四种芝麻香型白酒中香气活性成分分析

白乐宜，颜振敏*,冯梦茹，魏新军

1(河南科技学院 食品学院，河南 新乡, 453003)2(上海理工大学 医疗器械与食品学院，上海, 200000)

白酒，又名烧酒[1]，是一种蒸馏酒，具有独特的口感，距今已有多年历史。20世纪80年代，根据酿造工艺的不同，把白酒分为酱香型、清香型、浓香型、米香型4大基本类型，其他种类的香型都是在此基础上衍生而成[2]。芝麻香型白酒是20世纪60年代确定的香型，是中国十二大香型中最晚确定的一个[3]，这类酒在酿造时融合了酱香、清香、浓香等多种工艺，是典型的复合香型白酒，却又突出了其芝麻香为主体的特点；从风格上来说具有突出的焦香和适量酱香，类似炒芝麻的气味[4]。

目前，研究者主要采用包括液液萃取、顶空固相微萃取等前处理方法[5]对白酒中的香气成分进行提取，经GC-MS 分离鉴定，并结合GC-O[5-9]和AEDA[10]香气嗅闻分析，根据GC-O测定的FD值和通过阈值计算OAV活力值对白酒中的香气物质贡献度进行研究。陈双等[11]研究了典型芝麻香型白酒一品景芝挥发性组分特征，首次鉴定出挥发性含硫化合物 11 种和萜烯类化合物 12 种。郑杨等[12]通过液液萃取结合GC-MS鉴定出扳倒井芝麻香型白酒179种挥发性化合物。周庆云等[13]通过OAV分析发现辛酸乙酯、己酸乙酯、丁酸乙酯等8种物质是重要香气成分。胡国栋等[14]在芝麻香型白酒中检测出3-甲硫基丙醇，并将其作为芝麻香型白酒的特征成分。孙啸涛等[15]对21种芝麻香型白酒3-甲硫基丙醇含量的进行检测，发现仅有一个品牌5 个商品酒检出，因此提出3-甲硫基丙醇作为芝麻香型白酒的特征成分有待研究。

芝麻香型白酒品牌众多，其工艺和产品的风格特点也不尽相同，有偏浓的芝麻香、偏酱的芝麻香、偏清的芝麻香、馥郁香型芝麻香等不同流派[4]。傅谭春作为河南省生产的一种芝麻香型白酒，并荣获2015布鲁塞尔烈酒大赛中国酒金奖[16]，其浓郁的芝麻香风味受到消费者亲赖；乔敏莎等[17]测定了傅谭春芝麻香中二甲基二硫和二甲基三硫两种异嗅物质，但关于其香气物质的研究未见报道。因此，本文对傅谭春等死种不同品牌芝麻香白酒挥发性成分分析鉴定，考察相应的OAV值，比较其成分香气活性，探讨傅谭春芝麻香白酒与其他品牌芝麻香型白酒香气物质的呈香异同点，为芝麻香型白酒的生产与品评，提供了一定的参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

酒样：傅潭春芝麻香型酒46%vol，傅潭春芝麻香型酒52%vol(河南傅潭酒业有限公司)，景芝酒酒精度52%vol(山东景芝酒业股份有限公司)，梅兰春酒酒精度48%vol(泰州市梅兰春酒厂有限公司)。

试剂：二氯甲烷、MgSO4(分析纯)，天津市光复精细化工研究所；无水Na2SO4(AR)，天津市科密欧化学试剂有限公司；61种挥发性物质混合标品,兰州东立龙信息技术有限公司。

1.2 仪器与设备

Agilent 7890A气相色谱仪,安捷伦公司；Agilent 5977质谱仪,安捷伦公司；RE-5299旋转蒸发器,德国IKA；CP-WAX57CB色谱柱(50 m×250 μm×0.2 μm,)、7696A样品制备操作台，安捷伦科技有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 样品前处理

液液萃取：分别称取0.9g MgSO4、量取30 mL酒样加入100 mL具塞锥形瓶中，放入搅拌转子。将二氯甲烷以40、40、30 mL分3次加入到锥形瓶中，在磁力搅拌器上搅拌萃取(500 r/min)50 min，超声15 min，静置分层后吸取下层有机相，合并3次萃取液，旋转蒸发浓缩至5 mL以下，用二氯甲烷定容至5 mL,氮吹至2 mL，经0.22 μm有机滤膜过滤，置于1.5 mL的标色样品瓶中密封，供GC-MS上机分析。每个样品各做3组重复试验。

1.3.2 仪器条件

色谱条件：高纯氦气(>99.999%)为载气；载气流速 1.5mL/min；进样口温度230℃；进样量 1.0 μL；分流比30∶1。

升温程序：初始温度35℃保持3min后；以2℃/min升温至55℃，持续1min；再以6℃/min升温至80℃，持续1min；再以4℃/min升温至130℃，保持2min，再以8℃/min升温至175℃；再以3℃/min升温至180℃,保持1min；再以8℃/min升温至200℃，保持11min。

1.3.3 质谱条件

EI 离子源，电压 70 eV，1 086 V电子倍增器电压, 离子源温度230 ℃，单级四极杆质量分析器, 四级杆温度150 ℃,扫描质量数范围40～450 amu，溶剂延迟3 min。

1.3.4 定性方法

数据采集由安捷伦化学工作站控制。将色谱图经化学工作站积分，通过NIST 11谱库比对不同出峰时间化合物的质谱图，选择匹配度>800，并结合人工解谱，确定该化合物的鉴定结果。

1.3.5 定量方法

实验所用标品为定制的61种挥发性物质混合标品，规格为1mL/支，将其用52%乙醇分别稀释为2、5、20、100倍。将标记为原液及不同稀释倍数的标样，经GC-MS采集定性后，利用外标法建立各组分标准曲线方程，据待测样品各物质色谱峰面积定量计算。

1.3.6 添加回收实验及相对标准偏差分析

基于出峰时间前、中、后3个区间、峰型分离度较好及峰面积居中3个原则，从中挑取15种物质进行的样品加标回收试验，取15种已知浓度单标配制混标加入已测知挥发性成分景芝酒样品中，按照1.3.1样品前处理方法，测得加标后酒样挥发性成分含量C3，同时在已提取的景芝酒上机液中加入等量的15种混标，已知其浓度分别为C2。样品做3个平行实验。根据公式(1)计算添加回收率及相对标准偏差：

(1)

式中：ρ3，表示测得加标后样品溶液中各挥发性物质质量浓度，mg/L；ρ2，表示原始样品上机液加标后溶液总质量浓度，mg/L；ρ1，表示原始样品质量浓度，mg/L。

2 结果与分析

2.1 添加回收试验及相对标准偏差分析

根据公式和实验数据计算实验结果如表1所示，15种不同挥发性物质的回收率平均值在95.90%～100.3%，相对标准偏差2.06%～7.66%，其准确度和精密度均符合分析要求。

2.2 不同品牌白酒的色谱图及定性

采用1.3.4试验方法，在4种芝麻香型白酒中共定性出110种挥发性成分(图1～图4)，其中酯类包括芳香族50种、酸类12种、醇类15种、醛酮类5种、缩醛类11种，从成分构成上来看酯类、酸类、醇类、醛类是白酒中的主要成分。检出吡嗪类物质4种，呋喃类7种，酚类2种，硫化物3-甲硫基丙醇1种，这些杂环化合物为芝麻香白酒的“炒芝麻”香气提供了重要贡献。本次研究只在梅兰春和景芝两种芝麻香型白酒中检测到3-甲硫基丙醇，而傅谭春(52%vol)和傅谭春(46%vol)两种酒中未检出，这与孙啸涛等[15]的研究结果一致。芝麻香型白酒特殊的风格，应该是以酯、醇、酸、醛酮类为框架，并和吡嗪类、呋喃类、酚类等杂环化合物和多种含硫化合物共同作用所产生。

图1 景芝酒总离子流图

图2 傅谭春(46%vol)酒总离子流图

图3 傅谭春(52%vol)酒总离子流图

图4 梅兰春酒总离子流

2.3 四种芝麻香白酒定量及OAV值

从110种挥发性成分种挑出了57种峰型较好，且高于3个背景噪声的挥发性成分进行定量，并结合范文来等[2]、王晓欣[18-19]、张倩等[20]提供的这57种挥发性物质的阈值进行了香气活力值测定，并对重要呈香物质的香气结构特征感官评价(表1)。

由57种挥发性物质的定量结果可知酯类是4种芝麻香型白酒的主要呈香物质，景芝、傅谭春(52%vol)、傅谭春(46%vol)、梅兰春4种芝麻香型白酒的总酯相对含量分别为75.15%、57.42%、68.81%、51.65%；在含量上均占据着主导地位；其中以乙酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯3种酯类含量最多，乳酸乙酯含量均为最高，分别为1 769.87、3 474.78、1 605.17和1 468.38 mg/L，乳酸乙酯具有甜香、水果香和青草香。乙酸乙酯为菠萝香和苹果香，梅兰春与景芝和傅谭春(52%vol)的乙酸乙酯含量接近，傅谭春(46%vol)酒中含量最低。己酸乙酯为甜香、窖香、青瓜香；4种酒中景芝为1 289.59 mg/L含量最高。高度白酒乙醇含量较高，但其香气相较于低度白酒也更加浓郁。梅兰春乙酸(1 547 mg/L)含量最高；傅谭春(52%vol)丁酸(396.41 mg/L)含量最高；景芝己酸含量最高为211.19 mg/L。醇类中主要以正丙醇、正丁醇、异戊醇含量较多，傅谭春(52% vol)酒中的正丙醇(391.58 mg/L)、正丁醇(386.58 mg/L)、异戊醇(436.77 mg/L)含量均为最高。其他成分包括醛酮类、吡嗪类、酚类、芳香族、呋喃类、含硫化合物等共同构成了白酒的香气成分。

香气化合物浓度与其阈值之比称为香气活力值(odor activity value,OAV)[21]，可以比较香气物质具有不同的呈香能力。4种芝麻香型白酒中OAV≥1的化合物有30种(表2)，景芝中OAV≥1的成分共有22种；傅谭春(52%vol)有28种；傅谭春(46%vol)为17种；梅兰春18种。其中乙醛、乙酸乙酯等14种物质为4种酒中OAV均>1的香气物质，说明在白酒的整体呈香能力上14种物质在不同的芝麻香型白酒中具有较高的一致性。

酯类中以景芝的己酸乙酯(OAV=23 307.24)、戊酸乙酯(OAV=977.97)、辛酸乙酯(OAV=290.85)OAV值较高；傅谭春(52 %vol)的丁酸乙酯(OAV=9 994.17)、乳酸乙酯(OAV=27.12)、苯丙酸乙酯(OAV=211.78)；梅兰春的乙酸乙酯(OAV=28.09)OAV较高，表现出较强的呈香能力，也是突出不同芝麻香型白酒香气的风格特征；酸类中以傅谭春(52%vol)的乙酸(OAV=11.40)、丁酸(OAV=410.94)、戊酸(OAV=8.35)、异戊酸(OAV=26.50)、辛酸(OAV=4.51)OAV最高，酸类虽然具有较强的刺激性气味，但是可以调节白酒的整体风味，也具有重要的助香作用；醇类中以傅谭春(52 %vol)的仲丁醇(OAV=1.06)、正丙醇(OAV=7.26)、异丁醇(OAV=5.42)、正丁醇(OAV=141.43)OAV较高，仲丁醇、异丁醇和正丁醇均有水果香和花香，对白酒的整体香气起到了增益作用，异丁醇的刺激性气味具有调和整体香气的能力。酸类和醇类都是合成酯类的前体物质，同时醇类也可进一步氧化为醛类、酸类从而加速酯化反应进程。醛类以梅兰春的乙缩醛(OAV=212.05)；呋喃类以傅谭春(52%vol)的糠醛(OAV=6.72)、糠醇(OAV=2.35)；傅谭春(52%vol)的苯甲醛(OAV=1.33)的OAV最高；这些呈香能力较强的物质共同构成了白酒呈香表现的重要因素，不同的芝麻香型白酒中具有不同的比例关系，他们使每种不同的白酒具有了独特的风格特征。

表1 景芝15种组分RSD及加标回收率结果

表2 四种芝麻香型白酒OAV≥1的香气物质分布情况

注：“-”代表无。

3 结论

本实验以液液萃取作为前处理，并结合GC-MS分析了4种芝麻香白酒。共定性出110种挥发性成分，并对其中的57种成分进行了定量和OAV值测定。结果表明酯类、醇类、酸类、醛酮类是白酒中的主要呈香物质，其中以酯类贡献最大。定量结果表明乙酸乙酯、己酸乙酯和乳酸乙酯含量均较高。4种酒中OAV≥1的成分数景芝22种、傅谭春(52%vol)为28种、傅谭春(46%vol)为17种、梅兰春为18种。所有成分中以景芝的己酸乙酯OAV值最高，醛类以梅兰春的乙缩醛，呋喃类以傅谭春(52%vol)的糠醛、糠醇、傅谭春(52%vol)的苯甲醛的OAV较高。不同的芝麻香型白酒中呈香物质具有不同的比例关系，形成了不同白酒独特的风格特征,这些呈香能力较强的物质共同构成了白酒呈香表现，为不同种类的芝麻香白酒品评及生产加工提供一定的参考依据。