浓香型白酒挥发性风味成分分析研究进展

张 琦，徐 勇 ，沈才洪 ，4，敖宗华 ，4，敖 灵 ，孙啸涛 ，杨建刚，郭家秀

（1.四川理工学院，四川自贡643000； 2.泸州老窖股份有限公司，四川泸州646000； 3.北京工商大学食品学院，北京100048； 4.国家固态酿造工程技术研究中心，四川泸州646000）

浓香型白酒挥发性风味成分分析研究进展

张 琦1，徐 勇2，沈才洪2，4，敖宗华2，4，敖 灵2，孙啸涛3，杨建刚1，郭家秀1

（1.四川理工学院，四川自贡643000； 2.泸州老窖股份有限公司，四川泸州646000； 3.北京工商大学食品学院，北京100048； 4.国家固态酿造工程技术研究中心，四川泸州646000）

白酒中含有种类较多的风味物质，这些风味物质的含量低，但是它们是直接影响白酒香气和口感的主要成分。近年来，已有较多的白酒研究者专注于对白酒中的风味物质进行研究，仅从微量成分种类上看，就已经检测到中国白酒中的微量成分达到数百种以上。因此，本文主要针对近年来浓香型白酒挥发性成分的研究进展、研究的技术手段、风味物质的含量及变化规律进行综述，同时对其应用前景进行了展望，旨在为浓香型白酒的快速检测提供一定的依据。

浓香型白酒； 风味物质； 研究进展

白酒是我国历史悠久的传统蒸馏酒，与白兰地、威士忌、朗姆酒、金酒、伏特加并列为世界六大蒸馏酒，而白酒无论是在其生产技术上还是产品风格上，都具有独特的地位。白酒是原料经发酵后通过蒸馏而获得的含有诸多香味物质的乙醇水合物，由水、乙醇和香味物质组成[1]。其中，酒精与水的含量占总量的97%～98%，而香味物质占白酒总量的1%～3%，香味物质主要包括高级醇、有机酸、酯类、多元醇、醛类及其他芳香族化合物和杂环类化合物，就是这些微量的香味物质的成分、种类、含量及其量比关系决定着白酒的风格、香气和口感，构成白酒的不同香型和风格，典型风味物质的含量及其之间的相互作用对酒的感官质量和风味等起到决定性作用，主体香味成分的含量比例构成了各种香型白酒的不同风格[3-9]。虽然白酒中的微量成分含量极少，但对酒质却有极大的影响。随着经济的快速发展，研究者们对白酒的检测方法和技术手段在不断的改进，同时对仪器分析的不断更新，使得白酒中的绝大部分微量成分完全可以分析得非常清楚。从此挥发性成分的研究鉴定工作开始系统化，并且通过正确运用感官评价结合，越来越多地鉴定出真正重要的化合物。到目前为止，已经鉴定出来的风味化合物超过7000种[10]。本文主要针对近年来浓香型白酒挥发性成分的研究进展、研究的技术手段、风味物质的含量及变化规律进行综述，同时对其应用前景进行了展望，旨在为浓香型白酒的快速检测提供一定的依据。

1 浓香型白酒挥发性成分的研究进展

浓香型白酒中挥发性成分的研究比较早，起于20世纪60年代以前，1964年，轻工业组织部的茅台试点提出了己酸乙酯是浓香型白酒的主体香气[11-12]。1967年，四川省食品所采用气相色谱仪定性、定量了白酒中的氨基酸、有机酸、酯类以及一些高沸点的化合物。至1968年采用填充柱、毛细管柱和制备色谱的气相色谱法与红外及质谱联用鉴定出50种香味组分[13]。1995年，练顺才等[14]通过对比五粮液新老窖酒香气成分，发现老窖酒除主体香突出外，高级醇类含量也较高。2000年，范文来等[15]比较了五粮液和洋河大曲的微量成分，认为川派浓香与江淮派浓香虽属同一香型,但在口感和微量成分上存在明显的差异。2006年，范文来等[16]从五粮液与剑南春白酒中共检测出132种挥发性化合物，定性出126种化合物。2013年，王晓欣等[17]从浓香型习酒中共定性出75种化合物。2015年，胡格等[18]选用3种发酵期的浓香型基酒放入陶缸于室内库房贮存，贮存过程中，3种基酒的乙醛、乙缩醛含量均呈上升趋势；正丁醇、异戊醇、异丁醇均呈上升趋势，正丙醇、正戊醇、正己醇含量均基本不变；戊酸乙酯、丁酸乙酯、庚酸乙酯均增加。2017年，李贺贺等[19]通过分析古井贡酒中的香气成分，共定性出190种化合物，其中用标准品准确定性143种。在白酒中首次发现4种酯类化合物：3-甲基丁酸己酯、丁酸辛酯、癸酸丙酯、癸酸异丁酯。

2 挥发性成分前处理提取技术和仪器分析技术的研究进展

挥发性成分的检测对产品质量的提高和维护消费者的利益有着至关重要的作用，一直以来研究者们都及其关注，一直尝试着运用各种方法对白酒挥发性成分进行检测。目前,用于分离分析白酒中风味物质的仪器方法主要有 GC-FPD[13]、GC/O-TOFMS[20-21]、GC-MS[22-24]、GC-FID[25]、GC[23]、HPLC[26-27]、OAVs[28]、GC-O/MS[29]等，根据分析需要可直接进样[30]，或采用真空浓缩、液液萃取、固相萃取、顶空固相微萃取、搅拌吸附萃取等前处理[21，23，31]，将风味物质富集浓缩后进样。因此，对浓香型白酒中各种挥发性风味化合物成分进行检测，是实现鉴定酒样真伪、辨别种类和建立特征图谱等最直接且最有效的方法。迄今为止，多种分离提取手段和检测方法已被应用于白酒挥发性风味物质成分分析。这些技术的应用，对浓香型白酒中风味物质及特征香味成分的研究起着决定性作用。本文主要针对以下方法作详细介绍。

2.1 挥发性成分前处理提取技术进展

2.1.1 直接进样法

直接进样方法是样品不进行处理或者进行简单处理后直接进行分析的一种方法。该方法操作简单，不需要有机溶剂，避免样品处理中微量成分的损失，具有重现性好、检测准确性高的优点，但所检测出的化合物较少。2004年，蔡心尧[32]采用毛细管柱直接进样技术分析白酒香味组分的方法研究及在白酒界的推广应用，对该技术的发展历程，其技术关键、存在问题及应对策略作了概述。2017年，侯敏等[33]采用电感耦合等离子体质谱仪(ICPMS)通过基体匹配、在线内标校正以及直接进样,建立白酒中As、Cd、Pb、Mn、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Se、Rb、Sr、Ag、Cs、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tl、U 24种金属元素含量的测定方法，表明直接进样法可作为测定白酒中金属元素含量的一种快速、环保、便捷的方法。刘宇驰等[34]通过直接进样，采用WH-3型玻璃填充柱，通过配有FID检测器的气相色谱分析了郎酒中的挥发性成分，共检测出20多种成分。

2.1.2 固相微萃取技术

固相微萃取(solid-phase microextraction,SPME)技术是20世纪90年代兴起的一项样品前处理与富集技术，它最先由加拿大Waterloo大学的Pawliszyn教授的研究小组于1989年首次进行开发研究，属于非溶剂型选择性萃取法。SPME是在固相萃取技术上发展起来的一种微萃取分离技术，是一种集采样、萃取、浓缩和进样于一体的无溶剂样品微萃取新技术。与固相萃取技术相比，固相微萃取操作更简单，携带更方便，操作费用也更加低廉；另外克服了固相萃取回收率低、吸附剂孔道易堵塞的缺点。因此成为目前所采用的样品前处理技术中应用最为广泛的方法之一，现已广泛用于食品分析、环境监测等领域[35]。2015年,傅若农[36]对近几年SPME的发展进行了综述,介绍近年有许多适应于复杂基体的SPME涂层出现,可直接从复杂基体中萃取分析物。同年，蒋玉洁等[37]利用顶空固相微萃取技术从四特酒中萃取到29种香气物质,其中酒中的香气物质主要是酯类和醇类,分别占总挥发性成分的60.012%和38.166%。李贺贺等[19]采用顶空固相微萃取(headspace solid-phase microextraction,HS-SPME)和搅拌棒吸附萃取(stir bar sorptive extraction,SBSE)技术,结合气相色谱-质谱联用仪对古井贡酒酒样香气成分进行提取分析。通过优化样品酒精度、萃取温度、萃取时间等参数确定了最优萃取条件,两种方法的整体精密度和重复性均较好。

2.1.3 液液萃取技术

液液萃取指利用化合物在两种互不相溶的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另一种溶剂中，经过反复多次萃取，将绝大部分的化合物提取出来的方法。该方法操作简单，回收率较高，在所有分析方法中最具有定量价值，但样品用量大，萃取液在浓缩过程中也会损失一部分低沸点的挥发性成分。李贺贺等[38]采用不同溶剂，通过液液萃取法结合气相色谱-质谱联用技术分析古井贡酒中的挥发性成分，并通过标准品、NIST 11谱库检索和保留指数3种方法进行定性。结果表明，不同极性溶剂萃取出来的化合物不同，正戊烷与乙醚、二氯甲烷相比，对芳香族化合物、烷烃类化合物以及含硫化合物萃取效果较好，二氯甲烷相较于正戊烷、乙醚，对杂环类化合物萃取效果较好。薛锡佳等[39]采用液液萃取法,建立了白酒中氨基甲酸乙酯含量的快速检测方法。样品经二氯甲烷提取,收集提取液浓缩后,经乙腈-正己烷液液分配,再由PSA净化后进GC-MS分析,外标法定量。氨基甲酸乙酯在0.05～1 mg/L质量浓度范围内线性关系良好(相关系数大于0.999),方法检出限为0.01 mg/kg。白酒中氨基甲酸乙酯在3个添加水平下的平均回收率范围为82.1%～93.9%，相对标准偏差(RSD)范围为2.5%～7.1%。该方法能够满足白酒中氨基甲酸乙酯残留分析的要求。

2.1.4 搅拌棒吸附萃取技术

与SPME相似，搅拌棒吸附萃取(stir bar sorptive extraction,SBSE)也是通过聚合物涂层吸附样品分子的方式完成的，属于一种新型的固相微萃取样品前处理技术，于1999年由E.Baltussen等发明，适用于浓缩水性样品中的挥发性成分[40-41]。具有固定相体积大、萃取容量高、无需外加搅拌子、可避免竞争性吸附、能在自身搅拌的同时，实现萃取富集等优点。韩业慧等[42]用搅拌棒吸附萃取技术与GC-MS联用测定苹果酒挥发性物质，共鉴定了80种挥发性物质，对其中的49种物质进行了定量。王保兴[43]等使用搅拌棒吸附萃取(SBSE)和热脱附系统(TDS)并结合气相色谱-质谱联用(GC-MS)测定白酒中酯类。Fan等[44]采用搅拌棒吸附萃取技术结合气相色谱-光谱法应用于中国酱香型白酒的香气分析，从14个中国白酒样品中共鉴定出76种挥发性化合物，其中包括酯类、醇类、酸类、酚类、醛酮类、呋喃、含硫化合物和含氮化合物等。

2.2 挥发性成分仪器分析进展

2.2.1 GC-MS

GC-MS是一种高效的分析技术，该技术利用气相色谱的分离能力使混合物中的各组分分离，并利用质谱鉴定（定性分析），且可以测定其精确含量（定量分析）。气相色谱和质谱的控制、数据的记录和分析都由计算机系统完成，气质联用具有非常高的灵敏度，应用范围非常广泛[45]。白酒中的醇、醛、酸、酯等多为挥发性化合物，很适合在气相色谱质谱条件下进行分离与分析，因此，气相色谱质谱法是应用最为广泛和有效的白酒现代分析方法。李俊刚等[46]通过气质联用(GC-MS)的方法对不同窖龄的浓香型白酒中的风味物质进行提取,共鉴定出51种化合物,其中6种酒样共有的挥发性物质30种。王晓欣[47]采用气相色谱质谱技术（GC-MS）对具有典型风格特色的浓香型习酒进行风味分析，共检测出61种香气化合物，定性57种。

2.2.2 GC×GC-TOFMS

全二维气相色谱具有分辨率高、灵敏度高、峰容量大等优势，十分适合复杂体系的分析研究；飞行时间质谱具有很高的采集频率，能够实现与全二维气相色谱的最佳配合。再加上仪器自带的高性能数据处理软件，具备自动峰识别以及图谱去卷积解析功能，大大提高了检测分析的灵敏度[20，48]。周庆伍等[49]利用全二维气相色谱-飞行时间质谱(GC×GC-TOFMS)分析技术同时测定白酒中10种吡嗪类物质。得出10种吡嗪类物质线性关系良好，相关系数R2为0.991～0.999，相对标准偏差RSD为3.1%～11.3%，加标回收率为79%～96%，满足白酒中吡嗪类痕量物质定量要求。季克良等[20]用全二维气相色谱/飞行时间质谱(GC×GC/TOFMS)研究白酒中微量成分,并对我国主要传统香型白酒中微量成分进行了比较。在相同条件下,酱香型白酒分出963个峰,浓香型白酒分出674个峰,清香型白酒分出484个峰。鉴定出酱香型白酒匹配度大于800的组分873种,浓香型白酒342种,清香型白酒178种。

2.2.3 GC-O

GC-O分析是一种把仪器分析和感官分析结合在一起研究酒类和食品香气的新型研究方法，将GC-O和质谱分析结合起来，就可以确定出产生某种风味的组分[50]。范海燕等[51]运用气相色谱-闻香法(GC-O)和气相色谱-质谱(GC-MS)技术分别进行香气成分分析，在豉香型白酒中共检测出52种香气物质，其中,呈脂肪气味的反-2-辛烯醛、反-2-壬烯醛、反-2-癸烯醛、反-2-十一烯醛和反,反-2,4-癸二烯醛是在豉香型白酒中首次发现的化合物。范文来等[6，16，52]用顶空-固相微萃取（HSSPME）结合GC-MS以及GC-O技术，研究了洋河大曲新酒与陈酿中的挥发性香味成分，共检测出呈香化合物96种；后来又将液液萃取技术与GCMS、GC-O技术相结合，对洋河大曲中的92种呈香化合物进行检测及分类，一次性检测出五粮液与剑南春中多达126种的香味成分。

3 挥发性成分种类分析研究进展

随着酒精的蒸出，多种微量风味物质也随之被蒸出进入基酒中。在整过蒸馏过程中，由于其沸点不同，极性大小不同，会按不同的先后顺序蒸馏至基酒中，从而形成了各类风味物质在基酒中的不同分布状态，使不同蒸馏时间段的基酒有其独特的风味特点[53]。

李学思等[54]对浓香型白酒蒸馏过程不同馏分中风味物质的变化规律进行了分析研究。结果表明，在蒸馏过程中总酯随酒精度的降低呈“下降—平衡—上升—下降”趋势，己酸乙酯、乳酸乙酯含量随贮存时间延长而下降，低度酒中乳酸乙酯下降较为明显，乙酸乙酯基本没有变化，丁酸乙酯略有上升；醇类物质中，甲醇基本不变，正丙醇含量在断花前的前段呈现稍微增加，断花后正丁醇含量有少许增加，与正丁醇相反，仲丁醇和异丁醇无变化，断花后各段异戊醇含量都较少，己醇在后期含量稍微有增加，贮存后醇类物质变化不大；总酸在断花后的各段酒中增加量显著，乙酸的增加趋势和总酸相似，不同的是总酸呈平稳增多，而乙酸是波动增加，丁酸与乙酸、总酸变化趋势相似，贮存后总酸有较大幅度的增加，贮存期越长增量越多，乙酸和丁酸稍有上升趋势；乙醛和乙缩醛变化趋势基本相同，在蒸馏过程中随酒精度下降而下降，而经贮存后则呈明显的上升趋势，且随贮存期的延长而大幅度增加，部分流段增加量达到1倍以上，断花前各段增加尤其显著。郎召伟[53]利用HS-SPME结合GCMS技术对泸型酒蒸馏过程基酒中的风味物质进行检测，共检测到105种挥发性风味物质，大量酯类化合物集中在酒头，从蒸馏开始时的1700.9 mg/L下降至蒸馏结束时的320.5 mg/L；醇类物质含量从蒸馏开始时的22.1 mg/L下降至蒸馏结束时的11.9 mg/L；酸类物质含量在0～13 min无较大变化，从14 min开始呈现上升趋势，16 min后大幅上升，蒸馏结束时达到23.8 mg/L；醛类物质含量从蒸馏开始时的3.69 mg/L上升至17 min时的18.9 mg/L，随后又下降至14.67 mg/L。张卫卫等[1]通过对不同等级白酒基酒中11种典型风味物质含量的测定与分析，结合品酒师的品评结果可以得出：杜康不同等级中白酒基酒11种典型风味物质中己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸乙酯、己酸4种物质的含量差异显著（P＜0.05），其中乙酸乙酯、己酸乙酯、己酸的含量随着等级的降低而显著递减，而乳酸乙酯的含量随着等级的降低而递增，其他7种物质的含量差异不显著（P＞0.05）；己酸乙酯与乳酸乙酯、己酸乙酯与乙酸乙酯的最佳比例分别在1.2∶1以下和1.7∶1～1.4∶1，己酸含量为160 mg/100 mL时最佳。胡格等[18]采用气相色谱方法定量分析了3种发酵期的基酒在贮存过程中的乙醛、乙缩醛、异丁醛和糠醛含量的变化情况，以及醇、酸、酯含量的变化，得出同一种醛类物质同一时间在不同发酵期基酒中的含量，与发酵期短的浓香型基酒比，发酵期越长的基酒，其醛类物质含量越高。3种发酵期的基酒尽管发酵时间长短不一，但其乙醛、乙缩醛、异丁醛及糠醛的含量在贮存过程中的变化趋势却是大致相同，与基酒的发酵时间无关；浓香型基酒的发酵期越长，醇的含量就越高。定量分析了乳酸、乙酸、丁酸等发酵期内基酒的酸类物质在贮存过程中的含量变化情况，得出酸的含量随着基酒发酵期的不同而出现差异。表明，基酒的酸含量与基酒的发酵期有关，但并不是发酵期越长，基酒中的酸就越多。

4 展望

从21世纪开始，我国依次开展了“中国白酒169计划”“中国白酒158计划”和“中国白酒3C计划”，整体性地提高了白酒行业的科技水平，将传统白酒行业引向了现代生物科技，从而使得越来越多的研究者们通过高端仪器分析检测白酒挥发性成分[55]。白酒分析检测是酿酒生产工艺研究的前题，其风味物质研究更是成为各白酒行业课题研究的大趋势，通过仪器分析技术和风味化学结合OAVs和GC/MS-O等技术呈现出明显的优势，而这些技术和方法作为辅助手段在日常分析中广泛应用。使得对其挥发性成分分析中，前处理提取技术和仪器分析技术等成为一种重要的分析手段。相信随着检测技术的不断提高和对浓香型白酒的深入研究，浓香型白酒中挥发性成分的神秘面纱将会逐一揭晓，为检测浓香型白酒中的非法添加物提供了基础，成为浓香型白酒质量研究最主要的技术平台。因此，运用挥发性仪器分析技术结合前处理方法，剖析浓香型白酒中挥发性成分，弄清它们对浓香型白酒的作用，对推动浓香型白酒的发展具有十分重大意义。

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Research Progress in the Analysis of Volatile Flavoring Components in Nongxiang Baijiu

ZHANG Qi1,XU Yong2,SHEN Caihong2,4,AO Zonghua2,4,AO Ling2,SUN Xiaotao3,YANG Jiangang1and GUO Jiaxiu1
(1.Sichuan University of Science&Engineering,Zigong,Sichuan 643000;2.Luzhou Laojiao Co.Ltd.,Luzhou,Sichuan 646000;3.School of Food and Chemical Engineering,Beijing Technology and Business University,Beijing 100048;4.National Engineering Technology Research Center of Solid-state Brewing,Luzhou,Sichuan 646000,China)

Baijiu contains a wide variety of flavoring components.Although their content is low,they will directly influence the aroma and taste of Baijiu.In recent years,more and more researchers have focused on the flavoring components.Hundreds of trace flavoring components in Baijiu have been detected.In this paper,the research progress in volatile flavoring components in Nongxiang Baijiu,the research technologies,the content of flavoring components and their change rules were reviewed.Meanwhile,the application foreground of flavoring components was discussed,which provided useful evidence for rapid detection of Nongxiang Baijiu.

Nongxiang Baijiu;flavoring components;research progress

TS262.3；TS261.4；TS261.7

A

1001-9286（2017）12-0098-07

10.13746/j.njkj.2017219

四川省科技计划项目《浓香型白酒智能化与自动化生产关键技术集成及产业化示范》（2016CC0032）。

2017-08-10

张琦（1991-），女，重庆人，在读硕士生，主要从事酿酒生物技术与应用。

沈才洪（1966-），男，教授级高工，四川省学术带头人，泸州老窖有限公司副总经理，总工程师。

优先数字出版时间：2017-11-09；地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20171109.1004.005.html。

贵州省第三届白酒行业职工职业技能大赛暨2017年度培训考核在贵阳闭幕

本刊讯：2017年11月17日下午，通过为时5天的培训及竞赛考核，贵州省第三届白酒行业职工职业技能大赛暨2017年度培训考核在贵阳落下帷幕。贵州省27家白酒生产骨干企业派出64人参加2017年度白酒职业技能培训考核及大赛，9家白酒生产骨干企业派出15人直接参加省第三届白酒行业职工职业技能大赛角逐。

为弘扬和传承工匠精神，进一步提高全省白酒行业品评和勾调人员的职业技能水平，提升贵州白酒行业从业人员综合素质，激发广大职工“学知识、练技术、比技能、创一流”的工作热情。经贵州省酿酒工业协会研究，2017年度贵州省白酒职业技能培训考核自11月13日开班，为期三天培训，重点对具有白酒二级品酒师和勾调师资格人员进行提高水平的培训与考核。后面2天是竞赛时间，本次技能大赛由贵州省经济和信息化委员会、贵州省人力资源和社会保障厅、贵州省总工会主办，贵州省酿酒工业协会、贵州省石化轻纺工会承办，贵州省轻工业科学研究所、贵州大学酿酒与食品工程学院协办，于11月17日结束。大赛旨在培养和造就一大批能够承前启后、开创未来的白酒行业高端专门技能型人才，促进白酒行业健康、稳定、持续的发展。

本次大赛中获得勾调、品评比赛第一名并符合条件的人员，由贵州省酿酒工业协会向贵州省第三届白酒行业职工职业技能大赛组委会推荐按程序申报“贵州省五一劳动奖章”。对获得前三名的品酒师和前三名的勾调师由省人力资源和社会保障厅授予“贵州省技术能手”称号，在闭幕式上向他们颁发了证书和奖牌。对在大赛中品评前十名、勾调前十名的优秀人员报请中国酒业协会职业技能鉴定中心给予晋升一级相应的职业资格等级的奖励。

经过竞赛，品评组比赛结果：第一名马超，第二名和琴、刘世杰（并列）；勾调组竞赛结果：第一名何开萍，第二名李伟，第三名徐伦。两个工种前三名来自茅台酒股份有限公司、习酒公司、酱小酒酒业和怀庄酒业。第一名共两人将报请省总工会授予五一劳动奖章，前三名共6人由人社厅授予省技术能手。

据了解，贵州省酿酒工业协会是国家认定的具有法定性、专业性、权威性的白酒职业技能鉴定培训考核专门机构。协会历来高度重视我省白酒行业人才队伍建设，近年来通过酒协培训、考核、评选和推荐一大批国家级酿酒大师和省级酿酒大师，造就了一支属于贵州省白酒行业发展的高级技能型人才团队，选拔的人员在全国性的行业大赛中取得一系列优异成绩，为提高贵州白酒知名度和美誉度起到积极的推动作用。（晓文、萤子、小雨）