不同空间位置的浓香型原酒中香气成分的差异性分析

段明松 ，胡晓龙 ，曾 田 ，王凤玲 ，郑 伟 ，吴 伟

（1.五粮液集团有限公司，四川宜宾644007； 2.郑州轻工业学院，食品与生物工程学院，河南郑州450001； 3.河南五谷春酒业股份有限公司，河南信阳464000）

泥窖发酵是浓香型白酒区别于其他香型白酒生产的最根本工艺之一。糟醅中微生物群落结构受泥窖的空间位置影响显著，上层糟醅中溶氧系数显著高于下层糟醅，最直观结果就是不同层次原酒的质量存在显著差异。因而，比较不同空间位置原酒中风味物质的差异对提高优质酒的产量具有重要指导意义。

近年来，风味化学分析技术体系已经广泛应用于我国白酒的挥发性成分的定性、定量研究。其中，白酒样品预处理是准确定性和定量分析白酒中挥发性香气物质的重要环节。目前，对白酒样品前处理方法有很多，如搅拌棒吸附萃取、顶空固相微萃取（HS-SPME）、液液萃取等已经用于研究我国大部分蒸馏酒的挥发性成分[1-4]，促进了对传统白酒的理性认识。然而由于种种原因，对实际生产中不同空间层次原酒的质量差异及与质量相关的风味物质的分析还严重匮乏。

本研究的目的就是基于实际生产，采集窖池中不同空间层次的原酒样品，利用HS-SPME比较上述原酒样品中的挥发性成分的构成特点和差异性，以期为探讨风味物质与酒质的关联性提供数据支撑，为实际生产提供理论指导依据。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂及仪器

1.1.1 样品采集

实验用原酒均采自河南五谷春酒业有限公司，原酒样品包括3个典型的空间层次，即上层、中层和下层。不同层次原酒样品的采集均为相应层次糟醅蒸馏后去除头段酒（约1 kg）后约30 kg综合样。

1.1.2 试剂和仪器

NaCl购自国药集团；C7—C30直链正构烷烃购自美国Sigma-Aldrich公司；乙酸乙酯、己酸乙酯、丁酸乙酯、辛酸乙酯、戊酸乙酯、辛醛、苯乙醇、β-大马酮、异戊醇、己醇、正丁醇、异丁醇等均购自TCI（上海）公司。

顶空固相微萃取手柄和50 μm CAR/DVB/PDMS纤维萃取头购自美国Supelco公司。气质联用仪6890N-5973MSD购自美国Agilent Technology公司。

1.2 HS-SPME

吸取1 mL原酒样品于20 mL盛有磁力搅拌子的顶空样品瓶中，加入9 mL去离子水及NaCl，并将其置于60℃水浴中平衡15 min，转子转速为200 r/min，随后插入萃取头吸附45 min，进而将萃取头插入GC进样口热解析4 min，进行GC-MS定性及定量分析。

1.3 GC-MS条件

色谱柱：采用极性色谱柱DB-WAX（长30.0 m×内径0.25 mm×膜厚0.25 μm）对样品中的挥发性成分进行分离。

气相色谱条件：进样口温度250℃，载气(He)流速1 mL/min，不分流模式进样，气相色谱升温程序为：起始柱温40℃，保持5 min，以4℃/min升至230℃，保持15 min。

质谱条件：EI电离方式，电子能量70 eV；离子源温度200℃，四级杆温度150℃，质量数扫描范围m/z 50～500。

1.4 数据分析

挥发性成分的鉴定方法为将化合物的质谱图与NIST08标准数据库比对、Kováts保留指数（RI）[5]与已报道数据比较以及在相同色谱条件下的保留时间对比（std）等结果综合后确定该化合物的类型。半定量方法为目标化合物的峰面积与内标的峰面积之比。香气活度值（OAV）指化合物的含量与气味阈值之比[6]。

2 结果与分析

2.1 不同空间原酒酒样中挥发性物质的总离子流图

浓香型白酒的发酵过程与其他香型白酒最典型的区别是其采用泥窖发酵。由于糟醅在泥窖中的位置显著不同，可将糟醅的层次大致区分为上、中、下3个主要的层次，上层为平窖面上下30 cm，中层为上层以下至黄水线，下层为黄水线以下部分。实践的经验认为，由于下层糟醅接触氧气的机会最少，厌氧的微生物作用最强烈，进而下层糟醅所产的酒的质量显著高于上层和中层糟醅所产的原酒。本研究中采用分层取样的方式，采集了上中下3个层次糟醅对应的原酒，采用HS-SPME进行挥发性成分的分析。

利用HS-SPME萃取原酒中的挥发性成分，经GC-MS分析（图1），共鉴定出79种挥发性成分，包括酯类53种、醇类9种、醛类7种、酮类3种、酸类3种、芳香族2种、萜烯类1种、其他1种。

2.2 挥发性香气成分的空间分布

2.2.1 酯类物质

酯类物质是浓香型白酒中最重要的呈香物质，主要贡献果香味。本研究中（表1），酯类物质的总含量从上层到下层递增；基于OAV值的大小，不同层次的原酒中主要的酯类物质包括己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯和棕榈酸乙酯。这与牛云蔚等[7]对多粮型浓香型白酒的检测结果类似。

本研究中，己酸乙酯是不同层次原酒中最重要的物质，下层原酒中己酸乙酯的含量最高，OAV值也最大。除棕榈酸乙酯在不同层次原酒间区别不明显外，下层原酒中主要的酯类物质如乙酸乙酯、庚酸乙酯、己酸己酯、丁酸己酯等含量，OAV值显著高于其他两个层次的原酒。己酸乙酯是浓香型白酒的主要呈香物质，具有典型的菠萝、香蕉等复合果香味。乙酸乙酯具有典型的香蕉气味。因而，本研究的下层原酒的果香味显著高于其他层次原酒。

2.2.2 醇类物质

本研究中共检出醇类物质9种，正己醇、异戊醇和正丁醇是主要的醇类物质，下层原酒中此3种物质的含量显著高于其他层次。苯乙醇虽然含量不高，但由于其香气阈值较低（1.5 ppb），致使其OAV值显著高于其他醇类物质。苯乙醇具有强烈的玫瑰花香、蜂蜜香等复合香气[8]。1-辛烯-3-醇具有强烈的蘑菇味和土腥味，阈值为2.7 ppb，在各层次原酒中的含量区别不明显，其对酒体风格的影响值得深入探讨。

2.2.3 酸类物质

有机酸是白酒中重要的呈香呈味物质，酸含量偏低，酒味寡淡，余味较短；酸高则酒体较粗糙，因此，适量的酸使酒体协调[9]。本研究中检出了3种挥发性有机酸，己酸为主要的酸类物质，且下层原酒中的含量最高。这与糟醅所在层次存在对应关系，往往下层糟醅中己酸含量高于中上层。

图1 不同空间原酒中挥发性成分HS-SPME的总离子流图

2.2.4 醛类物质

表1中，醛类化合物7种，其中不饱和醛数量最多（5种），芳香醛1种。不饱和醛包括(E)-2-辛烯醛、反-2-十一烯醛、(E,E)-2,4-十二烯醛、(E,E)-2,4-十二烯醛和2-壬烯醛。(E,E)-2,4-十二烯醛贡献油脂和割青草气味。中层原酒中壬醛的OAV值较大，壬醛一般贡献油脂和割青草气味。

2.2.5 其他物质

4-乙基愈创木酚呈强烈的烟熏味、木材味、低浓度的时候具有典型的甜香味等复合香气，本研究中，下层原酒中的OAV值高于其他原酒。β-大马酮在葡萄酒、黄酒、清香型白酒中均有检出[6，10]，由于其香气阈值极低（0.001 ppb），且有焦糖香气、烟草等复合香味，对酒类香气有烘托作用，本研究的下层原酒的OAV值最大。

3 结论

本研究利用HS-SPME分析了不同空间层次原酒中风味物质的差异性，共检出79种挥发性成分，包括酯类53种、醇类9种、醛类7种、酮类3种、酸类3种、芳香族2种、萜烯类1种、其他1种。具有典型果香味的酯类物质是所有原酒，尤其是下层原酒的主要呈香物质。己酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯和辛酸乙酯是主要的香气活性化合物，且在下层原酒中的OAV值最高。具有花香味的苯乙醇是下层的主要呈香醇类。具有助香作用的β-大马酮和4-乙基愈创木酚也是下层原酒的香气活性物质。

表1 不同空间原酒中的挥发性成分比较

续表1 不同空间原酒中的挥发性成分比较