顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用分析竹叶青酒常温挥发性香气成分

杨凯环，姚高毅，高晓娟

(山西杏花村汾酒厂股份有限公司,山西汾阳032205)

竹叶青酒是以中国清香型名酒——汾酒为基酒，以竹叶、当归、陈皮、栀子、砂仁、檀香、丁香等十余味名贵中药材的浸泡液为基础配制而成的一种露酒。常年适量饮用，可以达到调和脏腑、疏气养血、消火消痰、解毒利尿、健脾滋肝等功效，曾被国家卫生部连续3次颁发“中国名酒”称号。竹叶青酒酒体稳定，金黄微翠，清澈透明，具有药材芳香并兼有汾酒清香，诸香和谐，入口甜、落口绵、醇厚爽口、余味悠长。前期相关研究主要是对竹叶青酒功能研究和化学成分含量的分析，而未涉及竹叶青酒的气味特征的分析。

固相微萃取（solid-phase microextraction,SPME）技术是基于固相萃取技术发展起来的一种新的样品预处理方法[1]。顶空固相微萃取（HS-SPME）是将萃取头垂直置于供分析液体或固体样品上方的气相中，萃取、吸附挥发性或半挥发性组分[2]。特别适合于微量挥发性成分的富集，操作简便，能有效减少底物及液态基质中干扰物质的影响，具有集采集、萃取、浓缩、进样、分析于一体，无需溶剂，易实现自动化，方便与色谱仪器联用等特点[3-4]。固相萃取与气相色谱-质谱联用是近年来发展起来的方法，可用来分析挥发性香气成分及水和果蔬中的农药残留。

因此，采用顶空固相微萃取-气质联用法对竹叶青酒的常温下挥发性成分进行鉴定，确定酒体香味的关键成分，以期进一步了解竹叶青酒的气味特征，对竹叶青酒产品生产及其品质控制具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

样品：山西杏花村汾酒厂生产的45度竹叶青酒，45度汾酒（基酒）。

试剂：氯化钠（分析纯）。

仪器设备：美国安捷伦GC7890-5975气相色谱质谱联用仪；CP-Wax（50 m×0.25 mm i.d.×0.25 μm）；德国Gerstel多功能样品前处理平台萃取装置MPS 2（配带顶空固相微萃取装置的多功能自动进样器）；美国 Supelco公司 2 cm 50/30 μm DVB/CAR/PDMS三相萃取头；顶空进样瓶（20 mL）。

1.2 试验方法

1.2.1 仪器参数条件

1.2.1.1 顶空固相微萃取（HS-SPME）条件

HS-SPME萃取及进样过程由Gerstel公司多功能自动进样系统（MPS 2）完成，萃取头为2 cm 50/30 μm DVB/CAR/PDMS三相萃取头。

将萃取纤维头插入前处理好的样品瓶中，萃取温度25℃，样品平衡时间5 min，萃取时间50 min，乳化器转速500 r/min。于250℃解吸5 min后进行GC-MS分离鉴定。

1.2.1.2 GC-MS条件

采用Agilent公司GC7890-MS5975进行样品检测分析，以CP-Wax(50 m×0.25 mm i.d.×0.25 μm)毛细柱分离，GC进样口温度250℃，不分流模式，载气为高纯氦气，恒流模式，流速1 mL/min。柱温箱升温程序：起始温度45℃保持2 min，以5℃/min速率升温至210℃保持15 min。MS条件：EI电离源，离子源温度230℃，电子能量70 eV，扫描范围35～350 amu。

1.2.2 样品前处理

取8 mL竹叶青酒样品或基酒，3.0 g氯化钠，于20 mL顶空瓶，盖上瓶盖，混匀。由MPS 2进行HS-SPME操作，完成萃取过程后萃取头于GC进样口250℃解吸附5 min。

1.2.3 定性分析

实验数据处理由软件完成，通过检出物质谱图和NIST中标准谱图的比对确定。

2 结果与分析

2.1 竹叶青酒挥发性香气成分的检测分析

消费者在饮用酒类产品时，闻香也是一种重要的消费体验，而且香气成分是决定酒类产品的香气、口感和风格的关键因素[5]。竹叶青酒中香气成分总离子流图见图1，分析结果见表1。

图1 竹叶青酒挥发性成分总离子流图

表1选取了离子色谱图响应信号最大的20种挥发性香气物质。由表1可以看出，其中烯类有15种，酯类3种，酚类1种，高级醇1种。其中烯类物质含量最高，占总成分的77.73%；含量最高的是柠檬烯，为31.45%，其次是β-丁香烯，为20.73%。酚类物质主要是丁香酚，为14.93%，酯类物质总含量为6.61%。

2.2 基酒挥发性香气成分的检测分析

竹叶青酒是由配方药材浸泡液和基酒混合配制而成，因此也检测了相同条件下基酒的挥发性香气成分，离子色谱图见图2，分析结果见表2。

由表2可以看出，基酒中挥发性香气物质主要有9种，其中酯类品种最多，有5种，醇类2种，酸类1种，醛类1种。酯类物质含量最高，占总成分的53.24%，其中含量最高的是乳酸乙酯，为42.15%，其次是辛酸乙酯，为4.71%。3-甲基-丁醇相对含量较高，为31.33%，乙酸相对含量为11.07%。

表1 竹叶青酒挥发性香气成分

图2 基酒挥发性成分总离子流图

而且，在当前研究条件下，含量最高的乳酸乙酯同样出现在竹叶青酒的香气成分中，相对含量为3.72%，结果表明，竹叶青酒中的各种中药材是关键气味成分的主要来源，而基酒对关键气味成分的贡献较小。

3 结论

本文采用顶空固相微萃取-气质联用法对竹叶青酒的常温下挥发性成分进行鉴定，萃取温度选用常温25℃，萃取时间50 min，模拟消费者饮用竹叶青酒产品前先闻其香的行为特点和环境特点。

本实验明确了竹叶青酒香味的特征主要是烯类化合物为主，酚类和酯类化合物为辅。而且，竹叶青酒中的各种中药材是关键气味成分的主要来源，而基酒对关键气味成分的贡献较小。实验初步阐明了一般情况下饮用竹叶青酒时，其香气成分的构成特征，对竹叶青酒产品生产、品质控制及其消费体验具有重要意义。由于竹叶青酒的配方药材种类多，而且各种香气成分的含量、感官阈值以及相互作用决定其最终的香气特征，其香气成分的鉴定还需要人体嗅觉感官数据的进一步完善和分析。

表2 基酒挥发性香气成分表