气相色谱法鉴定酱香白酒

我国的蒸馏白酒是世界上具有悠久历史的蒸馏酒之一，对中国的传统文化传承以及日常生活都有着重要影响[1]。根据白酒各自的风味特点和差异，目前将其划分为浓香型、酱香型、兼香型、芝麻香型、清香型、凤香型、米香型、馥郁香型和其他香型[2]。酱香白酒因酿造环境特殊，工艺、勾调过程复杂，加上成功的营销手段，深受消费者的青睐，尤其定位于高端市场的茅台年份酒、生肖酒等酱香型白酒更是享有国酒的美称。然而巨大的白酒市场份额和高额的利润回报使假冒伪劣高品质酱香白酒的案件时常发生。国内某些电商网站也在售卖各种香型白酒勾兑剂，有人甚至申请了酱香白酒勾调剂的配方专利[3]。市场上非纯粮酿造以及假冒伪劣白酒的销售和饮用不仅有损各知名企业的利益和声誉，也极大地危害着人们的生命以及财安全。因此、白酒的鉴别，特别是具有广大消费受众的酱香白酒的鉴别已然成为分析鉴定方向的技术难点。白酒辨别根据所采取的手段不同，其评价方法包括现代仪器分析法和品酒师品评法。其中品酒师对酒体的综合评判来自于个人的工作经验，从视觉、嗅觉、味觉3个方面分别进行描述性评价和定性。因此，品评法的结果与品酒师的经验、个人精神状态和身体状况有着极大的关联，在一定程度上往往具有较强的主观色彩。同时感官上的差异也可以通过人为添加调味剂来掩盖或者增加某些风味的比重，因此感官评判难以从本质上对酒的真假和来源进行实质性区分[4]。近年来，在精密仪器应用方面，不少研究人员利用荧光光谱[5]、气相色谱以及气相色谱质谱联用[6-7]、电子鼻[8]、电子舌[9]等设备对酒体进行检测分析，运用相关统计学方法和数学建模开展了大量关于白酒溯源和香型区分的研究。目前无论是人为品评还是现代仪器分析的应用均存在一定的不足。例如，电子舌与电子鼻同感官评价相比虽然有更好的稳定性与重现性，但相应的判定结果可以通过后期添加某种食品添加剂而改变。在运用色谱类仪器开展酒体鉴别的应用中，研究人员几乎都选择酒体中含量较高，有较高响应值的组成成分进行检测分析，然后对响应结果进行各种复杂的聚类分析[10]、主成分分析、因子分析[11]等数学统计来对不同酒体进行溯源和品质分析。因此，在检测和统计主要的化学物质时，通常选择酸、醇、酯等酒中较为常见的物质，将其含量多少或者响应值的大小作为主要的区分依据。而这些较为常见的风味物质在各香型酒中几乎都有检出，不同香型酒间主要风味物质含量间的差异在同种香型不同批次或者不同品质酒样上也均有呈现。因此，基于酒体主要风味成分含量差异的统计分类方法同样存在不足。基于上述因素，本研究拟通过对不同香型白酒进行浓缩萃取、气相色谱峰形对比，找出酱香白酒中含有的特有成分，为酱香白酒的鉴定提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 酒样

市场上采购8种香型白酒（浓香型、酱香型、兼香型、芝麻香型、清香型、凤香型、米香型和馥郁香型），实验前酒样常温存放。

1.1.2 试剂

色谱纯正己烷与三氯甲烷、分析纯无水硫酸钠均购于阿拉丁试剂（上海）有限公司；含有异构烷烃姥鲛烷和植烷的包含C8至C40的正构烷烃溶液，采购于美国Accustandard公司，每种烷烃的质量浓度为500 μg·mL-1。

1.1.3 样品处理与试剂配制

（1）样品前处理。移液管取酒样10 mL于20 mL玻璃比色管中，准确加入2 mL正己烷（色谱纯），盖上塞子后剧烈上下振摇约30 s，待正己烷与酒样静止分层，上层正己烷相转移至2 mL溶剂的气相进样瓶（瓶内有少量无水硫酸钠），盖上旋盖后待机分析，2 μL进样。

（2）正构烷烃。正构烷烃（C8-C40）溶液用三氯甲烷稀释成50 mg·L-1作为储备液，然后再取储备液用三氯甲烷稀释成1 μg·mL-1的使用液。所有配制好的储备液以及使用液在分析前均采用冰箱4 ℃低温保存。

1.2 仪器与设备

7890B气相色谱仪配5977质谱、HP-5ms毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），美国安捷伦公司。

1.3 方法

1.3.1 仪器参数

（1）气相色谱参数。可分流进样口温度：240 ℃，分流比设置为5∶1；自动进样2 μL，恒定载气（He）流速：1 mL·min-1；柱温箱控温程序：40 ℃保持2 min，以6 ℃·min-1升至250 ℃，保持10 min。

（2）质谱参数。离子源温度：230 ℃；四极杆温度：150 ℃；接口温度：250 ℃；检测方式：全扫，扫描范围：40～400 amu；电离能量：70 eV；溶剂延迟：3 min。

1.3.2 定性方法

样品色谱峰的定性采用气相色谱保留指数法，依据Vandendool提出的程序升温保留指数计算方法进行[12]。保留指数的计算公式为

式中：IxT为目标未知化合物的气相保留指数；n为未知目标化合物前正构烷烃所含碳原子数；TRx为未知化合物的色谱保留时间；TRn为未知目标化合物前正构烷的色谱保留时间；TRn+1为含n+1个碳原子正构烷烃的色谱保留时间。

2 结果与分析

对处理后的8种香型白酒样品进行分析，酱香白酒与其他香型白酒的色谱峰峰形差异主要体现在酱香白酒无论是色谱的前半段还是色谱的后半段，都有较高的响应峰出现；而其他香型的白酒，如米香型白酒，后半段的峰响应明显高于前半段，浓香、清香、凤香、豉香型白酒的前半段的峰响应明显高于后半段；兼香型白酒的峰形介于酱香与其他香型之间，前半段与后半段峰响应较为接近，但整体响应均低于酱香型白酒。从不同香型酒样的整体峰形上看，虽然酱香型白酒与其他香型白酒有一定的差异，但要把峰形作为区分酱香白酒与其他白酒的依据或者标准，需要复杂的数学建模以及数据统计，从分析检测的角度来看不具备广泛的易用性，因此对酱香白酒的色谱峰与其他香型白酒进行了细微的比对。

通过对比发现酱香白酒的色谱在34.4～35.6 min有6个连续的峰（见图1a），且这些峰在其他香型白酒中均未检出（图1b），因此酒中是否有这6个连续的峰可作为鉴定酱香白酒的依据。为确保在不同气相色谱分析条件下，酱香酒中特有的6个峰以特定的可量化的参数作为定性依据，本文采用气相色谱保留指数法来定性是否有相应的峰被检出。

图1 色谱图

正构烷烃的进样色谱结果显示，酱香白酒中特有的6个峰的保留时间介于C20（保留时间29.621 min）与C21(保留时间31.653 min），见图2。表明这6种物质在中极性色谱柱上的气相色谱保留指数在2 000～3 000。按Vandendool程序升温保留指数计算公式对多次进样的6个特征峰进行计算，其保留指数结果分别为2 058±1、2 067±1、2 071±1、2 081±1、2 091±1和2 095±1。因此以在中极性色谱柱上是否同时有上述6个保留指数的峰被检出作为判断酱香白酒的依据。按照该判断方法对不同品牌不同香型白酒进行样品分析，结果发现所有酱香型白酒色谱在气相保留指数2 000～3 000均有6个特有的峰，且保留指数与判断标准一致，而其他香型白酒的色谱在气相保留指数2 000～3 000均无6个特有的峰检出。综上，该方法具有简单、易操作的特点，无需复杂定量与统计分析，对酱香白酒鉴定具有广泛的适用性。

图2 正构烷烃色谱图

3 结论

该研究对不同香型白酒进行液液萃取，利用气相色谱在中极性色谱柱上进行色谱分析，通过峰形对比，发现了仅在酱香白酒中存在的6个特有峰，其气相保留指数分别为2 058±1、2 067±1、2 071±1、2 081±1、2 091±1和2 095±1。在中极性色谱柱上是否同时有上述6个保留指数的峰被检出可以作为判断酱香白酒的依据，方法具有简单、易操作的特点，无需复杂定量与统计分析，对酱香白酒鉴定具有广泛的适用性。