气相色谱法测定不同香型白酒中醇类与醛类物质含量

周玮婧，江小明*

（武汉食品化妆品检验所，湖北武汉430000）

气相色谱法测定不同香型白酒中醇类与醛类物质含量

周玮婧，江小明*

（武汉食品化妆品检验所，湖北武汉430000）

醇类和醛类物质作为白酒中重要的呈香呈味物质，其含量的高低直接影响着白酒的风格。该研究建立了一种可同时快速、准确测定白酒中甲醇、乙醛、乙缩醛以及杂醇油含量的气相色谱（GC）法。采用CP-WAX57 CB毛细管色谱柱（50 m×0.25 mm×0.20 μm）分离白酒中醇类和醛类物质，氢火焰离子化检测器（FID）检测，外标法定量，实现了较好地分离效果。结果表明，白酒中醇类和醛类物质在0～2 000 mg/L范围内线性关系良好（R2=0.999 4～0.999 8），加标回收率为98.84%～103.15%，精密度试验相对标准偏差（RSD）为0.21%～1.57%。该方法分析比较12种香型独特的白酒中醇类和醛类物质，其种类相似，但含量因香型的不同存在着明显的差异。

气相色谱；白酒；醇类；醛类；香型

在白酒的酿造过程中，除主要生成乙醇和大量酯与酸类风味物质外，还存在一些其他醇类与醛类物质，典型的如甲醇、乙醛、乙缩醛和杂醇油等分解代谢产物及其衍生物[1]。这些物质含量过低会失去传统白酒的风格，过高则使白酒产生强烈的刺激性和辛辣味。其中，甲醇是白酒生产过程中需严格控制的重要指标，它有麻醉作用，对人体视觉有影响，严重时可导致失明[2]；白酒中的醛类物质主要为乙醛，乙醛在酸性条件下易与乙醇反应生成乙缩醛，在一定程度上可以衡量白酒质量好坏及老熟是否完全[3]；杂醇油则包括正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、己醇、庚醇等高级醇类。这些物质经常饮用后，会引起嗓子发干，在体内积蓄会迫使末梢血管扩张引起脸部血液的涨涌，并使中枢血管收缩从而加速心跳，血压上升，使人头晕、胀痛，这也是白酒饮后上头的重要原因之一[4]。

中国白酒在1979年8月召开的第三届全国评酒会上确认了4种基本香型：即浓香、酱香、清香和米香型，经过30年酿酒技艺的不断创新，现已初步形成12种白酒香型，新增的8种香型分别是：凤香型、药香型、豉香型、芝麻香型、特香型、兼香型、老白干型、馥郁香型。这些香型的不同主要来源于原料、糖化发酵剂、酿酒工艺和仪器设备等的不同，因此白酒中的醇类与醛类物质的含量和生成机制也各不相同[5]。

我国白酒中各类风味物质含量不同主要由于白酒工艺不同引起的。一些杂醇油等高级醇类是白酒中香气与后味的过渡桥梁，起到调和作用；而醛类主要是起到协调白酒香气的释放和香气作用[6]。虽然这些醇类与醛类物质对白酒的风味影响明显，但含量过多仍会对人体健康产生影响，所以这些物质在卫生指标中需要严格控制。因此，白酒中醇类与醛类分析对于控制或调整白酒生产工艺、勾兑、质量评价具有重要意义。

目前白酒中甲醇、杂醇油的测定主要使用的是GB/T 5009.48—2003《蒸馏酒及配制酒卫生标准的分析方法》，即气相色谱（gas chromatography，GC）外标法进行测定[7]。毛细管柱气相色谱法是常规分析酒类风味物质的方法，该法具有简便、灵敏、重现性好等优点，在工业发酵产品的分析上应用较广泛，有关白酒中甲醇和杂醇油的测定已有报道[8]，但如何同时测定酒中的醇类与醛类物质却鲜有报道。本试验采用气相色谱（GC）法建立白酒中甲醇、乙醛、乙缩醛以及杂醇油含量的检测方法，并进行了方法学验证，同时以对市售成品白酒为研究对象，采用气相色谱法分别对12种香型的白酒中醛类和醇类物质含量进行初步统计分析，以期为相关部门制定白酒中醛类和醇类物质的限量标准提供参考，为市场监管以及政策制定提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

乙醛、乙缩醛、甲醇、仲丁醇、正丙醇、异丁醇、正丁醇、正戊醇和异戊醇（均为色谱纯）：德国Dr.Ehrenstorfer公司；其余试剂均为市售分析纯。

白酒样品选自于各香型的代表产品，分别为：剑南春（浓香型）、郎酒（酱香型）、汾酒（清香型）、三花酒（米香型）、景芝白干（芝麻香型）、白云边（兼香型）、西凤酒（凤香型）、四特酒（特香型）、石湾玉冰烧（豉香型）、老白干酒（老白干香型）、董酒（药香型）和酒鬼酒（馥郁香型）：购于本地各大超市，酒精度均在42%vol～54%vol之间。

1.2 仪器与设备

Agilent 7890B气相色谱仪（配备毛细管柱分流/不分流进样系统）、火焰离子检测器（flame ionization detector，FID）、CP-Wax 57CB（50 m×0.25 mm×0.20 μm）色谱柱：美国Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 标准曲线绘制

用体积分数为60%的乙醇溶液分别配制成质量浓度为10.0g/L的乙醛、乙缩醛、甲醇、仲丁醇、正丙醇、异丁醇、正丁醇、正戊醇和异戊醇标准储备溶液，储存于4℃冰箱待用。分别准确移取上述标准储备溶液0.1 mL、0.5 mL、1.0 mL、5.0 mL、10.0 mL至100 mL容量瓶中，用体积分数60%乙醇溶液定容，配制成10.0 mg/L、50.0 mg/L、100.0 mg/L、500.0 mg/L、1 000.0 mg/L、2 000.0 mg/L的混合标准溶液。取1 μL各质量浓度的混合标准溶液进样分析，分别以乙醛、乙缩醛、甲醇、仲丁醇、正丙醇、异丁醇、正丁醇、正戊醇和异戊醇的质量浓度（X）为横坐标，对应的色谱峰面积（Y）为纵坐标，绘制标准曲线。

1.3.2 色谱条件

色谱柱为CP-Wax57 CB（50 m×0.25 mm×0.20 μm），进样口温度260℃，检测器温度300℃，载气为高纯氮，流速1.0mL/min，分流比为30∶1，进样量1μL，氮气尾吹45mL/min；氢气流速40 mL/min；空气流速400 mL/min；升温程序为：35℃保持5 min，以3.5℃/min升温至60℃，再以1℃/min升温至80℃并保持10 min；最后以10℃/min升温至200℃并保持5 min。

1.3.3 定性定量方法

根据已知的混合标准物质在色谱图上的保留时间对白酒样品中醛类和醇类物质进行定性分析，并通过混合标准品色谱峰面积外标法对白酒样品中9种醇类与醛类物质进行定量分析。

2 结果与分析

2.1 色谱条件优化

为了避免白酒中常见醇类无法实现的基线分离、色谱峰重叠以及杂质干扰等问题，一般会采用降低系统的温度和载气流速，以及用程序升温代替恒温分析的方法来优化色谱条件。本实验研究了不同柱温（30～80℃）、不同载气流速（0.8～2.0 mL/min）对被测组分分离度的影响。结果表明，当柱温为60℃时，乙酸乙酯与乙缩醛的色谱峰未完全分离；当载气流速低于1mL/min时，甲醇的色谱峰出现分叉，峰型不好；当柱温下降到35℃，载气流速达到1.0mL/min时，乙酸乙酯与乙缩醛两峰实现基线分离，甲醇峰型良好，对称因子达到0.76，而其他待分析物质的分离效果也很好，没有杂质干扰峰。综合考虑分离度和分析时间，最终确定检测条件为柱温35℃、载气流速1.0 mL/min。

在优化的色谱条件下，取混合标准溶液和郎酒（酱香型）样品进行气相色谱检测，结果见图1。

图1 混合标准溶液（A）和郎酒（酱香型）样品（B）气相色谱图Fig.1 GC chromatogram of mix standard solution(A)and Lang liquor(sauce-flavor)sample(B)

由图1（A）可知，组分按出峰时间先后顺序依次为乙醛（5.410 min）、乙缩醛（8.139 min）、甲醇（8.649 min）、仲丁醇（13.093min）、正丙醇（13.643 min）、异丁醇（16.290 min）、正丁醇（19.182min）、异戊醇（23.216min）、正戊醇（26.446min），各峰分离度分别为1.76、20.53、2.22、8.72、4.98、21.44、22.25、29.0和28.5，均达到完全分离。由图1（B）可知，在该色谱条件下，郎酒样品中9种醇类与醛类物质的分离效果良好，可与干扰物较好分离。

2.2 回归方程、线性范围和检测限

以各标准物质质量浓度（X）为横坐标，色谱峰面积（Y）为纵坐标，得到各标准物质曲线的回归方程，计算相关系数（R）和检测限，结果见表1。由表1可知，在线性范围0～2 000 mg/L内，回归方程的相关系数R2均≥0.9994，表明各标准物质在0～2 000 mg/L质量浓度范围内与峰面积具有良好的线性关系，根据信噪比（S/N=3）的峰面积响应值计算检出限（limit of detection，LOD）。

表1 各标准物质标准曲线及最小检出量Table 1 Standard curves and minimal detection limits of each standard substance

2.3 精密度和回收率试验

在优化的色谱条件下，精确量取混合标准溶液，平行测定5次，计算测定结果的平均值及相对标准偏差（relative standard deviation，RSD），结果如表2所示。

表2 精密度试验结果（n=5）Table 2 Results of precision tests(n=5)

由表2可知，9种标准物质的RSD值为0.21%～1.57%，均＜5%，说明本方法精密度良好，完全可以满足GB/T 5009.48—2003《蒸馏酒与配制酒卫生标准的分析方法》的要求。

在郎酒（酱香型）样品中加入一定量的标准溶液，按照优化的气相色谱条件，平行测定5次，计算加标回收率。结果如表3所示。由表3可知，本方法各待测组分加标回收率在98.84%～103.15%之间，表明本方法准确可靠，能应用于白酒中醇类和醛类物质含量的检测[9-10]。

表3 加标回收率试验结果（n=5）Table 3 Results of adding standard recovery rate tests(n=5)

2.4 不同香型白酒中醇类与醛类物质的测定

采用本方法对12种香型白酒进行检测，结果见表4。由表4可知，白酒中各类风味物质主要因白酒工艺不同而变化。这12种香型白酒的甲醇含量在为25.36～338.80 mg/L范围内，符合GB 2757—2012《食品安全国家标准蒸馏酒及其配制酒》中规定（甲醇含量不得超过600 mg/L）[11]。而对于其他醛类和醇类物质，不同香型成品酒中含量差异十分明显，在浓香、酱香、清香和米香四大基本香型白酒中，醇类与醛类物质含量基本呈现出酱香型＞浓香型＞米香型＞清香型的现象，其中酱香型白酒的各项指标均远高于其他香型，这可能是由于其独特的“四高一长”酿造工艺（超高温制曲、高温堆积、高温发酵、高温馏酒、长期贮存）而产生的[12]。白酒中杂醇油成分主要以正丙醇、异丁醇与异戊醇为主，除四大基本香型外，特香型、兼香型和凤香型白酒中国杂醇油含量，尤其是正丙醇含量、异丁醇含量和异戊醇含量均高于其他香型白酒，所以这三类香型白酒的口感更偏向醇厚绵甜。其中特香型酒中正丙醇含量最高，占到总醇含量的50%左右，而药香型白酒的仲丁醇含量（136.66mg/L）较其他香型白酒高。馥郁香型的杂醇油含量与基本香型中的米香与清香型白酒相似，因此，馥郁香型白酒兼顾了浓香、米香和清香型白酒的香气和口味上的某些特点并使其协调一致[13-14]。

乙醛是白酒的主要醛类化合物，味道冲辣，但富有亲合性，随着时间的延长可以和乙醇缩合成乙缩醛而减少醛的刺激，乙醛、乙缩醛在酒中的绝对含量及其比例关系，在一定程度上是衡量白酒质量好坏、老熟是否完全的重要指标之一[15]。由表4可知，其中酱香型白酒乙醛含量最高（803.38 mg/L），芝麻香型白酒（779.45 mg/L）次之，豉香型白酒（72.08mg/L）乙醛浓度最少。各种香型白酒的乙缩醛含量差异明显，其中馥郁香型的乙缩醛含量（1 174.52 mg/L）最高，鼓香型（104.41 mg/L）最低，同时酱香型、凤香型与特香的乙缩醛含量（1 019.24、1 089.51与955.19 mg/L）普遍较高，而清香型、米香型含量（114.91、331.63 mg/L）较低，白酒中乙缩醛含量最高，是乙醛含量的1～2倍。

表4 不同香型白酒中醇类与醛类物质含量Table 4 Contents of the alcohols and the aldehydes in different flavor types ofBaijiu

3 结论

研究表明，在优化气相色谱条件下，能较好地分离白酒样品中的甲醇、乙醛、乙缩醛和杂醇油等成分，9种标准物质在0～2 000 mg/L范围内线性关系良好（R2均≥0.9994），检测限低（0.50～88.76mg/L），精密度试验结果相对标准偏差（RSD）为0.21%～1.57%，加标回收率为98.84%～103.15%，表明该方法具有良好的精密度和较高准确性，可以用于白酒中的醇类与醛类物质分析检测[14-15]。对市售12种香型白酒样品中醇类与醛类物分析结果表明，不同香型白酒的醇类与醛类物质种类相似，但含量有所不同，四大基本香型白酒中，醇类与醛类物质含量基本呈现出酱香型＞浓香型＞米香型＞清香型的现象；白酒中杂醇油成分主要以正丙醇、异丁醇与异戊醇为主；其中酱香型白酒乙醛和乙缩醛含量最高，豉香型乙醛最低，清香型乙缩醛含量最低。白酒品质的差异性探究还需要结合醇类与醛类物质的测定等各个方面综合进行深入分析。本研究提供了同时测定白酒中甲醇、乙醛、乙缩醛、杂醇油和酯类含量的方法，为相关部门制定白酒中醛类和醇类物质的限量标准提供参考，为市场监管以及政策制定提供理论依据。

[1]曾祖训.试论白酒香味成分与质量风格的关系[J].酿酒，2002，129（1）：8-10.

[2]郝恩，慧芝.白酒中杂醇油的毛细管柱气相色谱法测定[J].上海预防学，2014，16（7）：345-346.

[3]沈怡方.白酒生产技术全书[M].北京：中国轻工业出版社，1998：245-248.

[4]林玲，王丽，张兴亚.气相色谱法测定黄酒中的高级醇[J].中国酿造，2011，30（5）：170-172.

[5]延鑫.气相色谱法测定地方白酒中乙酸乙酯、杂醇油含量[J].北京联合大学学报，2009，23（3）：53-56.

[6]程铁辕，李明春，张莹，等.主成分分析法在浓香型白酒酒质评价中的应用研究[J].中国酿造，2011，30（1）：89-90.

[7]中华人民共和国卫生部，中国国家标准化管理委员会.GB/T 5009.48—2003蒸馏酒与配制酒卫生标准的分析方法[S].北京：中国标准出版社，2003.

[8]陈发河，吴光斌.毛细管气相色谱法测定白酒中的甲醇、乙酸乙酯和杂醇油[J].食品科学，2007，28（1）：204-206.

[9]湛社霞，卢佑演，张宏.蒸馏酒中甲醇和杂醇油测定的色谱条件优化[J].中国卫生检验杂志，2011，21（8）：1944-1946.

[10]洪薇，符传武.气相色谱法同时测定白酒中的8种物质[J].中国酿造，2015，34（10）：140-143.

[11]中华人民共和国卫生部.GB 2757—2012食品安全国家标准蒸馏酒及其配制酒[S].北京：中国标准出版社，2012.

[12]马荣山，于影.麸曲酱香型白酒的酿制研究[J].中国酿造，2010，29（1）：138-140.

[13]杜静，刘忠宇.白酒检测工作中存在问题与对策研究[J].绿色科技，2013，25（7）：251-256.

[14]赵姗姗，李娜.浅谈白酒行业面临的困境及应对策略[J].酿酒，2013，24（4）：133-135.

[15]韩兴林，张五九，李红.从标准简单分析白酒香型的发展[J].中国酿造，2015，34（5）：31-36.

Determination of the alcohols and the aldehydes contents in different flavor types ofBaijiu (Chinese liquor)by gas chromatography

ZHOU Weijing,JIANG Xiaoming*
(Wuhan Institute for Food and Cosmetic Control,Wuhan 430000,China)

As important flavor material,the contents of the alcohols and the aldehydes affect theBaijiu(Chinese liquor)style directly.A rapid and accurate detection method of methanol,acetaldehyde,acetal and fusel oil content inBaijiuby gas chromatography(GC)was established.The alcohols and the aldehydes inBaijiuwere separated by CP-WAX57 CB capillary column(50 m×0.25 mm×0.20 μm),then detected by flame ionization detector(FID),and quantified by external standard method.The separation effects of the alcohols and the aldehydes were good.The results showed that the alcohols and the aldehydes inBaijiuhad good linear relationship in the range of 0-2 000 mg/L(R2=0.999 4-0.999 8).The adding standard recovery rate was 98.84%-103.15%.The relative standard deviation(RSD)of precision tests was 0.21%-1.57%.The alcohols and the aldehydes in 12 flavor types ofBaijiuwere analyzed and compared by the method.The analysis results showed that the varieties of the aroma compounds were similar,but the contents had obvious differences due to the difference of flavor types.

gas chromatography;Baijiu;alcohols;aldehyde;flavor type

O657.7

0254-5071（2017）04-0180-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.04.037

2016-12-02

周玮婧（1985-），女，工程师，硕士，研究方向为食品安全。

*通讯作者：江小明（1970-），女，高级工程师，本科，研究方向为食品分析。