顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法分析五粮液的香气成分

许柏球，张丽君，罗欢忠，崔淑芬*

（深圳职业技术学院 应用化学与生物技术学院，广东 深圳 518055）

五粮液为大曲浓香型白酒，产于四川宜宾市，用小麦、大米、玉米、高粱、糯米5种粮食发酵酿制而成，在中国浓香型白酒中独树一帜，香气悠久，滋味醇厚，进口甘美，入喉净爽，各味谐调，恰到好处，深受中国百姓欢迎，在国外亦享有盛誉。有关白酒的挥发性成分（香气成分）研究虽有报道，但用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法分析五粮液的香气成分尚未见报道。本研究采用HS-SPME-GC-MS法，结合保留指数对比鉴定，对52°五粮液的香气成分进行了分析研究，为建立鉴定五粮液品质HS-SPME-GC-MS方法奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

市售五粮液（酒精度：52%vol，容量：500mL）；0.5mg/L C8～C40正构烷烃混合标准品：购自Accstantdard（纽黑文，美国）；1.5mL带塑料密封垫样品瓶：美国安捷伦公司产品。

1.2 仪器与设备

Agilent5975-6890气质联用仪：美国安捷伦公司产品；固相微萃取装置（SPME手柄、100μm PDMS萃取头、65μm PDMS/DVB萃取头）：美国Supelco公司产品。

1.3 方法

1.3.1 香气成分提取

取五粮液400μL于干燥洁净的1.5mL样品瓶中，加盖密口，将装有100μm PDMS萃取头或65μm PDMS/DVB萃取头（实验前先将萃取头于气相色谱进样口250℃老化1h）的SPME手柄插入样品瓶，推出萃取头使其距样液2mm～3mm（勿接触样液），室温（25℃）顶空萃取40min。萃取完毕，将萃取头缩回并抽出SPME手柄，再将手柄插入GC-MS气相色谱进样口，推出萃取头，于250℃解吸5min，同时启动GC-MS检测分析。

1.3.2 GC-MS条件

石英毛细管柱（DB-624）：60m×0.25mm×1.40μm；载气：高纯He2（99.999%）；流速：1mL/min；进样模式：不分流进样（0.85min分流阀打开）；节省气：20.0mL/min；进样口温度：250℃；程序升温：初温40℃保持1min，以5℃/min升温至220℃，保持2min，再以4℃/min升温至250℃，保持20min；GC-MS接口温度：280℃；EI离子源，电离能量：70eV；离子源温度：230℃，四极杆温度：150℃；质量扫描范围m/z：30～500。检索谱库：NIST08.L。

1.3.3 保留指数测定

将0.5mg/L C8～C40正构烷烃混合标准品用三氯甲烷（色谱纯）稀释至0.1mg/L，取1μL按上述GC-MS条件进行色谱分析，测定各正构烷烃的保留时间，然后在完全相同的条件下，对五粮液的挥发性成分进行分析，测定各组分的保留时间，根据下述线性升温保留指数计算公式计算各组分的Kovats保留指数。

式中：KI为Kovats保留指数；tR为被测组分的保留时间；下标x为被测组分符号；下标n和n+1为分别具有n和n+1个碳原子的正构烷烃符号。

2 结果与分析

用顶空固相微萃取对五粮液的香气成分进行提取并进行GC-MS分析，其总离子流图见图1（100μm PDMS萃取头）、图2（65μm PDMS/DVB萃取头）。利用化学工作站对总离子流图的色谱峰进行积分处理，峰面积归一化法测量各组分的相对百分含量，采用计算机NIST08谱库检索和KI保留指数比对，初步分离确定各组分化合物的名称及其相对含量，其结果见附表。

图1 52°五粮液挥发性成分总离子流图（PDMS）Fig.1 GC-MS total ionic chromatogram of aroma components in 52° Wuliangye liquor（PDMS）

由附表可以看出，五粮液经2种萃取头顶空萃取、GC-MS分析和KI比对，共鉴定出58种香气成分，其中，100μm PDMS萃取头提取物鉴定出44种香气成分（相对含量占色谱总流出成分的94.77%）；65μm PDMS/DVB萃取头提取物鉴定出47种香气成分（相对含量占色谱总流出成分的80.65%）。2种萃取头提取鉴定共有香气成分33种（相对含量占鉴定总挥发成分的94.95%）。在五粮液的香气成分中，酯类化合物共鉴定出26种，相对含量占总挥发物的49.80%；醇类化合物鉴定出9种，相对含量占总挥发物的47.54%；烷烃类化合物鉴定出8种，相对含量占总挥发物的1.02%；醛酮类化合物鉴定出7种，相对含量占总挥发物的0.97%；酸类化合物鉴定出4种，相对含量占总挥发物的0.59%。五粮液的主要香气成分依次为乙醇（平均相对含量为38.75%）、已酸乙酯（平均相对含量为23.14%）、辛酸乙酯（平均相对含量为6.34%）和丁酸乙酯（平均相对含量为3.88%）等。

图2 52°五粮液挥发性成分总离子流图（PDMS/DVB）Fig.2 GC-MS total ionic chromatogram of aroma components in 52° Wuliangye liquor（PDMS/DVB）

3 讨论

顶空固相微萃取（HS-SPME）方法具有操作简便、测试迅速、无需有机溶剂、集样品萃取与浓缩为一体等优点，在葡萄酒、白酒以及白兰地等酒类的挥发性成分研究中广泛应用。吴波等[3]利用自制的固相微萃取器（SPME）与GC-MC技术相结合，对白酒中的痕量挥发性有机物进行了检测，结果从白酒中分离鉴定出了23个组分，其中主要组分是甲酸乙酯、乙酸异丁酯、乳酸乙酯、己酸乙酯、乙酸乙酯、异戍酯、异戊醇、双乙酰、乙醛、戊酸乙酯、苯甲醇、苯甲酸甲酯、庚酸乙酯和β-苯乙醇。周华生等[6]用GC-MS法直接检测五粮液原液的香气成分，共检测出41种香气成分，其中醇类12种、酯类11种、有机酸类9种、羰基化合物类7种及缩合醛类2种。本文采用HS-SPME-GC-MS法对52°五粮液的香气成分进行分析，共鉴定出58种香气成分，其中酯类化合物鉴定出26种，相对含量占总挥发物的49.80%，乙酸乙酯、丁酸乙酯、已酸乙酯、辛酸乙酯、庚酸乙酯、已酸已酯和棕榈酸乙酯为主要酯类化合物，丙酸乙酯、2-甲基-丙酸乙酯、2-羟基-丙酸乙酯、2-甲基-丁酸乙酯、3-甲基-丁酸乙酯、4-甲基-戊酸乙酯、乙酸辛酯、3-甲基-丙酸丁酯、2-甲基-已酸丙酯、2-甲基-已酸丁酯、已酸戊酯、壬酸乙酯、已酸已酯、癸酸乙酯、3-甲基-辛酸丁酯、已酸乙酯、氨基甲酸乙酯和棕榈酸乙酯在本方法中首次检出；醇类化合物鉴定出9种，相对含量占总挥发物的47.54%，乙醇是白酒的主要成分，本方法检出乙醇含量高达38.75%，首次检出异辛醇和正辛醇；烷烃类化合物鉴定出8种，相对含量占总挥发物的1.02%；醛酮类化合物鉴定出7种，酸类化合物鉴定出4种，两类成分相对含量分别占总挥发物的0.97%和0.59%，这两类成分与周华生报道含量相反，这可能与两种检测方法取样方式不同有关。另外壬酸、香草醛、肉豆蔻醛在本方法中首次检出。

附表 采用HS-SPME-GC-MS 技术鉴定52°五粮液的香气成分Attached table The aroma components in 52° Wuliangye liquor detected by HS-SPME-GC-MS

续表

本文同时研究了萃取头和萃取温度对萃取效果的影响：分别选用100μm PDMS萃取头、65μm PDMS/DVB萃取头、75μm CAR/PDMS萃取头和85μm CAR/PDMS萃取头进行萃取试验，结果发现100μm PDMS萃取头和65μm PDMS/DVB萃取头萃取成分较多，PDMS萃取头对酯类化合物有良好的吸附性而PDMS/DVB萃取头对酸、醛及烷烃类化合物有良好的吸附性。另分别于室温（25℃）和40℃条件下作HS-SPME萃取分析，同时用AgilentG1888顶空进样器（80℃）进样分析作比对，结果表明，室温条件下HS-SPME萃取效果最好，获得的香气成分明显增多。

相对于GC-MS直接取样而言，HS-SPME方法中SPME纤维置于样品顶部上空，属于非直接地从样品底物中吸附分析物，这样SPME纤维涂层可免受样品中的一些非挥发性组分的污染，更能有效反映出样品（五粮液）直接挥发物质的实际状态。因此，作者认为HS-SPME-GC-MS法可作为一种鉴定五粮液品质的分析方法。

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