藏区传统青稞发酵酒的风味特征剖析

王雪薇，江伟，孙志伟，栾春光，薛洁，全莉，武运，张玉红

1(新疆农业大学，新疆 乌鲁木齐,830052) 2(中国食品发酵工业研究院，北京,100015)3(西藏自治区农牧科学院，西藏 拉萨,850032)

气相色谱-质谱联用技术(gas chromatography-mass spectromery,GC-MS)在食品领域多用于白酒风味[11-14]、葡萄酒风味[15-19]的研究，并取得初步成效。气相色谱根据保留时间来分离待测物质的不同组分，然后质谱作为检测器，具有分辨能力强、灵敏度高、检测时间短等优势[20-22]。

由于青稞原料以及高原特有气候、水源等环境因素，青稞酒的风味、香气和口感有别于其他发酵酒[23-27]，气相色谱-质谱联用技术运用其风味的研究较少。因此本文主要采用气相色谱-质谱联用，基于色谱指纹图谱，对比分析研究不同品牌的青稞酒风味，探索青稞酒中存在的特征香气物质种类，揭示不同品牌的青稞酒之间在主要风味物质上的相对含量差异。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

从西藏收集了4家青稞酒业有限公司6款青稞发酵型酒样品，其中酒精度在1%～4%vol，易拉罐包装，包装净含量在320～355 mL之间，均采用传统青稞酿造工艺。

C8～C40正构烷烃标准品(色谱纯)。

1.2 仪器与设备

ST180-A苏格电磁炉；7890 A-Sniffer 9000-7000气相色谱仪、质谱仪； DB-WAX ETR(30 m×0.25 mm×0.25 μm)型色谱柱；HH-1数显电子恒温水浴锅；20 mL萃取瓶；固相微萃取进样器、固相微萃取柱(50/30 μm，DVB-CAR-PDMS)。

1.3 实验方法

1.3.1 样品的前处理方法

称取5 mL青稞酒样品到20 mL萃取瓶中，加盖密封置于35 ℃水浴锅中平衡15 min，固相微萃取吸附40 min后插入气相色谱进样口,250 ℃条件下解析5 min。

本次研究纳入的4100例孕妇中共计有26例经产后或者引产证实为胎儿肢体缺陷。产前常规超声检出12例，联合检查检出17例，连续顺序追踪超声检出25例。连续顺序追踪超声检出效果明显优于其他超声检查，P＜0.05，差异具有统计学意义，见表1。

1.3.2 GC-MS分析条件

气相色谱柱温箱程序升温条件：初始温度30 ℃，恒温2 min，以4 ℃/min升至230 ℃，保持7 min。进样口温度为250 ℃，载气为He，流速为1.2 mL/min，不分流。

质谱条件：电子轰击(electron impact, EI)离子源，电子能量70 eV，传输线温度230 ℃，离子源温度为230℃，质量扫描范围55～500m/z。

1.3.3 化合物定性

化合物在GC-MS上的采集信息通过质谱软件处理。采用NIST(the national institute of standards and technology, NIST)谱库2.0检索和保留指数这2种方法共同定性挥发性香气成分。

化合物线性保留指数(LRI)值计算方法：利用系列正构烷烃换算而成。

式中: LIR表示化合物的线性保留指数；tn+1是碳数

为n+1的正构烷烃保留时间，tn是碳数为n的正构烷烃保留时间，t为未知物的气相保留时间(tn

2 结果与讨论

2.1 青稞发酵酒的GC-MS图谱分析

青稞发酵酒样品采用GC-MS检测得到总离子流图，见图1。通过NIST谱库2.0检索、保留指数针对指纹图谱进行物质种类的鉴定。由图2可知，青稞发酵酒中的香气主体和微量成分众多，而且各种香气物质的含量差别非常显著，因此除了对酒样进行香气物质的分析鉴定之外，还要针对所有物质的相对含量进行深入地分析和研究。

图1 六种青稞发酵酒的质谱总离子流图谱Fig.1 Mass spectrometric total ion flux spectrum of six highland barley fermented wines

2.2 六种青稞发酵酒的主体风味物质鉴定结果

通过NIST数据库对比和物质保留指数分析发现，分析结果见表1，目前主要鉴定出57种青稞发酵酒的风味物质，主要包括了酯类、醇类、烷烃类、芳香类、醛类、酮类、杂环类、酸类、酚类，共计9类物质。

2.3 六种青稞发酵酒的各类香气物质相对含量差异对比分析

基于鉴定出的57种主体风味，本部分针对6种青稞发酵酒的化合物数量进行统计整理，见图2。由图可知，6种青稞酒的主体风味化合物的种类略有差异，但并不显著。同时，6种青稞酒都具有上述的九大类物质，这也表明青稞发酵酒类在风味化合物的种类方面具有较强的稳定性和一致性。

表1 六种青稞发酵酒的主体风味物质鉴定结果Table 1 Identification results of main flavor compounds in six highland barley fermented wines

图2 六种青稞发酵酒中化合物数量的分类统计结果Fig.2 Statistical results of the number of compounds in six highland barley fermented wines

尽管6种青稞发酵酒的化合物种类和数量相近，但这些化合物的相对含量却存在显著不同(见图3)，这将直接造成酒样之间的风味质量差异。根据6种酒样的谱图进行积峰得到每种化合物的峰面积，以每种化合物的峰面积在所有化合物的峰面积总和中所占的比例作为该化合物的相对含量。通过对所有化合物的相对含量统计分析，发现6种青稞发酵酒中，各大类的相对含量的排序由高到低为：醇类>酯类>酸类和醛类>芳香类、烷烃类、杂环类、酮类和酚类。其中醇类的相对含量最高，范围在61%～90%之间；酯类其次，相对含量在4%～24%之间；酸类和醛类的相对含量均在1.8%～5%之间。由化合物种类的相对含量可知，6种青稞发酵酒在风味含量上存在着显著差异，酒样的品质和风味存在着不同。

通过统计分析发现，醇类在青稞发酵酒中占据绝对的优势。由图4可知，在酒类中醇类除了乙醇为主外，还有异丁醇、异戊醇、2-壬醇、2-辛烯-1-醇、1-庚醇、2-乙基己醇、3-乙基-3-戊醇、2-辛醇、R-1,3-丁二醇、1-辛醇、1-庚醇、3-甲硫基丙醇、β-苯乙醇等13种主要的高级醇。适量的高级醇可赋予酒体特殊的香味，并起着衬托酯香的作用，使酒的香气更为完满。这些醇类物质在酒中既是芳香成分，又是呈味物质，气味持续时间长。通过对6种青稞发酵酒的醇类分析，发现从整体上青稞发酵酒的醇类在整体酒体中占有绝对优势，不同酒样的醇类略有差异。所有醇类中，相对含量排在前3位的醇类物质分别为：异戊醇(44%～56%)>β-苯乙醇(10%～20%)>异丁醇(3.5%～8.2%)。

图4 六种青稞发酵酒中醇类的统计分类结果Fig.4 Statistical classification results of alcohols in six highland barley fermented wines

除了醇类以外，酯类也在青稞发酵酒中的相对含量也相对较高。酯类在酒体中主要起到呈香显味的作用，大多数酯香是具有芳香气味的挥发性化合物，是酒体的主要组成成分。各种酯的含量多少和比例关系是构成各种酒体的风格和香型的主要因素。由图5可知，青稞酒中主要含有15种主体酯，包括乙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸丁酯、己酸乙酯、乙酸异戊酯、L-乳酸乙酯、辛酸乙酯、2-氧代十八烷酸甲酯、巴豆酸乙烯酯、2-糠酸乙酯、癸酸乙酯、丁二酸乙酯、乙酸苯乙酯、2-甲基丙酸丁酯、十八酸乙酯。由图可知，不同品牌的青稞发酵酒的酯类存在着不同，其中4号样品的酯类最高，其次是5号样品，再次是6号样品。在所有的青稞酒中排在前3位的酯类是乙酸乙酯(2.4%～19%)>L-乳酸乙酯(0.5%～4.1%)>乙酸异戊酯(0.07%～1.3%)。

图5 六种青稞发酵酒中酯类的统计分类结果Fig.5 Statistical classification results of esters in six highland barley fermented wines

酸类和醛类的统计对比分析：酸类可以增长青稞发酵酒的后味，也是重要的风味物质之一。如图6所示，在酒中乙酸(1.0%～3.5%)的含量居于首位，2-甲基丙酸(0.02%～0.09%)、辛酸(0.04%～0.06%)次之。醛类和酸类的含量基本一致，如图7所示糠醛(0.5%～3.7%)、辛醛(0.5%～1.3%)、苯甲醛(0.2%～0.3%)的含量位于醛类物质前三。

图6 六种青稞发酵酒中酸类的统计分类结果Fig.6 Statistical classification results of six kinds of highland barley fermented wine

图7 六种青稞发酵酒中醛类的统计分类结果Fig.7 Statistical classification results of aldehydes in six kinds of barley fermented wine

3 结论

本文通过固相微萃取和气相色谱--质谱联用法分析研究了藏区6种品牌的青稞发酵酒，通过谱库进行检索和保留指数验证，共鉴定出60种青稞酒中的主体风味，包括了酯类、醇类、烷烃类、芳香类、醛类、酮类、杂环类、酸类、酚类，共计九大类物质。6种品牌的青稞酒的化合物种类差异并不是非常显著，都具有上述的九大类物质，这表明青稞发酵酒类在风味化合物的种类方面具有较强的稳定性和一致性。

通过化合物各大种类的相对含量对比分析发现各大类的相对含量的排序由高到低为：醇类>酯类>酸类和醛类>芳香类、烷烃类、杂环类、酮类和酚类。其中醇类在整体酒体中占有绝对优势，共鉴定出14种醇类物质，不同酒样的醇类略有差异，醇类的相对含量范围在61%～90%之间；其次是酯类，共鉴定出15种酯类物质，酯类的相对含量在4%～24%之间；酸类和醛类的含量居于第三，共鉴定出酸类物质8种，相对含量在1.8%～3.5%之间，醛类物质6种，相对含量在2.9%～5%。在这些青稞发酵酒样中，相对含量高的物质包括异戊醇(44%～56%)、β-苯乙醇(10%～20%)、异丁醇(3.5%～8.2%)、乙酸乙酯(2.4%～ 19%)、乙酸异戊酯(0.5%～4.1%)、己酸乙酯(0.07%～1.3%)。不同品种的青稞发酵酒在风味含量上存在着显著差异，酯类中4号样品的相对含量最高，其次是5号样品，再次是6号样品。

目前，对于青稞发酵酒的风味鉴定分析研究相对较少，深入研究青稞发酵酒中的特征香气成分，对青稞发酵酒选择原料方法的完善和质量控制的发展具有重要的意义。