首次采用气相色谱法分析测定白酒微量香味组分[4]，因该方法具有分离效能高、分析速度快、灵敏度高、样品用量少等特点而广泛应用于酿酒行业。蔡心尧等[5]采用PEG 20M交联柱直接进样对40余种香味组分进行定性；范文来等[6]运用液液萃取从浓香型白酒中检测出92种微量香味成分；王勇等[8]采用浸入式固相微萃取、液液萃取结合GC-MS对牛栏山二锅头中的101种香味化合物进行了定性的研究[7]。随着分析测试技术水平的提高以及白酒微量组分研究工作的深入开展，目前为止，中国白酒中检测到的可定性微量组分已达千余种。

HP-5毛细管柱为非极性高性能通用色谱柱，填料是(5 %-苯基)-甲基聚硅氧烷，在

白酒行业中主要用于邻苯二甲酸酯类物质（塑化剂）的检测。本研究为了拓展HP-5毛细管柱在白酒检测中的应用范围，运用该色谱柱结合GC-MS测定白酒中的微量香味成分，对影响分离效果的各因素进行优化，并基于优化后的条件研究不同香型白酒的微量香味成分特征，以期为行业科研、产品质控及酒体设计提供参考。 1.1 酒样

优质浓香型原酒；浓香型系列成品酒（质量排序：N1#＞N2#＞N3#＞N4#）；酱香型系列成品酒（质量排序：JA＞JB＞JC＞JD）；大曲清香型成品酒Q。 1.2 试剂与仪器

试剂：正己烷，色谱纯；环己烷，色谱纯；乙醇，色谱纯。

仪器：Agilent 7820GC-5975MS；色谱柱，HP-5（30 m× 0.32 mm×0.25 μm）。 1.3 实验方法 1.3.1 样品前处理 1.3.1.1 直接进样

取未经预处理的优质浓香型原酒于样品瓶中，待检测。 1.3.1.2 液液萃取

准确移取5.0 mL优质浓香型原酒于具塞试管，加入5.0 mL萃取溶剂（环己烷/正己烷），振荡萃取一定时间，取上层有机相置于样品瓶中，待检测。 1.3.2 GC-MS条件

进样口温度250℃，不分流进样，载气流速为1.0 mL/min；初始温度为40℃，保持2 min，升温至230℃，保持30 min。电离方式为EI，电子轰击能量70 eV，离子源温度230℃，扫描范围35～500 amu。 2.1 不同前处理方式对检出组分的影响

以优质浓香型原酒为研究对象，经不同方式前处理后进行GC-MS分析，以微量组

分数与分离度为评价基准，对比研究不同前处理方式对优质浓香型原酒微量组分检测的影响，结果见图1、图2。

由图2可看出，经直接进样、正己烷萃取与环己烷萃取3种不同方式处理后的酒样分别检出组分数为41种、53种、59种。直接进样方式中，色谱峰多集中出现在前40 min，前20 min存在峰重叠，且由于酒样中水分含量大，使得部分含量较低的组分峰湮没，分离效果较差，同时影响质谱检测器灯丝使用寿命。液液萃取方式中，色谱峰在0～10 min存在峰重叠，20～40 min出峰数较直接进样增加，且在4～5 min，环己烷萃取进样总离子流图较正己烷萃取组分数多，其余差异性不明显。因此，样品前处理方式采用环己烷萃取。 2.2 程序升温对检出组分的影响

升温程序是重要的色谱操作参数，GC-MS的程序升温条件对样品检测过程的分离效能和分析速度有直接影响[9]。白酒微量香味成分种类繁多、沸程宽，目前针对白酒中的微量组分检测，常用的两种升温模式为“单阶程序升温”和“多阶程序升温”。本研究参考白酒中微量组分检测的相关文献[10-11]，对比研究了3种不同的升温程序对优质浓香型原酒微量组分检测的影响，并基于较优的程序升温模式对升温速率进行优化（见表1）。

升温程序一：初温35℃，保持2 min，以10℃/min的速率升温至50℃，保持20 min，以1℃/min的速率升温至70℃，保持10 min，以3℃/min升温至250℃，保持5min。检出组分数为39。

升温程序二：初温36℃，保持8 min，以2℃/min的速率升温至100℃，以25℃/min的速率升温至230℃，保持10 min。检出组分数为46。

升温程序三：初始温度为40℃，保持2 min，以10℃/min的速率升温至230℃，保持30 min。检出组分数为49。

结果表明，采用升温程序三的“单阶程序升温”模式，总离子流图分离度较好，分

析时间短，且检出组分数较多，有利于白酒微量香味成分的分析。基于较优的程序三对升温速率进行优化的研究结果表明，升温速率为12℃/min时，检出微量组分数为59种，为较优的升温速率。 2.3 不同香型白酒的微量组分特征

基于优化后的前处理方式与色谱条件，对比研究了3种不同主流香型成品酒的微量组分特征，检出组分采用NIST谱库进行定性分析。浓香、清香、酱香3种香型白酒样品中共检出90种组分，其中酯类50种，酸类3种，醇类14种，其他类23种，结果见表2。 2.3.1 酯类物质

白酒中的酯类物质以乙酯类为主，其含量占总酯的90 %～95 %，是酒体香气和口味的主要来源[12-13]。本研究方法能检出酒中酯类物质50种，其中浓香型白酒中共检出酯类物质42种，酱香型白酒中检出酯类物质38种，清香型白酒中检出酯类物质15种；3种香型白酒均能检出乙酸乙酯、异丁酸乙酯、乙酸异丁酯、丁酸乙酯、乳酸乙酯、异戊酸乙酯、乙酸异戊酯、己酸乙酯、丁二酸二乙酯、辛酸乙酯、壬酸乙酯、癸酸乙酯；具有水果香气的己酸甲酯、乙酸己酯、辛酸-2-苯乙酯、戊酯类（异丁酸异戊酯、己酸戊酯、戊酸异戊酯、己酸异戊酯）和丁酯类（己酸异丁酯、己酸丁酯）仅在浓香型白酒中检出；呈水果香气的乙酸2-甲基丁酯、丁酸己酯、苯甲酸乙酯，具有焦香味的呋喃甲酸乙酯仅在酱香型白酒中检出。 在不同质量档次的浓香型白酒中均能检出的酯类物质有22种，其余20种酯类组分在最低质量等级的N4#酒样中未检出；具有稳定香气、改善口感作用[14]的高沸点酯（十四酸乙酯、棕榈酸乙酯、辛酸-2-苯乙酯）仅在较高质量等级的N1#、N2#酒样中检出。

在不同质量档次的酱香型白酒中均能检出的酯类物质有30种，具有甜果香味的丁酸己酯仅在JA酒样中未检出；其余7种酯类组分在JA、JB、JC酒样中检出而在

最低质量等级的JD酒样中未检出。 续表2不同香型白酒香味成分 2.3.2 酸类物质

酸类物质主要影响白酒的口感和后味，起到呈香、助香、减少刺激和缓冲平衡的作用，能增强酒体醇厚感及加快老熟[15]。本研究方法能检出酒中酸类物质3种，其中浓香型白酒中检出的酸类物质为己酸、庚酸与辛酸，酱香型白酒中检出酸类物质为己酸。酒样中检出酸类物质的种类较少，主要是因为HP-5为非极性色谱柱，对极性较强的酸类物质的分离检出效果较差。 2.3.3 醇类物质

醇类是酯类的前驱物质，在白酒中不但起到呈香呈味的作用，而且是醇甜感和助香剂的主要物质来源[16]。该方法能检出酒中醇类物质14种，其中浓香型白酒中检出醇类物质13种，酱香型白酒中检出醇类物质13种，清香型白酒中检出醇类物质7种；3种香型白酒中均能检出2-甲基-1-丁醇（活性戊醇）、正戊醇、2-己醇、正己醇、2, 6-二甲基-4-庚醇、β-苯乙醇；3-乙基-2-戊醇在浓香型、清香型白酒中检出，3-甲基-2-戊醇在酱香型白酒中检出。

在不同质量档次的浓香型白酒中均能检出2-甲基-1-丁醇（活性戊醇）、正戊醇、2-己醇、正己醇、2,6-二甲基-4-庚醇，其余8种醇类物质在最低质量等级的N4#酒样中未检出。

在不同质量档次的酱香型白酒中均能检出2-甲基-1-丁醇（活性戊醇）、正戊醇、2-己醇、正己醇、2,6-二甲基-4-庚醇、2-糠醛缩二乙醇、β-苯乙醇；2-甲基-3-丁烯-2-醇、4-甲基-4-戊烯-2-醇、3-乙基-3-戊醇在最低质量等级的JD酒样中未检出；3-甲基-2-戊醇在较低质量等级的JC、JD酒样中检出。 2.3.4 其他类物质

其他类主要包括烷烃类、醛酮类、酸酐类、烯类、吡嗪类及呋喃类物质。本研究方

法能检出酒中其他类物质23种，其中浓香型白酒中检出的其他类物质19种，酱香型白酒中检出其他类物质18种，清香型白酒中检出其他类物质7种；3种香型白酒中均能检出乙醛、1,1-二乙基乙烷、环己酮、1,1-二乙氧基-3-甲基丁烷、苯乙醛、1,1,3-三乙氧基丙烷、1,1,3,3-四乙氧基丙烷；2-己酮、2-庚烯、4-乙基愈创木酚、己酸酐、2-正丁基呋喃仅在浓香型白酒中检出；具有炒坚果、烘烤香气且对其他香味物质有明显烘托及叠加作用[17]的吡嗪类（2,3,5-三甲基吡嗪、2,3,5, 6-四甲基吡嗪），具有焦香味的呋喃类（5-甲基-2-乙酰基呋喃），具有山楂气味的苯乙酮仅在酱香型白酒中检出。

在不同质量档次的浓香型酒中均能检出的其他类物质9种（包括乙醛、1,1-二乙基乙烷、糠醛、1,1-二乙基丁烷、环己酮、二乙基环戊烷、1,1-二乙氧基-3-甲基丁烷、5-甲基呋喃醛、己酸酐）；其余11种在最低质量等级的N4#酒样中未检出，具有辛香口味的4-乙基愈创木酚仅在N3#酒样中检出。

在不同质量档次的酱香型白酒中均能检出的其他类物质11种（包括乙醛、1,1-二乙基乙烷、糠醛、1,1-二乙基丁烷、环己酮、二乙基环戊烷、1,1-二乙氧基-3-甲基丁烷、苯甲醛、5-甲基呋喃醛、2,3,5-三甲基吡嗪、1,1,3,3-四乙氧基丙烷）；苯乙醛在最高质量等级的JA酒样中未检出，其余6种在最低质量等级的JD酒样中未检出。

3.1 运用HP-5毛细管色谱柱测定白酒微量香味成分，采用环己烷作萃取溶剂，单阶程序升温模式且升温速率为12℃/min时分离效果较好。本研究方法适用于对酒中醇类、醛类、酯类等弱/非极性组分的分析检测，拓展了HP-5色谱柱在白酒分析中的应用范围，为行业科研、产品质控及酒体设计提供参考。

3.2 基于优化后的前处理方式与色谱条件，从3种主流香型白酒样品中共检出90种组分，其中酯类50种，酸类3种，醇类14种，其他类23种。通过不同香型、不同质量档次酒样间微量组分种类的对比，能初步判定出各酒样间的共性与区别。

3.3 文献中鲜见报道的2-甲基-3-丁烯-2-醇、4-甲基-4-戊烯-2-醇、2-庚烯被检出，其对酒体的香味作用和贡献有待进一步研究。

3.4 本研究方法能检出2,3,5-三甲基吡嗪，2,3,5,6-四甲基吡嗪，5-甲基-2-乙酰基呋喃，2-正丁基呋喃和4-乙基愈创木酚是其优势。业界较早提出4-乙基愈创木酚是酱香型白酒的主体香气成分，但运用本研究方法在所测酱香型白酒样品中未有检出。

本刊讯：据《贵州商报》报道，2016年1月，贵州仁怀国税完成税收收入100129万元，同比增长10.32 %，增收9369万元。其中茅台集团销售稳居黔酒榜首，其旗下五家公司完成税收89845万元，同比增长7.67 %，增收6399万元。 2015 年，茅台集团主导产品的销售量、利税总额、利润、税金、人均创利税、人均上交税金、股票价格及市值、品牌价值等高居中国白酒行业榜首并保持了白酒行业排头兵的地位，进一步巩固和提升了茅台酒“世界蒸馏酒第一品牌”地位。2015年，茅台集团销售收入约(含税)419.12亿元，同比增长2.96 %；实现利润总额约227.22亿元，同比增长1.78 %，上交税金约151.27亿元。

据了解，茅台集团受白酒消费税最低计税价格调整影响，主要产品均调高消费税最低计税价。如按照2015年茅台集团同期销量测算，结合1月份税收数据分析，预测2016年茅台集团将多贡献国税收入近10亿。（江源荐，黄筱鹂编辑） 来源：贵州商报 2016-02-15 【相关文献】

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